VRLA-Technologie

Die universelle Abkürzung VRLA bezeichnet ventilgeregelte Bleibatterien (Valve Regulated Lead Acid). Das Batteriegehäuse ist vollständig verschlossen und verfügt über keine Wartungsöffnungen zur Elektrolytkontrolle. Gas kann nur über die Sicherheitsüberdruckventile entweichen, wenn die Batterie stark überladen wird oder ein oder mehrere Zellen beschädigt sind. Elektrolyt kann der Batterie nicht nachgefüllt werden.

In Gel gebundener Elektrolyt

Der Elektrolyt ist durch Adhäsionskräfte in den Kapillaren des Silikatgels gebunden, das als Träger fungiert. Zusammen mit der Fixierung der Platten im Gel können die Batterien auch auf der Seite gelagert werden, ohne dass dies ihre Lebensdauer beeinträchtigt oder der Elektrolyt aus dem Gehäuse ausläuft. Dank der Bindung des Elektrolyten im Gel und dem korrosionsbeständigen Kunststoffgehäuse ist das Risiko eines Säureaustritts gleich null. Durch die geschlossene Bauweise wird die Dampfabgabe minimiert, was die Batterien besonders für den Einsatz in Wohnräumen geeignet macht (z.B. Wohnmobile).

Geringe Selbstentladung

Bei jeder Batterie findet ein natürlicher Selbstentladungsprozess und ein Rückgang der gespeicherten Energie statt. Die Selbstentladungsrate ist besonders wichtig bei Systemen mit sehr langen Ladeintervallen oder bei der Lagerung und Nichtverwendung der Batterie. Durch den Einsatz hochreiner Materialien und die Anreicherung der Bleiplatten mit Kalzium wird der Selbstentladungsprozess minimiert. Die Selbstentladungsrate beträgt weniger als 2% der Gesamtkapazität pro Monat bei 20°C. Jede Temperaturerhöhung um 10°C verdoppelt die Selbstentladungsrate. Eine vollständig geladene Batterie, die bei niedrigen Temperaturen (nicht unter dem Gefrierpunkt) gelagert wird, muss etwa ein Jahr lang nicht nachgeladen werden, ohne Schaden zu nehmen.

Tiefentladebeständigkeit

Jede Entladung schädigt eine Bleibatterie in gewissem Maße. Das Ausmaß der Schädigung hängt von der Tiefe und Dauer der Entladung ab. Die Gel-Batterien von Victron Energy sind dabei keine Ausnahme. Sie sind jedoch außerordentlich widerstandsfähig gegenüber den Auswirkungen tiefer Entladungen und deren langer Dauer.

Entladekennlinie

Die Kapazität einer Batterie ist kein fester Wert. Sie hängt vor allem von der Größe des Entladestroms ab. Die angegebene Kapazität von 110 Ah bezieht sich auf eine zwanzigstündige Entladezeit mit einer Endentladespannung von 10,8 V. Mit anderen Worten gilt die angegebene Kapazität, wenn die Batterie zwanzig Stunden lang mit einem Strom von 0,05 x der angegebenen Kapazität, also 0,05 x 110 Ah = 5,5 A, entladen wird. Je kleiner dieser Strom ist, desto mehr Energie kann der Batterie entnommen werden und umgekehrt. Dank der Konstruktion der Gel-Batterien ist der Einfluss hoher Entladeströme auf die Gesamtkapazität jedoch relativ gering. Im Vergleich zu anderen geschlossenen Batterietypen verträgt sie zudem hervorragend hohe Stomentnahmen durch ihren geringen Innenwiderstand (z.B. beim Starten).

Lebensdauer

Zyklische Lebensdauer: 500 Zyklen bei 80% Entladetiefe, 750 Zyklen bei 50% Entladetiefe und 1800 Zyklen bei 30% Entladetiefe. Lebensdauer von 12 Jahren im Dauerlademodus (Float-Betrieb) bei 20°C. Die Batterie eignet sich sowohl für den Zyklenbetrieb (Entladen-Laden) als auch für den Dauerlademodus mit geringer Entladerate.

Laden

Wir empfehlen ein standardmäßiges adaptives drei- oder vierstufiges Laden (Bulk, Absorption, Float und ggf. Storage). Die Batterie ist nicht für das Laden mit konstanter Spannung und konstantem Strom ausgelegt – es besteht die Gefahr von Überladung und Gasentwicklung. Die empfohlenen Ladespannungswerte sind in den technischen Daten weiter unten aufgeführt. Der Ladestrom sollte 20% der Batteriekapazität nicht überschreiten. Eine Temperaturkompensation der Ladespannung wird bei Temperaturen unter 10°C oder über 30°C empfohlen. Bei höheren Temperaturen sollte die Ladespannung reduziert, bei niedrigeren erhöht werden. Wir empfehlen eine Temperaturkompensation von 4 mV pro Zelle und Grad Temperaturabweichung vom Standardwert von 20°C. Die Kompensation empfehlen wir insbesondere bei hohen Ladeströmen.

Mit all den genannten Vorteilen und Eigenschaften eignen sich Gel-Batterien hervorragend für kleinere Photovoltaik-Off-Grid-Anwendungen (Inselanlagen), beispielsweise zur Stromversorgung von Ferienhütten und anderen Gebäuden abseits des Stromnetzes. Gel-Batterien sind im Vergleich zu klassischen Batterien mit flüssigem Elektrolyten anfälliger für Überladung. Dies lässt sich jedoch einfach durch einen geeigneten Solarladeregler oder ein adaptives Ladegerät lösen, was heutzutage bereits Standard ist.

Gel-Batterien gehören zum umfangreichen Sortiment des niederländischen Herstellers Victron Energy, der auf Inselanlagen spezialisiert ist und über 35 Jahre Entwicklungs- und Praxiserfahrung verfügt.

Victron 4-stufige adaptive Ladekurve

• Während der Bulk-Phase wird der Strom auch nach Überschreiten der Gasungsspannung (14,34 V bei einer 12-V-Batterie) auf einem konstanten, oft hohen Niveau gehalten, was zu einem übermäßigen Gasdruck in der Batterie führen kann. Ein Teil des Gases entweicht durch die Sicherheitsventile, was die Lebensdauer der Batterie verkürzt. 
• Sicherer Batteriemodus – der Modus begrenzt die Spannungsanstiegsrate, wenn die Gasungsspannung erreicht wird. 
• Variable Absorptionsdauer – basierend auf der Dauer der Bulk-Phase berechnet das Ladegerät die Absorptionsdauer für eine vollständige Aufladung der Batterie. Ist die Bulk-Phase kurz, bedeutet dies, dass die Batterie bereits weitgehend geladen ist. 
• Speichermodus – nach Ablauf der Absorptionsphase sollte die Batterie geladen sein und die Spannung auf das Erhaltungsladeniveau abgesenkt werden. Findet innerhalb von 24 Stunden keine Entladung statt, wird die Spannung auf ein noch niedrigeres Niveau abgesenkt und in den Speichermodus gewechselt. Einmal pro Woche wird die Spannung kurzzeitig auf Absorptionsniveau angehoben, um die Selbstentladung auszugleichen.