Technisches Basiswissen zu Power Stations

Im Grunde sind Power Stations wie Power Banks – nur grösser, gewichtiger, leistungsfähiger und mit mehr Komponenten. Eine Power Station hat deutlich mehr Leistung und Kapazität: Sie kann also mehr und/oder grössere Energieverbraucher für eine längere Zeit mit Strom versorgen.

Anders als ein Generator erzeugt sie keinen Strom, sondern speichert ihn. Eine solche portable Power Station eignet sich gut für Camping-Ausflüge sowie Reisen mit dem Wohnmobil und kann Ihnen als Stromreserve für den Notfall dienen, sollte es zu Unterbrüchen in der Stromversorgung kommen. Darüber hinaus können Sie sie mithilfe von Solarpanels aufladen, wenn sich keine Steckdose in Ihrer Nähe befindet.

Wie viele Geräte mit welchem Energieverbrauch (umgangssprachlich Stromverbrauch) Sie für wie lange versorgen können, hängt von diversen Faktoren ab. Diese werden Ihnen hier nähergebracht.

Für wie lange reicht der Strom in einer Power Station?

Wer diese Frage in einem Satz beantworten müsste, der würde sagen: «Kommt ganz darauf an.» Eine unbefriedigende Antwort, nicht wahr? Wir erklären, worauf es ankommt.

Theorie

Wie lange Sie mit Ihrer Power Station laden oder ein Gerät betreiben können, hängt in erster Linie von den folgenden Werten ab:

• Akkukapazität in Wattstunden (Wh) oder Kilowattstunden (kWh)
• Verbrauch der Geräte in Wattstunden (Wh) oder Kilowattstunden (kWh)

Die Kapazität in Wattstunden (Wh) der Power Stations finden Sie in den Spezifikationen. Da die Kapazität zu den wichtigsten Entscheidungsfaktoren beim Kauf einer Power Station gehört, ist dieser Wert in den Angaben stets vertreten.

Auch die Kapazität in Amperestunden (Ah) ist oft in den Spezifikationen verzeichnet, doch diese gewinnt erst an Bedeutung, wenn die Angabe in Wattstunden (Wh) fehlt. Das könnte beispielsweise bei den Geräten der Fall sein, die Sie an die Power Station anschliessen möchten. Fehlt Ihnen die Angabe in Wattstunden (Wh), können Sie diese mithilfe der Amperestunden (Ah) und Spannung in Volt (V) berechnen.

Für die Berechnungen helfen Ihnen folgende Formeln:

Sollte die Kapazität in Wattstunden einer Power Station nicht angegeben sein, so können Sie diese folgendermassen berechnen:

Sobald Sie die Kapazität der Power Station und den Verbrauch des Geräts in Wattstunden haben, können Sie die Laufzeit der Power Station mit der folgenden Formel berechnen:

Doch nicht alles, was in der Theorie funktioniert, lässt sich genauso auf die Praxis übertragen.

Praxis

In der Praxis gibt es noch zwei wichtige Punkte, die Sie bei der Berechnung der Laufzeit beachten sollten:

• Eine Power Station lässt sich nie ganz entladen; es bleibt immer etwas Kapazität übrig, um den Akku zu schützen. Diesen Restbestand an Strom können Sie nicht nutzen.
• Eine Power Station verbraucht auch selbst Strom; sie lagert den Strom nicht nur, sondern konvertiert ihn auch von Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC). Dieser Prozess braucht Energie. Der technische Fachbegriff dafür ist der Wirkungsgrad – er teilt Ihnen mit, wie viel der umgewandelten Energie Sie tatsächlich verwenden können.

Wenn Sie die genauen Werte berechnen möchten, wird das ziemlich aufwendig. Wir empfehlen Ihnen daher, einfach 10 % der Kapazität der Power Station abzuziehen, ehe Sie die Laufzeit berechnen. Die an die Praxis angepasste Formel wäre somit:

Zur Verdeutlichung ein paar Praxisbeispiele.

Praxisbeispiel

Sie verwenden diese Power Station:

Und möchten folgendes Gerät damit laden:

Wie oft können Sie den Laptop mit der Power Station aufladen?

Die benötigten Angaben in Wattstunden sind hier bereits gegeben: Die Power Station hat eine Kapazität von 512 Wh und die Akkukapazität des Laptops beträgt 38 Wh.

Da es sich beim Laptop um ein Gerät mit einem Akku handelt, berechnen Sie nicht, wie viele Stunden Sie den Laptop laden können, sondern, wie viele Male Sie den Akku des Laptops bis zu 100 % aufladen können. Deswegen binden Sie die Akkukapazität des Laptops in die Formel ein, nicht den Verbrauch – schliesslich muss der Laptop nach dem Ladevorgang nicht angeschlossen bleiben, um von Ihnen verwendet werden zu können.

Antwort: Sie können diesen Laptop gerundet zwölfmal aufladen, ehe die Power Station «leer» ist.

Bei einem kabelgebundenen Gerät ohne Akku, beispielsweise einem Ventilator, wird die Formel folgendermassen angewendet:

Dieses Gerät hat keinen Akku und muss während der Nutzung angeschlossen bleiben. Deswegen wird in diesem Fall der Verbrauch in die Formel eingebettet. Eine Leistung von 35 Watt (W) entspricht einem Verbrauch von 35 Wattstunden (Wh), wenn das Gerät eine Stunde betrieben wird.

Antwort: Sie können den Ventilator mit der obenerwähnten Power Station 13 Stunden und 10 Minuten lang betreiben.

Abgesehen von der Kapazität gibt es für Sie jedoch noch etwas Anderes zu beachten: nämlich die Ausgangsleistung.

An eine Power Station können Sie nur Geräte anschliessen, deren Leistung in Watt (W) unter der Ausgangsleistung der Power Station liegt. Es ist also wichtig, die Leistung in Watt (W) Ihrer Geräte zu kennen, ehe Sie diese anschliessen. Die Ausgangsleistung der Power Station sowie die Eingangsleistung Ihres Geräts finden Sie jeweils in den zugehörigen Spezifikationen und/oder Datenblättern.

Folgend ein Beispielgerät, das Sie aufgrund der zu niedrigen Ausgangleistung nicht mit der obengenannten Power Station betreiben können:

Obschon die Power Station oben genug Kapazität hätte, scheitert es an der Ausgangsleistung. Der Föhn benötigt mehr Watt, als die Power Station bieten kann. Im Praxisbeispiel zeigen wir Ihnen, welche Power Station sich für diesen Föhn eignet.

Der Föhn hat eine Leistung von 1'600 Watt. Die Power Station bietet hingegen nur eine Ausgangsleistung von 500 Watt; fast dreimal weniger, als Sie benötigen würden. Diese Leistung ist bei einem Föhn nicht unüblich – durch die Erzeugung von Wärmeenergie sowie elektrischer und mechanischer Energie wird eine Menge Energie verbraucht. Wie hoch genau die Leistung ausfällt, hängt jedoch auch von der eingestellten Stufe ab.

Fest steht: Die obengenannte Power Station eignet sich für diesen Föhn nicht, da ihre Ausgangsleistung zu gering ist.

Die Lösung: Sie verwenden eine Power Station, dessen Ausgangsleistung dafür ausreicht. Beispielsweise die folgende:

Diese hat mit einer Ausgangsleistung von 2'200 Watt beim Schuko-Ausgang nicht nur genug Ausgangsleistung, sondern kann den Föhn mit ihrer Kapazität von 2'160 Wattstunden auch für längere Zeit versorgen – für über eine Stunde nämlich.

Sie stellen fest; für die schweizerischen T13-Stecker sind keine Anschlüsse gegeben. Ein 3-poliger Schweizer-Stecker lässt sich nicht in eine Schuko-Steckdose einstecken – das käme in etwa dem Versuch gleich, einen Kreis in eine Dreiecksform zu drücken. Für den dritten Pol, die Erdung, gibt es schlichtweg keinen Anschluss.

Die Power Station wird mit einem Adapter für den Schuko-Anschluss geliefert, der es Ihnen erlaubt, einen zweipoligen Eurostecker (T26) anzuschliessen. T26-Stecker sehen T13-Steckern in ihrer Form sehr ähnlich und lassen sich problemlos in eine haushaltsübliche T13-Steckdose stecken, haben jedoch ebenfalls keinen dritten Pol und damit keine Erdung. Geräte mit dreipoligem Stecker lassen sich somit leider nicht einstecken.

Die wichtigsten Komponenten einer Power Station

Power Stations bestehen aus verschiedenen Komponenten, und jede Komponente hat seinen eigenen Zweck. Folgend klären wir Sie über die wichtigsten Bestandteile einer Power Station und ihre Funktionen auf:

Der Akku

Wie bei allen akkubetriebenen Geräten – ganz gleich, ob Smartphone, Laptop oder Kopfhörern – bestimmt auch bei der Power Station der Akku über die Kapazität und damit die Laufzeit. Doch Akku ist nicht gleich Akku, denn auch hier gibt es Unterschiede. Damit ist nicht die Kapazität gemeint, sondern der Akkutyp an sich. Power Stations sind entweder mit einem Lithium-Ionen-Akku (Li-Ion) oder mit einem Lithium-Eisen-Phosphate-Akku (LiFePo4) ausgestattet:

• Li-Ion: Meistens werden bei Power Stations Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt. Diese sind hauptsächlich dafür bekannt, kompakt, leicht und vergleichsweise langlebig zu sein.
• LiFePo4: Lithium-Eisen-Phosphate-Akkus sind teurer als Lithium-Ionen-Akkus, gelten jedoch auch als sicherer, da sie eine geringere Überhitzungsgefahr bergen. Darüber hinaus haben sie in der Regel eine längere Lebensdauer.

Denken Sie daran, dass auch die Qualität des Akkus und Ihr Nutzverhalten über die Lebensdauer entscheiden – nicht nur der Akkutyp.

Der Wechselrichter

Der Wechselrichter übernimmt die wichtige Aufgabe, Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umzuwandeln. Die meisten Ihrer Geräte benötigen Wechselstrom für den Betrieb. Dieser lässt sich jedoch nicht speichern.

Laden Sie Ihre Power Station an einer haushaltsüblichen Steckdose auf, so wandelt der Wechselrichter den Wechselstrom aus der Steckdose in Gleichstrom um und speichert ihn im Akku. Sobald Sie Strom von der Power Station beziehen, indem Sie beispielsweise Ihre Kühlbox anschliessen, wird der gespeicherte Gleichstrom vom Wechselrichter wieder in Wechselstrom umgewandelt und freigegeben. Schliesslich benötigt die Kühlbox Wechselstrom und nicht Gleichstrom.

Der Laderegler

Ein Laderegler steuert den Zu- und Abfluss von Strom aus dem Akku und sieht zu, dass der Akku weder überladen noch übermässig entladen wird, um ihn so vor Schäden zu schützen. Auf diese Weise trägt der Laderegler zur Lebensdauer des Akkus bei. Er steuert den Ladevorgang und bestimmt die Ladegeschwindigkeit. Je nach Power Station können Sie einen Schnellladevorgang einstellen – denken Sie jedoch daran, dass der Normalladevorgang schonender für den Akku ist.

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