Batterie Typen:
Die grundlegendste Form der wiederaufladbaren Batterie welche heutzutage benutzt wird sind entweder Bleiakkumulatoren oder Alkali basiert.
Technisch gesehen besteht eine Batterie aus zwei verschiedenen Metallen welche in einer Säurelösung eingebettet sind.
Technischer Fortschritt hat dieses Konzept sehr optimiert, aber das grundlegende Prinzip ist noch immer dasselbe.
Bleiakkumulatoren haben Platten gemacht aus Blei, vermischt mit anderen Materialien wie Kohle (whelches die physikalischen Eigenschaften eines Metalls besitzt), welche in einer Schwefelsäurelösung eingebettet sind.
Diese sind ausgesprochen billig in der Produktion und ziemlich weitverbreitet (zumeist als Autobatterien), jedoch sehr unzureichend für Langzeitgebrauch in Alternativen Energiesystemen.
Ihre Naßzellentechnologie erfordert dauerhafte Wartung des inneren Flüssigkeitslevel und ihre Unfähigkeit eine konstante Spannung zu halten sobald sie zu mehr als 10-15% entladen worden sind macht sie ungeeignet für die meisten Spannungswandler. Sobald jene tiefentladen werden wird sich die Säurelösung innerhalb überhitzen, was zur Verdunstung des Wasseranteils führen wird (selbst in "versiegelten" Einheiten), was im Gegenzug zur Auskristallisierung des Schwefels auf den positiven Platten führen wird.
Das wiederum wird die Ladekapazität der Platten dauerhaft verringern und dadurch den sogenannten "Memory Effect" verursachen. Dieser Ausdruck beschreibt einen Zustand in welchem die Batterie sich daran "errinnert" einmal so weit tiefentladen worden zu sein das sie sich fortan "weigert" sich jeh wieder voll aufladen zu lassen.
Immerhin ist eine Autobatterie dazu entworfen worden ein Auto zu starten. Dies geschieht durch einen quasi "kontrollierten Kurzschluß" welcher den Funken erzeugt der das Treibstoff/Luft-Gemisch innerhalb des Kolbens entzündet. Dies erfordert einen massiven und plötzlichen Energieschub durch die Batterie, die sogenannten "Crank Amps" auch "Kaltstartenergie" genannt.
Sobald der Motor gestarted worden ist sorgt der Wandler für die weitere Stromversorgung die nötig ist um den Verbrennungszyklus am Laufen zu halten. Deshalbt muß die Battery nur einmal beim Starten voll belastbar sein und kann sich dann mit dem Wiederaufladen relativ lange Zeit lassen.
Solch ein Batterietyp (auch genannt "Starterbatterie") wurde entworfen um zu nicht mehr als 3-5% entladen zu werden und solch eine Einheit tief zu entladen ("Deep-Cycling") wird dieselbe dauerhaft beschädigen.
Auf der anderen Seite wird das ideale Erneuerbare Energiesystem nur eine relativ kleine, dafür jedoch anhaltende Entladung von der Batteriebank abzuziehen, verlangt dafür jedoch einen konstanten Spannungspegel bei der Ent- und maximale Flexibillität bei der Aufladung. Denn die Kraft der Sonne und des Windes muß man ernten wann immer sie zur Verfügung steht.
Alkali Batterien sind entweder Nickel-Cadmium oder Nickel-Iron basiert.
Sie bestehen aus Nickel- und Eisen- bzw. Cadmiumplatten welche in einer Kaliumwasserstofflösung eingebettet sind.
Nickel-Cadmium Batterien bestehen (wie der Name bereits suggeriert) aus Nickel & Cadmium und haben Leistungsmerkmale welche denen von Bleiakkumulatoren weit überlegen sind.
Aber ihre hohen Herstellungskosten in Verbindung mit Umweltschutzbedenken und dem Fakt das auch diese Einheiten noch immer unter dem "Memory Effekt" leiden machen sie nur zur zweiten Wahl wenn es um den Entwurf einer modernen Batteriebank geht.
Der Ausdruck "Tiefentladungs (Deep Cycle) Batterie" wird heutzutage im Markt leider viel zu großzügig angewandt, bezieht sich normalerweise jedoch auf Einheiten die zu mind. 50% entladen werden können ohne dadurch dauerhaft schaden zu nehmen.
Bleiakkumulatoren werden oft auch als "Deep Cycle" Einheiten verkauft obwohl ihr Spannungspegel unterhalb von 11V fallen wird (normal sind 12.5V für eine voll aufgeladene Einheit) sobald ihre Ladung zu mehr als 30% erschöpft ist (und das obwohl sie über sehr viel dickere Platten verfügen als normale Kaltstartbatterien), was im Gegenzug die Batterie nutzlos machen wird für die meisten Spannungswandler.
Echte "DeepCycle" Batterien können jedoch zu mindestens 50% tiefentladen werden bevor ein Spannungsabwahl eintritt (welches der wirklich wichtige Teil ist, da die meisten Inverter [Spannungswandler] aufhören zu arbeiten sobald die Eingangsspannung um mehr als 1.5V abfällt).
Moderne Trockenzellenbatterien ("Trockenzellen" bewahren ihre Säurelösung in Glassfibermatten auf und haben daher wenig oder gar keine flüssige Säure zwischen den einzelnen Zellen) können dagegen bis auf 15-10% entladen werden ohne deutlichen Spannungsabfall oder Batterieschaden.