In diesem Artikel geht es um den Vergleich von Batterien mit Ni-MH Akkus. Auch wenn heutzutage meistens Akkutechnologien auf Lithium-Ionen-Basis verwendet werden, können Ni-MH Akkus in Haushalts-Elektrogeräten wie Fernbedienungen, drahtlosen Computermäusen, Kinderspielzeug, Taschenlampen, Digitalkameras und weiteren kleinen Elektrogeräten, die bisher mit Batterien betrieben wurden, ihre Vorteile ausspielen, in finanzieller und ökologischer Hinsicht.Die aktuelle Ni-MH Akkutechnologie steht Batterien in nichts mehr nach.
Batterien und Akkus im Vergleich
Wo sind Batterien besser als Akkus?
Eine Batterie kostet neu weniger als ein Akku.
Die einmaligen Kosten für ein Ladegerät können eingespart werden.
Wo sind Akkus besser als Batterien?
Akkus müssen nur einmal gekauft werden und können bei Verwendung eines guten Ladegerätes sehr viele Jahre lang verwendet werden.
Akkus können höhere Ströme als Batterien liefern, was gerade bei einer Digitalkamera mit Blitz von Vorteil ist.
Ni-MH Akkus können laut Hersteller bis zu 1000-mal aufgeladen werden. Batterien können zwar auch mit speziellen Ladegeräten ein paar mal aufgeladen werden, allerdings nur, solange sie fast voll sind und immer mit dem Risiko, dass sie auslaufen.
Energiekostenvergleich
Wir vergleichen hier eine Alkali-Mangan Batterie in der Baugröße Mignon (LR6) mit einem Ni-MH Akku gleicher Baugröße (HR6). Batterien haben meistens keine Kapazitätsangabe, deswegen wird hier zur Vereinfachung angenommen, dass die Kapazität von Batterien gleich der von Akkus ist: 2000 mAh (mAh = Milliampèrestunden).
Eine Markenbatterie kostet etwa 50 cent, ein Ni-MH Markenakku mit geringer Selbstentladung hingegen 4 Euro. Auf den ersten Blick mag die Batterie günstiger erscheinen.
Es wird von einem ungünstigen Wirkungsgrad beim Laden des Akkus ausgegangen: 40% der Energie, die zum Laden benutzt wird, wird in Wärme umgewandelt (60% Wirkungsgrad). Dazu wird für das Netzteil des Ladegerätes noch ein ungünstiger Wirkungsgrad von 70% angenommen. Es ergibt sich dadurch ein Gesamtwirkungsgrad von nur 42%, sodass man mehr als doppelt so viel Energie beim Laden zuführen müsste, wie der Akku später abgeben kann.
Die Batterie hat eine Nennspannung von 1,5 Volt. Bei einer Kapazität von 2 Ah kann so vereinfacht angenommen werden, dass 3 Wh (Wattstunden) in der Batterie gespeichert werden können. Der Akku hat eine niedrigere Nennspannung von 1,2 Volt, wodurch er bei gleicher Kapazität nur 2,4 Wh speichern kann. Man muss folglich den Akku ein klein wenig häufiger wechseln als eine Batterie.
Für eine volle Aufladung eines Akkus muss der schlechte Wirkungsgrad des Ladegerätes zur gespeicherten Energiemenge mit beachtet werden, sodass für eine Akkuladung 5,71 Wh an elektrischer Energie benötigt werden.
Bei einem angenommenen Strompreis von 30ct/kWh kostet eine Akkuladung (5,71 Wh 0,00571 kWh) dann 0,1713 cent, also fast garnichts.
Ergebnis
Auch wenn man Akkus wegen der etwas geringeren Energiemenge etwas häufiger wechseln muss, lohnt sich die Anschaffung finanziell. Die selbst im Falle eines schlechten Wirkungsgrades vernachlässigbaren Kosten für den Ladevorgang sorgen nach den einmaligen Anschaffungskosten für Akku und Ladegerät kaum für weitere Kosten. In dem Fall, in dem bisher häufig Batterien gewechselt wurden, ergibt sich so ein schneller Kostenvorteil bei der Verwendung von Akkus. Jede Batterie, die durch einen Akku ersetzt werden kann, schont langfristig den Geldbeutel und die Umwelt. Auch in den Geräten, in denen nur selten Batterien gewechselt werden müssen (Fernbedienungen, Uhren), können Akkus mit geringer Selbstentladung von Vorteil sein: Diese laufen im Gegensatz zu Batterien selten aus.
Kaufberatung für Ni-MH Akkus
Es gibt normale Ni-MH Akkus, die zwar viel Kapazität mitbringen, aber dafür auch eine vergleichsweise hohe Selbstenladung haben, sodass sie nach wenigen Monaten bereits nachgeladen werden müssen. Besser sind Ni-MH Akkus mit geringer Selbstentladung, da diese ihre Ladung länger als ein Jahr behalten können. Solche Akkus verwende ich seit Jahren problemlos in mehreren Uhren, in denen sie nur einmal alle ein bis zwei Jahre nachgeladen werden müssen.
Es gibt einige Marken für Ni-MH Akkus mit geringer Selbstentladung, wie die Wikipedia-Seite zu dem Thema verrät. In meinem Fall habe ich Akkus der folgenden drei Marken gekauft, die sich alle bewährt haben:
Conrad Energy Endurance
Panasonic Eneloop (Sanyo Eneloop)
VARTA Ready2Use
Akkupflege
Bei Ni-MH Akkus gibt es im Gegensatz zu Batterien ein paar einfache Dinge zu beachten, die die Lebensdauer der Akkus verlängern.
Tiefentladung vermeiden
Tiefentladung bedeutet, dass der Akku über einen Punkt hinaus entladen wird, ab dem im Inneren des Akkus schädliche chemische Reaktionen ablaufen können, welche die verfügbare Kapazität auf Dauer stark absenken. Im Klartext: Der Akku liefert nicht mehr die Leistung, die er beim Kauf hatte. Wird eine stark tiefentladener Akku nicht umgehend geladen, kann es durch chemische Prozesse zu internen Kurzschlüssen kommen, wodurch der Akku entweder garnicht mehr geladen werden kann oder sich wenige Tage nach dem Laden komplett selbst entladen hat. Daher ist es wichtig, Akkus nie lange im entladenen Zustand aufzubewahren.
Ein Ni-MH Akku kann als entladen gelten, wenn seine Spannung unterhalb von 1,2 Volt liegt. Bei einer Spannung unterhalb von 0,9 Volt kann von einer Tiefentladung gesprochen werden.
Gute Ladegeräte verwenden
Sollen die Akkus schnell geladen sein, sollte man Ladegeräte mit Mikrocontroller-Steuerung („Ladegerät mit Mikroprozessor“) verwenden, da diese zuverlässig erkennen, wann ein Akku voll ist und die Ladung rechtzeitig beenden. Das Ladeverfahren wird bei solchen Ladegeräten oft als „Minus-Delta-U“ oder „Delta-U“ angegeben, wobei es sich hier eigentlich nur um ein Verfahren handelt, mit dem erkannt werden kann, dass der Akku voll ist: Gegen Ende der Ladung sinkt die Akkuspannung bei Ni-MH Akkus wieder. Sobald die Spannung deutlich anfängt zu sinken, beendet das Ladegerät die Ladung. Das „Minus-Delta-U“-Verfahren verhindert somit eine schädliche Überladung.
Ladung an Solarpanelen
Wenn die Zeit ausreicht, um einen Akku langsam und damit schonend zu laden, kann ein Mini-Solarpanel als Ladegerät verwendet werden. Dieses wird morgens einfach mit einem leeren Akku in ein Fenster gestellt, das möglichst nach Süden zeigt. Bei voller Sonneneintrahlung kann der Akku am Abend schon voll sein. Im Artikel Akkus an Solarpanelen laden gehe ich genauer auf das Laden von Akkus an Solarpanelen ein.