Die Berechnung der optimalen Kapazität eines Lithium-Akkus erfolgt in diesen Schritten:

1. Täglichen Energiebedarf ermitteln: Addieren Sie den Energieverbrauch aller Geräte in Wattstunden (Wh) pro Tag. Formel: Leistung (W) × Betriebsdauer (h) = Energiebedarf (Wh)
2. Autonomietage festlegen: Bestimmen Sie, wie viele Tage Sie ohne Nachladen auskommen möchten (typischerweise 1-3 Tage).
3. Entladetiefe berücksichtigen: Bei LiFePO4-Akkus können Sie mit einer maximalen Entladetiefe von 80% rechnen.
4. Kapazität berechnen: Formel: (Täglicher Energiebedarf × Autonomietage) ÷ (Nennspannung × Entladetiefe) = Benötigte Kapazität in Ah

Beispiel: Bei einem täglichen Verbrauch von 1000Wh, 2 Autonomietagen, einer Nennspannung von 12V und 80% Entladetiefe:

(1000Wh × 2) ÷ (12V × 0,8) = 2000Wh ÷ 9,6V = 208Ah

In diesem Fall wäre ein 200Ah LiFePO4-Akku die passende Wahl.

Beachten Sie: Bei gleicher nutzbarer Energie können Sie die Kapazität eines Lithium-Akkus etwa halb so groß wählen wie bei einem Blei-Akku, da Lithium-Akkus tiefer entladen werden können (80% vs. 50%).

Typische Verbraucher und ihr Energiebedarf:

LiFePO4-Akkus (Lithium-Eisenphosphat) bieten gegenüber herkömmlichen Blei-Akkus (AGM, Gel, Blei-Säure) zahlreiche entscheidende Vorteile:

• Höhere Energiedichte: Bis zu 70% weniger Gewicht und Volumen bei gleicher Kapazität.
• Größere nutzbare Kapazität: Während Blei-Akkus nur bis 50% entladen werden sollten, können LiFePO4-Akkus problemlos bis zu 80% entladen werden.
• Längere Lebensdauer: 3000-6000 Zyklen gegenüber 300-500 Zyklen bei Blei-Akkus.
• Höherer Wirkungsgrad: Bis zu 92% gegenüber 70-80% bei Blei-Akkus, was bedeutet, dass mehr der eingespeisten Energie tatsächlich genutzt werden kann.
• Kein Memory-Effekt: Lithium-Akkus können jederzeit geladen werden, ohne dass die Kapazität darunter leidet.
• Geringere Selbstentladung: Lithium-Akkus verlieren im Ruhezustand deutlich weniger Ladung als Blei-Akkus.
• Konstante Spannungskurve: Die Spannung bleibt während der Entladung nahezu konstant, was zu stabilerer Leistung für angeschlossene Geräte führt.
• Schnellere Ladezeiten: LiFePO4-Akkus können mit höheren Strömen geladen werden und nehmen auch bei niedrigem Ladezustand noch effizient Energie auf.

Diese Vorteile machen LiFePO4-Akkus zur idealen Wahl für Solaranlagen, Wohnmobile, Boote und alle Anwendungen, bei denen Gewicht, Lebensdauer und Effizienz wichtige Faktoren sind.

BMS steht für "Battery Management System" (Batteriemanagementsystem) und ist eine elektronische Schutzschaltung, die in jeden hochwertigen Lithium-Akku integriert ist. Das BMS übernimmt mehrere kritische Funktionen:

• Zellbalancing: Überwacht und gleicht die Spannungen der einzelnen Zellen aus, um eine gleichmäßige Belastung und maximale Lebensdauer zu gewährleisten.
• Überladeschutz: Verhindert, dass einzelne Zellen über ihre maximale Spannung hinaus geladen werden, was zu irreversiblen Schäden oder im schlimmsten Fall zu Bränden führen könnte.
• Tiefentladeschutz: Schaltet den Akku ab, bevor die Zellen unter ihre minimale Spannung fallen, was die Lebensdauer drastisch verkürzen würde.
• Überstromschutz: Begrenzt den maximalen Lade- und Entladestrom, um Überhitzung und Beschädigung zu vermeiden.
• Temperaturüberwachung: Überwacht die Betriebstemperatur und verhindert das Laden bei zu niedrigen oder zu hohen Temperaturen.
• Kurzschlussschutz: Schützt den Akku vor Beschädigung durch Kurzschlüsse im angeschlossenen System.

Das BMS ist unverzichtbar für den sicheren und langlebigen Betrieb von Lithium-Akkus. Im Gegensatz zu Blei-Akkus können Lithium-Zellen durch Überladung, Tiefentladung oder extreme Temperaturen dauerhaft beschädigt werden oder sogar ein Sicherheitsrisiko darstellen. Ein hochwertiges BMS verhindert diese Risiken und sorgt für maximale Lebensdauer und Sicherheit.

Alle unsere LiFePO4-Akkus sind mit fortschrittlichen BMS-Systemen ausgestattet, die speziell auf die jeweilige Akkugröße und den Anwendungsbereich abgestimmt sind.

In vielen Fällen können Sie Ihren vorhandenen Laderegler mit Lithium-Akkus verwenden, es gibt jedoch einige wichtige Punkte zu beachten:

• Ladespannung: Der Laderegler muss auf eine maximale Ladespannung eingestellt werden können, die für LiFePO4-Akkus geeignet ist (typischerweise 14,2V-14,6V für 12V-Systeme). Höhere Spannungen, wie sie für die Ausgleichsladung von Blei-Akkus verwendet werden, können Lithium-Akkus beschädigen.
• Temperaturkompensation: Falls Ihr Laderegler eine Temperaturkompensation verwendet, sollte diese deaktiviert werden, da Lithium-Akkus keine temperaturabhängige Ladespannung benötigen.
• Erhaltungsladung: Lithium-Akkus benötigen keine Erhaltungsladung. Wenn Ihr Laderegler diese nicht deaktivieren kann, ist das in der Regel kein Problem, solange die Spannung im sicheren Bereich liegt.

Für optimale Ergebnisse empfehlen wir Laderegler mit speziellen LiFePO4-Ladeprogrammen oder -einstellungen. Diese berücksichtigen die besonderen Eigenschaften von Lithium-Akkus und sorgen für eine optimale Ladung:

• Konstante Ladespannung ohne Ausgleichs- oder Erhaltungsphase
• Höhere Ladeströme für schnelleres Laden
• Keine Temperaturkompensation

Moderne MPPT-Solarladeregler verfügen oft über spezielle Lithium-Ladeprofile, die einfach ausgewählt werden können. Bei älteren Modellen sollten Sie prüfen, ob die Ladeparameter manuell angepasst werden können.

Das integrierte BMS unserer Lithium-Akkus bietet zusätzlichen Schutz vor Überladung, sodass auch bei nicht optimal eingestellten Ladereglern keine unmittelbare Gefahr besteht – allerdings kann die Lebensdauer des Akkus durch nicht optimale Ladebedingungen beeinträchtigt werden.

Die Wahl der richtigen Spannungsklasse hängt von mehreren Faktoren ab:

• Kompatibilität mit vorhandenen Komponenten: Prüfen Sie, welche Spannung Ihre Verbraucher, Laderegler und Wechselrichter unterstützen.
• Leistungsbedarf: Je höher der Leistungsbedarf, desto vorteilhafter sind höhere Spannungen.
• Kabellängen und -querschnitte: Höhere Spannungen ermöglichen dünnere Kabel bei gleicher Leistung.

12V-Systeme eignen sich für:

• Kleinere Anwendungen mit Leistungen bis etwa 1000W
• Direkten Ersatz vorhandener 12V-Bleiakkus
• Systeme mit vielen 12V-Verbrauchern (typisch in Wohnmobilen und Booten)
• Einfache Installation ohne spezielle Kenntnisse

24V-Systeme sind optimal für:

• Mittlere Anwendungen mit Leistungen von 1000W bis 3000W
• Größere Wohnmobile und Boote mit höherem Energiebedarf
• Systeme mit längeren Kabellängen, da geringere Ströme fließen
• Kombination aus 12V- und 230V-Verbrauchern (mit Spannungswandlern)

48V-Systeme sind ideal für:

• Große Anwendungen mit Leistungen über 3000W
• Stationäre Inselanlagen für Häuser und gewerbliche Anwendungen
• Maximale Effizienz durch minimale Verluste
• Optimale Kompatibilität mit modernen Wechselrichtern

Faustregel: Je höher die Spannung, desto geringer sind die Ströme bei gleicher Leistung, was zu weniger Verlusten und dünneren Kabeln führt. Allerdings steigt mit der Spannung auch die Komplexität des Systems und die Anforderungen an die Sicherheit.

Die Temperatur hat einen signifikanten Einfluss auf die Leistung und Lebensdauer von Lithium-Akkus:

• Betriebstemperaturbereich: LiFePO4-Akkus können typischerweise in einem Bereich von -20°C bis +50°C betrieben werden, wobei die optimale Leistung zwischen +10°C und +30°C liegt.
• Kälte: Bei niedrigen Temperaturen sinkt die verfügbare Kapazität temporär (bei 0°C etwa 80-90% der Nennkapazität), und die maximale Entladeleistung kann reduziert sein. Die Akkus nehmen jedoch keinen Schaden und erreichen bei Erwärmung wieder ihre volle Leistungsfähigkeit.
• Laden bei Kälte: Das Laden bei Temperaturen unter 0°C sollte vermieden oder mit reduzierten Strömen durchgeführt werden, da es sonst zu Lithium-Plating (Abscheidung von metallischem Lithium) kommen kann, was die Lebensdauer verkürzt.
• Hitze: Hohe Temperaturen über 40°C beschleunigen die Alterung der Zellen und können die Lebensdauer verkürzen. Dauerhafte Lagerung oder Betrieb bei hohen Temperaturen sollte vermieden werden.

Weitere Umgebungsfaktoren:

• Feuchtigkeit: Das Gehäuse schützt die Zellen vor Feuchtigkeit, aber extreme Nässe sollte vermieden werden. Unsere Akkus sind spritzwassergeschützt, aber nicht für dauerhaftes Untertauchen geeignet.
• Erschütterungen: LiFePO4-Akkus sind robust gegenüber Vibrationen und Erschütterungen, was sie ideal für mobile Anwendungen macht.
• Lagerung: Für die Langzeitlagerung empfehlen wir einen Ladezustand von 40-60% und kühle, trockene Bedingungen (10-20°C).

Unsere LiFePO4-Akkus sind mit Temperaturüberwachung im BMS ausgestattet, das den Akku bei extremen Temperaturen automatisch schützt. Für Anwendungen in sehr kalten Umgebungen bieten wir auch Modelle mit integrierter Heizung an, die den Akku vor dem Laden auf eine optimale Temperatur bringt.

Das Parallel- oder Reihenschaltern von Lithium-Akkus ermöglicht es, die Kapazität oder Spannung zu erhöhen. Dabei sind jedoch einige wichtige Regeln zu beachten:

Parallelschaltung (erhöht die Kapazität, Spannung bleibt gleich):

• Verbinden Sie die Pluspole aller Akkus miteinander und die Minuspole aller Akkus miteinander.
• Verwenden Sie nur Akkus des gleichen Typs, Alters und Kapazität.
• Stellen Sie sicher, dass alle Akkus vor dem Verbinden den gleichen Ladezustand haben.
• Verwenden Sie Kabel mit ausreichendem Querschnitt und möglichst gleicher Länge für alle Verbindungen.
• Idealerweise sollten die Akkus mit individuellen Ladereglern geladen werden, um optimale Balancierung zu gewährleisten.

Reihenschaltung (erhöht die Spannung, Kapazität bleibt gleich):

• Verbinden Sie den Pluspol des ersten Akkus mit dem Minuspol des zweiten Akkus usw.
• Verwenden Sie nur Akkus des gleichen Typs, Alters und Kapazität.
• Stellen Sie sicher, dass alle Akkus vor dem Verbinden den gleichen Ladezustand haben.
• Beachten Sie, dass bei Reihenschaltung die BMS-Systeme der einzelnen Akkus möglicherweise nicht optimal zusammenarbeiten.

Wichtige Hinweise:

• Für größere Systeme empfehlen wir spezielle Batteriebänke mit integriertem BMS für die gesamte Bank.
• Bei Reihenschaltung addieren sich die Spannungen (z.B. 2 × 12V = 24V), bei Parallelschaltung die Kapazitäten (z.B. 2 × 100Ah = 200Ah).
• Maximal empfehlen wir die Parallelschaltung von bis zu 4 Akkus und die Reihenschaltung von bis zu 4 Akkus (je nach Modell).
• Bei komplexeren Konfigurationen sollten Sie einen Fachmann konsultieren.

Für viele Anwendungen ist es einfacher und sicherer, direkt einen Akku mit der benötigten Spannung und Kapazität zu wählen, anstatt mehrere kleinere Akkus zu kombinieren.