Welches ist die beste Batterie für fahrbare und stationäre Anwendungen?

Verbrauchsgüter profitieren am meisten von den Fortschritten in der Batterietechnologie. Die erreichten Reduktionen an Dimension und Gewicht für hochqualitative Mobiletelefone, PDA's und Laptop's hatten keine Auswirkungen auf die fahrbaren und stationären Anwendungen, wie man hätte erwarten dürfen. Nur unwesentliche Verbesserungen wurden erreicht für grössere Batterien. Einer der Gründe für dieses scheinbare Ausbleiben des Fortschritts ist die Treue zu den klassischen Blei-Säure-Batterien.

Die Industrie für fahrbare und stationäre Anwendungen hat verschiedenen Gründe für ihr Unwillen etwas zu ändern. [1] Blei-Säure ist ausgereift und günstig. [2] Die niedrige Energiedichte ist kein eigentlicher Nachteil, da die Batterie entweder fahrbar oder stationär ist. [3] Die begrenzte Lebenserwartung kann in einem gewissen Sinn kompensiert werden durch die Verwendung von grösseren Batterien. Im Gegensatz zu tragbaren Geräten, werden die meisten fahrbaren und stationären Batterien eher aus Gründen der Alterung ersetzt, als wegen Erreichen der maximal möglichen Anzahl von Zyklen.

Welches ist die beste Batterie für Rollstühle?

Rollstühle und Scooters werden fast ausschliesslich mit versiegelten Blei-Säure-Batterien betrieben. Manchmal werden normale Fahrzeugbatterien verwendet, vor allem aus Preisgründen. Es besteht allerdings die Gefahr durch Auslaufen bei einem Sturz z.b. Auch sind normale Fahrzeugbatterien nicht gebaut für Tiefentladung. Die verlangte zyklische Funktionsweise bei Rollstühlen und Scootern bewirkt einen übermässigen Stress auf diese Batterien, was zu einer Verkürzung der Lebenserwartung führt. Batterien auf Nickelbasis sind leichter als Blei-Säure-Batterien; sie sind jedoch teurer und wartungsintensiver. Lithium-Ion-Batterien sind einfach zu empfindlich, um nicht von den hohen Kosten zu sprechen.

Eine neue Generation von Rollstühlen ist in Entwicklung, welche die Möglichkeiten bieten, aufzustehen und Treppen zu steigen. Diese Hightech-Geräte verwenden Gyroskope, um das Gleichgewicht zu halten. Um diese Zusatzleistung zu erhalten, die für den eingebauten Computer und Elektromotor nötig ist, ohne allzu viel Zusatzgewicht, werden Batterien auf Nickelbasis verwendet. Die Zweiradscooter 'Segway', für die geworben wird, um Transportprobleme in den Städten zu lösen, verwenden ebenfalls Batterien auf Nickelbasis.

Welches ist die beste Batterie für ein elektrisches Fahrrad?

Jeder seriöse Mensch würde für ein elektrisches Fahrrad eine Batterie auf Nickelbasis verwenden. Versiegelte Blei-Säure-Batterien sind ganz einfach zu schwer und bieten bei einem täglichen Gebrauch auch nicht die nötige Anzahl Zyklen. Dazu kommt, dass Blei-Säure eine lange Ladezeit von 10 Stunden und mehr benötigt. Lithium-Ion ist hingegen zu teuer und zu anfällig. Das Fehlen einer geeigneten Batterie, die leicht, dauerhaft und billig ist, ist meiner Ansicht nach der Grund, warum das breite Publikum das elektrische Fahrrad noch nicht akzeptiert hat.

Welches ist die beste Batterie für ein elektrisches Fahrzeug?

Das elektrische Fahrzeug wird die Akzeptanz des Publikums gewinnen, sobald eine Batterie erscheint, die günstig ist, und die während zehn Jahren zuverlässig arbeitet. Die hohen Kosten und die begrenzte Lebenserwartung der in Hybridfahrzeugen verwendeten Batterien, vernichten die Einsparungen, die durch weniger Brennstoff erzielt werden. Der Nutzen ist eher im Bereich des Umweltschutzes anzusiedeln, als bei der Kosteneinsparung. Höhere Brennstoffpreise könnten dieses Gleichgewicht verändern.

Batterien auf Nickel- und Lithiumbasis sind geprüft worden, aber beide Chemien haben Probleme mit der Dauerhaftigkeit und Stabilität. Lithium hat einen Vorteil beim Gewicht, aber dieser Vorteil wird durch die hohen Kosten aufgehoben. Ähnliches gilt für in Hybridfahrzeugen verwendete Nickel-Metallhydrid-Batterien, die teuer sind, und eine aktive Luftkühlung benötigen. Kein Batteriehersteller ist willig, eine 10-Jahres-Garantie abzugeben. Nach einem Ausflug in die neuen Batteriechemien, kehren die Entwicklungsingenieure zurück zu den alten, aber bewährten, Blei-Säure-Batterien.

Die Brennstoffzelle ist vermutlich noch zwei Jahrzehnte entfernt, bevor sie eine echte Alternative für Fahrzeugbatterien bieten kann. Ein leitender Angestellter von Ford stellte kürzlich fest, dass Brennstoffzellen nie in der Lage sein werden, den Verbrennungsmotor zu ersetzen. Kosten und Langlebigkeit sind die hauptsächlichsten Nachteile.

Seit der Erfindung 1839 durch Sir William Grove, waren die Fortschritte der Brennstoffzellen langsam. Es wurde mehr darauf geachtet, den Verbrennungsmotor zu verbessern. Es war erst für die Projekte Gemini und Apollo um 1960, dass Brennstoffzellen eingesetzt wurden, um Leistung und Wasser im All zu produzieren. Während der neunziger Jahren ergaben sich neue Aktivitäten und die Aktien von Brennstoffzellen stiegen an. Im Unterschied zur schnellen Entwicklung in der Mikroelektronik, welche schon in einer frühen Phase Gewinne erbrachten, blieb die Forschung für Brennstoffzellen abhängig von Regierungshilfen und öffentlichen Investoren. Es ist unsere Hoffnung, dass die Brennstoffzelle eines Tages eine echte Option zum umweltverschmutzenden Verbrennungsmotor wird.

Was ist die beste Batterie für stationäre Anwendungen?

Bis Mitte 1970 waren die meisten stationären Batterien nasse Blei-Säure-Batterien. Die ventilgesteuerte Blei-Säure-Batterie (VRLA) gestattete Batterien in kleineren Gehäusen eingebaut zu werden, da die Zellen in allen Lagen geschichtet und zusammengebaut werden konnten. Obwohl VRLA-Batterien weniger dauerhaft sind als nasse Blei-Säure-Batterien, werden sie für kleinere und mittlere Batteriegrössen vorgezogen, da sie einfach zu montieren und günstig sind. Die meisten Notstromsysteme für Relaisstationen in Mobiltelefonnetzen verwenden VRLA-Batterien. Für grosse Anlagen, wie Internet-Plattformen, Spitäler, Banken und Flughäfen werden noch immer nasse Blei-Säure-Batterie verwendet.

Die Hitze ist der grösste Feind von Batterien. Viele externe Installationen für Kommunikationssysteme verfügen über keine richtige Ventilation, von Klimaanlagen ganz zu schweigen. Anstelle der möglichen Lebenserwartung von 10 Jahren, müssen die Batterien nach bereits 2 bis 5 Jahren ersetzt werden. Viele Batterien im Feld sind in einem so schlechten Zustand, dass sie nur für kurze Zeit Strom liefern können, wenn ein längerer Netzausfall erfolgt. Stationäre Batterien werden oft installiert, um dann vergessen zu werden.

Ein kanadischer Hersteller von Lithium-Polymer-Batterien hat von diesem Wärmeproblem profitiert. Er bietet eine Lithium-Polymer-Batterie an für Notstromanwendungen, eine Batterie, die Wärme benötigt, um zu arbeiten. Die trockene Lithium-Polymer-Batterie verliert an Leitfähigkeit bei Umgebungstemperatur und muss geheizt werden. Die Batterie beinhaltet ein Heizelement, um die Kerntemperatur auf ca. 60°C zu halten. Das Netz liefert die Energie für die Heizung. Bei einem Stromausfall muss die Batterie auch die Energie für die Kernheizung liefern. Um Energie zu sparen, ist diese Batterie gut isoliert. Nicht wie bei der VRLA, führt die hohe Umgebungstemperatur nicht zu einem Kurzschluss der Lithium-Polymer-Batterie. Die hohen Kosten sind ein Nachteil, und zur Zeit sind nur wenige Lithium-Polymer-Batterien für Notstromanwendungen eingesetzt.

Nasse Nickel-Kadmium-Batterien wurden während vielen Jahren für Anwendungen eingesetzt, wo hohe und tiefe Temperaturen ertragen werden mussten. Ein solches Batteriesystem ist wesentlich teurer als Blei-Säure, aber die verbesserte Langlebigkeit machte diese höheren Investitionskosten wieder wett. Die nasse Nickel-Kadmium-Batterie ist nicht gesintert, und erleidet keinen Memory-Effekt. Es sei an dieser Stelle vermerkt, dass nur die gesinterten, versiegelten Nickel-Kadmium-Batterien dem Memory-Effekt unterworfen sind, und regelmässige Entladungen benötigen.