Elek­tro­ni­sche Last

Eine elek­tro­ni­sche Last dient dazu, Span­nungs­quel­len aller Art zu testen. Man kann z.B. ein Netz­teil mit einer defi­nier­ten Last beauf­schla­gen, um sei­ne Belast­bar­keit zu testen oder einen Akku um sei­ne Kapa­zi­tät zu messen.

Dabei gibt es in der Regel ver­schie­de­ne Betriebs­ar­ten. So kann man bei fast allen Gerä­ten einen kon­stan­ten Strom oder eine kon­stan­te Span­nung wäh­len. Mit Aus­nah­me der ein­fach­sten und bil­lig­sten Gerä­te kann man nor­ma­ler­wei­se auch eine kon­stan­te Lei­stung oder einen kon­stan­ten Last­wi­der­stand simu­lie­ren. Mit geeig­net gewähl­ten Abbruch­be­din­gun­gen kann man so ziem­lich leicht die Kapa­zi­tät eines Akkus bei vor­ge­ge­be­ner Last mes­sen. Wählt man z.B. einen kon­stan­ten Strom und gibt eine Ent­la­de­end­span­nung vor, dann kann der Akku unbe­auf­sich­tigt ent­la­den wer­den, ohne daß man eine Tief­ent­la­dung befürch­ten muß.

Eine sol­che elek­tro­ni­sche Last stand schon län­ger auf mei­nem Wunsch­zet­tel und da die Fir­ma Rei­chelt nun den RND 320-KEL102 im Son­der­an­ge­bot für knapp €250,- anbot, konn­te ich nicht wider­ste­hen. Das Gerät kann 150 Watt ver­bra­ten, bis zu 30 A Strom zie­hen und eine Span­nung bis 120 V aus­hal­ten. Für gut 100 Euro mehr gibt es die Vari­an­te mit bis zu 300 Watt Belast­bar­keit. Für mei­ne Zwecke soll­te die 150 W Vari­an­te genü­gen. Selbst wenn mal ein 12V-Auto­ak­ku gete­stet wer­den soll, kann er immer­hin mit gut 10 A bela­stet wer­den. Das reicht für mich.

Vor­ge­sten bestellt, heu­te gelie­fert und hier ist er nun:

RND 320-KEL102
Der RND 320-KEL102 beim Ent­la­den eines Akkus

Als Zube­hör ist das Netz­ka­bel, ein USB-Kabel, ein RS232-Kabel (9‑polig male auf 9‑polig fema­le) und zwei dicke sehr fle­xi­ble Meß­strip­pen (gut 1m lang, 10AWG = 5.26 mm²) bei­gepackt. Als Doku­men­ta­ti­on ist ein 30-sei­ti­ges DIN A5-Heft­chen bei­gelegt. Außer­dem ist eine unbe­schrif­te­te CD dabei, die ich aber noch nicht ange­schaut habe.

Erster Ein­druck

Der erste Ein­druck ist sehr posi­tiv, das Gerät macht, was es soll. Die­ses Bild zeigt das Ent­la­den eines LiIo-Akku­packs, bestehend aus sechs par­al­lel­ge­schal­te­ten 18650-Zel­len von Sam­sung. Jede Zel­le hat nomi­nal 2.8 Ah Kapa­zi­tät bei einem Ent­la­de­strom von 0.2C, also 0,56A. Das macht bei sechs Zel­len also 3.36A, wie auf dem Foto gezeigt.

Die Pro­gram­mie­rung geschieht über das Tasten­feld und ist, wie so oft bei Chi­na­wa­re, etwas gewöh­nungs­be­dürf­tig. Die knap­pe und feh­ler­haf­te Beschrei­bung ist lei­der auch kei­ne gro­ße Hil­fe. Zum Testen eines Akkus muß man zunächst die Betriebs­be­din­gung ange­ben, also den Ent­la­de­strom. Dann wer­den die Abbruch­be­din­gun­gen ein­ge­ge­ben. Das ist die Ent­la­de­schluß­span­nung, aber auch die Ent­la­de­ka­pa­zi­tät und die maxi­ma­le Ent­la­de­dau­er sind pro­gram­mier­bar. Daß Strö­me in (m)A und Span­nun­gen in V ange­ge­ben wer­den ist logisch, daß die Ent­la­de­ka­pa­zi­tät in Ah ange­ge­ben wird, schon weni­ger. Ich hät­te eine Kapa­zi­tät in Wh oder Ws erwar­tet, aber da ja auch die Akku­her­stel­ler die Ladung in As oder Ah ange­ben, ist das nicht ganz von der Hand zu wei­sen. Man hät­te es natür­lich auch in das Doku­ment schrei­ben kön­nen, genau­so wie die Ent­la­de­dau­er, die nicht etwa in Sekun­den son­dern in Minu­ten und Bruch­tei­len von Minu­ten ange­ben wird.

Das Foto oben zeigt den Akku­test nach 28,328 Minu­ten, also 28 Minu­ten und knapp 20 Sekun­den und bis dahin wur­den 1,5866 Ah ent­la­den. Der Akku lie­fert noch knapp 3.7 V. Als Ent­la­de­schluß­span­nung wur­den die im Daten­blatt genann­ten 2.75 V ein­pro­gram­miert, die aber hier noch nicht erreicht sind. Zur Span­nungs­mes­sung ist ein Sen­se-Ein­gang vor­han­den. Damit kann die Span­nung direkt an der Quel­le gemes­sen wer­den und so spie­len dann die Lei­tungs­wi­der­stän­de kei­ne Rol­le mehr.

Der Lüf­ter läuft nur bei Bedarf und er scheint last­ge­steu­ert zu sein. Bei den ersten Ent­la­de­ver­su­chen mit 1 A ist er nicht ange­lau­fen, auch nicht nach einer hal­ben Stun­de. Bei den hier gezeig­ten 3.36 A lief er aller­dings sofort an, obwohl in der kur­zen Zeit noch nichts heiß­ge­lau­fen sein kann. Daher wird er ver­mut­lich bei einer bestimm­ten ver­brauch­ten Lei­stung anlau­fen, aber das Hand­buch ver­rät nichts dar­über. Der Lüf­ter ist deut­lich hör­bar, aber nicht über­mä­ßig laut. Vor allem ist kein Schep­pern, Pfei­fen oder Krat­zen zu hören. Das ist für mich in Ord­nung, ein Desk­top PC ist auch nicht viel lei­ser. Im Schlaf­zim­mer wird man die elek­tro­ni­sche Last natür­lich nicht betreiben.

Bei Gele­gen­heit wer­de ich die mit­ge­lie­fer­te Soft­ware aus­pro­bie­ren und die Kom­mu­ni­ka­ti­on über Ether­net oder USB testen. Auch ein RS232-Inter­face ist ein­ge­baut. Ich erwar­te, daß man die Ent­la­de­kur­ve auf­zeich­nen und mit einem Spreadsheet-Pro­gramm wei­ter­ver­ar­bei­ten kann. Ein wei­te­rer Bericht soll also folgen.

Gedan­ken zu Elektroautos

Wir lieb­äu­geln schon seit eini­gen Jah­ren mit einem Elek­tro­au­to. Vor fünf Jah­ren haben wir eine Pro­be­fahrt mit einem Renault Zoe gemacht und kurz spä­ter mit einem Kia Soul. Bei­des sind schö­ne Autos, aber die Reich­wei­te war doch sehr ein­ge­schränkt. Bei Renault hat uns der zwölf­sei­ti­ge Bat­te­rie­miet­ver­trag die Freu­de am Fah­ren gründ­lich ver­dor­ben und der Kia Soul war lei­der nicht lie­fer­bar. Ande­re ernst­zu­neh­men­de und vor allem lie­fer­ba­re Alter­na­ti­ven gab es vor ein paar Jah­ren nicht.

Inzwi­schen wächst das Ange­bot und das Reich­wei­ten­pro­blem ist nicht mehr sehr bri­sant. Als Stan­dard scheint sich für die nahe Zukunft eine Akku-Kapa­zi­tät von 64 kWh her­aus­zu­kri­stal­li­sie­ren, was dann nomi­nal für etwa 350 bis 400 km reicht. Damit soll­ten also auch mit 10 Jah­re altem Akku im Win­ter bei Licht und Hei­zung noch 200 km Reich­wei­te mög­lich sein. Lei­der haben vie­le Elek­tro­au­tos, gera­de auch Hyun­dai und Kia, immer noch über ein Jahr Lie­fer­zeit. All­ge­mein wird aber erwar­tet, daß sich die Situa­ti­on in die­sem Jahr deut­lich entspannt.

Im Jahr 2019 haben wir mit unse­rer PV-Anla­ge etwa 6600 kWh elek­tri­sche Ener­gie in das Netz ein­ge­speist. Wenn es uns gelän­ge, davon ein Drit­tel in ein Elek­tro­au­to zu laden, dann könn­ten wir damit locker 10.000 km pro Jahr fah­ren. Die­se 2200 kWh wür­den uns dann etwa 250 Euro an ver­lo­re­ner Ein­spei­se­ver­gü­tung kosten, also 2,50 Euro pro 100 km. Das ist mit einem Ver­bren­ner nicht mach­bar, der ist vier- oder fünf­mal so teu­er. Dafür sind Elek­tro­au­tos in der Anschaf­fung zur Zeit noch wesent­lich teu­rer, was sich aber bei stei­gen­den Stück­zah­len und zuneh­men­dem Wett­be­werb rela­ti­vie­ren muß. Bis auf die Akkus ist der gesam­te Antriebs­strang ein­fa­cher und weni­ger feh­ler­an­fäl­lig als bei einem Ver­bren­ner. Gera­de daher klin­geln bei den Her­stel­lern, Zulie­fe­rern und erst recht den Auto­werk­stät­ten die Alarm­glocken. Ein­mal im Jahr den Tester anschlie­ßen und die Feh­ler­codes aus­le­sen dürf­te nur weni­gen Werk­stät­ten das Über­le­ben sichern.

Viel­leicht beru­higt es den einen oder ande­ren: da wir zumin­dest hin und wie­der einen Wohn­wa­gen zie­hen wol­len, wird das Elek­tro­au­to bei uns auf abseh­ba­re Zeit aber nur ein Zweit­wa­gen sein kön­nen. Das Über­le­ben der Bran­che wer­den wir aber auch gemein­sam mit allen ande­ren Cara­van-Fah­rern nicht sicher­stel­len können.

Zwi­schen­be­mer­kung

Alle Ener­gie­trä­ger haben ihre spe­zi­fi­schen Vor- und Nach­tei­le und Pro­te­ste gibt es nicht nur gegen Erd­öl, Koh­le- und Kern­kraft, son­dern auch gegen Wind- und Son­nen­kraft. Die einen fürch­ten den Welt­un­ter­gang, wenn wir nicht Umkeh­ren und Buße tun, die ande­ren hal­ten alter­na­ti­ve Ener­gien von vor­ne­her­ein für Blöd­sinn, weil für den „Zap­pel­strom“ für teu­res Geld Regel­en­er­gie vor­ge­hal­ten wer­den muß. Außer­dem sei die Was­ser­stoff­tech­no­lo­gie mit Brenn­stoff­zel­len sowie­so dem bat­te­rie­elek­tri­schen Antrieb weit überlegen.

Da es bereits hin­rei­chend vie­le Glau­bens­krie­ge auf der Welt gibt, wer­de ich pseu­do­re­li­giö­se Fest­le­gun­gen ver­mei­den. Wer an den men­schen­ge­mach­ten Kli­ma­wan­del glaubt, mag das tun und Frei­tags bei der hei­li­gen Mes­se den Pro­phe­ten und den neu­en Pfaf­fen hin­ter­her­lau­fen. Wer gegen Wind­rä­der und PV-Anla­gen demon­striert, soll das genau­so­ger­ne tun. Ich hal­te mich an das, was heu­te oder in Kür­ze öko­no­misch sinn­voll ver­füg­bar ist und das ist nun­mal der bat­te­rie­elek­tri­sche Antrieb, nicht die Brenn­stoff­zel­le und nicht die Tach­yo­nen-Ener­gie.

Was spricht denn über­haupt für die Elektromobilität?

Vie­le Pro­phe­ten und ihre Jün­ger, sofern sie nicht gänz­lich der moder­nen Tech­nik ent­sa­gen und zurück in die Höh­len wol­len, hal­ten Elek­tro­au­tos für die Lösung aller Kli­ma­pro­ble­me. Das liegt dar­an, daß ein Elek­tro­au­to zumin­dest lokal kein CO2 erzeugt, das ja bekannt­lich der Haupt­ver­ur­sa­cher des men­schen­ge­mach­ten Kli­ma­wan­dels ist. Das ist ein Dog­ma, das anzu­zwei­feln mit der sofor­ti­gen Exkom­mu­ni­ka­ti­on bestraft wird. Daß wir daher, wie prak­tisch der Rest der Welt, bei der CO2-frei­en Kern­ener­gie blei­ben soll­ten, ist aber auch nicht konsensfähig.

Zu allem Unglück wur­de uns kürz­lich vor­ge­rech­net, daß die CO2 Bilanz eines Elek­tro­au­tos in Deutsch­land auch nicht bes­ser ist, als die eines Ver­bren­ners. Das liegt im wesent­li­chen wie­der­um an unse­rem aktu­el­len Ener­gie­mix, der wegen des fort­schrei­ten­den Aus­stiegs aus der Kern­ener­gie einen ver­hält­nis­mä­ßig hohen Anteil an fos­si­len Ener­gien ent­hält. Je mehr Kern­kraft­wer­ke abschal­ten, umso ungün­sti­ger wird die Bilanz.

Was spricht denn dann noch für ein Elektroauto?

Ob man nun an eine signi­fi­kan­te Kli­ma­wir­kung von CO2 glaubt oder nicht, die Ver­bren­nung fos­si­ler Brenn­stof­fe erzeugt Dreck und es wäre zwei­fels­oh­ne bes­ser, sie unter der Erde lie­gen zu las­sen. Sie sind end­lich und wer gibt unse­rer Genera­ti­on eigent­lich das Recht, sie den zukünf­ti­gen Genera­tio­nen weg­zu­neh­men? Sie haben hun­der­te Mil­lio­nen Jah­re zum Ent­ste­hen gebraucht. Noch schlim­mer ist die Tat­sa­che, daß sie mei­stens in der Hand skru­pel­lo­ser Tyran­nen sind, die auch schon­mal unlieb­sa­me Leu­te gewalt­sam aus dem Weg räu­men las­sen. Mit denen soll­ten wir kei­ne Geschäf­te machen.

Außer­dem spricht die Ein­fach­heit des Auf­baus für ein Elek­tro­au­to. Der Motor ist tri­vi­al und er hat im Grun­de nur ein ein­zi­ges beweg­li­ches Teil, das noch dazu dreht und sich nicht line­ar hin- und her­be­wegt. Das Getrie­be ist nor­ma­ler­wei­se nicht als Schalt­ge­trie­be aus­ge­führt und daher auch feh­le­r­un­an­fäl­lig. Der Elek­tro­mo­tor kann als Gene­ra­tor arbei­ten und kine­ti­sche Ener­gie wie­der in elek­tri­sche Ener­gie zurück­ver­wan­deln, mit der der Akku gela­den wer­den kann. 

Der Pegel der Fahr­ge­räu­sche ist aber ent­ge­gen der all­ge­mei­nen Ver­mu­tung kein schla­gen­des Argu­ment für ein Elek­tro­au­to, zumin­dest für die Insas­sen. Zwar ist es beim Anfah­ren und bei nied­ri­gen Geschwin­dig­kei­ten recht lei­se, aber bei Auto­bahn­ge­schwin­dig­kei­ten über­wiegt das Fahr­ge­räusch deut­lich gegen­über dem Motor­ge­räusch. Den­noch, für die Anwoh­ner ver­kehrs­be­ru­hig­ter Zonen sind Elek­tro­au­tos sicher­lich ein Gewinn.