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 Max. Leistung von LiFe-Akkus?
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Rainmaker
Meister im Astrotreff


617 Beiträge

Erstellt am: 23.10.2016 :  14:31:12 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo,

ich trage mich immer noch mit dem Gedanken LiFePo-Akkus zu Energieversorgung zu nutzen. Man könnte etwas Gewicht einsparen, aber der Preis ist doch recht heftig. Von daher will so eine Sache gut überlegt sein. Wichtig wäre für mich wie viel Leistung ich aus so einem Akku ziehen kann. Ich habe zwar herausgefunden, das die Schutzschaltung bei 11,0V schaltet, aber nicht wie viel Energie bis dahin aus einem Akku entnommen werden kann. Bei Blei-Säure sollten es ja nicht mehr als etwa 10% sein, bei Blei-Gel sind es etwa 50%, aber wieviel % bringt LiFePo? Bei einem Stückpreis zwischen €300,- -€400,- möchte ich nicht mal kurz einen Schuss ins Blaue wagen ...

Hat da jemand von euch eine verläßliche Informationsquelle?


MfG

Rainmaker

Bearbeitet von: am:

Roland_DT
Meister im Astrotreff


295 Beiträge

Erstellt  am: 23.10.2016 :  15:32:42 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Rainmaker,

der Begriff Leistung definiert sich als das Produkt von Spannung und Strom. Der maximale Strom, den ein Akku abgeben kann ist abhängig von seinem Innenwiderstand. Der Innenwiderstand ist zum Einen von der Akkutechnologie abhängig und zum Anderen von seinem Ladezustand. Der Innenwiderstand nimmt zu, wenn der Ladezustand abnimmt. Die Spannung ist durch die Anzahl der verschalteten Zellen vorgegeben. Bei einem vollen Bleiakku, können so kurzzeitig einige zehn bis hundert Kilowatt abgegeben werden. Dies erfolgt zum Beispiel beim Starterakku.

Allerdings glaube ich, deine Frage bezieht sich wohl eher auf die dem Akku entnehmbare Energie, also dem Produkt aus Leistung und Zeit. Sie wird in Wattstunden angegeben.

Um die theoretisch entnehmbare Energie zu berechnen, muss man die Nennspannung mit der Kapazitätsangabe des Herstellers multiplizieren.

Die Akkukapazität wird bestimmt, indem man einen voll geladenen Akku von seiner Ladeschlussspannung mit einem konstanten Strom bis auf seine Entladeschlusspannug entlädt. Aus dem Produkt des entnommen Strom und der Gemessenen Zeit erhält man die Akkukapazität in Amperstunden. Dieser Wert ist allerdings in der Praxis nur eingeschränkt nutzbar. Zum Beispiel wird man bei einem anderen Entladestrom auch eine andere Zeit messen. Weiterhin hält ein Akku länger, wenn man ihn nicht ganz bis zur Ladeschlussspannung auflädt und nicht ganz bis zu seiner Entladeschlusspannung entlädt.

Die verlässlichste Informationsquelle, ist das Datenblatt des Akkuherstellers. Da diese Akkus mit für spezielle Einsatzzwecke optimierten Eigenschaften herstellen. Zum Beispiel gibt es Blei Starterakkus, die auf hohe Ausgangsströme optimiert sind, aber tiefe Entladezyklen nicht mögen. Wohingegen sogenannte Blei Solarakkus auf tiefe entladezyklen optimiert sind, aber nicht in der Lage sind sehr hohe Spitznströme zu liefern. Daher sind pauschale Angaben immer mit Vorsicht zu genießen und man sollte lieber ins jeweilige Datenblatt schauen.

Als typische werte finden sich für Lithium und LiFePo4 Akkus in der Regel die Empfehlung, dass man eine optimale Lebensdauer erzielt, wenn man sie nicht unter 50 % entlädt und nicht über 90 % auflädt. Dies ist allerdings nur eine allgemeine Daumenregel. Ein für bestimmte Zwecke optimierter Akku wird davon abweichen. Auch geht ein Akku, denn man bis auf 0% Entlädt nicht sofort kaputt. Er wird lediglich schneller altern, wenn man dies häufiger macht.

Bedenken musst Du auch, dass ein Akku im Laufe seiner Lebensdauer an Kapazität einbüßt. Die Herstellerangabe der möglichen Ladezyklen bezieht sich in der Regel auf den Kapazitätsverlust nach einer bestimmten Betriebszeit. Der eine Hersteller geht hier von 70 % Restkapazität am Lebensdauerende aus, der andere Hersteller von 50 % Restkapazität. Letztere Annahme führt zu einer höheren Anzahl Ladezyklen im Werbeprospekt, bei einem identischen Akku.

Vor einer Kaufentscheidung solltest Du daher die Datenblätter der möglichen Akkus studieren.

Viele Grüße,
Roland

Bearbeitet von: am:
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Erposs
Senior im Astrotreff


203 Beiträge

Erstellt  am: 25.10.2016 :  10:49:31 Uhr  Profil anzeigen
Ich verwende LiPo Akkus in meinem Pedelec. Da diese Akkus auf möglichst hohe Stromabgabe ausgelegt sind, ich diesen Anwendungsfall aber nicht benötige, stehen mir auch nach Jahren mit einigen Tiefentladungen noch volle 97% Kapazität zur Verfügung. Die Akkus werden nur auf 4,1V Zellenspannung geladen, also nur auf 97%. Hochstromfähig sind sie schon lange nicht mehr, da brechen sie sofort ein. Da aber beim pedelieren selten mehr als 0,25C also 5A fließen (bei 24V/20Ah 10C Akkus) langweilen sich die Akkus nur.
Bei Astroanwendungen ist das noch extremer, da verwende ich ausgemusterte LiPos für Telradheizung und 12V Fön, völlig problemlos. Der Heizakku (7,4V/ 800mAh) hält ca. eine Woche Dauerbetrieb durch. Der Fön schafft mit einer Ladung das kommplette HTT (ca. 3 Nächte natürlich nur bei Bedarf)
Da alle Lithium Akkus sehr empfindlich gegenüber Tiefentladungen sind, ist es sinnvoll, die Akkus so groß zu dimensionieren, daß nach einem Beobachtungsintervall (also Steckdose->beobachten->Steckdose)immer noch 30% Kapazität zur Verfügung stehen müssen. Da mir zum laden auch der ganze Tag zur Verfügung steht, wird mit wenig Strom (0,2C) schonend geladen, auch das sorgt für eine lange Lebensdauer.

Gruß, Jörg!

Bearbeitet von: Erposs am: 25.10.2016 10:52:13 Uhr
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Rainmaker
Meister im Astrotreff


617 Beiträge

Erstellt  am: 25.10.2016 :  15:53:28 Uhr  Profil anzeigen
Hallo,

die Sache mit dem Datenblatt des Herstellers ist ganz einfach, es gibt scheinbar keines. Der Verkäufer hat für einen Akkutyp nur ein Sicherheitsdatenblatt und bei dem anderen Akkutyp gibt es keine Hinweise darauf wie viel Energie man entnehmen kann. Deshalb meine Frage. Bei beiden handelt es sich natürlich um Versorgungsakkus, denn hohe Ströme benötige ich ja nicht.

Laden und Entladen kann ich bei beiden Akkus nicht wirklich beeinflussen, denn es gibt eine interne Schutzschaltung die dies regelt. Tiefentladen ist nicht möglich, da bei 11V abgeregelt wird.

Die Sache mit den Lipos hilft mir leider gar nicht weiter. Einmal weil ich das Teil auch bei Temperaturen deutlich jenseits des Gefrierpunktes einsetzen möchte. Lipos mögen das nicht so LiFe scheint da um einiges toleranter zu sein. Das andere Problem ist, dass ich keinen Lipo bekommen kann der auch nur annähernd die Kapazität von 25Ah hat. Mal von der anderen Spannung ganz abgesehen.


MfG

Rainmaker

Bearbeitet von: am:
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tbstein
Meister im Astrotreff

Deutschland
333 Beiträge

Erstellt  am: 25.10.2016 :  16:53:36 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Rainmaker,
die Lipos gibt es mit 4s (also mit 14,8V), 20Ah, mit 2kg Gewicht zum Beispiel hier:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__80900__Multistar_High_Capacity_4S_20000mAh_Multi_Rotor_Lipo_Pack.html
Für 67€ kann man eigentlich nicht viel falsch machen, man hat aber die bekannten Verschleiß- und Temperaturprobleme.
Die LiFePos sind dreimal so teuer und bei Hobbyking auch nur mit 8,4Ah zu bekommen, man bräuchte also 3Stk parallel:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__14074__ZIPPY_Flightmax_8400mAh_4S2P_30C_LiFePo4_Pack.html
Eigentlich sind die Eigenschaften der LiFePo-Akkus recht gut auf Wikipedia beschrieben. Spannungstechnisch und bezüglich der Enladungscharakteristik gibt es fast keine Unterschiede zum normalen LiPo-Akku. Sind halt temperaturunempfindlicher, eigensicher und weisen viel weniger Verschleiß auf.
Bezüglich der entnehmbaren Energie: Wenn die Schutzschaltung schon bei 11V anspricht, ist nicht ganz klar wieviel Kapazität verwendet werden kann. Die Entladekurve (Spannung über Restkapazität) ist nämlich nicht linear, sondern am Anfang recht steil abfallend von der Ladeschlusspannung (4,2V/Zelle x 4Zellen = 14,8V) auf die Entladespannung (2,8V/Zelle x 4Zellen = 11,2V). Hier ist sie beinahe konstant, bis der Akku fast leer ist. Dann sinkt die Spannung fast schlagartig ab, und gewöhnlich spricht die Schutzschaltung bei (2,1V/Zelle x 4Zellen = 8,4V) an. Abschaltung bei 11V scheint etwas früh und sinnlos.
Gruß Tino


Bearbeitet von: am:
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stefan-h
Altmeister im Astrotreff


17876 Beiträge

Erstellt  am: 25.10.2016 :  18:03:40 Uhr  Profil anzeigen
Hi,

ich sehe jetzt mal keinen so großen Vorteil in den LiFe-Akkus. Einzig das gesparte Gewicht wäre ein Grund, aber auch nur, wenn man das Ding bei Flugreisen mitnehmen will.

Hier mal einer mit Datenblatt (klick mich). 10Ah für 167€ bei 1,5kg Gewicht. Für 1/3 des Preises gibt es den herkömmlichen BleiGel Akku- wiegt halt knapp 2,5x soviel.

Das Teil von ZIPPY Flightmax- hat das eine Schutzschaltung eingebaut? Steht nichts dabei, ist aber dringend nötig. Macht dann das Ladeteil teurer wenn nichts im Akku enthalten ist.
Zitat:
Dann sinkt die Spannung fast schlagartig ab, und gewöhnlich spricht die Schutzschaltung bei (2,1V/Zelle x 4Zellen = 8,4V) an. Abschaltung bei 11V scheint etwas früh und sinnlos.
Ob nun bei 11V oder erst drunter ist eigentlich egal- die meisten Steuerungen und Kameras schalten auch schon bei Spannungen knapp unter 11V ab, einige mögen weniger als 12V schon gar nicht.

Gruß
Stefan

12" Galaxy Dobson * 105mm William ZS - 66mm William ZS - Tak FSQ85
Vixen Atlux - Skysensor 2000 PC - GP DX Skysensor 2000 / auf Berlebach Planet
Sonnenbeobachtung: 2" Baader Herschelkeil - SolarMax 60 mit BF15

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Rainmaker
Meister im Astrotreff


617 Beiträge

Erstellt  am: 25.10.2016 :  22:20:54 Uhr  Profil anzeigen
Hallo,

20Ah sind leider keine 25Ah und das wäre das notwendige Minimum. Klar, ich könnte auch notfalls meine 4s Akkus parallel schalten, aber da bleibt dann noch die Spannung, die Kälteempfindlichkeit und die Eigenschaft, dass Lipos nicht so gerne längere Zeit geladen rumliegen. Der letzte Punkt ist vielleicht der wichtigste Punkt, denn bei dem tollen Wetter hier müßte ich kurzfristig die Akkus aufpumpen um sie dann gleich danach wieder auf Lagerspannung zu bringen, da das Wetter doch nicht gehalten hat ...

Die Flightmax 8400 wäre da schon eher nach meinem Geschmack, aber da darf ich dann noch ein Ladegerät kaufen. Bei den LiFe-Versorgungsakkus tut es ein normales Ladegerät für PKW. Trotzdem ist es eine Option die ich noch mal bedenken werde. Die Haltbarkeit dürfte trotzdem ein klein wenig von den 2000 Zyklen abweichen die für die Versorgungsakkus angegeben wird.

Fliegen ist mit einem großen LiFe-Akku wohl nicht so der Hit, da man da von den Bestimmungen der Fluggesellschaft abhängig ist, schließlich hat das Teil deutlich mehr als 100Wh. Ans Fliegen habe ich aber auch nicht so gedacht, sondern eher daran, dass ich das Gerödel für meine Aufnahmen erstmal durch die Pampa schleppen muss. Die letzten zwei Kilometer im Harz waren schon nicht so ohne, denn man bekommt mit einer etwa 10kg schweren Akkubox doch sehr lange Arme. Im Rucksck ist leider kein Platz, denn da ist das Zeug für die Übernachtung und ein Rudel Kameras untergebracht.


MfG

Rainmaker

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tbstein
Meister im Astrotreff

Deutschland
333 Beiträge

Erstellt  am: 25.10.2016 :  23:33:56 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Rainmaker, hallo Stefan,
die Hobby-King Akkus sind ohne Elektronik und Schutzschaltung, es gibt diese aber als Zusatzoption. Beispielsweise ein dualer Spannungsregler für 5V und 12V mit jeweils 5A und 14€.
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__86591__UBEC_DUO_4A_5_12V_4A_5V.html
Die Ladegeräte sind auch ab 30€ mit 5-6A Ladestrom zu haben. Damit kann man dann eigentlich fast alles laden, Pb, LiPo, LiFePo, NiMH.
Die LiPo Akkus halten recht gut und lange durch, zumindest wenn man nicht andauernd 50A Ströme zieht, wie bei einem normalen Quadrocopter/Heli üblich. Ich habe einige mit 4s und 5000mAh in Betrieb und kann mir auch gut vorstellen, dass die LiFePo-Akkus entspannter sind, wenn nur "Astroequipmentspaßströme" fließen. Und 2000 Ladezyklen sind schon eine Menge Beobachtungsnächte im Harz (vor allem bei dem Wetter). Da wird die Lagerung eher der ausschlaggebende Punkt sein.
Gruß Tino
ps. Ich komme übrigens auch aus der Harzumland.


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Rainmaker
Meister im Astrotreff


617 Beiträge

Erstellt  am: 26.10.2016 :  08:44:53 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Tino,

mit so einem UBEC komme ich leider nicht weit. Das Problem ist da Rudel Kameras, welches am Akku nuckelt, denn da werden in der Spitze 12-15A fällig. Zwar fließen diese Ströme nur sehr kurz und nur bei bestimmten Voraussetzungen, aber wenn die Leistung nicht anliegt, dann fällt eine Kamera und damit das ganze Bild aus. Nun könnte ich jede Kamera an ihren eigenen Akku hängen, aber bei einem Ausfall eines Akkus laufen dan die anderen Kameras weiter und produzieren Datenmüll und sinnlose Belastung der Verschlüsse.

Klar sind 2000 Zyklen, bzw. eine Lebensdauer von 20 Jahren eine Menge Holz. Bei so einer Lebensdauer ist man etwas eher geneigt den Preis von über 300 Teuro zu akzeptieren ...

Aus dem Harzumland komme ich nicht so wirklich, aber ich fahre da hin wo der Himmel brauchbar ist und der bildvordergrund halbwegs interessant ist. Im Norden sind das leider nicht wirklich viel Orte.


MfG

Rainmaker

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