Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Warum wird bei Batterien Ah und nicht Wh angegeben?


von Micha (Gast)


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Bei Zellen, Batterien, Akkus ist es gebräuchlich, deren Kapazität in Ah 
anzugeben. Ist normalerweise für jemand mit normaler Schulbildung auch 
kein Problem, daraus die Energiemenge zu überschlagen, die man aus so 
einer Batterie rausholen kann (oder in einem Akku speichern kann).

Klar war mir das allerdings noch nie so richtig, warum man nicht gleich 
kWh angibt. Wie gesagt, praktisch normalerweise kein großes Ding. Obwohl 
jetzt mal ein Kollege von seinem neuen Hauskraftwerk erzählt hat, mit 
Photovoltaik auf dem Dach und einem Akku-Block im Keller. Auf die Frage 
wieviel der Akku speichert antwortete er "xxx Ampere-Stunden". Die 
Antwort war für mich völlig nichtsagend wenn ich versuche mir 
vorzustellen wieviel typische Verbraucher (Kühlschrank, Fernseher, 
Glühbirnen) damit wie lange laufen können, weil natürlich die 
Zusatzinformation Spannung in dem Fall fehlt.

Gibts eigentlich einen sinnvollen Grund bei Energiespeichern eben nur 
die speicherbare Strommenge anzugeben und nicht die Energie, oder ist 
das einfach nur historisch gewachsen?

von toto (Gast)


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weil zb die spannung nicht konstant ist. ..

von Marek W. (ma_wa)


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Das hat verschiedene Gründe.

Zum einen ist das historisch gewachsen und zum anderen ist die 
entnehmbare Energiemenge vom Akkuaufbau, dem Alterungszustand und dem 
Entnahmestrom abhängig. Kurz gesagt, vom Innenwiderstand der Zelle, die 
leider beim Entladen einen nicht unerheblichen Teil der Energie in Wärme 
umwandelt.

http://www.torqeedo.com/technik/lithium-batterietechnik/hintergrundwissen-korrosion-2

Leider wird dieser Umstand von unseren Marketingfuzis gerne ausgenutzt 
um auf eine Powerbank dann 10000mAh zu schreiben. Das dann von diesen 
ca. 36Wh nur ein Bruchteil wirklich im Akku des Smartphones landen, wird 
einem da nicht erzählt.

Manchmal würde ich mir auch gerne eine Angabe der Energiemenge in Joule 
wünschen, die ich mir aber genauso wie die zu erwartenden Verluste auch 
selber berechnen kann.

von Pumuckl (Gast)


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toto schrieb:
> weil zb die spannung nicht konstant ist. ..

Ja... Wäre aber dennoch kein Grund nicht die entnehmbare Energiemenge 
(Wh) zu spezifizieren.

Die Realität ist an der Stelle jedoch schon ein Stück weiter, man schaue 
z.B. mal auf Notebook- oder Werkzeugakkus... Auch die Angabe bei 
Hybidfahrzeugen ist typischerweise eher in Wh.

von Moritz A. (moritz_a)


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toto schrieb:
> weil zb die spannung nicht konstant ist. ..

Ich glaube du hast da was nicht verstanden, genau deswegen wäre es 
sinnvoll Wh/Ws/J zu nehmen.

Marek Walther schrieb:
> Leider wird dieser Umstand von unseren Marketingfuzis gerne ausgenutzt
> um auf eine Powerbank dann 10000mAh zu schreiben. Das dann von diesen
> ca. 36Wh nur ein Bruchteil wirklich im Akku des Smartphones landen, wird
> einem da nicht erzählt.

Viel schöner finde ich ja, dass sie die Ah der verbauten Batterie 
angeben ohne Angaben zur Zellspannung, und eben nicht die verfügbaren Ah 
am Ausgang bei 5V.

von Pumuckl (Gast)


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Marek Walther schrieb:
> Manchmal würde ich mir auch gerne eine Angabe der Energiemenge in Joule
> wünschen, die ich mir aber genauso wie die zu erwartenden Verluste auch
> selber berechnen kann.

Kannst Du: 1Wh = 3600 Joule :-)

von Marek W. (ma_wa)


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Pumuckl schrieb:
> Marek Walther schrieb:
>> Manchmal würde ich mir auch gerne eine Angabe der Energiemenge in Joule
>> wünschen, die ich mir aber genauso wie die zu erwartenden Verluste auch
>> selber berechnen kann.
>
> Kannst Du: 1Wh = 3600 Joule :-)

Ja, kann ich. Denn 1 Joule ist eine Ws oder eine VAs.

Ansonsten siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Joule

von Pumuckl (Gast)


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Marek Walther schrieb:
> Ja, kann ich. Denn 1 Joule ist eine Ws oder eine VAs.
>
> Ansonsten siehe:
> http://de.wikipedia.org/wiki/Joule

Mir brauchst Du das nicht zu erklären... ;-)

von Helmut S. (helmuts)


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> Klar war mir das allerdings noch nie so richtig, warum man nicht gleich
kWh angibt.

Weil es früher beim Laden nach Zeit wichtiger war die Ah zu kennen.

Batterie mit 4 NiMH Mignon-Zellen a 2Ah, 4,8V

Beispiel Laden mit C/10 = 0,2A
2Ah/0,2A = 10h
Da wusste man, wenn auf dem Ladegerät 200mA stand, dass die Batterie 
nach 12-15h voll sein müsste.

: Bearbeitet durch User
von Icke ®. (49636b65)


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Micha schrieb:
> Klar war mir das allerdings noch nie so richtig, warum man nicht gleich
> kWh angibt. Wie gesagt, praktisch normalerweise kein großes Ding.

Es hat sich eben so eingebürgert. Im KFZ-Bereich wird auch nach wie vor 
von PS gesprochen, obwohl kW schon ewig die offizielle Einheit ist. Und 
ganze Länder rechnen in Zoll, Gallonen oder Unzen.
Bei Elektroautos ist es allerdings üblich, die Akkukapazität in kWh 
anzugeben.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (kosmos)


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Und Ne Frage dazu ich stell mir nennt Bleiakku in den Keller um ne 
kleine USV damit versorgen zu können.

12V/100Ah. Sind es dann etwa (14-12)x100 also 200Watt die ich zur 
Verfügung habe. Man kann dann Akku ja nicht komplett leerlutschen.

Oder kann ich den 100h mit 1Ah belasten bis ich die zulässige 
Entladespannung erreicht habe?

von g457 (Gast)


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> 12V/100Ah. Sind es dann etwa (14-12)x100 also 200Watt die ich zur
> Verfügung habe.

Nein, natürlich nicht.

> Oder kann ich den 100h mit 1Ah belasten bis ich die zulässige
> Entladespannung erreicht habe?

Im Prinzip richtig. Die genaue Rate ist aber vom Akku abhängig (und im 
jeweiligen Datenplatt zu finden). Für Blei(gel)akkus liegt sie 
üblicherweise bei C/20 (und das Entladen dauert dementsprechend 20h).

von Carsten R. (kaffeetante)


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Neben historischen und weiteren Gründen gibt es da noch etwas

Moritz A. schrieb:
> toto schrieb:
>> weil zb die spannung nicht konstant ist. ..
>
> Ich glaube du hast da was nicht verstanden, genau deswegen wäre es
> sinnvoll Wh/Ws/J zu nehmen.

Eher anders herum. Genau deshalb ist es kaum möglich. Man kann 
einigermaßen die Spanungskurve abschätzen nach Ladezustand oder bei 
jeweils einer bestimmten Last. In der Regel wird dort Konstantstrom 
angenomen.

Die Wattstunden sind somit sehr theoretisch oder lastabhängig. Ah 
alleine sind so schon sehr ungenau, sind aber weitaus besser 
vorhersagbar als die kombinierte Größe. Dann noch mit einer unbekannten 
Spanngslage versehen... Das bringt einen dann also auch nicht weiter 
gegenüber der Angabe Ah.

Aber dafür gibt es einige Anwendungen bei denen die Angabe Ah das ist 
was man wissen will, wohingegen die Angabe der Wh in der Regel sehr 
ungenau wird, sofern das tatsächlche Lastprofil nicht zufällig 
demjenigen aus dem Datenblatt entspricht, und auch der Akkuzustand und 
die Temperatur und...

Es gibt mehrere Anwendungen bei denen es um Strom geht. Maximaler Lade- 
und Entladestrom welche auf die Kpazität bezogen wird, wurde schon 
genannt. Das sind nicht nur klassische Konstantstromanwendungen. So 
fällt die "Reichweite" bei Linearreglern letztlich auch nur auf Ah 
zurück. Bei Schaltreglern wäre Wh auch nicht genau, da deren 
Wirkungsgrad nicht konstant ist. Das wäre dann auch sehr schwammig 
selbst wenn Wh genau bestimmbar wären.

Die Angabe in Ah ist pragmatisch. Teils ist es genau das was man wissen 
will. Für den anderen Bereich würde man nur eine schwammige Angabe 
erhalten. Will man beide Angaben in Einklang bringen wird es schwierig 
wegen der unterschiedlichen Lastabhängigkeit. Man hat also entweder 
beide Daten, die dann nicht zueinander passen weil das Profil nicht 
stimmt, was zu Verwirrungen führt, oder man gibt Ah nicht mehr mit an. 
Dann muß man das noch ungenauer zurückrechnen wenn man Ah braucht. Also 
bleibt an besser bei Ah als Angabe auf dem Akku selbst.

Wer Wh haben will kann sich das mittels Datenblatt dann selbst 
zusamenschätzen anhande der Kurven die man dort findet oder auch nicht. 
Oder man macht das ganz grob über die Nennspannung mal Ah. Das ist ein 
grob gemittelter Effektivwert ohne auf das aktuelle Lastprofil 
einzugehen.

: Bearbeitet durch User
von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Thomas O. schrieb:
> 12V/100Ah. Sind es dann etwa (14-12)x100 also 200Watt die ich zur
> Verfügung habe. Man kann dann Akku ja nicht komplett leerlutschen.

Volt (V) x Ampere (A) = Watt (W)
Ampere (A) x Stunde (h) = Amperestunde (Ah)
Volt (V) x Ampere (A) = Watt (W)
Watt (W) x Stunde (h) = Wattstunde (Wh)
1000 Wattstunden (Wh) = 1 kiloWattstunde (kWh)

Daher hat der Bleiakku ca. 12 V x 100 Ah = 1200 VAh = 1200 Wh = 1,2 kWh
Wie du richtig schreibst soll man ihn nur etwa bis zu Hälfte entleeren, 
das wären dann 0,6 kWh.

von Carsten R. (kaffeetante)


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"200Watt" sollten da wohl 1200 wWh heißen.

Sieht in dem Kontext nach einem Flüchtigkeitsfehler aus. Ich bin 
jedenfalls davon ausgegangen. Ich verliere auch immer mal wieder das 
eine oder andere Zeichen beim Tippen wenn es mal schnell gehen soll.

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