Powerstationen: Alles über Strom zum Mitnehmen
Mit einer Powerstation bekommt man die Möglichkeit, elektrische Geräte nahezu überall zu betreiben. Daher sind Powerstations sowohl bei Campern, Handwerkern oder auch in der Freizeit beliebt. In diesem Ratgeber erklären wir alles zum Thema Powerstation: Funktionsweise, Technik, Nutzung in der Praxis und Tipps zur Lagerung.
So funktioniert eine Powerstation
Im Kern ist eine Powerstation eine portable Batterie mit einer Steckdose wie zu Hause, die je nach Modell leichter oder schwerer sein kann und eingesetzt wird, wenn keine Steckdose verfügbar ist. Sie kann elektrische Geräte mit Strom versorgen oder deren Akkus aufladen, vorausgesetzt, sie selbst ist voll aufgeladen.
Neben dem Akku selbst ist der Wechselrichter ein wesentlicher Bestandteil einer Powerstation. Dieses Element konvertiert Gleichstrom in Wechselstrom. Diese Funktion ist erforderlich, da die Stromversorgung aus der Steckdose immer Wechselstrom ist, während eine Batterie nur Gleichstrom speichern kann. Beim Aufladen der Powerstation an einer gewöhnlichen Steckdose wird der Wechselstrom zuerst in Gleichstrom umgewandelt, damit er von der Batterie der Powerstation gespeichert werden kann.
Der abgerufene Strom kann entweder Gleichstrom oder Wechselstrom sein, abhängig vom verwendeten Anschluss. Geräte, die an die Schuko-Steckdose der Powerstation angeschlossen werden, wie beispielsweise ein Haartrockner oder eine Bohrmaschine, erhalten vom Wechselrichter der Powerstation 230-Volt-Wechselstrom. Im Gegensatz dazu werden die Akkus von Geräten, die über die USB-Anschlüsse der Powerstation angeschlossen sind, wie Smartphones oder Laptops, mit Gleichstrom geladen.
Batterietypen in Powerstations
Verschiedene Batterietypen, einschließlich Lithium-Ionen, Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4), Blei-Säure und Nickel-Cadmium, werden in mobilen Powerstationen genutzt. Moderne Powerstations nutzen heute hauptsächlich Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4) Batterietechnik.
Die gebräuchlichsten in mobilen Powerstationen verwendeten Batterien sind die Lithium-Ionen-Batterien. Im Vergleich zu anderen Batteriearten zeichnen sie sich durch eine überlegene Energiedichte, längere Nutzungszeit (bezogen auf Ladezyklen), reduziertes Gewicht und schnellere Aufladungsrate aus.
Lithium-Eisenphosphat-Batterien haben eine größere Energiedichte als Blei-Säure-Batterien und sind generell widerstandsfähiger, sind aber auch etwas teurer als ihre Lithium-Ionen-Pendants. LiFePO4-Batterien, die eine erweiterte Lebensdauer, eine bessere Performance bei hohen Temperaturen aufweisen und im Vergleich zu anderen Lithium-Batterien sicherer sind - da sie weniger zu Überhitzung neigen - werden immer häufiger genutzt.
Batteriemanagementsystem
Das Batteriemanagementsystem (BMS) hat die Rolle, die Leistung der Batterie zu kontrollieren. Darüber hinaus reguliert das BMS die Lade- und Entladevorgänge und schützt die Batterie vor potenzieller Überladung, Tiefentladung oder möglichen Kurzschlüssen.
Moderne portable Energieversorgungen verfügen über erweiterte Funktionen. Hierzu gehören Temperatursensoren, die bei kritischen Werten einen optischen und akustischen Alarm auslösen. Außerdem gibt es inzwischen mobile Energieversorgungen mit intelligenten Batteriemanagementsystemen, welche die Lebensdauer und Leistungsfähigkeit der Batterie optimieren.
Wechselrichter
Wie es der Name bereits nahelegt, funktionieren Wechselrichter auf diese Art: Sie konvertieren den Gleichstrom, der in der Batterie gespeichert ist, in Wechselstrom, der dann beispielsweise von der Kaffeemaschine am Wechselstromausgang genutzt werden kann. Beim Kauf einer Powerstation sollte man darauf achten, dass der Wechselrichter genügend Leistung für die 230V Geräte hat, die später angeschlossen werden sollen. Nicht jeder Wechselrichter kann beispielsweise einen Wasserkocher betreiben, der in kurzer Zeit viel Strom verbraucht.
Laderegler
Die Funktion von Ladereglern lässt sich aus ihrem Namen ableiten. Ihr Zweck ist es, den Stromfluss von der Energiequelle (wie Solarpanel, Fahrzeug oder Steckdose) zur Batterie zu kontrollieren, um eine Über- oder Unterladung zu verhindern. Vereinfacht ausgedrückt: Der Laderegler ist ein Schalter, der zwischen Solaranlage und Batterie dafür sorgt, dass die Batterie nicht überladen wird.
Es gibt zwei Arten von Ladereglern, die in tragbaren Powerstationen zum Einsatz kommen. Die weniger häufig verwendete Art ist der Pulsweitenmodulations-Laderegler (PWM). Dieser einfache Laderegler nutzt schnelle Schaltaktionen, um die Energiezufuhr vom Solarpanel zur Batterie zu regulieren. Diese Art von Regler ist am effektivsten, wenn die Nennspannungen der Solarmodule und der Batteriebank übereinstimmen.
Die heute häufiger verwendete Art ist der Laderegler mit Maximum Power Point Tracking (MPPT). Bei MPPT-Reglern ist eine Übereinstimmung der Nennspannungen von Batterie und Solarpanel nicht notwendig. Sie sind in der Lage, hohe Spannungen aus Photovoltaikanlagen in eine niedrigere Ladespannung für Batterien umzuwandeln.
MPPT-Regler sind bis zu 30 Prozent effizienter als PWM-Regler und können deutlich mehr Energie aus Solarmodulen extrahieren. Allerdings sind sie auch wesentlich teurer als Systeme mit Pulsweitenmodulation.
Der große Vorteil einer Powerstation mit angeschlossenen Solarpanels ist die Unabhängigkeit. Solange Sonnenstrahlung vorhanden ist, lässt sich die Powerstation autark aufladen. So kann man überall elektrische Geräte nutzen.
So kann eine Powerstation geladen werden
Laden über das Netzteil: Jede portable Powerstation kommt mit einem eingebauten Netzteil, welches das Gerät über den Eingangsport an einer normalen Steckdose auflädt. Die Ladezeit wird primär durch die Wattzahl des Netzteils, die Größe und den Typ der Batterie sowie das BMS beeinflusst.
Laden durch Solarmodul: Eine Vielzahl an Powerstationen hat die Möglichkeit, mittels eines Solarpanels aufgeladen zu werden, welches Sonnenlicht in Gleichstrom umwandelt und in der Batterie speichert. Portable Solarmodule erfreuen sich in der Camper-Gemeinschaft und im Outdoor-Sektor großer Beliebtheit, da sie umweltfreundlich sind und eine gewisse Unabhängigkeit bieten.
Laden im Fahrzeug: Die meisten Powerstationen können unterwegs mit einem Auto-Ladekabel geladen werden. Der Zigarettenanzünder wird mit dem Eingangsport der Powerstation verbunden und liefert gewöhnlich entweder 12 Volt (PKW) oder maximal 24 Volt (Wohnmobil) an Bordspannung. Für größere Batterien aus der Zwei-Kilowattstunden-Kategorie ist dieser Prozess jedoch sehr zeitaufwendig.
Wo kann man Powerstations einsetzen?
Powerstations werden oft beim Camping eingesetzt, um unabhängig von Stromanschlüssen zu sein. Hier spielen Powerstations ihre Vorteile aus, egal ob im Camping-Urlaub, beim Festival oder beim Outdoor-Trip in die Wildnis.
Auch im Hobby Bereich sind Powerstations ideal: Ob man Modell-Autos oder Flugzeuge aufladen, Werkzeuge aufladen oder per Stromanschluss betreiben oder mitten im Nirgendwo am Laptop arbeiten will, die Powerstation liefert den Strom dafür.
Üblicherweise sind größere Vans und Wohnmobile mit einer Bordbatterie, Steckdosen und Ladetechnik ausgestattet. Bei kleineren Campingbussen und Wohnwagen ist eine Bordbatterie allerdings nicht immer gegeben.
Eine Powerstation, die bereits einsatzfertig geliefert wird, ist auch besonders nützlich als Energiequelle für Do-it-yourself-Projekte. Für die Installation der Powerstation sind keine Kenntnisse über elektrische Schaltungen oder ähnliche Grundlagen erforderlich.
Auch in einem Wohnwagen kann die Powerstation von Vorteil sein. Zwar sind auf Campingplätzen heutzutage in der Regel ausreichende Stromanschlüsse vorhanden, aber es kommt oft vor, dass der Wohnwagen auf einem abgelegenen Platz parkt. In solchen Fällen ist eine Powerstation nützlich, um beispielsweise Werkzeuge oder Beleuchtung zu versorgen.
Nicht zuletzt ist Elektrizität auch für Zeltcamper unabdingbar, sei es zum Aufladen von Smartphone und Laptop oder zum Betreiben einer Kühlbox. Und auf simplen Campingplätzen, wo das Zelten oft am schönsten ist, gibt es meist keine Stromversorgung. Hier kommt die Powerstation ins Spiel.
Was kann man an die Powerstation anschließen?
- TV-Gerät
- E-Bike
- Kühlschrank bzw. Kühlbox
- Kaffeemaschine, Toaster, Herdplatte und andere Küchengeräte
- Smartphone, Tablet und co.
- Radio bzw. Lautsprecher
- Beleuchtung
- Werkzeuge mit Stromanschluss
- Akku-Ladegeräte
- PC oder Laptop
- Elektrische Luftpumpe
Achtung: Immer vorher prüfen, ob der verbaute Wechselrichter aus genügend Leistung für das jeweilige Gerät bereitstellen kann.
Welche Powerstation ist die richtige Wahl für Sie?
Die Wahl der passenden Powerstation hängt von der benötigten Leistung ab, die Sie vorab ermitteln sollten.
Beginnen Sie damit, die Geräte aufzulisten, die Sie mit der Powerstation betreiben möchten, und addieren Sie die erforderlichen Leistungen der Geräte, die gleichzeitig betrieben werden sollen. Vergleichen Sie dann die resultierende Gesamtleistung mit der Leistung, die die Powerstation bereitstellen kann. Um eine Überlastung Ihrer mobilen Steckdose zu verhindern und die Kompatibilität mit Ihren Geräten sicherzustellen, sollte der Leistungsbedarf der Geräte unterhalb der maximalen Leistung Ihrer Powerstation liegen.
In anderen Worten: Wenn Ihre mobile Steckdose eine Leistung von 500 W hat, sollte die Gesamtleistung Ihrer Geräte weniger als 500 W betragen.
Für die Berechnung der benötigten Leistung eines jeden Gerätes können Sie folgende Formel verwenden:
Leistung (P) in Watt (W) = Spannung (U) in Volt (V) * Stromstärke (I) in Ampere (A)
Achten Sie auch auf die Anzahl der zur Verfügung stehenden Steckdosen an der Powerstation, da es auch sein kann, dass eine einzige mobile Steckdose für Ihre Bedürfnisse nicht ausreicht und Sie möglicherweise ein Modell mit mehreren Anschlüssen benötigen.
Welche Box ist die Richtige für welche Situation?
So bewerten Sie die Kapazität einer Powerstation:
Jede Powerstation verfügt über eine spezifizierte Leistung, die in Watt angegeben ist. Diese Kennzahl ist besonders im Zusammenhang mit dem 230-Volt-Stromausgang (Haushaltssteckdose) relevant. Wenn die maximale Ausgangsleistung Ihrer Powerstation beispielsweise 1000 Watt beträgt, sollte die Leistung des angeschlossenen Geräts diesen Wert nicht überschreiten.
Vorsicht: Einige elektrische Geräte weisen jedoch einen sogenannten Einschalt- oder Anlaufstrom auf, der bis zu 3,5-mal höher sein kann als die Dauerleistung. Das trifft insbesondere auf Geräte mit Kompressoren zu, wie Klimaanlagen oder Kühlgeräte. Der Einschaltstrom dauert meist nicht länger als eine Sekunde.
Der Vergleich der Akkukapazität einer Powerstation mit einer Bordbatterie ist nicht ganz einfach. Während Batterien die Strommenge in Amperestunden (Ah) anzeigen, geben Powerstationen den Energiegehalt in Wattstunden (Wh) an. Dies liegt daran, dass herkömmliche Batterien Strom stets mit einer bestimmten Spannung (z.B. 12,7 Volt) abgeben, während Powerstationen verschiedene Ausgänge mit unterschiedlichen Spannungen haben. Für einen direkten Vergleich müssen Sie diese Werte zunächst angleichen.
Strommenge (Ah) * Spannung (V) = Energieinhalt (Wh)
Demnach hat eine Aufbaubatterie mit 100 Ah einen Energieinhalt von 1270 Wh.
Auch als Notstromaggregat: So kombiniert man Powerstations mit portablen Solarmodulen
Wird in Notfällen oder fernab jeglicher Infrastruktur Strom benötigt, ist die erste Idee oft ein Notstromaggregat mit Benzin. Doch Powerstations, die mit Sonnenenergie betrieben werden, bieten viele Vorteile und können oft die bessere Lösung sein.
Wer unterwegs Energie benötigt, zieht oft ein relativ handliches Notstromaggregat in Betracht. Diese Geräte haben den Vorzug, relativ preisgünstig zu sein. Jedoch ist ihre Nutzung keineswegs unabhängig, da sie Benzin oder Diesel als Kraftstoff benötigen, was auch nicht gerade umweltfreundlich ist. In Abhängigkeit vom Verwendungszweck könnte eine Powerstation eine attraktive Alternative darstellen, die ähnlich einer Powerbank arbeitet. Obschon solche Powerstations bei der Anschaffung teurer sein können, bieten sie mehr Flexibilität, arbeiten leise und sind umweltschonender. Der wesentliche Unterschied zu einem Notstromaggregat besteht darin, dass sie nicht auf Benzin angewiesen sind, sondern über ein Solarpanel die eingebaute Batterie aufladen können. Im Unterschied zu einem benzinbetriebenen Notstromaggregat kann eine Powerstation auch in Innenräumen eingesetzt werden.
Zur Aufladung Ihrer Powerstation sind tragbare Solarpanele hervorragend geeignet. Sie können faltbare oder klappbare Solaranlagen nutzen, die sowohl platzsparend als auch leicht zu transportieren sind. Um Ihre Powerstation effizient aufladen zu können, sollte ein Solarmodul mindestens 120 Watt leisten. Grundsätzlich sind Powerstationen mit verschiedenen Solarmodulen kombinierbar. Die Kombination von Solarmodulen und Powerstation ist von mehreren Faktoren abhängig:
- Der verbaute Mppt-Laderegler kann nur mit Solarpanelen betrieben werden, die in dessen jeweiligen Spannungs-, Strom- und Leistungsbereich fallen.
- Anschlüsse an der Powerstation fallen oft unterschiedlich aus und können unter Umständen nur mit speziellen Adaptern angeschlossen werden.
Daher sollte man immer genau planen, welche Geräte an der Powerstation betrieben werden sollen und sich im Zweifel beraten lassen.
So sollte man eine Powerstation lagern, wenn sie nicht benutzt wird
Bevor eine Powerstation für einen längeren Zeitraum eingelagert wird, sollten folgende Maßnahmen getroffen werden:
- Die Energieversorgungseinheit sollte zumindest zu 80 Prozent aufgeladen sein.
- Alle Ein-/Ausschalter sollten in die AUS-Position gebracht werden.
- Um die Lebensdauer der Batterie zu erhalten, sollte das Gerät mindestens einmal alle sechs Monate benutzt und aufgeladen werden. Aus Sicherheitsgründen empfehlen wir, dies sogar alle drei Monate zu tun.
Sie können Ihre tragbare Powerstation sowohl drinnen als auch draußen aufbewahren, jedoch immer trocken an einem überdachten Ort. Bei Outdoor-Lagerung schützen Sie das Gerät vor Wettereinflüssen, zum Beispiel durch geeignete Hüllen oder den Originalkarton. Innenräume, besonders beheizte, sind vorzuziehen, um Feuchtigkeit zu vermeiden. Bei Überschwemmungsgefahr, lagern Sie die Powerstation erhöht. Achten Sie darauf, dass weder Kinder noch Haustiere Zugang haben und vermeiden Sie die Nähe zu brennbaren Flüssigkeiten oder Gasen.