Batterienkunde

Welche Batterie brauche ich? Wie berechne ich das?

Fast jeder braucht eine, viele verwenden sie seit Jahren und sind mehr oder weniger zufrieden. Manche brauchen endlich eine neue und andere müssen sowieso eine neue zum neuen Boot oder / und zum neuen Motor kaufen.

Hier gehts um das leidige Thema "Batterie fürs Boot" und wie man die richtige Größe berechnet. Denn auch hier kommts auf die Größe an. ;-)

Grundsätzlich gibt es verschiedene Leistungs- und Qualitätsklassen.

1. normale Auto-Starterbatterien (Blei-Säure) - für Elektromotoren von Booten nahezu gar nicht geeignet, viel zu gefährlich und zu "kurzatmig".

2. Blei oder Calcium/Calcium Nass - Batterien - es gibt richtig "billige" s.g. Marineausführungen einfacher Noname Qualität, die wir jedoch nicht empfehlen. Es gibt aber auch durchaus brauchbare und halbwegs gute spezielle Blei-Säure Verbraucherbatterien mit ausgewogener Leistung und zu fairen Preisen von diversen bekannten Markenherstellern. Diese Batterien nimmt man, wenn man besonders sparen muß und trotzdem ausreichend Kraft braucht. Viele Elektroboote bei Bootsvermietern fahren noch immer mit solchen oft großen und schweren Bleibatterien den ganzen Tag. Optimale Nutzung nur zu rund 50% und für ca. 300 - 380 Zyklen möglich. 

3. GEL Batterien - nicht mehr zeitgemäß da zu schwer und zu teuer für Elektroboote. Bringen keinen echten Vorteil und Mehrwert gegenüber AGM oder Lithium Batterien. Nutzung zu ca. 50 - 80% mit ca. 400 - 500 Zyklen möglich.

4. AGM Batterien - moderne, zeitgemäße Technik, sehr gut für Bootsmotoren geeignet, für viele hunderte Ladezyklen, sehr haltbar, sehr preiswert. Unsere absoluter Tipp für Freizeitkapitäne und Profis! Viele AGM Batterien sind auch hervorragende Starterbatterien für Benzinmotoren. Optimale Nutzung bis zu 70% und 500 - 700 Zyklen möglich. 

5. Lithium-Polymer, LiFePo4, Lithium-Mangan, LiFeYPo4 Batterien - nicht mehr ganz so neu, erprobte Techniken (werden u.a. auch in allen aktuellen E-Bikes, E-Mopeds, Golfkarren, Elektroautos etc. verwendet), viel leichter, deutlich höhere Energiedichte, viel leistungsfähiger und ausdauernder, leider noch etwas teurer. Optimale Nutzung bis zu 85% und bis zur 5.000(!) Zyklen möglich. Derzeit leider noch keine wirklichen Massenprodukte. Obwohl wir gerade auch hier wegen der herausragenden Leistungsdaten ein erstklassiges Angebot haben und die Nachfrage ständigt steigt!
 

So berechnen Sie die erforderliche Kapazität Ihrer Batterie:

1. Die Leistung Ihres Verbrauchers (z.B. 100 Watt) dividieren Sie durch die Batteriespannung (z.B. 12 Volt).

2. Sie erhalten den benötigten Strom in Ampere (z.B. 8,33 A).

3. Dieser benötigte Strom wird mit der Einschaltzeit des Verbrauchers multipliziert (z.B. 6 Std.).

4. Ergebnis = 70 Amperestunden (Ah) x Sicherheitsfaktor (Blei-Säure ca. 1,3 / GEL ca. 1,5) = erforderliche Batteriekapazität.

Rechenbeispiel 1: Motor mit 160 Watt : 12 Volt = 13,33 Ampere x 6 Stunden durchgehend (ohne Pausen!) gemütlich vor sich hin fahren = 80 Amperestunden x ca. 1,5 als Reserve = man braucht dazu eine Batterie mit rund 100 bis 120 Amperestunden (Ah).

Rechenbeispiel 2: Motor mit 540 Watt : 12 Volt = 45 Ampere x 6 Stunden "vollgas" durchgehend fahren = 270 Amperestunden x ca. 1,5 als Reserve = man braucht dazu eine (extrem schwere) Batterie mit rund 360 bis 400 Amperestunden (Ah) oder 2 (leichtere) Batterien zu je rund 180 bis 200 Ah.

Nicht ganz vergessen sollte man bei der Planung auch das Gewicht der Batterien:
Eine 80 Ah AGM Batterie hat ca. 23 kg, eine 100 Ah AGM Batterie ca. 30 kg, eine 100 Ah GEL Batterie hingegen hat schon ca. 38 kg. Das alles muß man irgendwann auch schleppen (oder mit der Rodel/Sackkarre fahren).

Eine moderne 90 Ah LiFeYPo4 Lithium-Batterie von uns um rund 630 Euro wiegt hingegen nur rund 12 kg und hat dabei nach Expertenmeinungen den "Wirkungsgrad" bzw. die "Leistung / Ausdauer" von einer mind. ca. 130 - 150 Ah Blei-, AGM- od. GEL Batterie!
D.h. man könnte 2x 90 Ah zu 180 Ah Lithium Batterien zusammen schalten, hätte dann ein Gesamtgewicht von auch nur rund 24 kg und trotzdem die vergleichbare Reichweite einer guten AGM Batterie mit ca. 270 Ah mit sehr schweren 80 kg! Sie sparen also in unserem Beispiel hier bei Verwendung der Lithiumbatterien-Technik 55 kg und können die Lithiumbatterie leicht selbst tragen!
Gute Ladegeräte für Lithium Batterien kosten übrigens in etwa das Gleiche wie gute Ladegeräte für AGM oder GEL Batterien. Das macht also keinen großen Unterschied.

Fazit: Mit einem kleinen bis mittleren Motor und einer guten handelsüblichen 100 Ah AGM Batterie kommt man für einen gemütlichen Badetag mit langsamer Fahrt und ein paar Pausen gut aus. Wenn man mit einem kleinen Elektromotor (mit 30 - 36 lbs) sparsam fährt und mehrere Bade- und Erholungspausen macht, vielleicht sogar bis zu zwei gemütliche Tage. Aber das richtet sich natürlich auch alles nach Strömungen, Wind, Wellen, Wetter. Und natürlich nach dem Boot selbst, dem Gewicht inkl. Personen, Gepäck etc. Andererseits bräuchte man rechnerisch für einen kräftigen 540 W Motor (mit ca. 55 lbs) und 2 Stunden "Vollgas" schon fast eine 135 Ah Batterie. Besonders energiesparend bei langsamer Fahrt bis 3/4 Vollgas sind dank der neuen Elektronik übrigens die Minn Kota Traxxis Motoren: Bei niedriger Geschwindigkeit kann das "Maximizer System" im Minn Kota Traxxis 55 die Laufzeit des Motors mit einer Batterieladung laut der Werbung bis zum vierfachen verlängern. In der Praxis haben wir eine rund 2-fach längere Laufzeit geschafft!

Und wer noch mehr Power braucht, greift zu einem der bekannten und beliebten 24 V Motoren (mit 70 bis 85 lbs) mit 2 Stück größeren 12 V Batterien, die man zu 24 V zusammen schaltet.

Eine eigene Klasse für sich sind natürlich die bereits mehrfach ausgezeichneten und schon berühmten TORQEEDO Motoren. Nicht ganz leise, nicht ganz billig, aber preiswert und preisgünstig bei hervorragender Leistung und Kraft pur.
Spitzenklasse und auch sehr leise sind natürlich die auch nicht ganz billigen bürstenlosen (BLDC Motor) INTERMOTOR Motoren mit über 90% Wirkungsgrad! Wir beraten Sie gerne!

Grundsätzlich ist es so, daß man die Motorisierung eines Elektrobootes immer als Gesamtpaket sehen muß:
Der richtige Motor zum Boot (und Fahrer) + passende Batterie(n) + dazu passendes Ladegerät + Batteriekasten + Sicherungen (diese sollte man sich zur Sicherheit nie sparen).

Das Bild mit dem "Rechenbeispiel" oben zeigt übrigens einen kleinen Minn Kota Endura 30 Motor, eine einfache Batterie Banner Energy Bull 12V 100Ah und die Yacht Carinthia VII von Heidi Horten im Hafen von Venedig. Die Auflösung: Nein, diese Kombination wird leider nicht funktionieren. ;-) 

Achtung - wichtiger Hinweis:
Batterien darf man nie ganz leer fahren. In der Praxis sollten mindestens 20 - 35% Rest immer drin bleiben. Je besser und teurer die Batterie, umso weiter runter kann man sie meistens entladen und umso öfters kann man sie wieder aufladen. Wenn Sie die Batterie schonen wollen, schauen Sie immer, daß sie noch am Ende des Tages zu rund 1/3 voll bleibt. Das bedeutet, die Entladung soll max. ca. 50% (bei billigen Bleibatterien) bis 80% (bei sehr guten AGM Batterien) bzw. sogar etwa 90% bei den neuesten Lithium Batterien betragen. Ein kleines leichtes Batteriemessgerät um wenig Geld hilft Ihnen dabei enorm. Oder Sie kaufen einen Motor mit eingebauter Batteriestandsanzeige. Selbst modernste und neueste LiFeYPo4 Batterien darf man nicht viel unter 11V leer fahren (sonst droht Garantieverlust). Erreicht der Stand 10V ist die Batterie für immer und ewig unreparierbar kaputt.
 

Welche Batterie soll ich also kaufen?
Die Antwort darauf ist relativ einfach - wenn Sie wissen für welche Anforderung die Batterie geeignet sein soll:

1.) Blei-Säure Nass-Batterien kauft man für Bootsmotoren heutzutage schon gar nicht mehr. Diese Technologie ist für unsere Einsatzzwecke einfach überholt. Sie sind nicht wartungsfrei, d.h. man muß immer wieder den Batteriesäurestand kontrollieren und nachfüllen. Diese Art Batterien sind für kleine Boote zu gefährlich, sie dürfen nicht kippen, sie gasen und stinken bei der Ladung, auslaufende Säure verätzt Körperteile und Kleidung. Hände weg, speziell wenn Kinder mit an Bord sind. Die Reichweite und nutzbare Kapazität ist außerdem recht gering.

 

2.) GEL Batterien kauft man für Bootsmotoren normalerweise auch nicht mehr. Diese sind zwar deutlich besser und sicherer als die alten Bleibatterien, aber für kleine Boote zu schwer, zu teuer und bieten keine echten Vorteile gegenüber Lithium oder AGM Technologie. 

 

 

 

3.) Normale gute AGM Batterien, wie unsere HPG oder HYPE, sind absolut wartungsfrei, geschlossen und problemlos für Einsätze "ab und zu" bei privaten Badebooten, Spaß, Spiel und Sport. Gut geeignet auch für private Hobby-Fischerboote. Rechnen Sie mit immerhin rund 300 Zyklen bei ca. 50% Entladung. Was für "Otto-Normal-Verbraucher" oft für etwa 3 Jahre ausreichend ist.

 

  

  4.) Ein bis zwei Nummern besser sind AGM Deep Cycle Batterien (z.B. die hellgraue VARTA AGM Professional Deep Cycle oder die neue ZENITH ZNC (Zenith Nautic Camping) AGM Serie - die Rote mit dem blauen Deckel). Diese Batterien wählen Sie wenn Sie eine zuverlässige und gleichmäßig gute Batterie für häufige Einsätze, oftmaliger Ladung und langer Lebensdauer im privaten Bereich suchen. Rechnen Sie bei diesen Typen mit rund 500 Zyklen bei 50% Entladung. Das ist übrigens auch die offizielle Angabe von Johnson Controls, der Varta Mutterfirma! Der Ausdruck "Deep Cycle" ist hier also eher etwas relativ zu sehen.

    

 5.) Die top Produkte der AGM Batterien sind eindeutig die ZENITH AGM Deep Cycle ZL Serie. Die bekannten Roten mit dem schwarzen Deckel sind aktuell weltweit wahrscheinlich das Beste was Sie in optimierter und weiter verbesserter AGM Technik für Geld kaufen können. Garantierte mind. etwa 600 Zyklen bei 80% Entladung werden Sie sonst bei keiner anderen AGM oder GEL Batterie finden! Und das zu einem durchaus noch leistbaren Preis. Zenith ist übrigens eine Marke spezieller HQ Batterien der italienischen Firma UBS.
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6.) Sie legen besonders viel Wert auf ein niedriges Gewicht, kleines Gehäuse, lange Reichweite, hohe Energiedichte und hohe Lebensdauer? Dann müssen Sie eine Lithium Batterie neuester Technik nehmen. Nachteil: Diese Batterien sind ca. 2 - 3 x teurer als sehr gute AGM Batterien und in grösseren Stückzahlen noch etwas schwer lieferbar. Wir haben üblicherweise Modelle von Winston Battery (Thunder Sky) mit 12V und 40, 60 und 90Ah aus eigenem Direktimport immer lagernd oder prompt verfügbar. Fragen Sie uns, wir beraten Sie auch hier gerne! 

 Ladegeräte:
Wichtig ist natürlich ein Ladegerät, das bestmöglich zur jeweiligen Batterie paßt. Nur so nützen Sie beides maximal aus. Optimal wäre ein Ladegerät, das man (beim Händler oder selbst) programmierbar für Blei, GEL, AGM und Lithium Batterien verwenden kann! Achten Sie auf die richtige Ladekennkurve zur jeweiligen Batterie, zumindest einer automatischen Abschaltung nach Ende der eigentlichen Ladung oder auf eine automatische Umschaltung auf die s.g. Erhaltungsladung. Natürlich muß das Ladegerät auch von der Leistung her zur Batterie passen und darf nicht zu schwach sein. Die besten Ladegeräte gibt es unserer Meinung nach von ZENITH und werden in Italien gebaut (nicht in China). Laden mit 12A sind dort wirklich 12A, nicht tatsächlich nur 7A wie anderswo... Wenn Sie mehrere Batterien im Boot haben und diese gleichzeitig laden wollen, sollten Sie diese auch gleichzeitig an nur ein Ladegerät anschließen können. Recht gute universelle Ladegeräte für einzelne Blei- und AGM Batterien kommen auch von CTEK, SBC Quick und anderen, einfachere manuelle und automatische Hobby-Ladegeräte von Einhell.
Wichtig - Ladung:
Blei, GEL und AGM Batterien fährt man immer auf das empfohlene Limit leer und lädt sie dann erst komplett wieder voll auf. Diese Batterien kennen leider noch den bekannten Memory Effekt. Jede kleine Zwischenladung verringert die nutzbare Kapaziät der gesamten Batterie.
Bei Lithium Batterien braucht man das nicht beachten und man kann diese Typen auch immer wieder gefahrlos dazwischen nachladen, auch wenn man z.B. mal nur 10 oder 20% verbraucht hat.

Batterien im Winter - Pflege & Wartung:
Beachten Sie, daß Blei-Säurebatterien bis zu 15% Selbstentladung pro Monat haben. Hermetisch verschlossene AGM Batterien nur etwa 2 - 4%. Die Selbstentladung ist auch temparaturabhängig. Die ideale Temparatur bei der Lagerung ist rund 20 Grad. Jede leere Batterie bitte vor der Winterpause immer voll aufladen, nicht leer und nicht in der Kälte stehen lassen! Das ist kurz- und mittelfristig der Tod jeder Verbraucherbatterie, egal ob Blei-Säure, GEL oder AGM. Auch die neuesten LiPo/LiMa/LiFeYPo4 Batterien mögen das nicht. Tiefentladungen (und übrigens auch Überladungen durch ein falsches Ladegerät) sind generell nicht durch die Garantie oder die Gewährleistung der Batterie gedeckt! Und ja, das kann man innerhalb von Minuten mit speziellen Messgeräten und auch ausgedruckten Zellenprotokollen vom Hersteller nachweisen.

2 Batterien zusammen schalten. Was bedeutet was und was kommt dann dabei raus?
Parallelschaltung: Die beiden + Pole und die beiden - Pole von 2 Batterien werden miteinander verbunden. > Die Spannung 12V ändert sich nicht, die Kapazitäten (Ah) der einzelnen Batterien werden addiert. Beispiel: 2 Batterien mit je 12V 120Ah => ergeben zusammen einen "Block" mit 12V 240Ah (= gleiche Volt, doppelte Kapazität)
Serienschaltung = Reihenschaltung: Der + Pol einer Batterie wird mit dem - Pol der anderen Batterie verbunden. > Die Spannung von 2x 12V ändert sich auf 24V, die Kapazität (Ah) bleibt aber gleich. Daher darf man so nur zwei exakt gleiche Batterien zusammen schalten! Beispiel: 2 Batterien mit je 12V 120Ah => ergeben zusammen einen "Block" mit 24V 120Ah (= mehr Volt, gleiche Kapazität).
Ein Diagramm zur Verdeutlichung: