Wat levert mijn accu maximaal?

Op fora schiet ik regelmatig een mede-camperaar te hulp met vragen over de elektriciteit in de camper. Zo hebben vragen als “ik wil een mobiele airco via een omvormer laten draaien; ik heb zonnepanelen op mijn dak. Kan dat?” al tot veel discussie geleid. Cruciaal in al dit soort vragen is dat de vragensteller meestal geen enkele notie heeft van de capaciteit van de accu. Vaak weet hij nog wel dat die 90 Ah groot is, maar wat dat betekent, dat is voor hem de “ver van mijn bed show”. Vandaar dat ik hier een poging zal doen; hopelijk krijg je dan een beter begrip over wat jouw accu maximaal aan energie kan leveren.

Gemiddelde camper-accu: nog geen € 0,10 per dag aan energie!

Laat ik maar gelijk met de deur in huis vallen: de gemiddelde accu in de camper kan een elektrische energie leveren die nog geen dubbeltje waard is. De gemiddelde accu in een camper is een deep-cycle-accu van 100 Ah; die mag je ongestraft voor 30% ontladen en daarom mag je er per dag 30 Ah (30% van 100 Ah) uithalen als je hem de volgende dag weer helemaal oplaadt. Die 30 Ah levert aan bruikbare energie 360 Wh (30 x 12) op. Nu kost thuis, waar een 2-persoons huishouden gemiddeld per dag 8200 Wh verbruikt (dus 25 maal zoveel!), een kWh € 0,27. Die 360 Wh uit jouw accu is slechts € 0,097 waard, nog geen 10 cent dus. Om je een indicatie te geven wat al die apparaten verbruiken heb ik onderstaand staatje gemaakt: in blauw hetgeen die apparaten verbruiken (standaard is de verlichting, de waterpomp, de ontsteking van verwarming/boiler, de voeding van het centraal bedieningspaneel e.d.), in rood de bruikbare energie van het type accu van 100 Ah

En geloof mij: voor dat dubbeltje kun je echt geen Senseo, waterkoker, haarföhn, oventje en wat dies meer zij laten werken. Je mag blij zijn als je een paar uur TV kunt kijken, het gas van de verwarming kunt ontsteken, overdag de waterpomp kunt gebruiken en ‘s avonds nog een lampje aan kunt doen. Natuurlijk kun je er een tweede of derde accu bij zetten, maar in verhouding met thuis zet dat geen zoden aan de dijk. Dan moet je meer denken aan 25 accu’s er bij. Voor de camperaar die het echt allemaal wil weten volgt hier onder de uitgebreide uitleg.

De Loodzuur-accu (semi-tractie, Gel en AGM)
Ah: de capaciteit van de accu

De capaciteit van jouw accu wordt uitgedrukt in Ah (Ampère-uur) en staat altijd op de accu, tezamen met één van de navolgende aanduidingen: C5, C10 en C20. Deze aanduiding heeft betrekking op de tijdsduur; C20 betekent 20 uur, C10 is 10 uur en ja hoor, C5 betekent 5 uur. De capaciteit in Ah wil namelijk alleen maar iets zeggen als je ook de tijdsduur er bij vermeld, vandaar die code. Ter vergelijking: als iemand zegt “mijn energieverbruik is 200 Wh” dat zegt dat helemaal niets; bepalend is over welke tijdsduur die 200 Wh wordt verbruikt. Is dat in 3 minuten dan is dat verschrikkelijk hoog, is dat per dag dan is dat verschrikkelijk laag.
Om een wirwar van aanduidingen te voorkomen hebben we in Europa (de EU) afgesproken dat de aanduiding van de capaciteit van de accu in C20 geschiedt; de andere (C5 en C10) mogen ook expliciet vermeld worden, maar leidend is de C20-aanduiding. Daarom laten we het op schrift en in voertaal altijd weg. Daarin heeft een accu een capaciteit van …. Ah en niet van ….Ah C20.

Peukert-effect

Terug naar jouw accu. Die is in ons voorbeeld dus 90 Ah groot en we weten nu dat we er C20 bij moeten denken (tenzij er expliciet een andere aanduiding bij staat). De capaciteit van die accu is nu – in woorden – dat hij in 20 uur in totaal 90 Ampère stroom kan leveren. In 20 uur, dan is dat 4,5 A per uur. Deze waarde van 4,5 A is de standaardwaarde voor die accu. Wil je meer onttrekken dan loopt de tijdsduur waarin de accu dat kan leveren meer dan in verhouding terug. Bij een onttrekking van 30A is de tijdsduur rekenkundig 90/30 = 3 uur maar in de praktijk kon dat nog wel eens maar 2,25 uur zijn. Dit is het zogenaamde Peukert-effect, vernoemd naar de Duitse natuurkundige Peukert die samen met Schröder eind 19e eeuw dit ontdekte en in kaart heeft gebracht. De waarde van die Peukert-constante is per accu (soort en capaciteit) verschillend en ligt tussen de 1,05 en 1,5 . Daarom levert een loodaccu van 90 Ah bij een ontlading van 100 A nog maar 43 Ah en zal deze accu dus maar voor nog geen half uur gebruikt kunnen worden. Als je grote stroomsterktes uit de accu onttrekt moet je met het Peukert-effect wel degelijk rekening houden! Wil je de Peukert-constante zelf berekenen voor jouw accu zie dan de handleiding onderaan de pagina met ook een link naar het invulbaar excel-bestandje. Overigens: de Peukert-constante voor Lithium-accu’s is 1 en voor die accu’s geldt dan ook dat de aangesloten belasting nauwelijks van invloed is op de capaciteit. Er zijn een paar gevolgtrekkingen te maken uit de onderstaande grafiek, waarin de effecten van de Peukert-constante zijn weergegeven:

  1. bij kleine stroom-afname, tot 3 A, is er nauwelijks enig effect;
  2. bij stroomafname van 10A is het effect al heel duidelijk merkbaar; dan is bij een Peukert-constante van 1,08 (één van de kleinste waarden!)  de helft van de capaciteitsvermindering door het Peukert-effect al bereikt. Is de Peukert-constante voor jouw accu bijvoorbeeld 1,5 dan wordt bij 10A al 80% van de capaciteitsvermindering bereikt!
  3. het resterende deel wordt dan veroorzaakt door stroomafnames van 50A of meer

Nu zijn er camperaars bij die denken dat dus de capaciteit van de accu afneemt als je er een zwaardere omvormer op plaats, dus dat er capaciteit ‘verloren’ gaat. Dat is niet waar! De schijnbare capaciteit van de accu neemt (even) af: bij grotere ontlaadstromen wordt sneller de spanning van 10,5V bereikt (het moment waarop de accu als ‘leeg’ wordt bestempeld). Laat je de accu dan een uurtje met rust, dan zul je zien dat de poolspanning weer oploopt en de resterende capaciteit ook weer wordt ‘gevonden’. In feit speelt het peukert-effect alleen een rol bij het gedurende lange tijd afnemen van een grote constante ontlaadstroom, zoals bijvoorbeeld bij schepen gebeurt als zij hun boegschroeven aanzetten. Het zou natuurlijk ook kunnen bij camperaars als ze hun elektrische oven laten werken op een omvormer, maar ik ken ze niet: die zouden ook al een heel groot accupakket moeten hebben.

Bij grote stroomafname: koppel accu’s i.p.v.  één zwaardere accu

Vanwege dit zogenaamde peukert-effect is het raadzaam om, als je een stevige omvormer hebt geïnstalleerd, om een accu-pack te maken van tenminste twee accu’s in plaats van één zwaardere accu. Stel je hebt er nu een 240 Ah accu in liggen en je gaat een omvormer van 800 Watt monteren. Die omvormer trekt 75 A uit jouw accu. Wanneer je twee 120 Ah accu’s parallel schakelt heb je hetzelfde vermogen aan accu’s maar hoeft elke accu slechts de helft van die benodigde stroomsterkte, 37,5 A te leveren. Ze worden daardoor minder belast, het peukert-effect speelt een kleinere rol en ze leven langer.

Mate van ontlading van de accu

Naast de capaciteit van de accu is ook belangrijk de mate waarin je de accu regelmatig mag ontladen. Iedereen snapt dat als je de accu elke keer compleet leeg mag trekken je meer energie uit de accu haalt dan wanneer dat maar voor 50% mag. Nu bepaalt de mate van ontlading tevens de verwachte levensduur van de accu. Hoe voorzichtiger (hoe minder ver je hem ontlaadt) je met de accu omgaat, hoe langer die zijn werk blijft doen met andere woorden hoe ouder hij dus wordt. Voor de verschillende accu’s ziet dat er als volgt uit:

Als je een lood-zuur accu stelselmatig maar voor 30% ontlaadt heeft hij 1200 Life-Cycles (Je kunt hem dan 1200 keer opladen), dat is ongeveer 6 jaar. Ontlaadt je die accu stelselmatig tot de helft, dan is zijn Life-Cycles maar 500 en wordt hij bijgevolg maar 2,5 jaar oud.
Om een beetje een richtlijn te hebben zeggen we dat:
– je een lood-zuur accu (ook wel deep-cycle genoemd) stelselmatig voor 30% per dag mag ontladen en incidenteel voor 50%;
– een Gel- of AGM-accu stelselmatig tot 50% per dag mag ontladen en incidenteel tot 70%

90Ah: wat kan ik daar dan mee?

Wil je de accu niet “mishandelen”, dat wil zeggen niet stelselmatig te ver ontladen, dan moet je dus rekening houden met die 30% (of 50% voor Gel- en AGM-accu’s). Als je de accu maar tot 30% per dag mag ontladen, dan mag je er dus 30% van 90 Ah is 27 Ah per dag uit onttrekken voordat je hem weer oplaadt. Nu is 27 Ah bij 12V slechts 324 Wh (Wh=Ah x V).

Nu is 324 Wh eigenlijk maar heel weinig. 1000 Wh ( 1 kWh) van Eneco kost thuis maar € 0,215 (prijspeil september 2019), dus de waarde van de elektrische energie in jouw accu van 90 Ah is nog geen 7 cent (€ 0,069 om precies te zijn). Iedereen snapt dat je daar geen airco op kunt laten draaien, geen Senseo, dat de föhn ook geen goede optie is etc. Wat kun je er dan wel mee? Nou ziehier mijn gemiddelde dagelijkse energieverbruik in de zomer van 365 Wh (en daarom heb ik een 110 Ah GEL-accu):

De LiFePO4-accu
Geen onbeperkt leven

In advertentie’s en verkooppraatjes van vooral camper-verkopers kom je vaak het volgende tegen: “Onderzoek heeft uitgewezen dat men 2000 tot 5000 cycli kan verwachten van een LiFePO4 accu. Dit zijn theoretische resultaten, maar uit recente metingen blijkt dat dit type accu meer dan 75% van zijn capaciteit heeft na 2000 cycli. Een loodaccu daarentegen begeeft het al na hooguit 300-500 cycli waarbij vooral het onderhoud en juiste gebruik nauw luistert. De LiFePo4 accu kenmerkt zich juist door de afwezigheid van de noodzaak van die zorgvuldigheid.”, aldus Reinders Recreatie, verkoper van LiFePO4-accu’s. Afgezien van het feit dat de waarheid hier voor wat betreft lood-accu zwaar geweld wordt aangedaan met slechts maximaal 300 – 500 cycli, wordt het voordeel van LiFePO4 zwaar overtrokken.

Vreemd dat ze het Reinders Recreatie zelf niet opvalt. Even daarvoor meldt het: “In tegenstelling tot loodzuur accu’s kan bij een LiFePO4 accu meer dan 100% van de nominale capaciteit gebruikt worden.” Da’s sterk!

Effect van de Peukert-constante op LiFePO4-accu’s

Maar nu even serieus en de verkooppraatjes achter ons latend. Het is juist dat LiFePO4-accu’s beter tegen diep-ontlading kunnen dan loodzuur-accu’s. Maar ook LiFePO4-accu’s hebben last van de Peukert-constante: die heeft weliswaar niet direct effect op de totale capaciteit van de accu, maar wel op de levensduur. Kijk even naar de volgende grafiek:

Uit: Tijdschrift Vervoerswetenschap, Jaargang 51, 2 (Vrije Universiteit Brussel: Een onderzoek naar de Veroudering en levenscyclus van LiFePO4-batterijen)

Bij een voortdurende algehele ontlading van de LiFePO4-accu zie je dat het aantal Life-Cycles terugloopt naar 2500-3000 cycli. De leeftijd in jaren wordt dan dus beperkt tot 8 à 10 jaar. Ga je niet verder dan 60% DOD dan blijkt uit dit onderzoek dat jouw accu de 10.000 Lifecycli kan halen. Dus ook voor de LiFePO4-accu geldt: mishandel hem niet!

Pas op met gebruik van een Cyrix

Bijzondere Cyrix voor Lithium-accu’s

Heb je een Lithium-accu als huishoudaccu? Pas dan op met het installeren van een Cyrix! De Lithium-accu heeft vaak een spanning boven de 13V, het signaal voor de normale Cyrix om de huishoud-accu als vol te bestempelen en om vervolgens de de Lithium-accu te koppelen aan jouw start-accu, die dat eeuwige geduw en getrek van de Lithium-accu weer niet goed kan verdragen! Om die reden zijn er drie bijzondere typen Cyrix speciaal voor de Lithium-accu’s ontwikkeld: de Cyrix-li-load, Cyrix-li-charge en de Cyrix-li-ct, afhankelijk van het doel waarvoor je de Cyrix installeert (verbruikers, laden of als scheidingsrelais). Heb je een LiFePO4 of andere Lithium-accu, kies dan de speciale Cyrix-li-ct om problemen te voorkomen. De datasheet van deze Cyrix kun je hier downloaden.

Het misverstand: accu, omvormer en zonnepanelen

Er heerst een onverwoestbaar misverstand op veel fora over het vermogen van de combinatie van een omvormer met een accu en zonnepanelen. Als dat samen maar groot genoeg is heb je nooit een probleem. Nu is er een relatie tussen de capaciteit van de accu, jouw maximale dagelijkse verbruik en de daarbij behorende capaciteit van de zonnepanelen. Kijk hier dit staatje:

Wil je al een klein beetje vermogen in jouw camper hebben van 1,5 kWh (die energie in geld uitgedrukt: € 0,35), dan zie je dat je al een deep-cycle accu-pack nodig hebt van 240 Ah (65kg aan gewicht) en een zonnepaneel van 300 Wp (25 kg aan gewicht). Dan kun je met een Senseo per dag 7 maal een dubbele kop koffie maken, maar dan is het schoon op. Bedenk daarom dat je kampeert en niet zoals thuis even een stekker in een wandcontactdoos kunt stoppen of de mixer, de oven, de blender, de senseo, de magnetron of welk ander apparaat op 230V dan ook ongebreideld kunt gebruiken.

Samenvattend:
  1. in mijn accu van 90Ah zit voor nog geen 7 cent aan energie;
  2. pas bij loodzuur-accu’s op bij wat grotere ontladingen van 10A of meer: hier beperkt het Peukert-effect de capaciteit (en levensduur) van jouw accu enorm
  3. Ook voor LiFePO4: gebruik niet meer dan 60% van zijn lading, dan blijft die accu een langer leven beschoren.

)Oorspronkelijk opgesteld: 1 december 2018) Laatstelijk bijgewerkt 04 juli 2024


Berekening Peukert constante

n (peukert-constante) = (log(T1)-log(T2))/(log(I2)-log(I1))

Werkwijze: T1 en T2 zijn de tijdsduren (in uren). I1 en I2 de daarbij behorende stroomsterktes. Neem de technische gegevens van jouw accu ter hand en bereken de ontlaadstroom bij C20 (dus T1=20) door de daarbij vermelde capaciteit in Ah te delen door 20. Je hebt nu I1 berekend. Doe ditzelfde voor de ontlaadstroom bij C5 (T2 = 5); dit wordt dan I2. Vervolgens pak je de rekenmachine en voer je de bovenstaande berekening uit.

In mijn geval luiden de technische gegevens van de Victrom Gel-accu 110 Ah: C20 – 110 Ah en C5 – 88 Ah. De berekende stroomsterktes worden dan 5,5 A bij C20 en dat is dus I1, en 17,6 A bij C5 (I2). De peukert-constante is bijgevolg: (log(T1)-log(T2))/(log(I2)-log(I1))=(log(20)-log(5))/(log(17,6)-log(5,5))=1,1918
Je kunt natuurlijk ook die gegevens zelf invullen in het excelbestandje op mijn site.
Download hier het invulbaar excelbestandje