Gleichstrom, Wechselstrom, Wechselrichter

Tatsächlich verwendbare Kapazität bei Gleichstrom

Angeblich ist die DoD bei der EP500 Pro auf zehn Prozent eingestellt! Das heißt, es stehen nur 90 Prozent der Akkukapazität tatsächlich zur Verfügung!

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5.120 Wh * 0,9 (DoD) = 4.608,00 Wh

Tatsächlich verwendbare Kapazität bei Wechselstrom

Wechselstrom muss aus Gleichstrom künstlich erzeugt werden. Die Erzeugung übernimmt der Wechselrichter, der dabei allerdings selbst Strom verbraucht. Im Handbuch wird dabei in Kapitel 9.3 ein Wirkungsgrad von 90 Prozent angenommen, was zu folgender Formel führt:

5.120 Wh * 0,9 (DoD) * 0,9 (Wirkungsgrad Wechselrichter) = 4.147,20 Wh

Versuche zum Wirkungsgrad des Wechselrichters

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Im deutschen Handbuch gibt es im Kapitel 9.3. "So berechnen Sie die Betriebszeit" folgende Formel:

5.120 Wh * DOD * η / (load W) = operation time (unit: hour/time)

Aus der Formel schließe ich, dass ich mit 5.120 Wh * DOD * η die nutzbare Kapazität beim Abruf von Wechselspannung (AC) berechnen kann. Bluetti geht im Beispiel davon aus, dass die DoD auf 90 Prozent gesetzt ist und der Wirkungsgrad des Wechselrichters ebenfalls 90 Prozent beträgt.

Das macht also 5.120 * 0,9 * 0,9 = 4.147,20 Wh tatsächliche Kapazität! Das ist schon deutlich weniger als der beworbene Wert. Was leider die übliche Methode bei der Bewerbung von Powerbanks ist.

  • Geliefert wird: ein großes Paket voller Solarpanels (Bild: Thomas Ell)
  • Die für die Solarpanels benötigten Kabel (Bild: Thomas Ell)
  • Die Solarpanels sind einzeln verpackt. (Bild: Thomas Ell)
  • Die auf dem Dach montierten Solarpanels (Bild: Thomas Ell)
  • Die Bluetti ist ebenfalls groß - und schwer. (Bild: Thomas Ell)
  • Eine ernüchternde gemessene Kapazität (Bild: Thomas Ell)
  • Das Steuerungsdisplay der Bluetti (Bild: Thomas Ell)
  • Die durch die Balkonschwelle gezogenen Kabel zu den Solarpanels (Bild: Thomas Ell)
  • Die Bluetti EP500 Pro (Bild: Thomas Ell)
  • Die Bluetti EP500 Pro (Bild: Thomas Ell)
Eine ernüchternde gemessene Kapazität (Bild: Thomas Ell)

Ich möchte den Wert verifizieren. Ich lade die EP500 Pro auf 100 Prozent und entferne dann sämtliche Stromzuführungen. Was bei mir nur das Trennen der Solarpanels bedeutet. Anschließend verwende ich die Bluetti so, wie ich mir das in etwa für die nächsten Jahre vorstelle. Also eine rund um die Uhr angeschlossene Fritzbox plus einige Ladegeräte, die zusammen circa 90 Watt verbrauchen, einen circa 12 Stunden angeschlossenen Desktop-PC mit 4K-Monitor, Soundanlage, einer Handvoll ESP32-Controller und einem USB-Hub mit einem Verbrauch von circa 170 Watt im Leerlauf und über 400 Watt, wenn ein 3D-Spiel wie Red Dead Redemption 2 (RDR2) läuft.

Nach etwas über einem Tag schaltet die Bluetti ohne Vorwarnung einfach ab. Auf dem eingesteckten Testgerät steht eine verbrauchte Kapazität von 3.564 Wh. Das ist ernüchternd. Hat die Bluetti überhaupt 5.120 Wh? Oder sollte der Wechselrichter einen so schlechten Wirkungsgrad haben?

Bei einer zweiten Messung lasse ich es nicht so weit kommen, dass die EP500 Pro den AC-Ausgang automatisch abschaltet. Bei einer Restkapazität von einem Prozent beende ich den Test und führe Netzstrom zu. Am Ende des Tests steht auf der Anzeige des Messgeräts ein Wert von 3,8 kWh. Die Einheiten der beiden Messungen sind unterschiedlich, da ich zwei verschiedene Messgeräte verwendet habe und diese die Wattstunden unterschiedlich anzeigen.

Hinweis zu den Messungen: Für die erste Messung habe ich das alte Voltcraft Energy Check 3000 verwendet, dem in der c't 24/2008 noch eine gute Genauigkeit bestätigt wurde. Da ich mir aufgrund des Alters nicht sicher war, ob das Gerät auch heute noch ausreichend genau ist, suchte ich für eine zweite Messung nach einem aktuellen Gerät. In der c't 1/2020 schnitt das TS Electronic 45-25111 hervorragend ab. Leider konnte ich es nirgendwo bestellen. Bei Conrad gibt es aber ein Brennenstuhl EM 231, das zum 45-25111 absolut identisch aussieht. Das habe ich gekauft und für die zweite Messung verwendet.

Ich berechne die tatsächlich zur Verfügung stehende Kapazität ausgehend von einer DoD von 90 Prozent:

5.120 Wh * 0,9 = 4.608 Wh

Ich subtrahiere den gemessenen Wert von den theoretisch zur Verfügung stehenden Wattstunden:

4.608 Wh - 3.564 Wh = 1.044

1.044 Wh gehen für den Betrieb des Wechselrichters drauf.

Macht einen Wirkungsgrad von 100 - 1.044 / 4.608 * 100 = 77,34 Prozent

Gemessene WhVerbrauch Wechselrichter in WhBerechnung WirkungsgradWirkungsgrad η
Messung 13.5644.608 Wh – 3.564 Wh = 1.044100 – 1.044 / 4.608 * 100 77,34 %
Messung 23.8004.608 Wh – 3.800 Wh = 808100 – 808 / 4.608 * 10082,47 %
Messungen zum Wirkungsgrad

Anschließend suchte ich im Internet nach einer Bestätigung dieser Werte und fand auf Youtube ein Testvideo eines Prototyps, das mit der, mit meiner EP500 Pro verwandten, EP500 (ohne Pro) durchgeführt wurde. Beide haben die gleiche Akkukapazität von 5.120 Wh. Im Video wird ebenfalls ein Test der Kapazität durchgeführt. Dabei kommt der Anwender auf einen Wert von 4.292 Wh (bei Minute 5:37), was sogar über dem berechneten Wert aus dem Handbuch liegt.

Allerdings wird der Test mit nur 120 Volt und dem Abruf von relativ kontinuierlichen 1.300 Watt durchgeführt. Und hat damit auch nur etwas über drei Stunden benötigt. Dabei beträgt der Wirkungsgrad des Wechselrichters 93,14 Prozent. Dieser Wert deckt sich mit den üblichen Werten moderner Wechselrichter, während die von mir ermittelten Werte deutlich schlechter sind.

Jackery Solargenerator 1000 PRO 160W

Möglicherweise ist der krasse Unterschied zwischen der im Handbuch dargestellten Kapazität von 4.147,20 Wh mit der tatsächlich zur Verfügung stehenden Kapazität von 3.800 Wh auf die andere Spannung und den deutlich höheren Abruf von Leistung zurückzuführen.

Betriebsgeräusch und Temperaturverhalten

Die EP500 Pro ist bei meinem Einsatzszenario über längere Zeiträume völlig lautlos. Nicht einmal ein Fiepen konnte ich bis jetzt feststellen. Das kann aber auch an meinen alten Ohren liegen. Von Zeit zu Zeit gehen zwei Lüfter an. Einer zieht die Luft von der Frontplatte ins Gehäuse hinein und ein zweiter drückt sie am Heck wieder hinaus.

Das macht soweit einen guten Eindruck, denn es dürfte so ein schöner Luftsog entstehen, der die Elektronik im Innern gut kühlen kann. Das die Lüfter tatsächlich auch längere Zeit ausbleiben, deutet darauf hin, dass die Elektronik so gut konstruiert ist, dass sie nicht von sich aus übermäßig viel Wärme erzeugt. Meine Tests waren mitten in der extremen Sommerhitze, so dass die EP500 Pro da auf jeden Fall nichts zu lachen hatte. Es scheint aber so zu sein, dass die Lüfter öfters ansprechen, wenn von den Solarpanels viel Strom hereinkommt, aber auch wenn viel Strom abgerufen wird, zum Beispiel beim Backen.

Wenn die Lüfter laufen, so verbreiten sie zum Glück kein hochfrequentes Kreischen oder Jaulen, sondern das erzeugte Geräusch ist angenehm tief. Es ist aber doch so laut, dass es beim Spielen oder Filmschauen auf dem Desktop-PC stört. Ich bin gespannt, ob die Lüfter in den kälteren Jahreszeiten ausbleiben. Falls nicht, kann die Bluetti jedenfalls nicht dauerhaft in meinem Arbeitszimmer stehen bleiben.

Das Gehäuse wird an manchen Stellen minimal warm, was im Winter möglicherweise von Vorteil ist. Wenn die Lüfter an sind, riecht es im Zimmer nach etwas Kunststoff und Elektronik. Ich hoffe, dass das nur am Anfang so ist und sich im Laufe der Zeit verflüchtigt.

Möchte ich den Energiespeicher nicht nur zur Notstromversorgung einsetzen, sondern auch zum Energiesparen, so muss er rund um die Uhr laufen. Und dies einige Jahre lang. Bluetti gibt fünf Jahre Garantie und schreibt auf der Webseite, dass die Lebenserwartung der Elektronik 50.000 Stunden sei. Das sind nur 50.000 / 24 / 365 = 5,71 Jahre!

Die Zahl macht mich gerade etwas nachdenklich. Muss ich mir nach fünf Jahren einen neuen Energiespeicher kaufen? Muss ich die schwere (83 kg) Bluetti EP500 Pro zur Überarbeitung einsenden? Oder muss ich sie als Elektronikschrott oder gar Sondermüll entsorgen? Das wäre nicht so ganz das, was ich von so einem Gerät erwartet habe.

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phinotv 00:26 / Themenstart

Deine flachliegenden Solarpaneele sind extrem kontraproduktiv, wenn man den Strom am...

phinotv 00:09 / Themenstart

Deine Angaben und WAF-Probleme decken sich fast komplett mit meinen bis vor einem Jahr...

uschatko 26. Sep 2022 / Themenstart

denn mit dieser "Installation" ist das vorprogrammiert. Der Autor wird im Schadensfall so...

PanicMan 26. Sep 2022 / Themenstart

Dabei gibt es schon so verdammt viele gute Lösungen wie man das alles selber für kleines...

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