Was versteht man unter Kapazitäts-Werte (z.B. 110Ah nach C100)?
Hurra! Die bestellte Versorgungsbatterie für das Wohnmobil ist da!
Sie fragen sich nun vielleicht:
"Warum stehen auf derselben Batterie mehrere unterschiedliche Kapazitäten?"
"Warum auch niedrigere Kapazitäten als ich eigentlich bestellt habe?"
"Wurde ich mit Falschangaben in die Irre geführt?!"
"Welche Kapazität hat meine Batterie denn jetzt?!"
Keine Sorge! Wir können Sie gleich beruhigen. Mehrere Kapazitätsangaben auf einer Batterie sind ein gutes Zeichen und weisen sogar auf eine höhere Qualität durch unterschiedlich durchgeführte Belastungstests seitens der Batteriehersteller. Die daraus resultierenden zusätzlichen Mehrangaben und welchen Mehrwert diese Ihnen bieten, erklären wir Ihnen im folgenden Beitrag.
Was bedeutet die Angabe unterschiedlicher Kapazitäten und z.B. der Wert C100?
Versorgungsbatterien mit der Blei-Säure-Technologie haben teils mehrere Kapazitätsangaben mit zusätzlichen C-Werten (z.B. 110Ah|C100) angegeben, welche häufig zu Verwirrungen führen.
Dies hängt damit zusammen, dass ein und dieselbe Blei-Säure-Batterie sich bei der Entladung nicht immer gleich verhält. Je nach der Stärke des Stroms, der von der Batterie abverlangt wird, ändern sich auf Grund der chemischen Beschaffenheit ihre Entladeeigenschaften. Infolgedessen variiert ihre nutzbare Kapazität.
Ein C-Wert bei einer Kapazitätsangabe gibt Ausschluss darüber, unter welcher Belastung die Kapazität erreicht wird.
Einfach und ohne erstmal groß ins Detail zu gehen, besteht für Blei-Säure-Batterien die Regel: Je höher der Entladestrom der Batterie, desto geringer ist die nutzbare Kapazität.
Um herauszufinden wieviel tatsächliche Kapazität Sie von der Batterie in ihrem künftigen Einsatz erwarten können, unter Berücksichtigung Ihres elektrischen Verbrauchers, geben Batteriehersteller zur genaueren Berechnung mehrere Kapazitätswerte an.
Nachfolgend erklären wir Ihnen die Bedeutung der unterschiedlichen Kapazitätswerte anhand eines Beispiels
Um Ihnen das Rätsel mehrerer Kapazitätsangaben auf einer Batterie lösen zu können, nehmen wir als Hilfe eine herkömmliche Blei-Säure Versorgungsbatterie mit einer Nennkapazität von 110Ah als Beispiel-Batterie.
In der Regel finden sich die Angaben zur Kapazität direkt auf der Batterie. Sofern sich keine Angaben auf dieser befinden, sollten sich diese in einem Datenblatt der Batterie finden lassen.
Unsere Hauptangabe auf der Beispiel-Batterie zeigt 110 Ah nach C100, fachlich richtig ausgedrückt ist das die Nennkapazität.
In einem Satz schnell zusammengefasst bedeutet dies, dass die Batterie über einen Zeitraum von 100 Stunden einen Strom von 1,1 A zur Verfügung stellen kann, bis sie ihre Entladeschlussspannung erreicht hat.
Hinweis: Es kann vorkommen, dass die Werte z.B. als K100; K20; … bezeichnet werden. Das “K“ in K100 steht für Kapazität, das “C“ in C100 für engl. Capacity. Somit handelt es sich nur um eine andere Sprachausführung und bedeutet dasselbe.
Da die Entladezeit in Stunden (h) eine der wichtigsten Rollen bei der Ermittlung der Kapazität einnimmt, wird der Kapazitätswert auch gerne als „h-Rate“ bezeichnet. Als Beispiel: Anstatt 110Ah/C100 würde 110Ah100h angegeben und 110Ah nach hundertstündiger Entladung beschrieben werden.
Der Wert C100 beschreibt demnach eine genormte Entladung der Batterie, die nach Berechnung mit einem Strom von einem hundertstel seiner Nennkapazität (= 1,1A) belastet wird und diesen 100 Stunden lang aufrechterhält, bis sie komplett entladen ist.
Falls Ihr angeschlossener elektrischer Verbraucher nun mehr Strom zieht als die ermittelten 1,1A, z.B. 5A, könnte man theoretisch meinen, dass die Batterie diesen 22 Stunden liefern kann, wenn man die Gleichung umformt und die 1,1A durch 5A ersetzt. Dem ist allerdings leider nicht so.
Die Blei-Säure Batterie wird stark vom sogenannten „Peukert-Effekt“ beeinflusst. Dieser Effekt besagt, dass der Batterie bei steigenden Entladeströmen weniger nutzbare Kapazität zur Verfügung steht.
Und genau aus diesem Grund unterstützen Batteriehersteller mit zusätzlichen Kapazitätsangaben den Benutzer, indem mehrere Entladestrom-Szenarien seiner Batterie dargestellt werden.
Um, bei einem Entladestrom von 5A in diesem Beispiel, festzustellen mit welcher Kapazität Sie nun rechnen können, müssen Sie sich an den weiteren Kapazitätsangaben orientieren.
In unserem Beispiel wäre die Kapazitätsangabe 100Ah nach C20 interessant.
Diese besagt, dass die Batterie bei einer Strombelastung von einem zwanzigstel seiner Nennkapazität (= 5A) diesen über einen Zeitraum von 20 Stunden liefern kann.
➔ Somit können Sie sich mit der Beispielstromentnahme von 5A an dem Kapazitätswert C20 orientieren. Ihre tatsächlich nutzbare Kapazität wäre somit 100Ah.
Die weiteren Kapazitätsangaben nach C10 und C5 auf der Beispiel-Batterie beziehen sich auf noch höhere Entladeströme als C100 und C20.
Bei der C10 Angabe, in der die Batterie über 10 Stunden noch 88Ah an Kapazität leisten kann, wäre der Entladestrom 8,8A.
Bei der C5 Angabe, in der die Batterie über 5 Stunden nur noch 75Ah an Kapazität leisten kann, wäre der Entladestrom 15A.
Zusammenfassend sind Kapazitätswerte (C-Werte) ein wichtiger und wertvoller Bestandteil der Batterieangaben. Sie zeigen unter welchem Entladestrom die angegebene Kapazität ermittelt wurde und geben somit einen genaueren Aufschluss darüber, über welchen Zeitraum Sie einen bestimmten Strom der Batterie entnehmen können.
Mit folgender Formel können Sie somit bei jeder Blei-Säure-Batterie berechnen und herausfinden, was Sie in Ihrem Einsatz von dieser erwarten können:
Nennkapazität in Ah / C-Wert der Nennkapazität in h = Entladestrom
Weiteres nützliches Wissen zu Kapazitätswerten
Einfluss der C-Werte auf die Entladeschlussspannung
Unterschiedliche Entladeströme haben auch einen Einfluss darauf, bei welcher Spannung die Batterie leer ist (Entladeschlussspannung). Bei langsamen Entladungen mit kleinen Strömen (z.B C100 oder C20) ist eine 12V Blei-Säure-Batterie bei 10,8V komplett leer. Bei höheren Belastungsströmen, also eine schnellere Entladung der Batterie (z.B. C10 oder niedriger), kann die Batterie unter Umständen tiefer als 10.8V entladen werden. Meistens liegen hier die Entladeschlussspannungen zwischen 10,0V und 10,5V.
Wichtig: Die niedrigeren Entladeschlussspannungen sollten allerdings nur angewandt werden, wenn diese vom Batteriehersteller genehmigt und in einem Datenblatt aufgeführt werden.
Sollten keine Angaben dazu vorhanden sein, fährt man mit einer Entladeschlussspannung von 10,8V bei einer 12V-Batterie immer auf der sicheren Schiene.
Angaben von C-Werten bei Ladevorgaben
Wie hoch der maximale Ladestrom sein darf, wird in der Regel direkt in Ampere (A) vorgegeben.
Selten finden sich auf den Batterien oder den zugehörigen Datenblätter aber auch hier diese Angaben als C-Wert.
Steht zum Beispiel auf einer 12Ah-Batterie zur Ladung „0,3C oder 0,3 Capacity“ bedeutet dies, dass die Batterie maximal mit dem 0,3-fachen Strom der Kapazität geladen werden darf. Bei 12Ah wären das 3,6A Ladestrom.
Diese C-Werte zur Ladung können sich auch auf eine bestimmte Kapazitätsangabe beziehen, zum Beispiel C10. Dies würde im Normalfall wie folgt dargestellt: 0,3C10
Warum haben Lithium-Ionen-Batterien keine zusätzlichen Kapazitäten und C-Werte angegeben?
Da Lithium-Ionen-Batterien einen kaum merklichen Peukert-Effekt aufweisen, können bei dieser Technologie die C-Werte vernachlässigt werden.
Ob Sie als Beispiel eine 100 Ah Lithium-Ionen-Batterie mit einem Strom von 5A oder 50A entladen hat keinen Einfluss auf die Nennkapazität. Die nutzbare Kapazität bleibt somit bei egal welchem Entladestrom 100 Ah.
Wie vergleiche ich unterschiedliche Batterien?
Um einen professionellen Vergleich zwischen den vielen Batterietypen und -marken herzustellen, ist es wichtig auch die C-Werte der Batterien zu berücksichtigen.
Nicht jede Nennkapazität (Hauptangabewert auf der Batterie) wird mit dem gleichen Kapazitätswert (C-Wert) angegeben. Dies liegt unter anderem an den unterschiedlichen Einsatzzwecken der Batterie.
- Die Kapazität von Solarbatterien wird meistens mit dem C100 Wert angegeben
- Die Kapazität von USV-Batterien wird meistens mit dem C20 Wert angegeben
- Die Kapazität von Traktionsbatterien wird meistens mit dem C10 oder C5 Wert angegeben
Achtung! Weil es keine Vorgaben gibt, unter welchem Kapazitätswert (C-Wert) die Kapazität auf der Batterie oder in den Produktdetails angegeben werden soll, werden Kunden nicht selten von Herstellern mit unrealistischen Angaben getäuscht und man glaubt eine stärke Batterie vor sich zu haben als ein vergleichbares Konkurrenzprodukt.