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Vanlife

WATT the Hell?! Elektrische Kenngrößen einfach erklärt

Dass man kein Elektromechanik Studium braucht, um zu wissen, wie oft man das Handy mit einer Powerbank laden kann, zeigen wir euch in diesem Artikel.

Titelbild: Jackery

Überlegt ihr euch eine neue Akkubox zu kaufen, das richtige Solarpanel auszusuchen oder beginnt ihr gerade euch mit dem Thema Elektrik im Van auseinanderzusetzen? Wie ihr vielleicht schon wisst, ist der Grundstein für all diese Überlegungen ein Verständnis der verschiedenen Begriffe zum Thema Elektrik: Watt, Volt, Ampere, Watt – und Amperestunden. Wir haben die einzelnen Begriffe für euch zusammengefasst und mit praktischen Beispielen erklärt, damit eurem Weg zu Elektronikgenies nichts mehr im Wege steht!

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Foto: Jackery

Die Grundlagen:

Spannung = Volt (V)

Die Spannung oder Voltzahl, mit der eine Batterie arbeitet, ist die Energiemenge, die an das angeschlossene Gerät, also an den Verbraucher, abgegeben wird. Wenn zum Beispiel eine Batterie mit 12 Volt arbeitet, werden an die Verbraucher auch 12 Volt abgegeben. Um also zu wissen, was ich an eine 12V Powerbank oder Akkubox anschließen kann, muss ich vorher wissen, welche Spannung das Gerät, welches ich laden möchte, benötigt. Kleinere Powerbanks mit USB – Anschlüssen arbeiten so zum Beispiel mit 12 Volt, aus einer klassischen Steckdose fließen jedoch im Gegensatz dazu 230-240 Volt. Viele Akkuboxen haben inzwischen einen sogenannten Wechselrichter verbaut, der die Niedrigspannung von 12 Volt auf 230-240 Volt umwandeln kann. So ist es möglich, neben 12 Volt Geräten auch größere Geräte, die eine höhere Spannung benötigen, zu laden. Welche Geräte wieviel Spannung brauchen, kann man pauschal nicht sagen. Aber Geräte, die ein Netzteil mit einem USB-Anschluss haben, kommen in der Regel mit 12 Volt aus, dazu später mehr. Stirnlampen, Handys und GoPros kann man also zum Beispiel mit 12 Volt laden, bei größeren Laptops oder Küchengeräten schaut es da schon anders aus.

 

Stromstärke = Ampere (A)

Die Stromstärke Ampere gibt an, wieviel Strom pro Sekunde fließt. Während die Spannung (= Volt), die ein Gerät benötigt, gleichbleibend ist, kann die Amperezahl je nach Nutzung variieren. So kann zum Beispiel, je nach Kabel und Leistung, in euer Smartphone bei gleichbleibender Spannung mehr oder wenig Ampere fließen und so euer Handy schneller oder langsamer laden.

Leistung = Watt (W)

Jetzt wird’s spannend! Die Wattzahl gibt an, wieviel Leistung ein Gerät verbraucht. Eine leichte Eselsbrücke ist, sich einfach zu merken, wie „leistungsstark“ das Gerät ist. Bei den meisten Geräten steht die Wattzahl, die zum Laden benötigt wird, auf dem mitgelieferten Ladegerät. So benötigt zum Beispiel ein Mac Book Air mit USB-C Ladekabel 30 Watt.

Leistung, Stromstärke oder Volt berechnen:

Die Formel ist ganz einfach: Die Leistung (W) ist die Spannung (V) multipliziert mit der Stromstärke (A). Die Gleichung lässt sich natürlich beliebig umstellen:

W = V x A  

V = W/A

A = W/V

Beispiele:

Bevor man nun berechnet, wieviel Watt oder Ampere im Verbraucher ankommen, sollte man wissen, dass die Netzteile von Smartphones, Laptops etc. die 230 Volt Wechselspannung aus der Steckdose herunterregeln, sodass weit weniger Spannung durch das Kabel fließt. Bei einem iPhone kann man auf dem Netzteil sehen, dass es 100 – 240 Volt auf 5 Volt herunterregelt und letztlich 1 Ampere im Handy ankommt. Folglich liegt die Ausgangsleistung bei 5 Watt, da Watt = Volt x Ampere.

 

Bei dem oben erwähnten MacBook Air verhält es sich ähnlich: Die 100 – 240 Volt, die aus der Steckdose kommen, werden von dem Netzteil in eine Spannung von 20 Volt umgewandelt. Die Ampere, die im Laptop ankommen, sind also folglich 1,5 Ampere bei einer Leistung von 30 Watt, da Ampere = Watt / Volt.

Batteriekapazität:

Um nun zu berechnen, wie groß die Kapazität einer Batterie ist, kommt eine weitere Kapazität hinzu, nämlich die Zeit. Stellt euch dazu einfach vor, ihr vergleicht zwei Badewannen und wollt herausfinden, welche mehr Wasser fassen kann. Statt zu messen, wieviel Wasser sich in den einzelnen Badewannen befindet, macht ihr einfach ein gleich großes Loch in beide Wannen und messt wie lange es dauert, bis jede Wanne leer ist, also wie lange wieviel Wasser fließen kann. So ungefähr berechnet man die Kapazität von Batterien.

Amperestunden (Ah):

Die Amperestunden geben, wie der Name schon sagt, an, wieviel Ampere die Batterie in einer Stunde liefern kann. Eine 12 Volt Akkubox mit 50 Ah könnte also in der Theorie eine Stunde lang ein Gerät mit 50 Ampere laden, oder eben 5 Geräte mit 10 Ampere eine Stunde versorgen, bevor sie leer ist. Fließen in unser Handy also 1 Ampere, kann eine Powerbank mit 20 Ah ein Handy im Prinzip 20 Stunden laden. Dauert die Ladung des Handys ca. eine Stunde, so kann die Powerbank das Handy also 20 mal laden. Bei sogenannten Fast Charging Möglichkeiten, bei denen zum Beispiel ca. 2 Ampere fließen, kann das Handy also 10 Stunden geladen werden, wobei das Handy auch entsprechend schneller geladen sein wird.

Wattstunden (Wh):

Eine weitere Möglichkeit, die Batteriekapazität zu berechnen, sind die Wattstunden. Diese erhält man durch Multiplizieren der Amperestunden mit der Spannung der Akkubox. Eine 12 Volt Akkubox mit 50 Ah hat also 12 x 50 = 600 Wh. Dividiert durch die Leistung eines Gerätes, also der Wattanzahl, erhält man wiederum die Dauer, die die Batterie dieses Gerät laden kann.

 

Fazit:

Wenn ihr euch also überlegt, euch eine Powerbank oder Akkubox anzuschaffen, zieht folgende Faktoren mit in Betracht:

Wieviel Spannung braucht ihr unterwegs? Wollt ihr nur Handys laden, oder braucht ihr unterwegs auch Geräte, die eine höhere Spannung benötigen? Muss es wirklich die teuerste Box mit Wechselrichter sein oder reicht eventuell auch die Variante, die lediglich 12-24 Volt liefert?

Wieviel Kapazität braucht ihr? Falls ihr keine Möglichkeit habt, eure Powerbank oder Akkubox unterwegs zu laden, zum Beispiel über Solar, solltet ihr vorher berechnen, wieviel Kapazität eure Box minimal haben sollte. Das Beste ist dafür eine Liste mit allen Verbrauchen aufzustellen, die man unterwegs dabei hat. Überlegt euch, wie oft ihr welches Gerät benötigt. Während ihr ein Handy vermutlich jeden Tag neu aufladet, reicht es vermutlich die Kamera alle zwei Tage zu laden.

Anzahl an Verbrauchern: Wieviele Geräte müsst ihr zwingend gleichzeitig laden? Manche Hersteller werben damit, bis zu 9 Geräte gleichzeitig laden zu können, was in den seltensten Fällen nötig ist.

Der Preis: Vermutlich das Hauptargument. Besonders praktisch sind flexbile Lösungen, wie die Ecoflow RIVER, bei der man die Batteriekapazität aufstocken kann, sollte sie nicht ausreichen

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