Batteriekunde: Wartung und Pflege

APC USV-Ersatzbatterie

Die Batterie ist das Herzstück einer Unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV). Eine Wartung und Pflege des „Herzstückes“ kann die Lebensdauer der Batterie erheblich verlängern, wie auch eine frühzeitige Alterungserkennung und Vorbeugung von Verschleiß gewährleisten.

Was sind die häufigsten Alterungs- und Verschleißgründe von Batterien?

Die EUROBAT–Vereinigung der europäischen Batteriehersteller, klassifiziert die Batterien in Fünf und Zehn-Jahres-Batterien. Bei den Mittelstands USVen in den Leistungsklassen 300 VA bis 30 KVA dominieren zu über 90 Prozent die Fünf-Jahres-VRLA Batterien (VRLA = Valve regulated lead Acid = wartungsarme Bleigel gekapselte Akkumulatoren). Als Einflussfaktoren auf die Lebensdauer gelten im Wesentlichen die Folgenden (Quelle: u.a. Diagramme des Herstellers Yuasa):

1.) Temperatureinflüsse und Beeinflussung durch Luftfeuchtigkeit: Die idealen Bedingungen für Fünf und Zehn-Jahres-Batterien sind von der EUROBAT festgelegt auf 20 Grad Celsius Umgebungstemperatur und um die 50 Prozent Luftfeuchtigkeit.

Pro 10 Grad C Temperaturerhöhung dauerhaft verringert sich die Lebensdauer der Batterien um die Hälfte. Bei weiteren 10 Grad mehr über 20 Grad Celsius sogar um 3/4. Eine EUROBAT Fünf-Jahres VRLA Batterie hält bei permanent 30 Grad Celsius Betriebsumgebung beispielsweise nur 2,5 Jahre, bei 40 Grad Celsius nur 1,2 bis 1,5 Jahre, wie die Graphik dies veranschaulicht:

Temperatur/Gebrauchsdauercharakteristik der NP Batterien

Temperatur/Gebrauchsdauercharakteristik der NP Batterien

 

2.) Häufigkeit und Tiefe der Entladung: Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Häufigkeit und Tiefe der Entladung. Wird die Batterie häufig und tief entladen, schafft Sie nur gut 200 Lebenszyklen der Entladung, danach ist Sie hinüber. Bei Entladungen bis maximal 30 Prozent Ihrer Kapazität hält Sie 1200 Entladezyklen stand. Dies entspricht einer deutlich höheren Lebensdauer, wie es die auch die Graphik belegt:

Betriebsstandzeit im Schwebeladebetrieb

Betriebsstandzeit im Schwebeladebetrieb

Anzahl der Entlade-/Ladezyklen im Verhältnis zur Entladetiefe

Anzahl der Entlade-/Ladezyklen im Verhältnis zur Entladetiefe

Lagerung: Auch gar keine Entladung kann für die Batterie sehr schädlich sein, deshalb empfiehlt APC by Schneider Electric in seinen Handbüchern, zum Beispiel bei der Smart UPS Serie, alle sechs Monate über die Software programmierbar eine Laufzeitkalibrierung durchzuführen. Damit werden gleich zwei wichtige Punkte erledigt:
a) Eine Entladung der Batterie nach sechs Monaten. Dies ist nötig weil sonst die Batterie mit der Zeit tief entladen wird und gar nicht mehr geht, somit Nutzung der Batterie nicht mehr möglich ist.
b) Feststellung der Restkapazität und mögliche Alterungsanalyse: Hier wird die bei der Laufzeitkalibrierung weitgehend entladene und wieder geladene Batterie geprüft, die Restkapazität festgestellt. Somit kann genau ermittelt werden, wie es um die Batterie steht – Bei einem Selbsttest mit kurzer Umschaltung und lediglich Extrapolation ist dies allerdings sehr ungenau. Daher ist zu beachten, dass der Vorgang einige Stunden (sechs bis acht) dauert. Es ist ratsam, die Kalibrierung zu unkritischen Zeiten oder ohne Last durchzuführen, um im möglichen Bedarfsfall der USV währenddessen einen Ausfall zu vermeiden.

Genauere Lagerdaten in beigefügter Graphik, ebenfalls von Yuasa als Beispiel für einen EUROBAT-Hersteller:

Selbstentladeverhalten bei verschiedenen Temperaturen

Selbstentladeverhalten bei verschiedenen Temperaturen

Experten ziehen daher folgendes Fazit: Es empfiehlt sich ein regelmäßiger Test, in dem gelegentlich die Batterie genutzt wird. Laufzeitkalibrierung zur Restlebensdauer und Kapazitätsbestimmung der Batterie sind weitere wichtige Faktoren, neben einem kühlen Klima um die Lebensdauer der Batterien zu verlängern und zu sichern, damit die Nutzer lange Freude ihrer USV haben und von deren Schutz profitieren können.

Quellen: Betriebshandbuch Smart UPS Serien von APC und Schneider Electric ITBusiness – Thema Laufzeitkalibrierung
Grafiken: aus dem Yuasa Batteriehandbuch für die NP Serie

2 thoughts on “Batteriekunde: Wartung und Pflege

  1. Wir empfehlen unseren Kunden auch, wie hier vorgeschlagen, die Laufzeitkalibrierung jedes halbe Jahr. Bzw. richten wir es bei unseren Systemhauskunden so ein. Das hat sich bewährt und man hat verlässlichere Informationen zur Batterierestlebensdauer.
    Es hilft ja niemandem, wenn die USV später nicht das hält, was sie soll.

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