Einführung

Batterien speichern elektrische Energie in chemischer Form und können sie bei Bedarf als elektrischen Strom abgeben. Sie werden weit verbreitet verwendet, um verschiedene Geräte zu betreiben, einschließlich Mobiltelefonen, Laptops, Auto-Startern und mehr. In Solarenergiesystemen spielen Batterien eine entscheidende Rolle bei der Energiespeicherung und -verteilung.

Elektrische Batterien nutzen chemische Reaktionen, um Energie zu speichern und freizusetzen. Sie bestehen aus zwei oder mehr Elektroden, die durch einen Elektrolyten getrennt sind. Während der Entladung finden chemische Reaktionen in den Elektroden und im Elektrolyten statt, die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln.

Ein gängiges Beispiel für eine elektrische Batterie ist die Autobatterie (nass Blei-Säure-Batterie).

Batterien mit unterschiedlichen Spannungen

Batterien gibt es in verschiedenen Spannungsbereichen, abhängig von ihrer Bauweise und Anwendung. Die Haupttypen von Batterien mit unterschiedlichen Spannungen sind:

a) Niederspannungsbatterien: Dies sind Batterien mit einer Spannung von bis zu 12 Volt. Sie werden häufig in Geräten wie Autobatterien (12V), Motorradbatterien (6V oder 12V) und Batterien für tragbare Elektronik (3,7V oder 7,4V) verwendet.

b) Mittelspannungsbatterien: Diese haben Spannungen von 12 Volt bis mehrere hundert Volt. Sie werden in Solarenergiesystemen, Elektrofahrzeugen, Elektroscootern und anderen Energiespeichersystemen verwendet. Beispiele sind Lithium-Ionen-Batterien mit Spannungen von 48V, 72V, 96V und mehr.

c) Hochspannungsbatterien: Diese reichen von mehreren hundert Volt bis zu mehreren Kilovolt und werden in großflächigen Energiespeichersystemen wie Kraftwerken, Stromnetzen und industriellen Anwendungen eingesetzt. Zum Beispiel werden Lithium-Batterien mit Spannungen von 400V, 800V und höher häufig verwendet.

Wichtig: Solarstromanlagen verwenden typischerweise Mittelspannungsbatterien, wie 12/24/48V, und Hochspannungsbatterien verschiedener Spannungswerte.

Moderne Batterietypen: Blei-Säure, AGM, GEL, Carbon, LiFePo4

Es gibt viele Batterietypen, wobei ständig neue entwickelt werden. In diesem Abschnitt konzentrieren wir uns auf die bekanntesten Typen, die in Solarenergiesystemen verwendet werden:

1. Blei-Säure-Batterie

Bild einer Blei-Säure-Batterie, die zur Bereitstellung eines hohen Leistungsschubs zum Starten von Fahrzeugen oder Stromsystemen verwendet wird und ihr typisches Design und ihre Anschlüsse zeigt

Die Blei-Säure-Batterie mit einem gefluteten Elektrolyten, besser bekannt als Autobatterie, ist kostengünstig, jedoch nicht für Solarstromanlagen geeignet, da sie für kurze Leistungsspitzen (wie das Starten eines Autos) konzipiert ist. Die Verwendung von Autobatterien in Solarsystemen kann aufgrund der kontinuierlichen hohen Leistungsanforderung zu einer schnellen Abnutzung führen.

2. AGM (Absorbent Glass Mat) Batterie

Bild einer AGM (Absorbent Glass Mat) Batterie, die ihr versiegeltes Design zeigt, das für Tiefenzyklus-Anwendungen und Notstromversorgung mit wartungsfreier Bedienung verwendet wird

In den 1970er Jahren entwickelt, stellt die AGM-Batterie die nächste Stufe in der Entwicklung von Blei-Säure-Batterien dar. Dies sind wartungsfreie, versiegelte Batterien, bei denen der Elektrolyt in einer Glasmatte absorbiert ist. AGM-Batterien können in Solarsystemen mit einer Entladerate von 20–25 % ihrer Kapazität verwendet werden. Eine 100Ah AGM-Batterie kann beispielsweise eine 230V-Belastung von bis zu 240–310W bewältigen.

3. GEL-Batterie

Bild einer GEL-Batterie, die ihr versiegeltes, auslaufgeschütztes Design zeigt, das für Tiefenzyklus-Anwendungen und zuverlässige Notstromversorgung verwendet wird

GEL-Batterien wurden in den 1930er Jahren entwickelt und verwenden einen Elektrolyten in Gel-Form. Diese Batterien sind sicherer, da das Gel Auslaufen und Leckagen verhindert, selbst wenn die Batterie geneigt oder beschädigt wird. GEL-Batterien haben außerdem eine lange Lebensdauer und halten bis zu 800 Zyklen bei 100 % Entladetiefe. Sie sind für Solarsysteme geeignet, haben jedoch einen höheren Preis.

4. Carbon-Batterie

Bild einer Carbon-Batterie, die ihr Design für Tiefenzyklusspeicher mit verbesserter Leistung und längerer Lebensdauer im Vergleich zu traditionellen Blei-Säure-Batterien hervorhebt

Carbon- oder graphene-basierte Batterien sind eine Verbesserung der AGM- und GEL-Technologien. Diese versiegelten und wartungsfreien Batterien bieten bis zu 2000 Zyklen bei 100 % Entladetiefe, was sie zu einer soliden Wahl für Solarsysteme macht. Sie sind jedoch auch tendenziell teurer.

5. LiFePo4 (Lithium-Eisenphosphat) Batterie

Bild einer LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat) Batterie, bekannt für ihr leichtes Design, ihre lange Lebensdauer und ihre Sicherheit in Hochleistungsanwendungen

LiFePo4-Batterien wurden 1996 entwickelt und sind bekannt für ihre hohe Sicherheit, Stabilität und lange Lebensdauer, was sie ideal für moderne Solarenergiesysteme macht. Mit einer Lebensdauer von über 9000 Zyklen sind LiFePo4-Batterien eine bevorzugte Wahl in Elektrofahrzeugen und großflächigen Energiespeichern. Sie bieten eine konstante Spannungsabgabe, was die Systemgestaltung für Solarstationen vereinfacht.

Erfahren Sie mehr über die Vorteile der LiFePo4-Batterie, indem Sie die Artikel lesen:

Fazit

Die Wahl der richtigen Batterie für Ihr Solarstromsystem hängt von Ihren Bedürfnissen und Ihrem Budget ab. Während Blei-Säure-Batterien kostengünstig erscheinen mögen, sind sie nicht für kontinuierliche Energiebedarfe geeignet. AGM-, GEL-, Carbon- und LiFePo4-Batterien bieten verbesserte Leistung und sind bessere Optionen für Solarinstallationen. Jeder Typ hat einzigartige Vorteile in Bezug auf Langlebigkeit, Wartung und Energieabgabe, sodass Sie die beste Lösung für Ihr System finden können.