Energieinhalt einer Batterie
Berechnung
Basiswissen
Batterien gelten als eher ineffiziente Stromspeicher: sie brauchen viel Masse (Gewicht) und speicher dabei nur relativ wenig elektrische Energie. Hier wird kurz die Berechnung am Beispiel einer Mignonzelle (AA) erklärt.
Kurzanleitung für kleine Haushaltsbatterien
Die folgende Kurzanleitung gilt für kleine Batterien, wie man sie etwa in Taschenlampen oder Spielzeuggeräten verwendet. Dazu gehören zum Beispiel die AA oder AAA Batterien sowie die 9-Volt-Blockbatterien. Man rechnet:
Milliamperestundenzahl mal der Voltzahl mal 3,6 gibt den Energieinhalt der Batterie in Joule.
Die Milliampere (mAh) und die Voltzahl (V) stehen meist auf dem Batteriegehäuse. Typische Milliamperestundenzahlen sind zum Beispiel 800, 2100 oder 3600. Typische Voltzahlen liegen oft zwischen 1,2 bis etwa 10. Ein Akku mit 1200 Milliamperestunden kommt dann auf 6480 Joule.
Kurzanleitung für Autobatterien
Gemeint sind hier die Batterien für den Start von Verbrennungsmotoren (nicht die Batterien von Elektroautos). Bei Autobatterien steht auf dem Gehäuse oft eine Angabe in Amperestunden. Die Spannung ist üblicherweise 12 Volt.
Die Amperestundenzahl mal die Voltzahl mal 3600 gibt den Energieinhalt in Joule.
Typische Werte für die Amperestunden sind zum Beispiel 4 (Motorroller), 36 (Kleinwagen), 60 (Mittelklassewagen) oder 225 Lastwagen). Eine Rollerbatterie mit 4 Amperestunden hat dann entsprechend rund 172 tausend Joule Energieinhalt. Will man die Joulezahl in Kilowattstunden (kWh) umwandeln, teilt man sie durch 3600000[1].
Ausführliche Anleitung
Ab hier folgt eine schrittweise, ausführliche Anleitung. Die Anleitung zeigt Schritt-für-Schritt wie man die einzelnen Einheiten umrechnet.
1. Schritt: Kapazität bestimmen
- Auf dem Gehäuse einer Batterie oder eines Akkus steht oft eine Zahl mit mAh oder Ah dahinter.
- Man spricht das aus als Milliamperestunden oder Amperestunden.
- Typisch für eine kleine Haushaltsbatterie: 2100 mAh
- Das ist die Batteriekapazität.
2. Schritt: Spannung bestimmen
- Die Spannung ist die Angabe in Volt.
- Typisch für Haushaltsbatterien sind 1,2 oder 1,5 oder 9 oder 12 Volt.
3. Schritt: Kapazität umrechnen
- In der Angabe mAh ersetzt man das kleine m durch 0,001.
- In der Angabe mAh oder Ah ersetzt man das h durch 3600 s (Sekunden).
- Zwischen alle Bestandteile der Angabe setzt man einen Malpunkt: ·
- Aus 1200 mAh wird dann: 1200·0,001·A·3600·s
4. Schritt: Energieinhalt berechnen
- Die umgerechnete Kapazität mal der Spannung gibt den Energieinhalt.
- Für eine Kapazität von 1200 mAh und 1,5 Volt erhält man die Rechnung:
- Energieinhalt = 1200·0,001·A·3600·s·1,5·V = 6480 Joule
- 6480 Joule ist dann der Energieinhalt.
Vergleich der Energiemenge
- Das ist vergleichsweise wenig.
- Ein Teelicht ist ähnlich groß und schwer.
- Es hat einen Energieinhalt von rund 800 Tausend Joule.
- Das ist rund 70 bis 80 mal so viel wie die Batterie.
Fußnoten
- [1] Die Joulezahl geteilt durch 3,6 Millionen, also geteilt durch 3600000, gibt immer dieselbe Energiemenge in Kilowattstunden (kWh). Mehr dazu unter Joule in Kilowattstunden ↗