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Blei-Säure-Batterien: Typen, Vor- und Nachteile

Blei-Säure-Batterien: Typen, Vor- und Nachteile

Blei-Säure-Batterien sind wiederaufladbare Batterien, die eine chemische Reaktion zwischen Blei und Schwefelsäure nutzen, um elektrische Energie zu speichern und abzugeben.

Sie werden häufig in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von Automobilen über Notstromsysteme bis hin zu Photovoltaikanlagen. 

Diese Batterien werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Starter-Blei-Säure-Batterien und zyklenfeste Blei-Säure-Batterien. Letztere eignen sich aufgrund ihrer Fähigkeit zum wiederholten Laden und Entladen am besten für Photovoltaikanlagen.

Wie funktionieren Blei-Säure-Batterien?

Der Betrieb von Blei-Säure-Batterien ist relativ einfach, aber effektiv.

Wenn die Photovoltaikmodule Sonnenstrahlung empfangen, beginnt der Ladevorgang. Während des Ladevorgangs kommt es zu einer chemischen Reaktion, bei der sich Schwefelsäure im Elektrolyten mit Blei auf den negativen Platten (Anode) verbindet und auf den positiven Platten (Kathode) Bleisulfat entsteht.

Wenn nachts oder an bewölkten Tagen Strom benötigt wird, ist der Vorgang umgekehrt. Die in den Batterien gespeicherte Energie wird durch eine umgekehrte chemische Reaktion freigesetzt, bei der Bleisulfat auf den positiven Platten wieder in Schwefelsäure und Blei auf den negativen Platten umgewandelt wird.

Dadurch wird elektrischer Strom erzeugt, der zur Stromversorgung elektrischer Geräte und zum Betrieb des Systems verwendet werden kann.

Arten von Blei-Säure-Batterien

Batterien dieses Typs lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Blei-Säure-Starterbatterien und zyklenfeste Blei-Säure-Batterien.

Blei-Säure-Starterbatterien

Blei-Säure-Batterien: Typen, Vor- und NachteileBlei-Säure-Starterbatterien werden häufig in Fahrzeugen wie Autos und Motorrädern sowie in Anwendungen verwendet, die einen kurzen, starken elektrischen Strom erfordern, beispielsweise zum Starten des Fahrzeugmotors.

Diese Batterien sind so konzipiert, dass sie für einen kurzen Zeitraum einen erheblichen Leistungsstoß zum Starten des Motors liefern und anschließend während des Betriebs von der Lichtmaschine des Fahrzeugs wieder aufgeladen werden.

Für tiefe Zyklen sind sie jedoch nicht geeignet: Aufgrund ihrer Bauart sind sie bei regelmäßiger Tiefentladung anfällig für Schäden, was ihre Lebensdauer verkürzt.

Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterien

Zyklenfeste Blei-Säure-Batterien wurden speziell für Anwendungen entwickelt, die tiefe, wiederholte Lade- und Entladezyklen erfordern, wie zum Beispiel Photovoltaikanlagen.

Diese Batterien eignen sich ideal zum Speichern der von Solarmodulen erzeugten Energie, da sie wiederholt geladen und entladen werden können, ohne dass es zu nennenswerten Schäden kommt.

Hauptmerkmale von Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterien:

  • Sie bestehen im Vergleich zu Starterbatterien aus dickeren, dichteren Platten, sodass sie wiederholten Lade- und Entladezyklen standhalten.

  • Sie verfügen im Vergleich zu Starterbatterien über eine höhere Energiespeicherkapazität und eignen sich daher für Anwendungen, bei denen eine Langzeitspeicherung erforderlich ist.

  • Sie können länger halten, wenn sie ordnungsgemäß gewartet und in Anwendungen verwendet werden, die ihre Lade- und Entladekapazität nicht überschreiten.

Vorteile

  1. Kosten: Einer der größten Vorteile sind die relativ geringen Kosten im Vergleich zu anderen Speichertechnologien wie Lithium-Ionen-Batterien. 

  2. Haltbarkeit: Deep-Cycle-Blei-Säure-Batterien sind so konzipiert, dass sie wiederholten Lade- und Entladezyklen standhalten, was sie ideal für Photovoltaikanlagen macht, die eine zuverlässige Speicherung über einen längeren Zeitraum benötigen.

  3. Verfügbarkeit: Diese Batterien sind auf dem Markt weit verbreitet, sodass sie leicht zu kaufen und bei Bedarf auszutauschen sind.

  4. Schnellladefähigkeit: Diese Batterietypen können im Vergleich zu einigen Batterietechnologien mit höheren Raten aufgeladen werden, was eine schnelle Wiederherstellung der gespeicherten Energie an sonnigen Tagen ermöglicht.

Nachteile

  1. Gewicht und Größe: Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien ähnlicher Kapazität sind sie typischerweise größer und schwerer, was möglicherweise mehr Lagerraum und zusätzliche strukturelle Unterstützung erfordert.

  2. Begrenzte Effizienz: Sie haben im Vergleich zu einigen neueren Technologien eine geringere Lade- und Entladeeffizienz, was bedeutet, dass während des Prozesses eine geringe Menge Energie verloren geht.

  3. Begrenzte Lebensdauer: Obwohl langlebig, haben Blei-Säure-Batterien tendenziell eine kürzere Lebensdauer im Vergleich zu einigen teureren Alternativen, die möglicherweise regelmäßig ausgetauscht werden müssen.

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Blei-Säure-Batterien eine solide und zuverlässige Option zur Energiespeicherung in Photovoltaikanlagen sind.

Ihre erschwinglichen Kosten, Haltbarkeit und Verfügbarkeit machen sie für ein breites Anwendungsspektrum attraktiv, insbesondere in Regionen, in denen die Anfangsinvestition ein entscheidender Faktor ist.

Bei der Auswahl des richtigen Batterietyps für ein bestimmtes Solarsystem ist es jedoch wichtig, die Nachteile in Bezug auf Effizienz und Lebensdauer zu berücksichtigen.

Autor:

Erscheinungsdatum: 9. Oktober 2023
Geändert am: 3. Oktober 2023