Auf dem Markt gibt es verschiedene Arten von Batterien. Sie unterscheiden sich in Größe und Kapazität. Akkus mit höherer Kapazität bieten in der Regel eine längere Laufzeit. Beim Kauf eines Akkus sollte man jedoch die genaue Laufzeit kennen. Dies wirft eine Frage auf: Wie berechnet man die Akkulaufzeit?
Es ist wichtig, die Laufzeit eines Akkus vor dem Kauf zu kennen. So können Sie entscheiden, ob ein bestimmter Akku den Stromverbrauch Ihres Geräts über einen bestimmten Zeitraum hinweg decken kann. So treffen Sie beim Kauf von Batterien eine kluge Entscheidung. In diesem Artikel gehe ich auf die Akkulaufzeit ein und zeige Ihnen, wie Sie sie berechnen können. Also, fangen wir an.
Was bedeutet Batterielaufzeit?
Die Akkulaufzeit gibt einfach an, wie lange ein Akku ein bestimmtes Gerät mit Strom versorgen kann. Mit anderen Worten, sie gibt an, wie lange ein Akku Geräte mit Strom versorgen kann, bevor sich seine gespeicherte Energie vollständig entlädt. Akkus mit höherer Kapazität haben in der Regel eine längere Laufzeit. Beachten Sie, dass die Laufzeit eines Akkus auch von dem Gerät abhängt, mit dem er verwendet wird.
Angenommen, Sie haben einen Akku mit hoher Kapazität. Ihr spezielles Gerät, das mit einem Akku betrieben wird, verbraucht jedoch viel Strom. Dadurch wird die Laufzeit des Akkus trotz seiner höheren Kapazität verkürzt. Der Grund dafür ist, dass das Gerät schnell die gesamte gespeicherte Energie aus der Batterie zieht. Vereinfacht gesagt, hängt die Akkulaufzeit von zwei Hauptfaktoren ab.
Dazu gehören die Kapazität des Akkus und der Stromverbrauch der Geräte, die mit ihm betrieben werden. Wie ich bereits sagte, ist die Kenntnis der Akkulaufzeit beim Kauf hilfreich. Sie können die Akkulaufzeit abschätzen und entscheiden, ob sie für Ihre individuelle Nutzung optimal ist. Die Akkulaufzeit hilft bei einer besseren Energieverwaltung.
Wie Sie wissen, haben die verschiedenen Geräte im Haushalt unterschiedliche Leistungswerte. So haben beispielsweise Glühbirnen eine Leistung von 12 Watt, während Deckenventilatoren eine Leistung von 40 bis 50 Watt haben. Wenn Sie die Laufzeit kennen, können Sie abschätzen, wie lange Ihr Gerät mit einer Batterie betrieben werden kann. Wenn die Akkulaufzeit kürzer ist, können Sie einige Geräte ausschalten.
Dies trägt zu einer längeren Laufzeit bei, da weniger Geräte weniger Energie verbrauchen. Die in Smartphones, Laptops und anderen Geräten verwendeten Batterien haben unterschiedliche Laufzeiten. Das liegt daran, dass diese Geräte einen unterschiedlichen Stromverbrauch haben. Selbst ein Akku mit der gleichen Kapazität hat in verschiedenen Geräten unterschiedliche Laufzeiten.
Wie berechnet man die Akkulaufzeit?
Wie ich bereits sagte, hängt die Akkulaufzeit von zwei wichtigen Faktoren ab. Einer von ihnen ist die Kapazität der Batterie. Das bedeutet, wie viel Energie eine Batterie speichern kann, wenn sie vollständig geladen ist. Der zweite Faktor ist, wie viel Strom der Akku im Betrieb verbraucht. Einfach ausgedrückt, gibt sie den Stromverbrauch eines Geräts an, das mit einer Batterie betrieben wird.
Wenn Sie die Kapazität des Akkus und den Strom, der ihm entnommen wird, kennen, können Sie seine Laufzeit berechnen. Hier ist die genaue Formel zur Berechnung der Laufzeit des Akkus:
Zeit (Stunden) = Kapazität (Ah) ÷ Strom (I)
Die Kapazität einer Batterie wird im Allgemeinen in Ah (Amperestunden) angegeben. Die Stromstärke hingegen wird in der Einheit "Ampere" angegeben.
Angenommen, Sie haben eine 20-Ah-Batterie. Das Gerät, das an diese Batterie angeschlossen ist, zieht 2 Ampere. Wenn Sie den Wert in die obige Formel einsetzen, erhalten Sie die genaue Laufzeit:
Zeit = 20 ÷ 2 = 10 Stunden.
Das bedeutet, dass ein 20Ah-Akku Ihr Gerät 10 Stunden lang ununterbrochen mit Strom versorgt, bevor er wieder aufgeladen werden muss. Denken Sie daran, dass diese 10-Stunden-Laufzeit nicht 100% genau ist, da sie das Alter der Batterie beeinflussen kann. Im Allgemeinen bieten ältere Akkus eine etwas geringere Laufzeit als neuere Akkus. 10 Stunden sind jedoch ein guter Richtwert: Im schlimmsten Fall können Sie nur 8 oder 9 Stunden erreichen.
Berechnung der Akkulaufzeit, wenn die Akkukapazität in mAh angegeben ist
Die Batteriekapazität kann in verschiedenen Einheiten angegeben werden. Die gebräuchlichste Einheit für mittelgroße bis große Batterien ist jedoch Ah (Ampere-Stunde). Einige Batterien werden jedoch auch für kleinere Geräte verwendet. Die Kapazität dieser Batterien ist sehr gering. Die Einheit, mit der ihre Kapazität ausgedrückt wird, ist mAh.
Geräte, die diese kleineren Batterien verwenden, ziehen Strom in Milliampere (eine sehr geringe Menge). Bei der Berechnung der Laufzeit solcher kleinerer Batterien können Sie die folgende Formel verwenden:
Zeit (Stunden) = Kapazität (mAh) ÷ Strom (mA)
Angenommen, Sie haben eine Batterie mit einer Speicherkapazität von 50 mAh. Das Gerät, das diese Batterie verwendet, zieht 2 mA Strom.
Zeit = 50 ÷ 2 = 25 Stunden.
Die Formel bleibt dieselbe, unabhängig davon, ob die Kapazität in Ah oder mAh angegeben wird. Wird die Kapazität in mAh angegeben, dann wird auch der Strom, der der Batterie entnommen wird, in mA angegeben. Wenn die Speicherkapazität in Ah gemessen wird, wird der Strom in Ampere und nicht in Milliampere angegeben. Sie werden feststellen, dass die Größe von Smartphone-Akkus in der Regel in mAh angegeben wird, weil sie sehr klein sind.
Sie können die Laufzeit des Smartphones mit Hilfe der obigen Formel ermitteln. Derzeit sind die Benutzerhandbücher für Smartphones in der Regel für das jeweilige Smartphone geschrieben. Denken Sie daran, dass die Laufzeit, die Sie mit der obigen Formel erhalten, je nach vielen Faktoren leicht variieren kann. Dazu gehören die Nutzung des Smartphones, der Zustand des Akkus, die Temperatur und vieles mehr.
Berechnung der Akkulaufzeit, wenn die Akkukapazität in Watt-Stunden (Wh) angegeben ist
Bei einigen Batterien wird die Kapazität in Wattstunden (Wh) angegeben. Dies ist bei Powerbank- und Laptop-Akkus üblich. Denken Sie daran, dass die Wh-Angabe für die Überprüfung der Laufzeit von Geräten, deren Stromverbrauch in Watt gemessen wird, entscheidend ist. So haben beispielsweise Glühbirnen in der Regel eine Leistung von 12 Watt. Deckenventilatoren hingegen haben in der Regel eine Leistungsaufnahme von 40 Watt.
Nachfolgend finden Sie die Formel zur Berechnung der Laufzeit des Geräts, wenn die Batteriekapazität in Wh angegeben wird.
Zeit (Stunden) = Kapazität (Wh) ÷ Leistung (W)
Angenommen, Sie haben eine 50-Wh-Batterie und betreiben damit einen Deckenventilator. Dieser Deckenventilator hat eine Nennleistung von 40 Watt.
Zeit (Stunden) = 50 ÷ 40 = 1,25 Stunden.
Das bedeutet, dass Ihr Deckenventilator 1,25 Stunden lang mit einer Batterie betrieben werden kann. Es ist erwähnenswert, dass Menschen USV-Einheiten mit Batterien als Ersatzstromquelle verwenden. Sie können die Laufzeit der Batterien bestimmen, indem Sie die Nennleistung der Geräte messen, die Sie während des Stromausfalls mit ihnen betreiben wollen.
Angenommen, Sie wollen 2 Ventilatoren und zwei Glühbirnen 2 Stunden lang mit einer Batterie betreiben. Sie wissen aber nicht, welche Batteriegröße diesen Strombedarf decken wird. In diesem Fall verbraucht Ihr Gerät (2 Ventilatoren und 2 Glühbirnen) 104 W. Hier erfahren Sie, wie Sie die genaue Batteriegröße ermitteln können, die Sie benötigen:
Kapazität der Batterie (Wh) = Nennleistung (W) × Laufzeit
Kapazität der Batterie (Wh) = 104 × 2 Stunden = 208 Wh
Das bedeutet, dass Sie eine Batterie mit einer Kapazität von 208 Wh und eine USV benötigen. Mit diesem System können Sie während eines Stromausfalls problemlos zwei Ventilatoren und zwei Lampen betreiben. Die obige Formel hilft also nicht nur dabei, die Laufzeit der Batterie zu bestimmen. Wenn Sie die Laufzeit und die Nennleistung kennen, können Sie damit die richtige Batteriegröße für Ihr Haus auswählen.
Wie berechnet man die Laufzeit eines Smartphone-Akkus?
In Smartphones werden unterschiedliche Akkugrößen verwendet. Alte Smartphones wurden mit Akkus mit einer Kapazität von etwa 3000-3500 mAh ausgestattet. Heute verwenden die Hersteller jedoch Lithiumbatterien mit höheren Kapazitäten, die zwischen 5000 und 7000 mAh liegen. Im Durchschnitt haben Smartphone-Akkus eine Kapazität von 5000 mAh. Diese Geräte verbrauchen während des Betriebs etwa 400 mA aus diesen Batterien.
Betriebszeit = 5000 ÷ 400 = 12,5 Stunden.
Angenommen, Ihr Smartphone hat eine andere Akkukapazität als 5000 mAh. Sie können die spezifische Akkukapazität und den verwendeten Strom addieren, um die Laufzeit Ihres spezifischen Smartphones zu ermitteln.
Wie berechnet man die Laufzeit eines Laptop-Akkus?
Genau wie bei Smartphones gibt es auch bei Laptops verschiedene Akkus mit unterschiedlichen Kapazitäten. Die meisten Laptops sind jedoch mit einem 60-Wh-Akku ausgestattet. Im Durchschnitt hat ein Laptop mit einem 60-Wh-Akku eine Nennleistung von 15 W. Denken Sie daran, dass diese Angaben je nach Modell und Größe Ihres Laptops variieren können.
Betriebszeit = 60 ÷ 15 = 4 Stunden.
Die Laufzeit des Laptops hängt von der Größe des Akkus (Kapazität) ab, der im Laptop verwendet wird. Wenn ein Laptop einen größeren Akku und einen optimierten Stromverbrauch hat, ist seine Laufzeit höher. Sie können die Laufzeit mit der obigen Formel für alle Arten von Laptops ermitteln. Alles, was Sie brauchen, ist die Kapazität des Akkus des Laptops und die Stromaufnahme des Laptops während der Arbeit.
Schlüsselfaktoren, die die Akkulaufzeit beeinflussen
Wie ich bereits sagte, ist die Akkulaufzeit nicht 100% genau. Wenn Sie eine Laufzeit von 2 Stunden für den Akku berechnen, sollten Sie mit einer Marge von 10% rechnen. Das bedeutet, dass Ihr Akku weniger als zwei Stunden, nämlich 1 Stunde und 40 Minuten, durchhalten wird. Und warum? Der Grund dafür ist, dass verschiedene Faktoren die Leistung und Laufzeit des Akkus beeinflussen.
Im nächsten Abschnitt werde ich auf diese Faktoren eingehen und erläutern, wie sie sich auf die Laufzeit einer Batterie auswirken.
1- Stromverbrauch
Der Stromverbrauch ist ein wesentlicher Faktor, der die Laufzeit beeinflusst. Wenn Sie ein kleineres Gerät im Akkubetrieb betreiben, werden Sie eine höhere Laufzeit feststellen. Der Grund dafür ist, dass kleinere Geräte im Allgemeinen weniger Strom verbrauchen. Größere Geräte mit höherer Nennleistung benötigen dagegen mehr Energie für den Betrieb. Daher verbrauchen sie schnell die die gespeicherte Energie der Batteriewas zu einer kürzeren Betriebszeit führt. Wenn Ihr Haus mit einer Notstrombatterie betrieben wird, sollten Sie die Geräte mit dem höchsten Stromverbrauch ausschalten. Dadurch wird die Laufzeit der Batterie verlängert.
2- Größe und Kapazität der Batterie
Wie ich bereits erwähnt habe, gibt es verschiedene Batteriegrößen. Sie unterscheiden sich in ihrer Chemie und ihren Kapazitäten. Sie sollten einen Akku mit einer höheren Kapazität wählen, wenn Sie eine längere Laufzeit wünschen. Ein Akku mit geringerer Kapazität speichert weniger Energie. Wenn er benutzt wird, versorgt er das Gerät kürzer mit Strom. Ich empfehle Ihnen, den Energieverbrauch Ihres Geräts sorgfältig zu analysieren. Dies wird Ihnen helfen, eine Batteriekapazität zu wählen, die dem Energiebedarf Ihres Haushaltsgeräts entspricht.
3- Batterieleistung und -zustand
Keine Batterie der Welt bietet einen Wirkungsgrad von 100%. Selbst die Batterie mit dem höchsten Wirkungsgrad Lithium- oder Blei-Säure-Batterien haben einen Wirkungsgrad von 75 bis 85%. Der Grund dafür ist, dass ein kleiner Teil der gespeicherten Energie oft durch verschiedene Faktoren verloren geht. Wenn Sie die Laufzeit berechnen, setzen Sie die volle Kapazität der Batterie in die Formel ein.
Die tatsächliche Kapazität ist jedoch aufgrund der geringeren Effizienz der Batterie etwas niedriger. Daher ist die Laufzeit des Akkus in der realen Welt etwas geringer als die in den Berechnungen angegebene. Abgesehen davon spielt auch der Zustand der Batterie eine Rolle bei der Schätzung der Laufzeit. Ältere Batterien haben einen geringeren Wirkungsgrad, weil ihre Zellen werden schwächer und weniger effizient. Infolgedessen haben ältere Batterien eine kürzere Laufzeit als neuere oder gut gewartete Batterien.
4- Tiefe des Abflusses
Die Entladetiefe ist ein weiterer entscheidender Faktor, der die Akkulaufzeit beeinflusst. Sie gibt an, wie viel gespeicherte Energie aus der Batterie verbraucht wird, bevor sie wieder aufgeladen wird. Wenn die Batterie vollständig entladen ist, wird ihre Effizienz beeinträchtigt. Deshalb sind moderne Batterien so ausgelegt, dass sie bis zu 80% ihrer Kapazität abgeben können. Sobald ihre Ladung auf 20% sinkt, hören sie auf zu funktionieren. Die verbleibenden 20% der gespeicherten Energie sind nicht nutzbar.
Ihr System wird nicht mehr funktionieren, wenn die Batterie so schwach ist. Die Hersteller halten diese Spanne ein, um sicherzustellen, dass die Batterien lange Zeit in gutem Zustand bleiben. Das bedeutet, dass nur 70% der gespeicherten Energie des Akkus unter realen Bedingungen genutzt werden können. Ungefähr 10% gehen durch Ineffizienz verloren und 20% werden als Entladetiefe reserviert. Berücksichtigen Sie bei der Berechnung der Laufzeit diese Faktoren, um die Laufzeit des Akkus genau abzuschätzen.
5- Temperatur und extreme Bedingungen
Wenn der Akku bei hohen Temperaturen eingesetzt wird, sollten Sie mit einer geringeren Laufzeit rechnen. Warum? Der Grund ist, dass hohe Temperaturen die chemische Reaktion in der Batterie beschleunigen. Durch diese schnelle Reaktion wird mehr Energie als Wärme verschwendet. Infolgedessen verkürzt sich die Laufzeit des Akkus.
Andererseits läuft die Reaktion im Inneren der Batterie bei einer moderaten Temperatur mit einer moderaten Geschwindigkeit ab. Dies führt zu einem geringeren Energieverlust in Form von Wärme und damit zu einer längeren Akkulaufzeit. Es geht nicht nur um die Temperatur, sondern auch um extreme Bedingungen wie hohen Druck und hohe Luftfeuchtigkeit. Wenn Sie eine längere Laufzeit wünschen, sollten Sie den Akku bei Raumtemperatur lagern.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass verschiedene Batterien unterschiedliche Laufzeiten und Reservelaufzeiten haben. Wenn Sie eine Batterie kaufen, müssen Sie wissen, wie lange sie Ihre Geräte mit Strom versorgen kann. Dies hilft bei der Auswahl der richtigen Batterie, die zum Stromverbrauch Ihrer Geräte passt.
In diesem Artikel erkläre ich, wie man die Laufzeit eines Akkus mit einfachen Berechnungen ermitteln kann. Außerdem hängt die Akkulaufzeit von verschiedenen Faktoren ab. Die Laufzeit, die Sie bei der Berechnung erhalten, entspricht nicht immer der Laufzeit in Echtzeit. Sie sollten mit einer um 10% kürzeren Laufzeit als der berechneten rechnen.