8.12  Batterien (Leistungs- und Betriebsgrenzen)

Die Leistungs- und Betriebsgrenzen von Batterien wurden bereits angesprochen. Siehe Kapitel 4 "Gewicht und Balance" und Kapitel 6 "Instrumente". Ohne es hier wiederholen zu wollen, werden sie im Folgenden nochmals zusammengefasst.

Siehe auch LS8 Neo: https://youtu.be/RQFdtseZbBo

 

8.12.1  Leistungs- und Betriebseinschränkungen von Batterien

Batterie

Unter einer Batterie versteht man einen Speicher von elektrischer Energie auf elektrochemischer Basis. In jeder Zelle einer Batterie findet eine elektrochemische Reaktion statt, bei der Spannung erzeugt wird. In einer sogenannten Primärzelle ist dieser Prozess nicht umkehrbar. In einer Sekundärzelle, auch Akkumulator genannt, schon. Eine Primärzelle ist daher nicht wieder aufladbar. Eine Sekundärzelle kann viele Male wieder aufgeladen werden.

 

Abb. 8.12.1.1 Li Ionen Akkumulator

Abb. 8.12.1.1  Li-Ionen Akkumulator (Quelle: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3392127)

 

Kapazität

Batterien haben eine begrenzte Kapazität, die mit sinkender Temperatur abnimmt. Die Batteriekapazität wird in Amperestunden (Ah) angegeben. Eine Batterie mit einer Kapazität von 10Ah kann entweder für eine Stunde lang 10A liefern oder aber 1A zehn Stunden lang. Um die Kapazität der Batterie zu erhöhen, können weitere identische Zellen parallel geschaltet werden.

Warnung! Hierzu sind in jedem Falle profunde Fachkenntnisse erforderlich, da die Parallelschaltung von leeren und vollen Zellen große Ausgleichsströme hervorruft und zur Katastrophe führen kann.

Wenn die Batterie fast leer ist, hören die großen Stromverbraucher meist als erstes auf zu funktionieren. Dabei handelt es sich um die Funksender (VHF-COM-Funk und Mode-S-Transponder) und den Elektromotor des Aus- und Einfahrmechanismus eines eventuellen Hilfsmotors. Diese Hilfsmotoren haben oft separate Batterien, die nicht mit den anderen elektrischen Geräten an Bord verbunden sind.

 

Abb. 8.12.1.2 Energiespeicher Vergleich

Abb. 8.12.1.2  Energiespeicher-Vergleich (Quelle: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9003610)

 

Aufladen

Wenn die Batterie "leer" (entladen) ist, muss sie wieder aufgeladen werden. Das Aufladen moderner Batterien muss am Boden mit speziellen Batterieladegeräten erfolgen. Batterien in Segelflugzeugen werden während des Fluges nicht geladen. Die Solarzellen eines Segelflugzeugs werden nur zur Entlastung der Batterie verwendet.

Sicherheit

Batterien sind durch eine Sicherung gegen die negativen Auswirkungen eines zu hohen Stroms infolge eines Kurzschlusses zu schützen. Diese Hauptsicherung sollte sehr nahe an der Batterie angebracht sein und so ausgelegt sein, dass sie die Summe aller Verbraucherströme auf Dauer „tragen“ kann.

Der Schwerpunkt

Je nach ihrer Position beeinflussen die Batterien den Schwerpunkt und damit die Steuerungs- und Stabilitätseigenschaften des Segelflugzeugs.

Wartung

Die Batterien müssen stets unbeschädigt, sauber und trocken sein.

Überwinterung von Li-Ionen-Batterien

  • im Haus (Keller) lagern
  • Auf 50% ihrer Nennkapazität entladen

Überwinterung von Blei-Batterien

  • Bei möglichst kühlen Temperaturen lagern (Keller)

Vor der Einlagerung auf 100% aufladen.

Gefahren

Ein besonderes Augenmerk gilt den Lithiumbatterien. Lithiumbatterien sind für ihre sehr hohe Energiedichte bekannt und werden daher gerne für Elektromotoren verwendet, die Propeller antreiben. Bei unsachgemäßer Verwendung oder Beschädigung können sich diese Batterien selbst entzünden.

Daher:

  • Nur geeignete Ladegeräte verwenden (korrekte Ladeschlußspannung mit CCCV-Modus)
  • Batterien vor mechanischer Beschädigung schützen (nicht fallenlassen)
  • Batterien vor eindringender Feuchtigkeit (Kondenswasser) schützen
  • Nie unter die Minimalspannung entladen
  • Nie bei niedrigen Temperaturen (<5°C) laden

Da die Kapazität einer Batterie im Laufe ihres Lebens abnimmt, sollte sie hin und wieder auf ihre Restkapazität überprüft werden.

Ist die Restkapazität einer Batterie auf unter 80% ihrer ursprünglichen Kapazität gefallen, sollte sie ersetzt werden.

 

Abb. 8.12.1.3 Ausgebrannter Li Ionen Akku

Abb. 8.12.1.3  Ausgebrannter Li-Ionen Akku (Quelle: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:1-7-12_JAL787_APU_Battery.JPG)

 

NTSB photos of the burned auxiliary power unit battery from a JAL Boeing 787 that caught fire on Jan. 7 at Boston's Logan International Airport. The dimensions of the battery are 19x13.2x10.2 inches and it weighs approximately 63 pounds (new).