Akkus in Afrika

OP #5214913
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Hallo liebes Forum,

ich habe mir nie Gedanken darüber gemacht, bin aber durch verschiedene 
Gespräche mit jemanden von einer Hilfsorganisation in Afrika auf ein 
Problem dort gekommen. Die Helfer haben ein Problem mit der Akku 
Technik.
Die Temperaturen dort erreichen gerne mal 50°C hat man mir gesagt und 
das führt dazu das die Akkus schnell an Kapazität verlieren bzw. 
schneller kaputt gehen.
Als gelernter Elektroniker habe ich nie über sowas in unseren Breiten 
nachgedacht, aber dieses Problem hat mich wirklich ins Grübeln gebracht.

Jetzt habe ich darüber nachgedacht, das man Verdunstungskälte nutzen 
könnte um die Akkus in Tongefäßen auf stabile Temperatur um die 20°C 
halten kann.

https://de.wikipedia.org/wiki/Verdampfungsw%C3%A4rme
http://treat-of-freedom.de/verdunstungskaelte/

Was haltet ihr von der Idee?
Hättet ihr alternativen bzw. Erfahrungen damit?
Weiß jemand wie es sich mit der Luftfeuchtigkeit im inneren verhält und 
ob sich diese negativ auf die Akkus auswirken könnte.

Schonmal danke
Gast #5214916
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Nun ja. Das Prinzip funktioniert erwiesenermaßen. Das ist also schon mal 
kein Problem. Akkus sind je nach Bauform, aber jedenfalls im allgemeinen 
auch luft- und wasserdicht. Allenfalls die aussen sichtbaren Elektroden 
können korrodieren.

NUR: Kein Vorteil ohne Nachteil!

In so warmen Gegenden in Afrika wird nämlich nicht nur Kälte sondern 
auch das nötige Wasser eher Mangelware sein.

Übrigens: Wenn man eine Temperaturdifferenz von 30°C ! nimmt, kommt man 
schnell auf recht große Flächen, die man für die Verdunstung braucht - 
in zu diesen Flächen muss man die Wärme auch transportieren. Große 
Flächen nehmen aber auch viel Wärme auf. (OK. Die kann man abschatten, 
was aber auch wieder baulichen Aufwand erfordert).

Du solltest das mal durchrechnen und Dir überlegen wie Du soviel Wasser 
heran bekommst und was DAS wiederum an Energie kostet. Aus der Luft 
bekommst Du zwar während der Nacht bzw. den Morgenstunden auch Wasser, 
ab ich würde mal raten, dass das nicht reicht. Mal abgesehn von der 
Frage ob und wie Du an soviel Ton herankommst, etcpp.

Vermutlich wird nicht eine einzelne Lösung nötig sein, sondern ein 
ganzes Maßnahmenpaket.
#5214917
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Solange niemand vergißt das verbrauchte Verdunstungswasser 
nachzufüllen...

Vielleicht sollte man die SLB Akkus besser tief genug (0.5m) im Boden 
eingraben. Vielleicht in einem 18l Plastikeimer. Nicht vergessen eine 
Abluftleitung für entweichenden Wasserstoff zu sorgen.

Möglicherweise würde auch genug natürliche Konvektionskühlung 
ausreichend sein. Das könnte man durch sinnreiche Gestellskonstruktion 
im Schatten erreichen.

Natürlich ist es auch wichtig die Akkus nicht zu überladen.
#5214920
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Rund 50 Grad Lufttemperatur in besiedelten Gebieten kann ich mir 
eingentlich nicht richtig vorstellen. Im Schatten dürfte es kaum mehr 
als 40 Grad werden. Ist das realistisch. Sicher, es gibt Wüstengegenden 
wo es wirklich so heiß wird. Aber dort werden kaum Lebewesen ausharren.

Ganz abgesehen davon sind passive Lösungen allen anderen vorzuziehen.
#5214932
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Petr t. schrieb:
> Die Temperaturen dort erreichen gerne mal 50°C hat man mir gesagt und
> das führt dazu das die Akkus schnell an Kapazität verlieren bzw.
> schneller kaputt gehen.

Auch in Deutschland sind im Hochsommer auf Autobahnen hohe Temperaturen 
möglich.

Für eine Energiespeicherung ist ein Akku dann nicht geeignet, deshalb 
wird in Deutschland das Elektroauto Plicht? Oder braucht der Autofahrer 
dann einen Tieftemperatur- Normaltemperatur- und Hochtemperaturakku?
#5214983
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Petr t. schrieb:
> Als gelernter Elektroniker habe ich nie über sowas in unseren Breiten
> nachgedacht, aber dieses Problem hat mich wirklich ins Grübeln gebracht.

Früher wurden neue Starterbatterien ab Werk noch ungefüllt ("trocken 
vorgeladen") geliefert und erst beim Kunden bzw. in der Werkstatt mit 
der verdünnten Schwefelsäure gefüllt.
Damals lag ein Heftchen mit einer Tabelle der den bei verschiedenen 
Temperaturen benötigten Säuredichten und Ladespannungen bei.
Fazit:
In warmen Ländern werden (wegen der Selbstentladung) die Batterien mit 
merklich dünnerer Säure betrieben, und dadurch, sowie zusätzlich durch 
den negativen Temperaturkoeffizienten der Gasungsspannung, liegt die 
maximal zulässige Ladespannung deutlich unter den bei hiesigen 
Verhältnissen richtigen Werten.

Vermutlich werden diese Batterien bei euch also kaputtgeladen.

Leider habe ich ein solches Heftchen nicht mehr, aber die Hersteller 
werden mit der Problematik vertraut sein und entsprechende Versionen 
anbieten.

Übrigens:
Solange ein Bleiakku nur langsam entladen wird, solange also die durch 
den Stromfluß am inneren Widerstand erzeugte Wärme keine Rolle spielt, 
kühlt er sich beim Entladen ab unnd erwärmt sich beim Laden!
Gast #5214997
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Petr t. schrieb:
> Jetzt habe ich darüber nachgedacht, das man Verdunstungskälte nutzen
> könnte um die Akkus in Tongefäßen auf stabile Temperatur um die 20°C
> halten kann.

Verdunstung kühlt maximal bis zum Taupunkt runter. Ob du durch 
Verdunstung auf 20°C runter kommst, hängt sehr von der Luftfeuchte ab.
#5215095
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Petr t. schrieb:
> ich habe mir nie Gedanken darüber gemacht, bin aber durch verschiedene
> Gespräche mit jemanden von einer Hilfsorganisation in Afrika auf ein
> Problem dort gekommen. Die Helfer haben ein Problem mit der Akku
> Technik.
> Die Temperaturen dort erreichen gerne mal 50°C hat man mir gesagt und
> das führt dazu das die Akkus schnell an Kapazität verlieren bzw.
> schneller kaputt gehen.
> Als gelernter Elektroniker habe ich nie über sowas in unseren Breiten
> nachgedacht, aber dieses Problem hat mich wirklich ins Grübeln gebracht.

Es geht wohl um Bleiakkus (owbohl du das NATÜRLICH verschweigst).

"The optimum operating temperature for a VRLA battery is 25°C (77°F); 
every 8°C (15°F) rise above this temperature threshold cuts battery life 
in half."

Tja, selbst den Herstellern fällt dazu nicht viel ein, ausser auf das 
Problem aufmerksam zu machen:
http://www.all-electronics.de/richtiges-handhaben-von-vrla-batterien/

Man wird also andere Akkutypen verwenden müssen.

Neben der Temperatur kommt in Afrika aber sicher noch dazu:
Autoakkus nicht immer voll sondern als Zyklenbatterien verwenden weil 
man sich die teureren Traktionsbatterien/Solarakkus nicht leisten 
will/nicht so leicht beschaffbar sind
Trotz Verdunstung kein destilliertes Wasser in offenen Zellen nachfüllen
Trotz hohen Temperaturen keine temperaturrichtig reduzierte Ladespannung 
verwenden, also gnadenlos überladen
#5215130
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Alex schrieb:
> Also wäre anstatt einem Akkukühler einfach nur ein geeignetes Ladegerät
> für Afrika nötig?

Eine komplett andere Akkutechnologie, die den wirtschaftlichen, 
klimatischen und kulturellen Bedingungen des Einsatzlandes entspricht.
Das bedeutet für mich 100% Entwicklung, Produktion, Wartung und Gewinn 
im Einsatzland.
Gast #5215175
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Was die Kühlung durch Verdunstung angeht: Da müsste man destilliertes 
oder sehr "weiches" Wasser zum Nachfeuchten verenden, sonst ist 
innerhalb kurzer Zeit der Ton völlig mit Kalk oder Algen zugemörtelt.
Gast #5215220
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Bei besseren Elektroautos werden die Akkus aktiv mit einer Klimaanlage 
gekühlt. Kostet aber Geld und Strom.

Peter R. schrieb:
> Was die Kühlung durch Verdunstung angeht: Da müsste man
> destilliertes oder sehr "weiches" Wasser zum Nachfeuchten verenden,
> sonst ist innerhalb kurzer Zeit der Ton völlig mit Kalk oder Algen
> zugemörtelt.
Kalk ist kein Problem. Hierzu Mal nach  "swamp cooler" googeln, das 
verwenden Amis in trocken-heißen Gegenden um ihr Häuschen zu kühlen.
OP #5224093
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Hallo,

ich danke euch für die Zahlreichen Beiträge, möchte mich aber auch 
gleich entschuldigen, das ich keine zeit für ein früheres antworten 
hatte.

Theor schrieb:
> Du solltest das mal durchrechnen und Dir überlegen wie Du soviel Wasser
> heran bekommst und was DAS wiederum an Energie kostet. Aus der Luft
> bekommst Du zwar während der Nacht bzw. den Morgenstunden auch Wasser,
> ab ich würde mal raten, dass das nicht reicht. Mal abgesehn von der
> Frage ob und wie Du an soviel Ton herankommst, etcpp.

also das ist nicht das Problem, Wasser ist durch Brunnen verfügbar.

Gerhard O. schrieb:
> Vielleicht sollte man die SLB Akkus besser tief genug (0.5m) im Boden
> eingraben. Vielleicht in einem 18l Plastikeimer. Nicht vergessen eine
> Abluftleitung für entweichenden Wasserstoff zu sorgen.

SLB und Wasserstoff, denke du meinst dann wohl Blei Akkus. Das ist hier 
nicht der Fall, es geht um Lithium Akkus für Handys und Lampen, also 
kleine mobile Geräte, man hat mir gesagt das die Akkus sehr schnell an 
Zyklen verlieren und zeitnah kaputt gehen. Das mit dem eingraben kam mir 
auch in den Sinn, leider konnte ich nirgendwo messdaten oder 
erfahrungswerte finden, wie die Temperaturen in der Erde, in 
verschiedenen tiefen, in einer Wüste sind.

Lutz H. schrieb:
> Das haben einige Afrikaner schon erkannt und nutzen keinen Akkus.

das weiß ich leider nicht^^, aber die Chemie ist da natürlich im Akku 
ein Problem.


Die Region wo die Hilfsorganisation tätig ist, ist Malawi, da meine 
Ansprechpartnerin derzeit dort unterwegs ist, habe ich sie zuvor darum 
gebeten paar Messungen der Bodentemperatur in verschiedenen tiefen zu 
machen und zu schauen ob man Akkus kühl lagern könnte, gerade durch 
diese Verdunstungskühlung.
#5224225
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@ Petr tiom (vicon)

>nicht der Fall, es geht um Lithium Akkus für Handys und Lampen, also
>kleine mobile Geräte, man hat mir gesagt das die Akkus sehr schnell an
>Zyklen verlieren und zeitnah kaputt gehen. Das mit dem eingraben kam mir
>auch in den Sinn, leider konnte ich nirgendwo messdaten oder
>erfahrungswerte finden, wie die Temperaturen in der Erde, in
>verschiedenen tiefen, in einer Wüste sind.

Klingt wenig praktikabel, denn die allermeisten Akkus sind die meiste 
Zeit im Gerät. Auf Lager liegen die wenigsten.

>Die Region wo die Hilfsorganisation tätig ist, ist Malawi,

Na dann sind moderne Handys vielleicht nicht sinnvoll oder tauglich? 
Vielleicht sollte man auf lokale Techniken zurückgreifen? Die 
Buschtrommel hat sich seit Jahrtausenden bewährt und hat auch keine 
Klimaprobleme.
Alternativ (!) der Buschfunk oder Rauchzeichen. Aber bitte mit echtem 
Rauch, kein E-Smog.

;-)
#5224284
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Lutz H. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Na dann sind moderne Handys vielleicht nicht sinnvoll oder tauglich?
>
> Diese sind nicht für die dortigen klimatischen und biologischen
> Bedingungen entwickelt und arbeiten deshalb nicht wie in Europa gewohnt.

Dieses Jahr im Sommer habe ich sogar in unseren Breitengraden viele 
moderne Smartphones von Pokemon Go Spielerinnen und Spielerern gesehen, 
welche zu heiss geworden sind und dann kaum mehr bis gar nicht mehr 
nutzbar waren. Bei einigen wurde wohl der Prozessortakt auf ein Minimum 
redurziert und andere schalteten sich gleich komplett aus. Darunter auch 
sehr teure Modelle von LG, Apple, etc.
Kurz gesagt; moderne Smartphones kommen schnell mal an ihre Grenzen, 
wenns draussen warm ist.
#5224559
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Gerhard O. schrieb:
> Rund 50 Grad Lufttemperatur in besiedelten Gebieten kann ich mir
> eingentlich nicht richtig vorstellen. Im Schatten dürfte es kaum mehr
> als 40 Grad werden. Ist das realistisch. Sicher, es gibt Wüstengegenden
> wo es wirklich so heiß wird. Aber dort werden kaum Lebewesen ausharren.
>
> Ganz abgesehen davon sind passive Lösungen allen anderen vorzuziehen.

Warst du schon mal im Sommer in Las Vegas?
#5224958
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Baldrian D. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:

>> wo es wirklich so heiß wird. Aber dort werden kaum Lebewesen ausharren.

> Warst du schon mal im Sommer in Las Vegas?


August -Durchschnitts-Temperaturen max/min in °C

Las Vegas                      39   / 23
Kuwait City Kuwait (1994-2008) 46.9 / 29.5
Ahwaz, Iran (1994-2005).       46.8 / 29.1

--

Läßt sich doch schnell suchen im Netz,lt. vegas.com,
https://www.currentresults.com/Weather-Extremes/hottest-cities-in-the-world.php


---- edit ---
Das ist nat. jetzt nicht direkt afrikanischer Kontinent ;)
aber in eg. Lybien wirds auch nicht anders aussehen, dort hat man wohl 
Anfang des letzten Jhdt. mit die höchsten Temp. gemessen.
#5225326
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Deshalb stehen Solaranlagen im Winter bei Dunkelheit in Deutschland und
bei Sonnenschein wird in Las Vegas und im Iran mit Erdöl gekühlt. :-)

Welcher Kondensatortyp wäre für ein Dorf in Afrika geeignet:
12h am Tag aufladen,
6 Stunden entladen.
Keine Volumenbegrenzung,
möglichst in Afrika vor Ort mit vorhandenen Rohstoffen herstellbar.
Wie könnte eine Solarzelle aussehen?
#5225702
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@ Lutz H. (luhe)

>Welcher Kondensatortyp wäre für ein Dorf in Afrika geeignet:
>12h am Tag aufladen,
>6 Stunden entladen.
>Keine Volumenbegrenzung,

Warmwasserspeicher? Heißer Stein? Biokraftstoff, aka Gras, Holz etc., 
kann man verbrennen.

>möglichst in Afrika vor Ort mit vorhandenen Rohstoffen herstellbar.
>Wie könnte eine Solarzelle aussehen?

Es gib Low Tec Solarzellen auf TiO-Basis.
OP #5226190
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Falk B. schrieb:
> Warmwasserspeicher? Heißer Stein? Biokraftstoff, aka Gras, Holz etc.,
> kann man verbrennen.

Also es soll bei der Akku Technik bleiben.
Treibstoff etc. ist keine Lösung. Warmwasserspeicher müsste klein sein 
aber trotzdem elektrische Energie erzeugen können, was im kleinen und 
günstigen Bereich denke ich nicht zu beschaffen ist.
#5226237
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@Petr tiom (vicon)

>Also es soll bei der Akku Technik bleiben.
>Treibstoff etc. ist keine Lösung. Warmwasserspeicher müsste klein sein
>aber trotzdem elektrische Energie erzeugen können, was im kleinen und
>günstigen Bereich denke ich nicht zu beschaffen ist.

So schnell aufgeben? Es gab mal ein Kurbelradio für Afrika.
Vor allem darf man die Technik nicht zu hoch züchten, das geht praktisch 
immer Zu Lasten der Robustheit und Lebenddauer. Man müßte ein 
abgespecktes Smartphone mit weniger CPU-Leistung und damit 
Wärmeentwicklung und Akkuverbrauch bauen. Wenn der Akku deutlich kühler 
bleibt, arbeitet er auch bei 50°C Umgebungstemperatur ausreichend gut. 
Man kann auch in diesem Fall auf eine anderer, 
temperaturunempfindlichere, wenn gleich größere und schwerere 
Akkutechnologie setzen. Die Jungs da unten brauchen sicher nicht den 
neuesten Schrei super klein und schick sondern was Robustes.
OP #5226284
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Falk B. schrieb:
> Die Jungs da unten brauchen sicher nicht den
> neuesten Schrei super klein und schick sondern was Robustes.

Die Organisation benötigt die Geräte, Smartphones werden dort nicht 
verteilt.
Es geht hauptsächlich um die Erreichbarkeit, das Internet ist dort auch 
sehr teuer.

Der Punkt mit der Akkutechnik ist halt für den Abend, das man 
elektrisches Licht hat und nicht nach 2 Jahren die Akkus tot sind.

Würde denn reduzierter Ladestrom besser für die Lebenszeit der Akkus 
sein, oder würde das bei den Temperaturen eh nichts bringen?
#5226317
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@Petr tiom (vicon)

>Es geht hauptsächlich um die Erreichbarkeit, das Internet ist dort auch
>sehr teuer.

Also was einfaches.

>Der Punkt mit der Akkutechnik ist halt für den Abend, das man
>elektrisches Licht hat und nicht nach 2 Jahren die Akkus tot sind.

Das ist aber der Normalfall, auch unter klimatisch günstigen 
Bedingungen. Was erwartest du? 5-10 Jahre Akkulebensdauer? Außerdem 
sollte man ein Handy nicht dauerhaft als Taschenlampe mißbrauchen.

>Würde denn reduzierter Ladestrom besser für die Lebenszeit der Akkus
>sein, oder würde das bei den Temperaturen eh nichts bringen?

Kann sein, wird aber keine Wunder vollbringen.

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