Benzin Notstromer oder Akkutechnik? Preisvergleich!

Hallo liebe HIFI-Gemeinde!

Dies hier soll nun mein erster Beitrag in diesem Forum werden. Ich bin schon ganz aufgeregt :=)
Ursprünglich habe ich mich wegen der regen Bereitschaft im DIY Bereich angemeldet. Ein großes Kompliment daher an die vielen Bastler und Techniker unter Euch!

Und nun soll es los gehen:
Mit Hintergrund auf mein aktuelles Projekt "Clusterfähige Akku-PA Anlage", habe ich mich auch recht intensiv mit der Technik rund um die Stromversorgung beschäftigt. Hierbei hatte ich früher die Einstellung das man sowieso ein Notstromaggregat für jeden Outdooreinsatz der PA Anlage einplanen muss. Das Teil ist günstig, Sprit gibt es überall und es funktioniert zuverlässig.

Nun habe mal Preise verglichen und brechnet, um eine mobile PA Anlage mit 300W Durchschnittsleistung für 8-12h zu betreiben. Dabei sind recht interessante Ergebnisse zum Vorschein gekommen:

Beginnen wir mal mit dem Aggregat...
Keiner kauft sich einen Notstromer mit 300W Leistung, der Durchschnitt liegt bei 1000W. Hierbei kostet ein gewöhnlicher Baumarkaggi ca. 300€.
Die Anlage soll nun bei 300W genau 8h laufen. Das macht 2400W Gesamtenergieverbrauch. 1l Super-Benzin hat etwa 8,77kWh Heizleistung. Da der Wirkungsgrad eines Notstromers enorm schlecht ist, kann man unter Vollast von etwa 30% Umsatz ausgehen, im Leerlauf sind es nur 5% (lt. Wiki). So müssen wir bei 300W Verbrauch mit etwa 15% Wirkungsgrad rechnen. Daher komme ich auf einen Effektivwert von 1,31kWh/1l Benzin. Der Liter kostet derzeit ca. 1,20€. Das heist wenn nun ein Einsatz genau 8 Stunden lang andauern soll, verbrauche ich genau 2,16€ Benzin.
Der Wirkungsgrad ist also der springende Punkt!

Anders mit den Akkus (Autobatterien)...
Bei 2400W benötige ich genau 200Ah. So kostet die Batterie (2 Stück) durchschnittlich 145,80€. Ein Ladegerät (30€) muss auch dafür her, ergo 175,80€ Gesamtanschaffungspreis. Das ist im Vergleich mit dem Notstromer schon deutlich günstiger. Hier muss man allerdings voraussetzen das die gesamte Anlage im 12V Betrieb funktioniert, da sonst durch den Wechselrichter weitere Verluste einberechnet werden müssen.
Die Aufladung kostet nun wiederum Strom. Hier rechne ich mit 85% Wirkungsgrad des Ladegerätes (steht beispielsweise bei meinem drauf) und komme so bei 25 Cent/kWh auf 75Cent Gesamkosten pro Einsatz.

Das heist wir können nun die reinen Energiekosten von 0,75€ Strom den 2,16€ Benzin gegenüber stellen. Der Faktor von 2,88 kann sich sehen lassen!
Aaaaaaber: Das Verhältnis aus Anschaffungspreis und Leistung wird um so interessanter. Denn mit jeder Amperestunde muss auch ein Anteil Akku gekauft werden. Beim Benzin hingegen rechnet man nur den einmaligen Anschaffungspreis zu den Spritkosten hinzu. Ergo ergibt sich auch hier eine Höchstmenge:
y(Benzin)= 0,00916x+300 --> "m" berechnet sich aus dem Literpreis Benzin pro Watt
y(Akku)= 0,06075x+72,90

Das heist also rein vom Anschaffungspreis ist der Notstromer über 4402W Gesamtstromverbrauch (bzw. 340€ Anschaffungskosten) bereits günstiger als der Akku. Nun kommt aber hinzu, das der Unterhalt der Geräte sich um den Faktor 2,88 unterscheiden. Das Benzin ist also pro Watt 2,8 mal teuer als Strom.
Daher:
y(Benzin)=2x*0,00916+300
y(Akku)=(0,06075+0,00025)x+72,90

Da also die Relation aus dem teuren Anschaffungspreis der Akkus, jedoch der niedrigen Nachladekosten, gegenüber dem Notstromer in Verbindung mit dem teuren Benzin recht groß wird, komme ich auf folgendes Ergebnis:
5320W, bzw. 397€!
Das ist also der absolute Wert. Wenn ich diesen Punkt der 5320W überschreite, ist der Anschaffungspreis der Batterien gegenüber dem Diesel deutlich teurer. Das heist 5320W Gesamtstromverbrauch, ergo 443Ah bilden die Höchstgrenze wo es für den Akku noch als lukrativ erscheint. Das gilt dann für einen Ladezyklus, wo auch die gesamten 5320W geladen und verbraucht werden. Das heist ich brauche anschließend immer erst wieder eine gewisse Anzahl an Ladezyklen, bis der Akku zum Notstromer günstiger wird. Dieser Punkt ist auch im Zusammenhang mit E-Autos oder Inselanlagen sehr interessant. Kann man in etwa den Verbrauch und damit die Ladezyklen abschätzen, lässt sich auch die Zeit berechnen bis sich die Anschaffung als lukrativer gegenüber anderen Energiequellen herausstellt.
(Bitte immer die 15% Wirkungsgrad des Aggregats im Hinterkopf behalten, mit denen ich gerechnet habe)

Nun müsste man jedoch auch die Haltbarkeit der Akkus und des Aggregats (inklusive evtl. Instandhaltungskosten) hinzu ziehen. Das kann ich jedoch nicht einschätzen.


Weiterhin würde ich noch einmal ein paar Vor- und Nachteile der jeweiligen Energieversorger zusammen fassen.

- Impulslasten (Bassschlag) sind unschädlich für die Autobatterie, das Aggegrat muss erst auf die entsprechende Drehzahl kommen
- die Grundlast fällt demnach bei dem Akku weg
- Spitzenspannungen sind bei dem Akku nicht zu erwarten (keine allgemeinen großen Stromschwankungen)
- die Batterie ist Geräuschlos (Lärmemission)
- die Batterie ist erzeugt keine Abgase (CO Emission)
- die Batterie wird nicht heiß, keine direkte Brandgefahr
- es müssen keine explosiven Stoffe mit sich geführt werden (trifft nur auf die Entladung der Autobatterie zu, während der Aufladung/Überladung kann ebenso hoch explosiver Wasserstoff entweichen)
- die Wartung der Batterie beschränkt sich auf ein Einstecken des Ladereglers in die Steckdose--> Erhaltungsladung reicht völlig aus/ im Gegensatz zum Öl- u. Zündkerzenwechsel im Notstromer


Jetzt folgen die wohl größten Diskussionspunkte:
- Nachschub von Erngieträgern:
Benzin und Diesel sind en masse an jeder Ecke erhältlich. Die Akkus hingegen müssen über viele Stunden nachgeladen werden. Das heist man muss voraussschauend planen wieviel Energie benötigt wird. Bei einem Notstromer ist man demzufolge unabhängiger und kann nochmal schnell an der nächsten Tankstelle halten.

- Gewicht:
Dazu habe ich mal eine einfache Rechnung erstellt. Diese zeigt den Anstieg des Gewichtes der Energieträger in Abhängigkeit der Leistung.
Demnach wiegt 1W der Autobatterie genau 19,75g (am Beispiels der Ective EPC100). Der Notstromer wiegt von Grund auf ca. 35kg, jeder weitere Liter Benzin bringt 760g (bei 15°C) weiteres Gewicht. Mit dem oben genannten Wirkungsgrad berücksichtigt, komme ich auf 0,58g/W. Man sieht das die Autobatterie also pro Watt um das 34fache mehr wiegt. Demnach stellt sich die Frage, ab welchem Gewicht nun der Notstromer deutlich von Vorteil ist:
y(Akku)=19,75x
y(Benzin) = 0,58x+35

Die Graphen kreuzen sich bei einem Gewicht von 36,0589kg. Das sind 1,06kg Benzingewicht+ Eigengwicht des Generator, umgerechnet also 1825W! --> Zur Prüfung mit dem Akku ... 36,0589/0,01975=1825.

Was heist das?
Ab einem Gesamstromverbrauch von mehr als 1800W lohnt vom Gewicht her definitv das Stromaggregat!!! Darunter sind die Autobatterien eine echte Alternative.
Man könnte natürlich diese Spielereien auch mit diversen AGM oder LithiumIon Akkus nachrechnen, aber das kann jeder gern für sich entscheiden.

Oben habe ich ja bereits den maximal lukrativen Stromverbrauch von 5320W berechnet. Das macht dann folgendes Gewicht:
Stromaggregat + Benzin: 38,08kg
Akkus: 105kg
Es kann nun jeder für sich entscheiden was er für sinvoll hält :-D


Wer es bis hierher geschafft hat --> herzlichen Glückwunsch :)

Nun seid natürlich Ihr gefragt!
Im Hinblick auf den Energiepreis (Strom vs. Benzin) ist die Akkulösung bis zu einem gewissen Punkt doch sehr gut umzusetzen. Aber auch das hat hinsichtlich des Gewichts und der finanziellen Mittel seine Grenzen.

Bleivies ist easy zu händeln und verzeiht ne Menge.
NiMH ist in der größenordnung zu teuer.
LiIon stellt gewisse Anforderungen an die Ladetechnik die nicht "idiotensicher" von der Stange zu haben sind.
Kommt also immer auf die Anwendung an.

Bin aber eher so einer der gern das nutzt was rumliegt oder günstig zu haben ist, daher nutze ich eben viel LiIon.
Die möglichen Ströme sind bei Akkupacks einer gewissen Größe aber immer beeindruckend, LiPo sowieso, am 9S6P hat sich beim Abrrutschen mit der Lötspitze einen Teil derselben in Dampf aufgelöst... Blei startet PKW (dreistellig Ampere) und NiMH Monozellen liefern auch zig Ampere bei Kurzschluss...
Ein vernünftiger Generator ist recht sicher, am Akku egel welcher Chemie sollte zumindest eine Sicherung angebracht sein die bei deutlich höherem als dem normalen Strom zuverlässsig auslöst...