{"id":15809,"date":"2018-06-19T07:51:04","date_gmt":"2018-06-19T05:51:04","guid":{"rendered":"http:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/?p=15809"},"modified":"2019-01-03T18:25:34","modified_gmt":"2019-01-03T17:25:34","slug":"powerbank-solar-ampere-2-go","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.michael-floessel.de\/mfblog\/powerbank-solar-ampere-2-go\/","title":{"rendered":"Powerbank – Solar – Ampere 2 go"},"content":{"rendered":"

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Wie einige Stammleser hier wissen, habe ich in der Vergangenheit des \u00f6fteren kleine Projekte realisiert, welche mir zumindest im Garten ein netzstromunabh\u00e4ngiges Arbeiten erm\u00f6glichen. Sollte ich irgendwann mal wieder in den Genuss kommen Camping zu machen, d\u00fcrfte dies zus\u00e4tzlich hilfreich sein \";-)\"<\/p>\n

Hier ein wenig 12V aus der Sonne <\/a>\u00a0neuerdings (eher 5V)<\/a>, ohne feste Verbindung an das Stromnetz auskommen zu k\u00f6nnen, ist verlockend. Durch das enorme Ansteigen der USB-5V-Mobilger\u00e4te, sind ja auch in einer Menge Varianten m\u00f6glich, die vor ein paar Jahren schlicht nicht zu finden waren.<\/p>\n

Mir geht es allerdings gar nicht so sehr darum, den kompletten Haushalt mit Energie zu versorgen, da m\u00fcss(t)en andere Gr\u00f6\u00dfenordnungen her. Mir geht es eben um die M\u00f6glichkeit, an beliebigen Standorten elektrisch versorgt zu sein, wenn es nicht gerade um das Kochen, Heizen oder K\u00fchlen geht.<\/p>\n

Oft gibt es aber falsche Vorstellungen der Leistungsf\u00e4higkeit von mobilen Stromversorgungen f\u00fcr Kleinstger\u00e4te, genau der Grund f\u00fcr mich, diesen Blogbeitrag hier zu schreiben \";-)\" Ausgel\u00f6st durch einige Kundenbewertungen und Forenbeitr\u00e4ge im weltweiten Netz und auch durch Emails, welche als Reaktion auf meine Artikel hier so eingetroffen sind, muss ich einfach ein paar Zeilen online bringen.<\/p>\n

Ein kleiner Vergleich zur Veranschaulichung<\/b><\/p>\n

Um zu Beginn doch einmal bei einem Haushaltsger\u00e4t zu bleiben, nehme ich als Anschauungsobjekt eine Kaffeemaschine mit 1000 Watt Leistungsaufnahme, so ein Teil kennt ja wahrscheinlich jeder. Im deutschen Versorgungsnetz leben wir mit 230V Wechselspannung, das ist auch kein Geheimnis. P (Leistung) = U (Spannung) x I (Strom), folglich ben\u00f6tigt die Maschine 1000 (W) : 230 (V) = 4,3 Ampere.<\/p>\n

An die 230V Steckdose in der K\u00fcche angeschlossen, m\u00f6chte die Maschine in der aktiven Kochphase also 4,3A bekommen, um das Wasser zu erhitzen und eben Kaffee aufzubr\u00fchen. Die Werte einfach mal im Kopf behalten.<\/p>\n

Strom einer Powerbank<\/b><\/p>\n

Eine durchschnittliche Powerbank im Jahre 2018 bietet meist eine Kapazit\u00e4t von 6000 – 16000 mA\/h, je nach Gr\u00f6\u00dfe, Bauform und Gewicht. Gehen wir hier mal von 10000 mA\/h aus, bedeutet dies nichts anderes, als das die Akkus im inneren des Ger\u00e4tes eben diese Kapazit\u00e4t bieten, nat\u00fcrlich davon ausgehend, dass der Hersteller nicht sch\u00f6ngerechnet hat. Diese Akkus k\u00f6nnen also entweder einen Verbraucher 1 Stunde lang mit 10 Ampere (=10000 mA) oder 10000 Stunden lang mit 1 mA versorgen.<\/p>\n

Weiter ist wohl unbestritten, dass ein USB-Port mit einer Spannung von 5V arbeitet, bei einer g\u00e4ngigen Powerbank meistens mit einem maximal entnehmbaren Strom von 2A, oft auch nur 1A. Nehmen wir mal beispielhaft 2A als m\u00f6glich, sind das 2A x 5V = 10W. Nicht vergessen, bei der Leistung ist es egal, ob ich nun bei 1000W mit 1 A bei 1000V oder mit 1V an 10000A arbeite, es bleibt eine Leistung von 1000W. Hier wird vielleicht schon klar, warum man aus einer Powerbank niemals eine Kaffeemaschine oder einen Toaster betreiben k\u00f6nnen wird, welcher f\u00fcr den normalen Haushalt gedacht ist.<\/p>\n

Um trotzdem aus einer Powerbank eine Kaffeemaschine betreiben zu k\u00f6nnen, m\u00fcsste also ein Ger\u00e4t her, welches technisch derart realisiert ist, dass es mit einer Leistung von rund 10W Wasser in nennenswerter Menge und Zeit ausreichend erhitzen kann Beim Verfassen dieses Artikels habe ich in der Form noch nichts gefunden, unm\u00f6glich wird es aber wahrscheinlich nicht sein \";-)\" Bis vor einigen Jahren habe ich auch keine L\u00f6tkolben gekannt, die mit normalen AA-Batterien funktionieren, mittlerweile findet man die Teile in jedem einigerma\u00dfen sortierten Baumarkt.<\/p>\n

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Ohne Sonne kein Strom. Immerhin, f\u00fcr die Beleuchtung von oben reichten die LED’s der Powerbank, aufgeladen mit Sonnenlicht. F\u00fcr das Notebook musste aber dann doch der Netzstrom her \":-)\"<\/p><\/div>\n

Laden externer Ger\u00e4te mit einer Powerbank<\/b><\/p>\n

Nun kann man ja auf die (an sich) korrekte Idee kommen, dass mit einer Powerbankkapazit\u00e4t von 10000 mA\/h ein Smartphone mit einer Akkukapazit\u00e4t von 3000 mA\/h mindestens drei mal vollst\u00e4ndig aufgeladen werden kann, bei einem Ladestrom von rund 2 Ampere obendrein in knapp 1,5 Stunden. K\u00f6nnte man, ja…<\/p>\n

Leider ist allerdings die Erde sozusagen ein Strafplanet, alles muss mit Verlusten bezahlt werden! Nichts, was man hier an Energie erh\u00e4lt, l\u00e4sst sich verlustfrei von A nach B transportieren. Um die Geschichte noch ein wenig ineffizienter zu gestalten, kommt zus\u00e4tzlich ein Anpassungsproblem der Spannungen hinzu:<\/p>\n

Der USB-Port soll 5V an Spannung bereitstellen, die g\u00e4ngigen Akkutypen liefern aber vollgeladen nur ca. 4,2V. Also muss eine Technik her, welche immer daf\u00fcr sorgt, dass die Akkuspannung m\u00f6glichst stabil auf 5V herauftransformiert wird. Zus\u00e4tzlich m\u00f6chte der verw\u00f6hnte Benutzer (ich bin auch so einer \";-)\" ) auch noch per netter LED-Kette oder \u00e4hnlichem auf dem Laufenden gehalten werden, was sich in der Powerbank so abspielt. Beim Aufladen des Akkus will auch die Ladeelektronik versorgt werden, wieder Verluste. Tja, und das Ergebnis? Mehr als 60% der Akkukapazit\u00e4t einer Powerbank, sind kaum nutzbar. Bei qualitativ brauchbaren Exemplaren versteht sich, hat man beim Kauf daneben gegriffen, geht weniger sozusagen immer. In der Praxis bin ich bei der Annahme, dass mit mehr als 50% nutzbarer Kapazit\u00e4t einer Powerbank eher nicht gerechnet werden sollte, ganz gut ausgekommen, Schlussendlich darf man auch nicht vergessen, dass 5V nicht gerade Hochspannung sind, mit meterlangen (und querschnittsm\u00e4\u00dfig d\u00fcnnen) USB-Strippchen, kommen weitere Verluste hinzu. Die Ladezeit an sich KANN kurz sein, muss sie aber nicht. H\u00e4ngt nun ein Handy mit 3 Meter langem und zeitgleich d\u00fcnnem USB-Kabel an der Powerbank, kann alleine schon der Leitungswiderstand den Ladestrom negativ beeinflussen. Wo Widerstand herrscht, gibt es auch einen Spannungsabfall und am zu ladenden Ger\u00e4t kommt weniger an. Tja, was noch? Die Ladeelektronik im Telefon und, vor allem, der Strombedarf des Smartphones w\u00e4hrend des Ladens verlangt Beachtung. Ist das Ger\u00e4t aktiv und ben\u00f6tigt dementsprechend Leistung, sagen wir mal 1 Ampere, sind schon 50% des erhofften Stromes f\u00fcr die Ladung anderweitig dahin. Bei den oben angenommenen Werten ist die Ladezeit dann auf rund 3 Stunden angestiegen. Die evtl. strombegrenzende Wirkung der Kabel, Verluste in der Ladeelektronik des Telefons und vielleicht fragw\u00fcrdige Leistungsangaben der Hersteller, noch au\u00dfen vor \";-)\"<\/p>\n

Zu den USB-Ladekabeln an sich hatte ich \u00fcbrigens in der Vergangenheit schon ein paar Worte verloren, ich verlinke mal<\/a>. In der Praxis ist alles allerdings nicht ganz so drastisch und schrecklich, meist wird ja ein nicht v\u00f6llig entladenes Smartphone oder Tablet mit einer Powerbank eher zwischengeladen, das Mobilger\u00e4t ist nicht unbedingt Daueronline und die Strippen sind nicht so arg schlecht – man kommt klar \":-)\"<\/p>\n

Laden der Powerbank<\/b><\/p>\n

Kurzversion: Steckernetzteil in die passende Steckdose stecken, USB-Strippe rein und ab an die Bank. Einigerma\u00dfen verlustarme Kabel und eine brauchbare Laderegelung vorausgesetzt, kommt die Rechnung Akkukapazit\u00e4t geteilt durch Ladestrom gleich Ladezeit recht gut aus, gut 30% sollte man aber dennoch auf die erwartete Zeit addieren.<\/p>\n

Schwieriger wird das nat\u00fcrlich unterwegs. Ist kein Netzstrom verf\u00fcgbar, bleiben aktuell nennenswert nur die Sonnenstrahlen als Energiespender. Eigentlich funktioniert dies gut, man sollte allerdings realistische Vorstellungen haben und, das wichtigste \u00fcberhaupt, es muss Sonne da sein. Nicht nur erahnt hinter Wolken oder irgendwo im R\u00fccken der Solarzellen, nein, volle Pulle senkrecht drauf auf’S Paneel. Auch wenn die Effizienz der Solarzellen in den vergangenen Jahren wirklich merklich gestiegen ist, kommt man \u00fcber 18% selten hinaus. F\u00fcr den Nutzer ist dies allerdings eher zweitrangig, es z\u00e4hlt ja der nutzbare Strom am Ausgang der Ladetechnik und nicht das, was die Sonne wirklich an Energie zu bieten h\u00e4tte. Es gibt nur eben eines was leider unumg\u00e4nglich ist: Viel Solarstrom braucht auch viel Fl\u00e4che. Ist so, kann man nicht ignorieren.<\/p>\n

Damit sind wir dann auch an dem Punkt, warum ich diesen Artikel \u00fcberhaupt schreibe. Die beiden „low cost“ Powerbanks im ersten Bild dieses Artikels, sind mit Solarzellen ausgestattet. Liegen sie in der Sonne, flie\u00dft tats\u00e4chlich ein Ladestrom. Die Tatsache, dass beim Laden in praller Sonne auch die Akkus im inneren praktisch mitgekocht werden, ignoriere ich an dieser Stelle. Sie behaupten eine Kapazit\u00e4t von 15000 mA\/h zu besitzen, sind mit durchaus effektiven LED’s zur Beleuchtung ausgestattet und k\u00f6nnen zum Standard-USB auch eben per Sonnenlicht geladen werden. Die Teile sind jetzt nicht der High-Tech-Kanaller, haben sich in den letzten 2 Jahren aber bestens bew\u00e4hrt, werden nur gelegentlich zu Unrecht mangelhaft bewertet. Ich versuche mal, das aufzuschl\u00fcsseln.<\/p>\n

\"\"<\/a>Das Solarpaneel hier links im Bild, ist eine aktuelle Anschaffung f\u00fcr meine Strom-im-Sommer-im-Garten-Idee<\/em>. Mit der gesamten Fl\u00e4che sind nach Herstellerangabe maximal 3,5A Strom bei 5V unter optimalen Bedingungen zu realisieren. In der Praxis komme ich auf rund 2,8A. Diese aber eher rechnerisch, ich habe einfach kein Ger\u00e4t mit dieser hohen Dauerstromaufnahme, welches \u00fcber einen relevanten Zeitraum hinweg Messungen erm\u00f6glichen w\u00fcrde. Diese Werte sind mir aber in der Praxis eher zweitrangig, ich betreibe meine Mini-Insell\u00f6sung in der Anordnung Solarpaneel -> Powerbank -> Verbraucher. Mal mit nur dem Tablet als Endger\u00e4t, gelegentlich zus\u00e4tzlich der Minil\u00f6tkolben und das Smartphone, wichtig ist mir die verf\u00fcgbare Energie aus der Powerbank. Unter dem Strich soll das Solarpaneel einfach nur genug Nachschub liefern.<\/p>\n

\"\"<\/a>Das Paneel hat zwei USB-Ausg\u00e4nge, f\u00fcr l\u00e4ngere Aktionen kommt an jeden eine Powerbank, bisher hat dies immer ausgereicht. Nur, die Sonne muss da sein! Jetzt bin ich allerdings nicht so irre, mich bei grauem Wetter oder gar Regen in den Garten zu setzen um dabei festzustellen, dass ohne Sonne keine nennenswerte Ladung stattfindet Beim Camping und \u00fcberhaupt unterwegs allerdings, k\u00f6nnte dies nat\u00fcrlich schon eine Rolle spielen, da hilft nur das Hoffen auf genug Akkupower bis zum n\u00e4chsten Sonnenschein. Generell w\u00fcrde ich aber immer empfehlen, mit aufgeladenen Ger\u00e4ten auf Tour zu gehen \";-)\"<\/p>\n

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Bei solchem Wetter, h\u00e4lt sich die Solarenergie eher in Grenzen. Die meiste Zeit beim Erstellen dieses Artikels, haben sich Sonne und Wolken im Minutenrythmus abgewechselt.<\/p>\n

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Mehr als 160 mA sind gerade nicht drin, die Sonne ist allerdings in diesem Moment vollst\u00e4ndig von den Wolken verdeckt. Dringen die ersten Sonnenstrahlen durch, geht es recht schnell auf etwa 900 mA, mehr scheint meine Powerbank einfach beim jetzigen Ladestand nicht zu verlangen.<\/p>\n

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Zur\u00fcck zum Anlass, diesen Artikel zu schreiben. Viele Bewertungen im WWW zerrei\u00dfen die Solarpowerbanken regelrecht. „Die Zelle kann den Akku gar nicht laden“, „alles dauert ewig“ und „Ger\u00e4t nutzlos“, hei\u00dft es oft.<\/p>\n

Nun, doch, kann sie alles! Aber nur elend langsam. Was aber anhand der Fl\u00e4che auch kein Wunder ist. Die Solarzelle dieser Powerbank hat knapp 1\/6 der Fl\u00e4che, die das gezeigte eigenst\u00e4ndige 3,5A-Solarpaneel mit nur einer seiner 3 Teilfl\u00e4chen bietet. Konkret bedeutet dies,1 Ampere pro Teilfl\u00e4che, bei 1\/6 davon hat die kleine Zelle auf der Powerbank eine Stromausbeute von roundabout 160 mA, Verluste und Co nicht im Ansatz bedacht. Sie bietet eine (Herstellerangabe) Kapazit\u00e4t von 15000 mA\/h, Man muss nun nicht Albert Einstein sein, um auf gut 100 Stunden Ladezeit zu kommen. Volle Pulle ununterbrochen Sonne und immer korrekt ausgerichtet versteht sich \";-)\" Das wird sehr, sehr lange dauern!<\/p>\n

Aber: Im hintersten \u00d6dland immerhin die Chance, vielleicht noch den letzten rettenden Anruf t\u00e4tigen zu k\u00f6nnen! \":-D\"<\/p>\n

Bemerkungen am Rande<\/b><\/p>\n

Jemand schrieb, mit 12V Zellen hat man dann ja mehr Leistung. Sch\u00f6n w\u00e4re es, ist aber Unsinn. Leistung bleibt Leistung. Habe ich eine Leistung von z. B. 60W zur Verf\u00fcgung, sind dies bei 12V eben 5A Strom. Bei 5V immerhin 12 A – es bleiben 60W. 12V Ger\u00e4te kann ich an 5V nicht betrteiben, beim Betrieb von 5V Ger\u00e4ten an 12V muss ich 7V loswerden, oft buchst\u00e4blich verheizen – Effizient geht anders \";-)\"<\/p>\n

Gerne kommt auch die Frage, ob man nicht den Getr\u00e4nkek\u00fchler im Sommer auch im Garten unter dem Sonnenschirm oder am Strand betreiben kann. Nun, bestimmt nicht aus einer USB-Powerbank, der Rest sollte sich aus dem Artikel ergeben.<\/p>\n

Wichtig ist nat\u00fcrlich auch die Tatsache, dass Sonnenenergie fl\u00fcchtig ist. Man muss sie also speichern, g\u00e4ngig sind hier Akkus. Eine Powerbank oder ein Smartphone bringen ihre Akkus mit, zun\u00e4chst kein Problem. Ist der Akku allerdings voll, ist nichts mehr mit speichern. Dann kann man nur verbrauchen was \u00fcber ist, ohne Sonne wird sofort auf die gespeicherte Energie zur\u00fcckgegriffen. Wer also auch bei einem l\u00e4ngeren Tripp in der Wildnis auf der sicheren Seite stehen m\u00f6chte, sollte sich vorhe gut seinen Strombedarf berechnen und ausreichen Speicherkapazit\u00f6t\u00e4mit sich f\u00fchren und diese bei jeder Gelegenheit aufladen.<\/p>\n

Fazit: <\/b><\/p>\n

Mobile Kommunikation, Licht mit LED-Lampen, Radio oder mobile Kleinleistungswerkzeuge kein Problem, dar\u00fcber wird es schon Aufw\u00e4ndiger.<\/p>\n

Nimmt man nur mal ein Notebook als Beispiel, werden oft 19V bei rund 4A gew\u00fcnscht, da muss zus\u00e4tzliche Technik her. Veranschlagt man den Leistungsbedarf mit rund 100W und w\u00e4hlt als Solarquelle Module mit 12V Ausgangsspannung, muss mindestens ein Step-Up-Wandler von 12 auf 19V angeschafft werden (die sogenannten KFZ-Notebookadapter-\/Netzteile sind nichts anderes), um Sonnenschwankungen zu kompensieren, braucht es aber auch noch einen Akku. Um diesen aus der Sonne zu laden, ist ein Solarladeregler ebenso Pflicht. Will man sinnvoll an die Sache gehen, liegt der Pufferakku im Bereich der Gr\u00f6\u00dfe einer kleinen Autobatterie. F\u00fcr 100W Leistung d\u00fcrften rund 2-3 Quadrtameter Solarpaneel n\u00f6tig sein, um frustfrei \u00fcber die Runden zu kommen, solange die Sonne scheint. Da das Notebook alleine schon knapp unter 100W f\u00fcr sich beanspruchen kann, bleibt f\u00fcr eine Akkuladung nat\u00fcrlich nur dann eine Reserve, wenn das Notebook gar nicht l\u00e4uft \":mrgreen:\"<\/p>\n

\"\"<\/a>Immerhin, mein klassischer Ger\u00e4teaufbau f\u00fcr ein bisschen produktives EDV- und Elektronikwerkeln im Garten funktioniert. Das recht betagte Galaxy Tab 2, die Bluetoothtastatur und mein Handy halten eigentlich immer ausreichend lange durch. Scheint die Sonne intensiv genug, wird die Powerbank nicht mal vollst\u00e4ndig entladen, allerdings starte ich im Allgemeinen auch den Tag mit vollen Akkus an allen Ger\u00e4ten. Wenn ich zwischendurch den USB-L\u00f6tkolben oder auch mein DSO-138<\/a>\u00a0mal anklemme, f\u00e4llt das allgemein kaum ins Gewicht, ich bin zufrieden und w\u00fcnsche Euch einen sch\u00f6nen Sommer \":-)\"<\/p>\n

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