Batterien: Der „Stromtank“ an Bord

Einsatzzweck der Batterie

Generell gibt es an Bord einer Yacht i.d.R. zwei Arten von Batterien für zwei unterschiedliche Anwendungen: Die Starter- und die Servicebatterie. Unter Starterbatterien versteht man allgemein einen Batterietyp, der in der Lage ist, relativ temperaturunabhängig hohe Ströme für kurze Zeit abzugeben. Typische Anwendungen sind hier der Start von Motoren, oder der Einsatz von Bug- und Heckstrahlpropellern oder E-Winschen. Bei Starterbatterien sollte darauf geachtet werden, dass dort nicht mehr als 15-20 % ihrer Kapazität entnommen wird. Bei Verbraucherbatterien hingegen, können bis zu 50 Prozent ihrer Nennkapazität entnommen werden, ohne dass die erwartete Lebensdauer (Anzahl der Lade- und Entlade-Zyklen) reduziert wird. Typische Anwendungen sind hier die Stromversorgung von Licht, Navigation, Kühlschränken und sonstigen Verbrauchern wie Laptops, Radios und Fernsehern.

Batterietypen und -Bauarten

Grundsätzlich wird die offene oder die geschlossene Bauart unterschieden. Bei der offenen Batterie handelt es sich i.d.R. um eine Nass-Batterie. Sie ist vergleichsweise kostengünstig. Fehlender Elektrolyt wird durch das Hinzufügen von destilliertem Wasser aufgefüllt. Somit bedarf es der regelmäßigen Kontrolle dieser Batterien. Beim Laden dieses Batterietyps entsteht Knallgas, ein explosives Gemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff. Entsprechend sollten diese Batterien an einem gut belüfteten Ort stehen. Auf modernen Yachten sind sie nur noch selten anzutreffen.

Geschlossene Batterien hingegen bedürfen außer einer regelmäßigen Sichtprüfung im normalen Betrieb keiner besonderen Wartung. Entstehender Überdruck kann durch Not-Ventile entweichen, was allerdings nur in außergewöhnlichen Umständen im Innern der Batterie vorkommt. Geschlossene Batterien bieten sich für Anwendungen auf Sportbooten an, da hier keine gefährlichen Knallgase entweichen, da dieses in der Batterie durch eine Nebenreaktion, die sog. Rekombination, wieder in Wasser zurückverwandelt wird.

Absorbent Glass Mat (AGM)- Batterien

AGM Batterien geschlossener Bauart, bei denen das Elektrolyt in Glasfasermatten gebunden ist. Durch den besonderen Aufbau lassen sich diese Batterien lageunabhängig einbauen, was die Installation auf Yachten oftmals vereinfacht. AGM Batterien sind durch einen vergleichsweise geringen Innenwiderstand dazu geeignet, schneller geladen und auch durch höhere Ströme entladen zu werden. AGM-Batterien werden deshalb gerne als Starter-Batterie eingesetzt. Die Ladung sollte ausschließlich über ein Ladegerät mit einer sog. IU0U-Kennlinie erfolgen. Herkömmliche Lichtmaschinen können das i.d.R. nicht leisten und es muss entsprechend nachgerüstet werden.

Gel Batterien

Sie gehören ebenfalls zu den geschlossenen Batterien. Hier ist der Elektrolyt aus flüssiger Schwefelsäure mit Kieselsäure gebunden. Gel-Batterien bieten den Vorteil einer geringen Selbstentladung von weniger als drei Prozent pro Monat bei einer Umgebungstemperatur von 25°C und sind deshalb auch ohne Nachladung über Monate lagerfähig. Aufgrund des höheren Innenwiderstandes sind sie nicht in der Lage, hohe Ströme abzugeben und sind damit nicht als Starter-Batterien geeignet. Sie sind aber perfekt, um das Bordnetz zu versorgen. Auch hier sollten nur Ladegeräte mit der IUOU-Kennlinie verwendet werden.

Lithium-Ionen-Batterien

Sie haben eine sehr hohe Energiedichte, womit sich an Bord erheblich Platz und Gewichtsersparnisse erzielen lassen. Sie eignen sich deswegen besonders zur Versorgung verbrauchsintensiver Aggregate wie z.B. eines Elektro-Antriebs. Zudem haben diese Batterien keinen sog. „Memory-Effekt“ – also keinen fortschreitenden Kapazitätsverluste, der bei sehr häufiger Teilentladung bestimmter Akku-Typen auftritt. Zwar sorgen hohe Rohstoffpreise noch für vergleichsweise hohe Anschaffungskosten, diese amortisieren sich aber i.d.R. über die deutlich längere Lebenszeit der Batterie.

Lithium-Ionen Akkus sind empfindlich gegen Überspannung und Tiefentladung, so dass zu einer kompletten Installation dieses Batterietypen auch  immer ein Sicherheitssystem gehört, dass die Batterie vor Über- und Unterspannung schützt. Dieses wird in der Regel über das zumeist gleich mitgelieferte BMS (Batterie Management System) ausgelöst. Lithium-Akkumulatoren sind zudem empfindlich gegen Kurzschluss – z.B. durch mechanische Einwirkungen oder Wassereinfluss und dann im wahrsten Sinne „brandgefährlich“. Darauf haben auch viele Versicherer reagiert und Kriterien zur sicheren Nutzung und Installation dieser Batterien in ihren Bedingungen aufgenommen. Der in Hinsicht auf Brand- und Explosionsgefahr sicherste Typ von Li/Ion Batterien sind die sogenannten LiFePO4 Batterien. Wer die Installation von Li/Ion-Batterien an Bord plant, sollte vorher Rücksprache mit seinem Versicherer halten und die Installation einem Fachbetrieb überlassen.

Batterie-Monitoring

Analoge oder auch digitale Voltmeter geben häufig nur ungenau Auskunft über Ladezustand und Verbrauch. Sinnvoller sind hier Batteriemonitore, die mit Hilfe eines Messshunts alle Lade- und Entladeströme messen und somit den genauen Zustand der Batterie darstellen können. Batteriemonitore sind für jede Batterie-Installation ein sinnvolles Extra und bereits zum Preis ab ca. 200 Euro erhältlich.

Häufige Fehler beim Umgang mit Batterien

• Installation der Batterien an zu warmen Orten (über 25 °C, z.B. in schlecht belüfteten Motorräumen) Folge: Vorzeitige Alterung mit entsprechenden Kapazitätsverlusten.
• Batterien entgegen Ihres eigentlichen Zweckes eingesetzt (z. B. Gel-Batterien als Starter-Batterie).
• Installation ohne Hauptschalter / Hauptschalter wird bei Abwesenheit nicht ausgeschaltet: Eventuelle Kriechströme an Bord entladen Batterien und führen zur Tiefentladung und damit zur Beschädigung der Batterie.
• Verendung veralteter oder falsch eingestellter Batterieladegeräte.
• Zu geringe Kabelquerschnitte, schlechter Kontakt z.B. durch korrodierte oder lockere Polklemmen oder unsachgemäße Installation à Kurzschluss und Brandgefahr.
• Lagerung der Batterien bei Frost und niedrigen Temperaturen und ohne Erhaltungsladung / Wartung über Monate während der Wintersaison.