Probleme mit Batterien

PV-Anlagen die nicht in das öffentliche Stromnetz einspeisen, wie Berghütte oder Wohnmobil ....

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Probleme mit Batterien

Beitragvon mahari » 06.12.2011, 21:41

Hallo!
Ich habe in einige Probleme mit verschieden Batterien (Typen) und will Euch mal fragen was Ihr dazu meint.
Kurz zu mir, ich bin Solarteur in Südspanien und baue seit fast 10 Jahren Inselanlagen.
Seit ca. 3 Jahren benutze ich 250Ah Monoblöcke von Varta (flüssig). Die ersten die ich bekommen habe waren in einem transparenten Gehäuse und funktionieren heute noch alle einwandfrei. Vor einiger Zeit wurde auf schwarze Gehäuse gewechselt. Seit ein paar Wochen fangen die schwarzen an zu zicken.
D.h. eine Zelle fällt aus. Ich hab gerade das Posting von Tommmi gelesen, in dem er meine Erfahrung bestätigt: „fällt eine (Zelle) aus dem Kurs (meist äußerer Pol) is die (Batterie) hin.“
Beobachtet Ihr das auch? (Speziell bei Varta)
Warum geht plötzlich eine Zelle kaputt?
Warum meistens die am Pol?
Was passiert da genau?

Ich beobachte auch zunehmend, dass sich Probleme mit Hoppecke OPzS häufen.
Ich habe einige Kunden (eigene Anlagen und fremdanlagen) bei denen die positiven Platten so stark korridieren, dass es den pol 5mm anhebt.
Und sehen aus wie ein Stück Stahl, dass seit Jahrzehnten in einem Hafen liegt.
Die Batterien sind dabei zwischen 6 und 1 Jahr alt.
Ich hab deshalb mal an Hoppecke geschrieben die das Phänomen so nicht kennen wollen. Und auch nicht kennen lernen wollen. Auf meine Anfrage ob ich denen mal eine Zelle zuschicken soll, bekam ich zur Antwort, „nein, nein bloß nicht zuschicken“
Jetzt stehe ich da und muss mir einen guten Spruch für den Kunden überlegen warum eine der besten Batterien der Welt nach einem Jahr komplett im A... ist.
In den Büchern steht, dass Korrosion bei Überstrom auftritt. Ich habe bei meinen Anlagen eher das Problem, dass ich nicht mal auf den vorgeschriebenen Mindestladestrom komme. Also kann das nicht die Ursache sein.
Beobachtet jemand von Euch ähnliches?
Vielleicht ist ja ein Chemiker unter Euch.
Ich war gefühlsmäßig der Meinung, dass der Ladestrom, der min. 10% der nominal Kapazität betragen soll, unterschritten werden kann, wenn ich nur Teillade.
Also wenn ich die Batterieauslegung mache, rechne ich mit zwei Tagen Autonomie und einer max. Entladetiefe von 50%.
Bei mir in Spanien (jeden Tag Sonne) ist also das Tagesgeschäft ¼ der Kapazität. Also würde ich meinen, dass auch ¼ des Ladestroms ausreichend ist.
Hoppecke meinte dazu, dass dem nicht so ist und der Ladestrom, wegen der Chemie, nie die 10% unterschreiten dürfe. Eigentlich seien 15% das Minimum.
Was meint Ihr dazu?
mahari
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon BRJ » 07.12.2011, 08:24

Hallo,

wenn ich das richtig verstehe, dann wird eine 1000 AH Batterie bei der 250 AH verbraucht sind mit 25A geladen?

Gruß

BRJ
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon Tommmi » 07.12.2011, 13:12

Ich denke das die Batterie dauerhaft nicht vollständig geladen wurde und Gitterwachstum und Sulfatierung dann beschleunigt wird.
Ein zu starken Ladestrom gibt es meineserachtens gar nicht, ein Regler übernimmt ja das Management am Ende.
Warum sich die Pole anheben weiß ich auch noch nicht 100%tig.
Habe das auch an meinen alten Staplerakkus. Ich vermute das da ebenfalls die Teilladung schuld ist weil am Boden befindet sich Säure hochkonzentrierter als oben.
Die Durchmischung fehlt und eventuell wird daher der Pol durch korrossion nach oben gedrückt.
An Autobatterien die ich massenweise habe, (versorge ständig Modellheliflieger mit aufgearbeiteten) habe ich die Erfahrung gemacht das ein Pol seitlich meist ausfällt.
Da denke ich das durch starkes laden/entladen der äußere Pol mehr beansprucht wird und durch Schlamm oder abblätterndem Matterial ein Kurzschluß entsteht.


Auf Batteriefaq Seite steht auch einiges:
Wenn die aktive Masse in den Platten keinen Entladestrom mehr aufrechthalten kann, ist die Batterie leer. Normalerweise "altert" eine Auto- (oder Starter-)batterie, wenn die positive aktive Masse wegen normaler Ausdehnung und Kontraktion abgeht (oder abblättert), die während der Entlade- und Ladezyklen auftreten. Das führt zum Verlust an Kapazität und einer braunen Ablagerung, "Schlamm" genannt, die sich am Gehäuseboden ansammelt und die Platten einer Zelle kurzschließen kann. Sobald ein solcher Kurzschluß auftritt, geht die Batterie kaputt. In heißen Gebieten sind zusätzliche Ausfallursachen Gitterwachstum (positives Gitter), Metallkorrosion am positiven Gitter, Schrumpfung des negativen Gitters, Verbiegung der Platten und Wasserverlust. Tiefentladungen, Hitze, Vibration, Schnelladen und Überladen beschleunigen allesamt den "Alterungs"prozeß.
Für gewöhnlich gehen gut gewartete und korrekt geladene zyklenfeste Batterien auf natürlichem Wege an Korrosion des positiven Gitters kaputt, wodurch eine offene Verbindung entsteht. Das Abgehen der aktiven Masse ist auch eine Ursache. Wenn eine zyklenfeste Batterie für eine längere Zeit entladen bleibt, können Kurzschlüsse durch Dentriten auftreten, wenn die Batterie wieder aufgeladen wird. Die niederohmige Verbindung in der kurzgeschlossenen Zelle heizt sich auf und kocht den Elektrolyt aus der Zelle heraus, es entstehen große Mengen Wasserstoff und Sauerstoff. Deswegen sind gute Be- und Entlüftung beim Wiederaufladen von Batterien so wichtig. Etwa 85% der frühzeitigen Ausfälle bei zyklenfesten Batterien und Starterbatterien, die nicht regelmäßig geladen werden, werden durch Anlagerung von Sulfatierung verursacht. Sulfatierung entsteht, wenn der Batterieladezustand für lange Zeit oder beim Laden unter 100% fällt. Harte Bleisulfatkristalle verstopfen die Poren und bedecken die Platten. Siehe Abschnitt 16 zur Sulfatierung. Der Versuch des Wiederaufladens einer sulfatierten Batterie läßt sich mit Händewaschen vergleichen, wenn man dabei Handschuhe trägt.

Für heißes Klima, der rauhesten Umgebung für eine Batterie, hat eine von Johnson Controls druchgeführte Untersuchung von Altbatterien ergeben, beträgt die durchschnittliche Lebensdauer einer Autobatterie 37 Monate. Aus einer eigenen Untersuchung des BCI geht eine durchschnittliche Lebensdauer von 48 Monaten hervor. In einer Untersuchung von Interstate Batteries beträgt die Lebenserwartung in extremer Hitze 30 Monate. Wenn Ihre Batterie mehr als drei Jahre alt ist und Sie in einem heißen Gebiet leben, macht es Ihre Batterie wohl nicht mehr lange. Unnatürlich langes Starten, besonders an kalten Tagen, ist ein weiteres Zeichen, daß sich der Zustand Ihrer Batterie verschlechtert. Sie sollte von außen wiederaufgeladen, die Oberflächenladung abgeleitet und ein Belastungstest durchgeführt werden. Batterien sind fast immer zum ungünstigsten Zeitpunkt leer. Leicht kann dann eine Starthilfe, ein Abschleppseil oder eine Taxifahrt so teuer werden wie eine neue Batterie.
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon kalle bond » 07.12.2011, 13:41

mahari hat geschrieben:Also wenn ich die Batterieauslegung mache, rechne ich mit zwei Tagen Autonomie und einer max. Entladetiefe von 50%.
Bei mir in Spanien (jeden Tag Sonne) ist also das Tagesgeschäft ¼ der Kapazität.


Hallo Mahari,

habe schon einiges an OPzS verbaut und kann deine Beobachtungen nicht bestätigen.
Vielleicht hat dein Problem etwas mit der Auslegung zu tun, hast du mal ein konkretes Beispiel?
Also Standort, Anstellwinkel, Tagesverbrauch und Info, ob Ganzjahres- oder nur Sommerbetrieb.

Grüße Kalle Bond
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon wieso » 07.12.2011, 14:09

denke die Batterien werden dauerhaft unterladen


und wegen Batterie verkabelung eventuell hier mal lesen http://www.smartgauge.co.uk/batt_con.html
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon onetop0 » 07.12.2011, 14:19

wieso hat geschrieben:denke die Batterien werden dauerhaft unterladen


und wegen Batterie verkabelung eventuell hier mal lesen http://www.smartgauge.co.uk/batt_con.html


Welche Vorteile würde die 3. Methode der Verkabelung bringen?
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon wieso » 07.12.2011, 14:24

Naja das halt an jedem Batterie pol eine ausgeglichenere Entladung und Beladung statt findet und die inneren Wiederstände in den Batterien und Kabelverbindungen nicht so arg eine Rolle spielen als wie in Beispile 1 und 2
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon sonnentau » 07.12.2011, 19:35

Als erstes möchte ich mal ein Produktionsfehler nicht ausschliesen.Dessweiteren fällt mir in meinem Fach auf,das die Quallität bei Markenherstellern sehr nachgelassen hat.Verbaut wir nämlich immer mehr China Ware.Wenn die Klarglasakkus noch funktionieren und die schwarzen nicht mehr deutet es darauf hin das es eigendlich nicht an der Auslegung liegen kann.Verbaust Du jetzt andere Laderegler?Stehen die Akkus sehr warm? Mach doch bitte mal ein Bild !Eine Durchmischung mit einer Luftpumpe ist da eigendlich immer von Vorteil.Frag auch mal bei Akkusolar in Taubenheim nach.Der beschäftigt sich schon sehr lange damit.
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon kalle bond » 07.12.2011, 20:07

Wie kann man bei den Akkus mit den schwarzen Gehäusen den Füllstand erkennen?

Grüße Kalle Bond
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Re: Probleme mit Batterien

Beitragvon mahari » 07.12.2011, 21:02

Danke für Eure Antworten!

Mal schaun wie ich das jetzt hinbekomme mit den Antworten.

Zu Tommmi's Ausführung: An der Durchmischung der Säure sollte es wohl nicht liegen, dafür fährt ja der Laderegler das nötige Programm. Auf der anderen Seite wäre
es vielleicht mal interessant mit einem langen schlauch Säure von Grund zu heben. Vertrauen ist gut...
Zum Ausfall einzelner Zellen im Block hast Du bei gebrauchten Batterien mit Sicherheit recht, aber dass das schon nach einem Monat passiert???
Dafür lasse ich eigentlich nicht das Geld für Vartas und Hoppeckes ausgeben. Da tun es dann doch die aus dem Baumarkt die nur Paste in den Gittern haben.
Weißt Du was "heiße Gebiete" sind?
Bei mir in der Gegend habe ich in Gebäuden bis zu 35°C. Daran kann man aber nichts ändern. Ventilatoren helfen nichts weil die Außenluft noch wärmer ist und eine Klimaanlage wie in der Messe München verbietet sich. :)
Über den Kritischen 25° bin ich allerdings recht oft. bzw. lang. Ich habe aber auch Kunden die die Batterien im Dachgiebel haben und funktionieren seit Jahren bei anderen Kunden stehen sie unter dem Haus bei ca. 20° und gehen kaputt.

zu den Ausfallursachen:
Gitterwachstum (positives Gitter) Tritt auf bei Tiefentladung, oder?
Metallkorrosion am positiven Gitter tritt auf bei zu hohem Ladestrom (nicht bei uns da wir Laderegler benutzen)
Schrumpfung des negativen Gitters Wann tritt das auf?
Verbiegung der Platten / Tiefentladung, oder warum noch?
Wasserverlust (selbstverschulden)
Tiefentladungen (In Solaranlagen wohl als unmöglich einzustufen)
Hitze
Vibration (in Solaranlagen wohl auch sehr unwahrscheinlich)
Schnelladen (wann spricht man von schnelladen*)
Überladen (wohl auch unwahrscheinlich, weil wir Laderegler mit Temperaturkompensation benutzen)

*Was ist eigentlich Schnellladen?
Ich habe beobachtet, dass defekte Batterien (je nach defekt) nur schwer Strom annehmen.
Wenn z.B. die Solaranlage 30A bringt, dann gehen bei 13 oder 14V nur 10A in die Batterie, obwohl diese noch lang nicht voll ist (Säuredichte 1,18-1,20).
Ich messe bei meinen Proben die "verbrauchte" Leistung vom Ladegerät und vergleiche diese mit der Laufzeit eines Heizlüfters. Dabei sehe ich einen miserablen Wirkungsgrad von je nach dem 60-70%.
Ich habe für meine Versuche ein 50Ah Autobatterieladegerät.
Das lädt mit 19V (Leerlaufspannung) und presst dadurch 20-25A in die Batterie. Wobei aber die Spannung zwischen den Polen auf einen "normalen" Wert von 13-14V abfällt.
Ist Schnelladung eine durch Spannungsüberhöhung erzwungene Stromaufnahme?
Wo liegt dabei das Problem?
An der Höhe der angelegten Spannung oder an einem evtl. zu langem laden der Batterie?

Warum weigert sich jetzt aber die Batterie den Strom anzunehmen? Sulfatation ist ein Grund. Wird der Inwiderstand auch noch durch einen anderen Faktor erhöht? (außer Temperatur) Das mit der Sulfatation ist so ein Thema. Was WISST ihr (aber wirklich wissen) wie schnell eine frisch aufgefüllte und ins Regal gestellte Batterie Schaden nimmt?
Mir kommen langsam so meine Zweifel ob die Batterien die ich bekomme noch schon vom Händler aus einen Becker weg haben.
Das wäre auf jeden Fall eine Erklärung warum die transparenten Vartas (von mir befüllt) funktionieren und die schwarzen (ab Werk befüllt) ärger machen.

Bei dieser Untersuchung von Johnson und Co wäre es nötig zu wissen welchen Batterietyp diese für die Proben hatten. Ich denke es macht einen Unterschied ob das mit Paste gefüllte Gitter waren oder Massive und verstärkte Solarbatterien.
Die meisten Ratschläge beziehen sich leider immer nur auf den Autobatterie-Bereich oder höchstens auf vom Netz geladene stationäre Backupbatterien. Auf die Besonderheiten der Verwendung in Solaranlagen geht eigentlich so gut wie keiner ein.

Nun zu BRJ: Richtig, ich würde sagen, dass in Deinem beschriebenen Fall 25A ausreichend sind.

Danke für den Link zum Smartgauge. Die werde ich komplett studieren.
Wobei ich schon jetzt sagen muss, dass ich es ein wenig überzogen finde. Zumindest in Bezug auf meine Anlagen. Ich habe meistens max. zwei Batterien parallel. wenn es mehr werden erhöhe ich die Anlagenspannung oder wechsle auf OPzS. Ein Widerstand im Kabel von 0,0015 Ohm im Vergleich zu 0,02 Ohm Inwiderstand finde ich lächerlich. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Inwiderstand von einer Batterie zur Andern 0,005 Ohm variiert finde ich wegen der Auswirkungen viel erschreckender. Oder eine oxidierte Polklemme.
Eine Inselanlage mit einer Stromentnahme von 100A aus Monoblöcken find ich schon krass. Aber 10A über Jahre kommt wohl auf das Gleiche raus.
Für "Monoblocksammler" hat er auf jeden Fall recht mit dem was er schreibt. Auf der anderen Seite habe ich bei einem Kunden eine Batteriebank aus 12 145Ah Batterien nach 10 Jahren Laufzeit erneuert. Das war ein Schweizer und der hat darauf bestanden, dass ich die Batterien vor seinen Augen befülle, (auf den tropfen alle genau gleich) und er wollte alle mit fortlaufender Sereiennummer. Ich kann mich nicht wirklich an die Verkabelung erinnern, aber ich meine das war Typ 1. :)

Irgentwie ist alles Relativ. Ich freue mich auf Eure Reaktionen

Servus
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