Batterie Kapazitätsrechner
Ermittlung der notwendigen Batteriekapazität
Um eine passende Batterie zu finden, ist es wichtig, neben der Betriebsspannung der Verbraucher den Energiebedarf zu kennen, um die notwendige Batteriekapazität zu berechnen. Speziell für Versorgungsbatterien im Wohnmobil oder Traktionsbatterien auf Booten sollte vorab eine Berechnung stattfinden. Mit unseren Schritt für Schritt Rechenanleitung helfen wir Ihnen schnell die richtige Batteriekapazität zu ermitteln, sodass eine ausreichende Versorgung gewährleistet ist.
Es wird erst die allgemeine Vorgehensweise zur Berechnung der Batteriekapazität aufgezeigt. Hier finden Sie auch die passenden Formeln. In zwei Beispielen aus der Praxis gehen wir auf die Anwendung der Berechnungsformel ein.
Inhalt
Vorbereitung
Schritt 1: Leistungsbedarf aller Verbraucher ermitteln
Im ersten Schritt wird der Leistungsbedarf P_gesamt aller Verbraucher ermittelt. Die Leistungsaufnahme der einzelnen Verbraucher ist über Kennzeichnungen auf dem jeweiligen Gerät oder durch Beschreibungen zu ermitteln. Die Angaben sollten in Watt (W) oder Kilowatt (kW) angegeben sein.
Schritt 2: Spannung der Verbraucher
Mit welcher Spannung werden die Verbraucher betrieben. In der Regel sind es bei Motorrädern 6 V oder 12 V, bei Pkws 12 V oder 24 V und bei Nkws oder Lkws 24 V. Bitte entnehmen Sie die Spannung dem Aufdruck des Geräts oder dem Datenblatt.
Schritt 3: Aktive Zeit der Verbraucher
Im dritten Schritt wird die Zeit t ermittelt, in welcher die Verbraucher ohne Zwischenladung der Batterie aktiv sein sollen. Hier können sich auch bei mehreren Angaben die Zeiten der einzelnen Verbraucher unterscheiden.
Berechnung
Schritt 4 Berechnung des notwendigen Stroms
Je nach Leistung der einzelnen Geräte wird ein unterschiedlicher Strom benötigt. Zur Stromberechnung der einzelnen Verbraucher verwenden Sie bitte folgende Formel:
I = P / U
I = Strom in A (Ampere)
U = Spannung in V (Volt) P = Leistung in W (Watt)
Schritt 5 Berechnung der Batteriekapazität
Zur Berechnung der Batteriekapazität wird die Summe des Gesamtstroms mit der Zeit der aktiven Verbraucher und einem Sicherheitsfaktor multipliziert. Der Sicherheitsfaktor ist abhängig von dem eingesetzten Batterietyp. Ein Sicherheitsfaktor von 1,3 entspricht somit einer Entladetiefe respektive dem Entladungsgrad (DOD, engl. depth of discharge) von 70%, das heißt die Batterie würde mit dieser Berechnung zu 70% entladen sein. Es sollte auch bei neuwertigen modernen Batterien eine Tiefenentladung vermieden werden. Für eine lange Lebensdauer der Batterie empfehle ich deshalb einen Sicherheitsfaktor von min. 1,3 zu verwenden.
Q = I x Sicherheitsfaktor x t
Q = Kapazität in Ah (Ampere Stunden)
I = Strom des Verbrauchers in A (Ampere)
t = Zeit des aktiven Verbrauchers in h (Stunden)
Sicherheitsfaktor
Rechenbeispiele aus der Praxis für die Ermittlung der Batteriekapazität
Rechenbeispiel 1:
Welche Batterie benötige ich für den Außenborder meines Bootes?
SCHRITT 1/2: LEISTUNGSAUFNAHME UND SPANNUNG DER VERBRAUCHER ERMITTELN.
Außenbordmotor* für z.B. Schlauchboote
P = 420 W
U = 12 V
SCHRITT 3: WIE LANGE IST DER AUSSENBORDER OHNE AUFLADUNG AKTIV
t = 5 h (5 Stunden)
SCHRITT 4: WELCHE STROMAUFNAHME HAT DER VERBRAUCHER?
I = P/U= 420 W / 12 V = 35 A
SCHRITT 5: WELCHE KAPAZITÄT SOLLTE DIE TRAKTIONSBATTERIE AUFWEISEN?
Q = I x Sicherheitsfaktor x t = 35 A x 1,3 x 5 h = 227,5 Ah
Bei diesem Beispiel geht man davon aus, dass mit dem Außenborder* durchgehend Vollgas gefahren wird, was in der Praxis selten der Fall sein wird. Empfehlung an dieser Stelle wären zwei 100 Ah Batterien oder eine Große mit min. 200 Ah. Im AGM-Batterien Direktvergleich sind passende Batterien aufgeführt.
Rechenbeispiel 2:
Welche Bordbatterie benötige ich für mein Wohnmobil?
Welche Batterie benötigt man für das Wohnmobil? Ob Aufrüsten oder Austauschen, die Wahl der Batterie für das Wohnmobil hängt davon ab, wie viel Strom die Verbraucher benötigen. Neben Radio, Ladegeräte für Foto und Handy und TV Receiver kommen zudem noch Heizung, Kühlschrank und Fön, welche einen großen Stromhunger aufweisen.
SCHRITT 1/2: LEISTUNGSAUFNAHME UND SPANNUNG DER VERBRAUCHER ERMITTELN.
TV: P = 50 W, U = 12 V
Receiver: P = 30 W, U = 12 V
Ladegerät: P = 40 W, U = 230 V
Fön: P = 1200 W, U = 230 V
Licht: P = 80 W, U =230 V
SCHRITT 3: WIE LANGE SIND DIE GERÄTE AKTIV?
TV: t = 2 h
Receiver: t = 2 h
Ladegerät: t = 1 h
Fön: t = 0,2 h
Licht: t = 5 h
Kühlschrank: t = 12 h
SCHRITT 4: WELCHE STROMAUFNAHME HAT DER VERBRAUCHER?
Es gilt wieder I = P / U
TV: I = 50 W / 12 V = 4,17 A
Receiver: I = 30 W / 12 V = 2,50 A
Ladegerät: I = 40 W / 230 V = 0,17 A
Fön: I = 1200 W / 230 V = 5,22 A
Licht: I = 80 W / 230 V = 0,35 A
Kühlschrank: I = 120 W / 12 V = 10 A
SCHRITT 5: WELCHE KAPAZITÄT SOLLTE DIE VERSORGUNGSBATTERIE AUFWEISEN?
Es gilt Q = I x Sicherheitsfaktor x t
TV: Q = 4,17 A x 1,3 x 2 h = 10,83 Ah
Receiver: Q = 2,50 A x 1,3 x 2 h = 6,50 Ah
Ladegerät: Q = 0,17 A x 1,3 x 1 h = 0,23 Ah
Fön: I = Q = 5,22 A x 1,3 x 0,2 h = 1,36 Ah
Licht: I = Q = 0,35 A x 1,3 x 5 h = 2,26 Ah
Kühlschrank: I = Q = 10 A x 1,3 x 12 h = 156 Ah
Zusammenfassung:
| Verbraucher | Spannung | Leistung | berechnete Stromaufnahme I = P / U | aktive Zeit in Stunden | berechnete Kapazität Q = I x 1,3 x t |
| TV | 12 V | 50 W | 4,17 A | 3 | 16,25 Ah |
| Receiver | 12 V | 30 W | 2,50 A | 3 | 9,75 Ah |
| Ladegerät | 230 V | 40 W | 0,17 A | 2 | 0,45 Ah |
| Fön | 230 V | 1200 W | 5,22 A | 0,3 | 1,36 Ah |
| Licht | 230 V | 100 W | 0,35 A | 6 | 3,39 Ah |
| Kühlschrank | 12 V | 120 W | 10,0 A | 12 | 156 Ah |
| Ergebnis Gesamtkapazität | 187,2 Ah |
Das ergibt somit in diesem Beispiel eine notwendige Gesamtkapazität von 187,2 Ah.
Diese Berechnung der notwendigen Batteriekapazität ist nur ein Beispiel und soll in einem Praxisbeispiel verdeutlichen, wie man die Kapazität der Versorgungsbatterie berechnet. Bitte nutzen Sie für Ihre Berechnung die Leistungsdaten Ihrer Geräte und berücksichtigen Sie alle Verbraucher im Wohnwagen. Des Weiteren kommt es natürlich darauf an, wie lange Sie die Verbraucher eingeschaltet haben. Durch Spannungswandler 12 V auf 230 V und durch weitere Wärmeverluste kommt ein zusätzlicher minimaler Verbrauch hinzu. Für die berechnete Batteriekapazität von 187,2 Ah würde ich für das Wohnmobil oder dem Wohnwagen eine Gel- oder AGM-Batterie mit einer Kapazität von 200 Ah oder zwei Batterien mit jeweils 100 Ah empfehlen.
Tipp
Stecken Sie ungenutze Verbraucher aus, da auch oft bei ausgeschalteten Geräten ein Reststrom fließt und somit die Batterie langsam entlädt. Sollte eine Steckdose in der Nähe sein, nutzen Sie moderne Ladegeräte um eine Erhaltungsladung durchzuführen und die Batterie somit zu schonen.
Hinweis
Die Kapazität der Autobatterie berechnen macht Sinn, jedoch sollte im Kfz-Bereich die Dimensionierung der Autobatterie entsprechend der Herstellerangabe erfolgen, da die Lichtmaschine* auf einen bestimmten Kapazitätsbereich ausgelegt ist. Bei dem Verbau einer Batterie mit zu hoher Kapazität besteht die Gefahr, dass die Batterie nicht mehr vollgeladen wird, was sich auf die Lebensdauer der Batterie auswirkt. Idealerweise verbaut man im Fahrzeug eine Autobatterie, welche der Kapazitätsangaben des Herstellers +/- 10 Ah entspricht. Im Zweifelsfall sollte die Angabe in der Betriebsanleitung ermittelt oder beim Hersteller erfragt werden, denn es kann vorkommen, dass der Vorbesitzer eine falsch dimensionierte Batterie verbaut hat.
Werden zusätzliche Verbraucher, wie z.B. Hifi-Systeme verbaut, gibt es weitere Möglichkeiten, wie z.B. den Verbau einer Zweitbatterie im Kofferraum, von der Starterbatterie abgekoppelt durch ein Trennrelais. Auch in Wohnmobilen oder im Campingbereich wird oft eine Zweitbatterie eingesetzt.