Powerstation – Kosten und Nutzen

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Aktualisiert – January 5, 2025

Eine Powerstation liefert Strom für unterwegs, portabel, praktisch, gut? Steht der Nutzen im akzeptablen Verhältnis zu den Kosten?

Im Prinzip ja, wenn man denn weiß, worauf man sich einlässt. Denn, die Powerstation will auch geladen werden – dafür braucht man Sonne – reichlich, wenn keine Steckdose in Reichweite ist. Und da kann es schnell eng werden, wenn man nicht gerade im sonnigen Süden unterwegs ist.

Was also zu bedenken ist, ehe man eine Powerstation erwirbt, aber auch eine kostengünstige(re) Alternative, soll nachfolgend skizziert werden.

Modelle und Leistungsspektren

Unter dem Begriff Powerstation werden verschiedenste Leistungen angeboten. Während die bekannte Powerbank bislang für das Laden von Handys, Tablets, Ear-Buds, etc. bekannt ist, werben Hersteller von Powerstationen mit dem möglichen Betrieb von Induktionsherden, Mikrowellen, Toastern, Grills, Kühlschränken, Computern, Laptops, etc..

Es werden Leistungen von bis zu etwa 12 kW angepriesen. Manche Hersteller erlauben gar eine modulare Kaskadierung von Batterie-Modulen, um diese höheren Leistungen zur Verfügung stellen zu können. Diese Option gilt allerdings meist nur innerhalb der eigenen Produktreihe. Hierfür sorgen individuelle, herstellerspezifische Kabelverbindungen.

Weniger rein als raus?

Werbeaussagen, wie „Senken Sie ihre Energiekosten“ suggerieren, dass man mit derlei Powerstationen weniger Strom verbrauche als zuvor.

Das trifft natürlich nur dann zu, wenn man sie NICHT am Stromnetz lädt, sondern ausschließlich via Solarenergie. Und das oft beworbene „schnelle“ Laden, meist bs 80 %, funktioniert nur bei optimaler Sonneneinstrahlung in den wenigen Mittagsstunden mitten im Sommer. Für eine volle Ladung reicht das, bei überschaubarer Anzahl von Solarmodulen, jedoch nicht aus.

Das Laden am Netzstrom hingegen geht, weil ein konstanter Ladestrom verfügbar ist, zügiger. Ganz gleich, ob das Laden nun mittels Netzstrom oder Solarstrom geschieht, es muss immer mehr Strom zugeführt werden, als entnommen werden kann. Zumindest solange, wie das perpetuum mobile noch keine Realität geworden ist.

Portabilität und ihre Grenzen

Neben dem Gewicht der Powerstation, samt ggf. zusätzlicher Batterie-Module, Kabel und Solarpanels wird die anfängliche Portabilität zunehmend zu einer logistischen Herausforderung. Und die Anschaffungskosten steigen bei einem Vollausbau schnell in Richtung fünfstellige Rechnungsbeträge.

Im Zelt mal eben das Induktionskochfeld oder die Kaffeemaschine anwerfen ist eine nette Vorstellung, aber wer möchte schon einen Anhänger mit technischem Equipment dafür mitschleppen?!

Realistischer ist es schon, den Laptop, StarLink für die Internetverbindung an abgelegenen Orten, samt etwas Beleuchtung und das Ladgerät des Handys oder Tablets mit Strom versorgen zu können. Dafür wiederum jedoch einen runden Tausender auszugeben mag vermutlich manchen dann doch zum Überlegen bewegen.

Die Frage bleibt stets: was muss(!) ich damit versorgen können und wie lange? Habe ich ausreichend Sonne, um mit Solarenergie den Verbrauch eines Tages / einer Nacht zu kompensieren, oder, besteht die Möglichkeit über Nacht mit Netzstrom zu laden?

Je mehr man diese Fragen eher mit Nein beantworten muss, desto weniger lohnt die Investition in solcherlei Ausrüstung. Denn ein Akku, der mehr leer als voll ist und den man auch nicht absehbar mit verlässlich ausreichender Energie laden kann, nutzt wenig bis gar nichts.

Geht das nicht auch billiger?

… wird sich mancher angesichts Preisen in den Tausendern fragen. Ja, geht es, wenn da nicht das kleine, immer wiederkehrende Aber wäre, das ein „klein wenig“ schlechtere Akku-Qualität mit einem „bisschen günstigeren“ Preis offeriert. Mit anderen Worten: you get what you pay for.

Was aber ist ein „klein wenig“ schlechtere Akku-Qualität? Nun, ob der Hersteller beispielsweise 1.500, 3.000 oder 6.000 Zyklen garantiert, das allein würde schon einen doppelten bis vierfachen Preis rechtfertigen. Somit ist leicht vorstellbar, dass eine Batterie gleicher Nennkapazität zwischen 250 und 1.000 Euro kosten kann.
Hinzu kommt noch, ob die Batterie ein eingebautes BMS (Batterie-Management-System), sowie einen Balancer (zwecks Zellenausgleich) enthält. Wenn dies auch nur wenige Euro in der Herstellung ausmacht, schlagen sich solche Positionen gleichfalls preissteigernd im Preis für den Endkunden nieder.

Alternative?

Eine Alternative ist z.B. der Eigenbau. Nimmt man ein weniger schönes Design des Gehäuses hin, schont dies den Geldbeutel beträchtlich, bietet dafür sogar höhere Leistung.

Logistisch bleibt die Herausforderung der Leistung entsprechend gleich, denn Leistung fordert physischen Speicherplatz, wie Solarpanele leistungsabhängig Fläche erfordern.

Die Robustheit des Equipments hängt schlicht von der Wahl der Gehäuse ab. Ein Industrie- oder nach MIL-Standard gefertigtes Gehäuse gewinnt zwar nicht einen Designpreis, erlaubt aber ein raues Handling bei gutem Schutz der Einbauten.

Gönnt man sich noch Kabelverbindungen gemäß IP65, ist auch Wasser keine ernst zu nehmende Bedrohung für die Technik.

In dem Article ist ein solches Vorhaben, wenn auch in größerem Stil, beschrieben. Da die Anzahl der Batterien, mithin die Leistung, skalierbar ist, lässt sich damit jede beliebige Variante planen und umsetzen.

Um die Modularität, damit auch die Portabilität, weitgehend zu erhalten, sollten nicht mehr als 4 EVE-Energy Akkus (zu je ca. 5,2 kg, bei 6.000 (!) garantierte Ladezklen) in einem „Batteriemodul“-Gehäuse (mit 13,6 V DC-Anschluss für das Lademodul) untergebracht werden. Damit lassen sich 13,6 V Packs zu vier Einzelakkus á 3,4 V mit 280 Ah, entsprechend 3.800 Wh umsetzen, – zu aktuell um die 450 Euro (ohne Gehäuse) inkl. BMS mit bis zu 400 A!

Das „Lademodul“ sollte ein Victron 230 V Netz-Ladegerät für LiFePo4-Akkus mit 13,6 V 30 A, einen Victron MPPT-Regler 100 V 30 A für den Anschluss der Solarmodule, einen DC-Anschluss für das Batteriemodul, sowie USB-Anschlüsse enthalten. Gesamt momentan, ohne Gehäuse, zu etwa 550 Euro.

Das „230 V Versorgungsmodul“ beinhaltet den Victron-Wechselrichter mit nom. 2.000 W, die entsprechenden Sicherungen, 230 V Steckdosen (IP 65 – ! -), den DC-Anschluss für das Batteriemodul und USB-Anschlüssen und schlägt mit etwa 650 Euro zu Buche.

Wer mit weniger Leistung zurecht kommt, kann auch einen 1.000 W Wechselrichter, wer mehr benötigt größere Geräte wählen.
Bei Leistungen ab etwa 3.000 W sollten 24 V, bzw. 48 V Systeme in Betracht gezogen werden. Einerseits sind solche Versionen kostengünstiger, andererseits erfordern sie nicht so große Kabelquerschnitte, was wiederum Kostenersparnis und flexiblere Kabel bedingt.

Summa summarum eine Powerstation mit 230 V 2 kW, 13,6 V 280 Ah, resp. 3.800 Wh zu rund 1.650 Euro zzgl. drei Gehäuse, Sicherungen, Stecker, Buchsen und Kabel. Das dürfte ein preislich wie qualitativ unschlagbares Unterfangen darstellen.

p.s. Bei den angegeben Leistungsdaten beachten, dass es sich meist um Maximal-Leistungs-Angaben handelt. Bei der Dimensionierung sollte man von höchstens 70% Auslastung ausgehen. Auf diese Weise vermeidet man dauerhaften Betrieb an der Lastgrenze, verlängert damit die Lebensdauer der Technik und hat im Falle Des Falles noch etwas Reserve, die kurzzeitig abgefordert werden kann.

p.p.s. Victron hat den Vorteil, dass ein weltweites Service-Netz besteht, somit Ersatzteilbeschaffung, wie auch Service-Leistungen stets gegeben sind.

Housing

Als Gehäuse können bevorzugt Kunststoffboxen mit IP65 Standard Verwendung finden. Die Ecken lassen sich mit metallenen Ecken in Kombination mit schraubbaren Gummifüßen vor Beschädigung und Stößen schützen. Anschraubbare, ergonomisch geformte Griffe erlauben ein sicheres und bequemes Handling.

Die gute, alte ZARGES-Box, als Synonym für Stabilität und Dichtigkeit, ist ggf. auch geeignet, sollte dann aber innen sehr gut mit Kunststoffplatten, gegen elektrischen Kurzschluss gesichert, verkleidet werden. Insgesamt ein eher kostenträchtiges Unterfangen …

Alte Bundeswehr-Transportboxen lassen sich ersatzweise ebenso einsetzen.

Solarmodul(e)

Bei dem oben eingeplanten MPPT-Regler können Solarmodule mit bis zu 100 V Leerlaufspannung, einem Nennladestrom von bis zu 50 A und 700 W nomineller PV-Leistung bei 12 V angeschlossen werden. Damit ist die Auswahl an verwendbaren Modulen sehr weit gefasst.

Es gibt flexible Module, oft auch Faltmodul genannt, sowie starre Module, wie man sie allgemein kennt. Empfehlenswert sind, sofern man nicht zwingend auf flexible Module angewiesen ist (z.B. aus logistischen Gründen), starre, aber bifaziale Module.

Bifaziale Module erzeugen beidseitig Strom und erzielen damit eine um gut 20 % höhere Leistung als einseitig konstruierte Module identischer Fläche.

Insurrection

Zwecks nahezu optimaler Ausrichtung auf die Sonne ist eine Aufständerung hilfreich. Das können, ähnlich einer Staffelei, zwei, mittels X-förmiger Versteifung, mit einander verbundener Alu-Profile sein, die seitlich an der oberen Schmalseite des Moduls dreh- und arretierbar befestigt werden.

Im zusammengeklappten Zustand nimmt die Konstruktion kaum zusätzlichen Platz in Anspruch, erlaubt aber die Anpassung des Neigungswinkels und Beibehaltung desselben auch bei Wind.

Wer auf Nummer sicher gehen möchte, kann die Profilenden und die beiden Ecken an der Modulunterseite mit einem Winkel versehen, der mittig eine Bohrung aufweist, durch die ein stabiler Zelthering geschlagen werden kann und so ein Abheben verhindert.