Zyklenzahl Pufferakkus

[Axel Berger]

Meine Hausgemeinschaft plant gerade die Anschaffung einer Solaranlage
auf dem Dach. Da es auch um mein Geld geht, möchte ich die Angebote
kritisch lesen können.

Soweit ich weiß wird die Lebensdauer von Pufferakkus (Li) in Zyklen
angegeben und zwar nominelle Vollzyklen. Diese Lebensdauer ist demnach
eine durchgesetzte Gesamtladung und die Zyklentiefe und die tatsächliche
Anzahl haben nur einen geringen Einfluß darauf und werden in der Praxis
vernachlässigt.

Ist das soweit halbwegs richtig?

Bei Bleiakkus war es anders und die Zyklentiefe hatte eine massive
Auswirkung auf die insgesamt durchsetzbare Ladung.

Danke
Axel


--
/¯\ No | Dipl.-Ing. F. Axel Berger Tel: +49/ 221/ 7771 8067
\ / HTML | Roald-Amundsen-Straße 2a Fax: +49/ 221/ 7771 8069
 X in | D-50829 Köln-Ossendorf http://berger-odenthal.de
/ \ Mail | -- No unannounced, large, binary attachments, please! --

[Michael Schwingen]

On 2022-11-06, Axel Berger <Sp...@Berger-Odenthal.De> wrote:
> Bei Bleiakkus war es anders und die Zyklentiefe hatte eine massive
> Auswirkung auf die insgesamt durchsetzbare Ladung.

Das ist meines Wissens auch bei Li so - Aufladen nur auf 90% soll die
möglichen Zyklen bei Notebookakkus ungefähr verdoppeln.

Google findet auf die Schnelle
https://www.mikrocontroller.net/attachment/432212/applsci-08-01825-v2.pdf
https://batteryuniversity.com/article/bu-808-how-to-prolong-lithium-based-batteries

- zumindest eine deutliche Abhängigkeit von der (Ent)Ladetiefe scheint das
zu bestätigen. Für Details bräuchte man wohl genauere Herstellerdaten zu
den konkret eingesetzten/geplanten Zellen.

cu
Michael

[Axel Berger]

Michael Schwingen wrote:
> Das ist meines Wissens auch bei Li so - Aufladen nur auf 90% soll die

> möglichen Zyklen bei Notebookakkus ungefähr verdoppeln.

Danke. Aber die bisweilen kolportierte Behauptung, die garantierte
Zyklenzahl sei genau das, egal wie flach die Zyklen sind, bleibt
hanebüchener Unsinn oder?

Die genannte Zahl in Datenblättern ist als die Zahl der tatsächlichen
Zyklen umgerechnet auf hypothetische Vollzyklen zu lesen, also als
Gesamtdurchsatz? Ich hoffe, das stimmt so.

Wenn ja, kann man aus dieser Angabe und dem Kaufpreis direkt den Preis
für jede gespeicherte und wieder entnommene kWh errechnen, halbwegs
angemessen pflegliche Behandlung vorausgesetzt.

Ein guter Laderegler sollte also im Sommer auch bei gutem Angebot nicht
über 80--90 % laden, weil am nächsten Morgen neues nachkommt, im Winter
aber schon, falls das überhaupt einmal möglich sein sollte. Im Gegenzug
sollte man im Winter nicht unter 40 % entladen, weil ohnehin nicht viel
nachkommt und der mittlere Bereich der schonendste ist.

Gibt es solche Regler oder achten die ganz stumpf nur auf absolute
Grenzen und sonst nichts?

Wir reden hier am Haus über 60 k€, da möchte ich schon gern etwas
genauer verstehen.

[onlinefloh]

On 06.11.22 12:49, Axel Berger wrote:
> Meine Hausgemeinschaft plant gerade die Anschaffung einer Solaranlage
> auf dem Dach. Da es auch um mein Geld geht, möchte ich die Angebote
> kritisch lesen können.
>

Das ist durchaus sinnvoll.

> Soweit ich weiß wird die Lebensdauer von Pufferakkus (Li) in Zyklen
> angegeben und zwar nominelle Vollzyklen. Diese Lebensdauer ist demnach
> eine durchgesetzte Gesamtladung und die Zyklentiefe und die tatsächliche
> Anzahl haben nur einen geringen Einfluß darauf und werden in der Praxis
> vernachlässigt.
>
> Ist das soweit halbwegs richtig?
>
> Bei Bleiakkus war es anders und die Zyklentiefe hatte eine massive
> Auswirkung auf die insgesamt durchsetzbare Ladung.
>

Halbwegs richtig, ja. Lebensdauer wird tatsächlich in Zyklen angegeben.
Was genau da aber als Basiszyklus herangezogen wird, ist mitunter nicht
oder nur sehr schwammig formuliert. Das scheint mir zum einen stark mit
der Zellchemie zu variieren (wobei für stationäre Speicher eigentlich
nur LiFePO4 eine Rolle spielt, der Rest erreicht keine ausreichende
Lebensdauer für den Anwendungszweck). Zum anderen ist kritisches Lesen
der Datenblätter gefragt: Je nach Gusto des Herstellers und/oder
Distributors wird die Anzahl der erwartbaren Zyklen angegeben unter
Maßgabe einer Entladetiefe von 100%, 90%, 80%, 75% oder mal nur 70%.
Was allerdings genau unter einer Entladetiefe von beispielsweise 70% zu
verstehen ist (Entnahme von 70% der gespeicherten Ladung? Entnahme von
70% der nutzbaren Ladung? Ausnutzung von 70% des spezifizierten
Spannungsbereiches? Noch was anderes?) steht in den allerwenigsten
Fällen drin. Mitunter ist auch zu lesen, daß die Zyklenzahl auch nur
unter bestimmten kryptischen Rahmenbedingungen gilt. Gesehen habe ich
beispielsweise die Angabe, daß ein Druck von 300kg maßgeblich sein soll.
Die Vermutung von mangelhaften Übersetzungen (Drücke werden
üblicherweise nicht in kg angegeben, allenfalls mal in kg/m²) liegt
zumindest nahe, was die Angabe nur wenig verwertbar macht. Ebenfalls
aufpassen muß man, was denn - wenn überhaupt - als Kriterium für die
Zyklenzahl angegeben wird, denn auch da wird Schindluder getrieben: Mal
ist es eine Reduktion der nutzbaren Kapazität auf 80%, 70% hab' ich auch
schon gesehen, und bei garnicht so wenigen Zellmodellen ist mal wieder
garnicht angegeben, was gemeint ist.

Wie auch bei Bleiakkus ist auch die Lebensdauer von Lithium-basierten
Zellchemien von der Entladetiefe abhängig: Eine Reduktion von voller
Entladung (=100%) auf 80% oder 70% bringt nicht selten eine
Verdreifachung der erwartbaren Zyklenzahl oder unter'm Strich noch eine
Verdoppelung der insgesamt speicherbaren Energie. Ein großer Vorteil bei
stationären Speichern: Sofern nicht der belegte Platz akut benötigt
wird, stört es nicht weiter, einen Speicher auch dann noch
weiterzubetreiben, wenn die nutzbare Kapazität bereits auf 80% oder 70%
oder welchen sonstigen Anteil des Nennwertes auch immer gefallen ist.
Man kann die Dinger also hemmungslos auslutschen bis er garkeine Energie
mehr speichern kann.

Dennoch darf man durchaus mit spitzem Bleistift rechnen: Im seriösen
Handel sind hierzulande anchlussfertige Speicher kaum unter 1000€/kWh
Nennkapazität zu haben, alleine die nackte Zelle kommt ja bei
Direktbezug aus China schon auf mindestens 400€/kWh, Tendenz aktuell
deutlich steigend. Selbst unter der Prämisse, daß der Strom aus der
eigenen PV-Anlage buchstäblich garnix kostet (weil die Anlage zu dem
Zeitpunkt wenn gespeichert werden soll ja schon da ist...), dann muß der
Speicher nominell 3000 Zyklen durchhalten, damit man bei den aktuellen
Strompreisen gegenüber Bezug aus dem Netz nix draufzahlt. Und wenn man
berücksichtigt, daß man als Alternative die Einspeisung hat, kann man
als maßgeblichen Strompreis eigentlich nur die Differenz zwischen
Einspeisevergütung und aktuellen Strombezugskosten ansetzen, so daß die
Amortiationsschwelle eigentlich eher bei 4000 Zyklen liegt. Wenn der
Strom aus der eigenen Anlage nicht kostenlos ist - und die PV-Anlage
will ja auch angeschafft und installiert werden - können es durchaus
auch 6000 oder mehr reelle Zyklen werden, die nötig sind, um eine
Amortisation der Gesamtanlage zu erreichen. Ich bin ja gerne Optimist,
aber mir fällt es schwer, mal eben 17 oder mehr Jahre problemlose
Dauerbetriebszeit einer im Grunde elektronischen Anlage als valide
Annahme einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung vorauszusetzen, wenn die
Gewährleistungszeiträume eher drei, maximal fünf Jahre betragen.

Bei direkt selbst verbrauchtem Solarstrom und massiv Eigenleistung - was
zugegebenermaßen im Rahmen einer Eigentümergemeinschaft schon aus
Haftungsgründen eher unwahrscheinlich ist - lassen sich heute unter
günstigen Bedingungen Amortisationszeiträume von fünf Jahren erreichen,
auch bei Installation durch einen Unternehmer kann man noch unter zehn
Jahren bleiben, bei steigenden Strompreisen auch weniger.
Wenn einem die Einspeisevergütung nicht für kostendeckenden Betrieb
einer PV-Anlage reicht - und das dürfte eigentlich hierzulande der
Regelfall sein - würde ich, bevor ich an einen batterieelektrischen
Speicher denke, erstmal den sofortigen Verbrauch maximieren. Die
Installation einer elektrischen Heizpatrone im Warmwasserspeicher und
damit die Erwärmung von Brauchwasser mit selbst erzeugtem Solarstrom,
Speisung von Geschirrspülern und teilweise Waschmaschinen mit dem so
erzeugten Warmwasser, würden mir da als erwägenswerte Bausteine
einfallen. Erst wenn das passiert ist, sollte man rein aus
wirtschaftlicher Sicht über einen batterieelektrischen Speicher nachdenken.

Wenn nicht nur rein wirtschaftliche Überlegungen eine Rolle spielen,
sieht die Ausgangslage natürlich anders aus.

Gruß,
Florian

[Axel Berger]

onlinefloh wrote:
> Zum anderen ist kritisches Lesen der Datenblätter gefragt:

Also erst einmal, deren Bereitstellung als Teil des Angebotes zu
verlangen.

> Selbst unter der Prämisse, daß der Strom aus der
> eigenen PV-Anlage buchstäblich garnix kostet (weil die Anlage zu dem
> Zeitpunkt wenn gespeichert werden soll ja schon da ist...), dann muß der

> Speicher nominell 3000 Zyklen durchhalten, damit man bei den aktuellen

> Strompreisen gegenüber Bezug aus dem Netz nix draufzahlt.

So etwa erwarte ich das. Meine nicht aktuelle Daumenzahl aus dem
Hinterkopf ist 50 Ct/kWh Speicherkosten.

> würde ich, bevor ich an einen batterieelektrischen

> Speicher denke, erstmal den sofortigen Verbrauch maximieren.

Ist ohne Tagesspeicher nicht einfach.

> Installation einer elektrischen Heizpatrone im Warmwasserspeicher und

> damit die Erwärmung von Brauchwasser mit selbst erzeugtem Solarstrom,

Wir haben schon elektrische Wärempumpen. Der Wärmebedarf liegt im Sommer
bei um die 4 kW, also rund 1.3 kW elektrisch. Dazu kommen Allgemeinstrom
und Garagenbeleuchtung mit zusammen 350 W. Ich würde im Sommer über die
Mittagszeit die Solltemperatur von z.B. 60 auf 70 °C anheben. Bei einer
Nennleistung der Pumpe von 27 kW ist Direktbetrieb ohne Speicher aber
illusorisch.

> Wenn nicht nur rein wirtschaftliche Ãœberlegungen eine Rolle spielen,
> sieht die Ausgangslage natürlich anders aus.

Na ja die Hauptkräfte sind ein grüner Buzzwordgläubiger, der eine kWh
oder ein Watt nicht erkennt, wenn sie ihm ins Gesicht springen, und ein
Buchhalter, der die mittleren kWh/a vergleicht und meint, mit
Solarenergie im Sommer könnte man im Winter billig heizen.

[Wilhelm Ernst]

Am Sun, 06 Nov 2022 19:16:53 +0100hat Axel Berger
<Sp...@Berger-Odenthal.De> geäußert:

snip

>
>Wir haben schon elektrische Wärempumpen. Der Wärmebedarf liegt im Sommer
>bei um die 4 kW, also rund 1.3 kW elektrisch. Dazu kommen Allgemeinstrom
>und Garagenbeleuchtung mit zusammen 350 W. Ich würde im Sommer über die
>Mittagszeit die Solltemperatur von z.B. 60 auf 70 °C anheben. Bei einer
>Nennleistung der Pumpe von 27 kW ist Direktbetrieb ohne Speicher aber
>illusorisch.
>
>> Wenn nicht nur rein wirtschaftliche Ãœberlegungen eine Rolle spielen,
>> sieht die Ausgangslage natürlich anders aus.
>
>Na ja die Hauptkräfte sind ein grüner Buzzwordgläubiger, der eine kWh
>oder ein Watt nicht erkennt, wenn sie ihm ins Gesicht springen, und ein
>Buchhalter, der die mittleren kWh/a vergleicht und meint, mit
>Solarenergie im Sommer könnte man im Winter billig heizen.

Vielleicht hilft bei diesen Spezialisten folgendes Video:
https://youtu.be/9s8_Ds4EZr4
Willi
--
Freidenker sind diejenigen, die gewillt sind, ihren Verstand zu nutzen,
ohne Vorurteile und ohne zu fürchten, etwas zu verstehen, dass mit ihren
eigenen Bräuchen, Privilegien oder Überzeugungen kollidiert. Dieser Geisteszustand
ist nicht sehr üblich, aber er ist essenziell für richtiges Denken“.
Leo Tolstoi

[Michael Schwingen]

On 2022-11-06, Axel Berger <Sp...@Berger-Odenthal.De> wrote:
>> Das ist meines Wissens auch bei Li so - Aufladen nur auf 90% soll die
>> möglichen Zyklen bei Notebookakkus ungefähr verdoppeln.
>
> Danke. Aber die bisweilen kolportierte Behauptung, die garantierte
> Zyklenzahl sei genau das, egal wie flach die Zyklen sind, bleibt
> hanebüchener Unsinn oder?

Schwer zu sagen - ich vermute mal, aus rein praktikablen Gründen wird der
Hersteller etwas anderes als volle Zyklen nicht garantieren wollen - wie
soll man das sinnvoll angeben?

> Die genannte Zahl in Datenblättern ist als die Zahl der tatsächlichen
> Zyklen umgerechnet auf hypothetische Vollzyklen zu lesen, also als
> Gesamtdurchsatz? Ich hoffe, das stimmt so.

Ich würde raten, daß die genannte Zahl an vollen Zyklen gemeint ist. Wenn
Du nur Teilzyklen fährst, hast Du halt weniger nutzbaren Durchsatz
(garantiert), in der Praxis wird es eher mehr sein, aber halt nicht
garantiert.

> Gibt es solche Regler oder achten die ganz stumpf nur auf absolute
> Grenzen und sonst nichts?

Da habe ich keinerlei Erfahrungen. Ich würde, wenn im Datenblatt nichts
anderes steht, vom worst case ausgehen.

cu
Michael

[Gerald Oppen]

Am 06.11.22 um 15:54 schrieb Axel Berger:

> Die genannte Zahl in Datenblättern ist als die Zahl der tatsächlichen
> Zyklen umgerechnet auf hypothetische Vollzyklen zu lesen, also als
> Gesamtdurchsatz? Ich hoffe, das stimmt so.

Mehr oder weniger.
Das Ergebnis "Deines" Akkus wirst Du erst am Ende seiner Lebensdauer
wissen. Der Hersteller kann nur Angaben zu definierten, reproduzierbaren
Tests machen. Beim Anwender können die Testbedingungen ehr nicht genau
eingehalten werden. Da können vielen Einflüsse wie Klima und Montageart
reinspielen.

Gerald

[Jan Schmidt]

Michael Schwingen schrieb am 06.11.22 um 14:43:

> On 2022-11-06, Axel Berger <Sp...@Berger-Odenthal.De> wrote:
>> Bei Bleiakkus war es anders und die Zyklentiefe hatte eine massive
>> Auswirkung auf die insgesamt durchsetzbare Ladung.
>
> Das ist meines Wissens auch bei Li so - Aufladen nur auf 90% soll die
> möglichen Zyklen bei Notebookakkus ungefähr verdoppeln.

Die BMS der Speicher begrenzen den Arbeitsbereich. Deshalb gibt
es Netto und Brutto-Angaben zur Speicherkapazität. Manchmal wird
auch nur Netto angegeben und der ausgenutzte Bereich verschwiegen.

Du kannst dich also nur auf die angegebene Zykluszahl verlassen.
Das sind i.d.R. Vollzyklen, also Laden / Entladen vom
(eingestellten) Minimalwert bis Maximalwert. Wird der Bereich
nicht ausgenutzt, steigt die max. mögliche Zyklenzahl.

Jan