Langlebiger LiFePo4 Photovoltaik-Heimspeicher von Powerqueen optional mit Heizung
Du suchst einen fertigen, kostengünstigen und sicheren Heimspeicher für deine Photovoltaik-Anlage? Vielleicht wären die LiFePo4-Batterien von Powerqueen etwas für dich. Ich nutze zwei Stück davon und zeige dir Vor- und Nachteile und warum der Wechsel von Blei auf LFP so viel effizienter ist.
Powerqueen 12V 100Ah selbstheizende LFP
Die verschiedenen Batteriespeicher-Chemien und Anwendungsfälle
Schauen wir uns typische Chemien an, die gern für Photovoltaik-Heimspeicher genutzt werden und wo die Vorteile und auch Nachteile liegen.Blei-Batterien
Noch immer werden Bleibatterien als vermeintlich günstige Anschaffung gesehen. Dieser Schein trügt und es gibt eine Reihe von Nachteilen gegenüber den nachfolgenden Chemien.Um die Lebensdauer zu verlängern, nutzen viele nur 50% der Kapazität ihrer Blei-Batterie. Damit wird doppelt so viel Speicherkapazität und auch Platz benötigt. Sind das keine teuren wartungsfreien Gel-Batterien, so können diese auch Gasen (Braungas = brennbar/explosiv) und es muss regelmäßig destilliertes Wasser nachgefüllt werden.
Weiterhin ist die tatsächlich entnehmbare Kapazität abhängig vom Entladestrom. Je höher der Strom, und auch je geringer die Temperatur, desto geringer die Kapazität.
Damit scheidet Blei als günstiger, sicherer und unkomplizierter Speicher aus.
Lithium-Ionen
Es gibt eine große Palette verschiedenster Batterien mit der Lithium-Chemie. Wenn wir von Lithium-Ionen, kurz: Li-Ion reden, dann meist von den Rundzellen wie im Akkuschrauber, Taschenlampen, ja auch die meisten Elektroautos und andere Kleingeräte wie Smartphone, E-Rassierer und -Zahnbürsten.Was alle gemeinsam haben: Es ist Kobalt enthalten. Und in dieser Kombination kann bei Schadensfall und falscher Behandlung eine Gefahr ausgehen.
Sicher hast du schon mal gesehen, wie schwieig ein brennendes Elektroauto zu löschen ist. Die Gefahr das etwas passiert ist gering, aber das Potential ist da und dann auch in einem extremen Ausmaß. Und das möchte man sicher nicht in seinem Haus haben, oder?
Ein weiterer Nachteil dieser Chemien ist die recht geringe Lebensdauer durch Vollzyklen (etwa wie bei Blei). D.h. ein Zyklus ist komplett entladen und wiederaufladen. Zwei mal halb entladen und zwei mal wiederaufladen ist ebenfalls ein ganzer Vollzyklus. Hier kann man die Lebensdauer selbst noch weiter erhöhen, wenn z.b. nur bis 80% aufgeladen wird, noch mind. 10% Rest im Akku verbleiben und der Ladestrom gering ist. Anders als bei Blei, die gerne immer voll sein wollen und es mit Lebensdauereinbußen bei längerer tiefer Entladung zeigen, ist es bei Li-Ion eher umgedreht. Wir sprechen hier i.d.R. übrigens von ca. 800 Vollzyklen.
Lithium-Eisenphospat (LiFePo4 / LFP)
Die wohl derzeit beste und bezahlbare Chemie ist Lithium-Eisenphospat (Formel: LiFePo4, Kurzform LFP genannt). Vom Preis gibt es fast keinen Unterschied zu Li-Ion. Dafür aber ca. 3 mal so viele Zyklenzahlen sind möglich. Wir sprechen hier von 3000 bis 4000 Vollzyklen, bis die Gesamtkapazität, je nach Hersteller, zwischen 70% bis 80% erreicht hat. Damit sind diese Batterien aber noch lange nicht kaputt. Und bei einem ähnlichen Preis wie Li-Ion kostet der Speicher damit nur rund ein Drittel.Gehen wir von 250 Vollzyklen im Jahr beim Einsatz in der Photovoltaik-Heimanlage aus, so wird der Speicher wohl eher durch die kalendarische Alterung eher an Kapazität verlieren, als durch Zyklen.
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- 12V 100Ah
- 12V 100Ah mit integrierter Heizung
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Weitere Vorteile: Batterien Gasen nicht und es ist kein Kobalt enthalten, damit auch nicht brennbar.
Einzig die LFP-Chemie hat gegenüber den obigen beiden einen Nachteil: Laden unter 0 Grad Celsius zerstört die Chemie. Damit ist es bei dem mobilen Einsatz wie in Fahrzeugen oder aber auch in kalten Räumen die Frost ausgesetzt sind, schwieig einzusetzen. Hier gibt es zwar schon verschiedene andere Chemien die genau dieses Problem beheben, die aber entweder sehr teuer sind, oder so als z.b. 12V Batterie nicht zu kaufen gibt. Das hat auch etwas mit dem Gewicht und der Nominalspannung zu tun. LFP sind etwas schwerer wie Li-Ion, aber deutlich leichter als bei seinen Blei-Uropa.
Wenn dein Speicher eh in einem moderaten Temperaturbereich verbaut wird, geht die Empfehlung ganz klar zur LFP-Technik.
Alternativ gibt es auch fertig verbaute Batterie-Heizungen.
Und genau zwei solcher LiFePo4 Batterien finden sich bei mir im Einsatz und möchte ich dir nachfolgend vorstellen.
Lesetipp: So realistisch ist ein Blackout + wichtige jüngste Daten
Meine beiden LiFePo4-Batterien von Powerqueen im Test
Powerqueen hat mir zwei Batterien zum testen zur Verfügung gestellt. Diese werden meine alten LKW Blei-Batterien in der Photovoltaik-Anlage im Schuppen ersetzen. Weiter unten im Fazit nenne ich noch ein paar Fakten wo ich die beiden Chemien nochmal gegenüberstelle mit allen Vor- und Nachteilen in meinem Einsatz.Auf der Webseite von Powerqueen gibt es eine Vielzahl von 12V, 24V und 48V Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten. Die Auswahl wurde vor kurzem um selbstheizende Batterien erweitert. Diese Batterien haben einfach zwei Heizpads integriert und das interne Batterie-Management-System (BMS) steuert bei unter 5 Grad Celsius automatisch die Heizpads an, sobald die Batterien geladen werden. Beim entladen ist die Temperatur unwichtig und die Heizpads bleiben aus.
Kapazitätstest
Als erstes habe ich die Batterien mit meinen Kapazitätstester überprüft. Und so sehen die Spannungskurven aus:
Kapazitätstest Lade- und Entladenkurve
Nun habe ich die Batterie entladen und dabei die Kapazität gemessen, da kann ich doch auch beim Aufladen noch die Kapazität messen und den Wirkungsgrad errechnen. Und dieser liegt bei unglaublichen 99,77%!!
LiFePo4 Wirkungsgrad
Info: Bei Blei-Batterien sprechen wir von einem Wirkungsgrad zwischen 65-90%. Dazu gern die Wirkungsgrade-Grafik von Statista ansehen.
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Umbau meines Speichers von Blei auf LiFePo4
Umbau von Blei auf LiFePo4
Die Zweite befindet sich in der Wohnung.
Als beide Anlagen noch Bleibatterien hatten, waren beide Speicher mit einer Freileitung miteinander verbunden. Das hat auch recht gut funktioniert, bis ich in der Wohnung LiFePo4 genuzt habe. Derzeit 5,2kWh und weitere 5,2kWh sind bereits da, aber noch nicht installiert.
Im Schuppen waren zwei 12V 225Ah Blei-Batterien verbaut (alles auf 24V) und die haben nun langsam das zeitliche gesegnet. Zuvor waren die einige Jahre in einem Kühl-LKW verbaut.
Diese beiden großen Batterien haben es nicht mehr geschafft, 1kWh Abends zu entnehmen. Die Überlegung war, auch hier LiFePo4 einzusetzen. Das Problem ist, dass im Winter schnell auch unter 0 Grad Celsius unterschritten werden können. Die Batterie-Laderegler kann man zwar einstellen, nicht unter 0 Grad zu laden, jedoch verschenkt man dann den ohnehin wenigen Strom im Winter.
Die Idee, eine Akkuheizung selbst zu bauen war da, jedoch kompliziert.
Es gibt bereits solche Batterien fertig zu kaufen! Beispielsweise eben von Powerqueen.
Meine kleine Insel-Solaranlage
Der Umbau hat sich wirklich gelohnt. Es ist nun auch kein Problem mehr, den Heizlüfter oder die Infrarotheizung Abends zu nutzen, wenn man in der Werkstatt noch etwas arbeiten will.
Einzig die integrierte Heizung in den Batterien brauchen doch erheblich Leistung. Die Heizung bringt erst so richtig an, sobald 10A Ladestrom pro Batterie zur Verfügung stehen. Der Strom der PV-Anlage wird also erst für die Heizung genutzt und wärmt die Batterien bis 10 Grad auf. Bei 5 Grad wird der Überschuss über 10A bereits in den Akku geladen. Je nach Wetter und Batterietemperatur, vergeht also mindestens erst 30-45 Minuten, bevor geladen wird. An grauen Tagen unter 0 Grad kann man nichtmal die diffusen Strahlen auf den PV-Modulen zum aufladen nutzen. Das ist zwar selten, aber gerade im Winter ein echtes Problem.
Hier sehe ich die Batterien eher im Wohnmobil, welches auch in kalten Regionen oder zu den kalten Jahreszeiten benutzt wird.
Und trotzdem war der Umbau lohnenswert, da die beiden Speicher Wohnung-Schuppen wieder miteinander verbunden sind.