Wie lange hält eine Powerstation – von Ladezyklen bis Kapazität?

Wie lange hält eine Powerstation, bis der Akku leer ist?

Auf den ersten Blick ist die Rechnung einfach:

• Die Leistung von beliebigen Geräten wird typischerweise in Watt angegeben also in W. Wie viel Energie ein Gerät maximal verbraucht, könnt Ihr entweder – falls vorhanden – auf dem Netzteil oder typischerweise dort nachlesen, wo das Stromkabel ins Gerät kommt.
• Die Kapazität einer Powerstation wird typischerweise in Wattstunden angegeben, also in Wh. Die Kapazität-Angabe findet Ihr meistens auf dem Gehäuse der Powerstation und auf der Webseite des Herstellers. Sie ist die wichtigste Maßzahl für Eure Powerstation.

Eine Powerstation mit 1.000 Wh Kapazität kann einen Verbraucher mit 1.000 W Leistungsaufnahme eine Stunde lang mit Energie versorgen und einen 500-W-Verbraucher zwei Stunden lang – oder? Theoretisch und über den Daumen gepeilt: Ja. Praktisch ist diese Frage aber leider nicht ganz so einfach zu beantworten.

Faktor 1: Der Wechselrichter

Blicken wir zunächst auf die Funktionsweise der Powerstation. Die Energie ist in Akku-Zellen Eurer Powerstation gespeichert – und das weder in der Spannung und in der Spannungsart, die Ihr gerade braucht. Während in den Zellen beispielsweise Gleichstrom gespeichert ist, geben die 230-V-Steckdosen Wechselstrom aus.

Um diese Umwandlung von Gleich- zu Wechselstrom kümmert sich ein Wechselrichter. Typischerweise haben diese Wechselrichter einen Wirkungsgrad von etwa 90 Prozent. Von 1.000 Wh aus der Powerstation stehen Euch also über den Daumen gepeilt 900 Wh für Eure Endgeräte zur Verfügung.

Und damit läuft der 1.000 W starke Verbraucher aus dem obigen Beispiel nicht mehr eine ganze Stunde lang, sondern nur noch 54 Minuten.

Faktor 2: Die DoD

Außerdem nutzen Powerstations nicht die volle Kapazität der verbauten Akkuzellen, da diese bei Tiefenentladung einen Schaden nehmen könnten. In der Regel setzen die Hersteller hier eine Grenze für die Maximalentladung, die sogenannte Depth of Discharge, kurz DoD. Typischerweise liegt der Wert bei etwa 10 % – für die Nutzung stehen Euch 90 % zur Verfügung. 

Multipliziert man nun den Wirkungsgrad des Wechselrichters (etwa 0,9) mit der bis zur maximalen DoD verfügbaren Kapazität (etwa 0,9), bleiben noch 81 Prozent, die bei Euren Geräten ankommen. Eine 1000-Wattstunden-Powerstation bietet Euch bei voller Ladung also in der Praxis "nur" 810 Wattstunden Energie.

 Um zum obrigen Beispiel mit dem 1.000 W starken Verbraucher zurückzukommen: Diesen könnt Ihr in der Praxis an einer 1.000-Wh-Powerstation dann also ungefähr 49 Minuten lang betreiben.

Wie viel Energie verbrauchen meine Geräte?

Wie lange kann ich also meinen Kühlschrank beim Stromausfall mit Energie versorgen? Wie lange kann ich Waffeln im Park backen? Wie viele Tee kann ich beim Zelten kochen? 

Auf dem nextpit-Redaktionswasserkocher beispielsweise steht: 2.000 bis 2.400 W. An einer Powerstation mit 1.000 Wh Kapazität kann der Wasserkocher also theoretisch durchgehend 30 bis 25 Minuten lang laufen. Berücksichtigt Ihr den obigen Faktor von 0,81, dann bleiben noch 24 bis 20 Minuten. Für wie viel Wasser das ausreicht, müsstet Ihr dann ausprobieren und beispielsweise die Zeit stoppen, die ein halber Liter Wasser bis zum Kochen benötigt.

Bei vielen Geräten ist die maximale Leistungsaufnahme wenig hilfreich. Ein Kühlschrank beispielsweise läuft niemals die ganze Zeit unter Volllast. Hier hilft Euch aber ein Blick ins Energielabel weiter. Im Falle dieses Samsung-Kühlschranks der Energieklasse C* stehen hier 169 kWh pro Annum – auf den Tag gerechnet entspricht das 463 Wh. Die 1.000-Wh-Powerstation mit real 810 Wh verfügbarer Kapazität würde hier also 42 Stunden schaffen.

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Wie lange hält eine Powerstation, bis der Akku verschlissen ist?

Jetzt wisst Ihr also, wie lange Ihr Euren Kühlschrank im Falle eines Stromausfalls mit Energie versorgen könnt. Aber angenommen, Ihr rödelt Eure Powerstation jeden Tag komplett leer – wie lange machen die Akkus das überhaupt mit? Von unseren Handy- und Notebookakkus wissen wir schließlich alle, dass die Kapazität irgendwann nachlässt.

In den Datenblättern der Hersteller findet Ihr dazu in der Regel eine Angabe für die Ladezyklen, die eine Powerstation schafft, bis der Akku eine bestimmte Kapazität unterschreitet. In der Regel bezieht sich diese Zahl auf 80 % der Originalkapazität, gelegentlich finden sich aber auch Angaben in Bezug auf die 70- oder 50-%-Marke.

In Powerstations herrschen aktuell zwei verschiedene Akkutechnologien vor, die einen maßgeblichen Unterschied bei der Lebensdauer mitbringen: LiFePO4 beziehungsweise LFP und Lithium-Ionen. Die meisten Hersteller von Powerstations sind inzwischen dabei, ihr Portfolio auf die Eisenphosphat-Akkus umzustellen, also LiFePO4, da diese Akkutechnologie zwei elementare Vorteile bietet.

Vorteil 1 von LiFePO4: Mehr Ladezyklen

LiFePO4-Akkus bieten typischerweise je nach Modell und Hersteller etwa 2.500 bis 3.500 Ladezyklen, bis sie eine Restkapazität von 80 % erreichen. Bei der Bluetti EP500 Pro (Test) beispielsweise verspricht der Hersteller, dass die Powerstation nach 3.500 Ladezyklen noch mindestens 80 % Kapazität bietet. 

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Ein Ladezyklus beschreibt dabei jeweils einen kompletten Entladevorgang von 100 auf 0 %. Um 3.500 Ladezyklen zu erreichen, müsstet Ihr die Bluetti EP500 also fast zehn Jahre lang täglich von 100 auf 0 auf 100 % fahren. Nutzt Ihr täglich nur 50 %  aus, benötigt Ihr zwei Tage, um einen vollen Ladezyklus abzuschließen und erreicht somit eine "Lebensdauer" von 20 Jahren!

Allerdings lässt sich eine Powerstation auch mit 80 % noch nutzen. Eure 1.000-Wh-Powerstation mit 810 Wh real verfügbarer Kapazität hätte dann jedoch nur noch 648 Wh zur Verfügung – und entsprechend läuft der Kühlschrank aus dem vorherigen Beispiel nicht mehr 42, sondern nur noch 34 Stunden am Stück durch.

Aber wie gesagt: Dafür müsst Ihr Eure Powerstation schon wirklich extrem viel nutzen – beispielsweise als Speicher für ein Balkonkraftwerk (Test und Vergleich) oder als Inselanlage.

Vorteil 2 von LiFePO4: Mehr Sicherheit

Ein weiterer, nicht zu unterschätzender Vorteil von LiFePO4-Akkus ist das Thema Sicherheit. Selbst wenn Eure Powerstation mal einen heftigen Schlag bekommt, ist nicht mit einem katastrophalen Brand zu rechnen. Auf YouTube findet Ihr sogar Videos (z. B. hier), in denen experimentierfreudige YouTuber Löcher in LiFePO4-Akkus bohren. Natürlich erhitzen sich die Akkus und sind anschließend unbrauchbar. Aber verglichen mit den heftigen und kaum zu löschenden Bränden von Lithium-Ionen-Akkus ist das wirklich harmlos.

Falls Ihr Euch wundert, wieso in Autos überwiegend Lithium-Ionen-Akkus eingesetzt werden: Diese Technologie bietet eine etwas bessere Leistungsdichte, was bei einem Fahrzeug natürlich Reichweitenvorteile bietet. Solange Ihr die Powerstation aber nicht ständig auf dem Rücken durch die Gegend tragt, ist LiFePO4 definitiv die bessere Wahl.

Nachteil von LiFePO4-Akkus: der Winter

Einen Nachteil haben Lithium-Eisenphosphat-Akkus dann allerdings auch: Sie mögen keine Kälte. Insbesondere das Aufladen bei Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts ist extrem schlecht für die Zellchemie und die Haltbarkeit. Manche LiFePO4-Speicher für Balkonkraftwerke oder Heimspeicher haben daher integrierte Heizungen, um die Zellen auch im Winter garantiert auf Temperatur zu halten.

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