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News: Halbvoll in die Mülltonne?

Computerclub 2: Wolfgang Rudolph enthüllt Batterieskandal

Michael Nickles / 31 Antworten / Flachansicht Nickles
Wolfgang Rudolf vom Computer:Club2 macht mit Schrottbatterien Licht. (Foto: cczwei)

In der Folge 180 des Computerclub2 hat Wolfgang Rudolph eine sehr interessante   Nachhaltigkeitsnummer präsentiert: alte Batterien, die eigentlich alle sind und weggeschmissen werden einfach weiterverwenden!

Denn: wenn gewöhnliche Geräte mit Batterien nichts mehr anfangen können, dann haben die meist dennoch viel Restkapazität, die sich sinnvoll nutzen lässt. Die reicht locker aus um beispielsweise eine gewöhnliche mobile LED-Leuchte noch eine ganze Weile zu betreiben.

Prima funktionieren tut das mit sogenannten "Primärzellen", die nur aus einer Energiezelle bestehen - beispielsweise die gängigen Mignon-AA/AAA-Batterien mit 1,5 Volt. Fällt deren Spannung nach einer Weile beispielsweise von 1,5 Volt auf 1,2 Volt, betrachten viele Geräte sie als "zu leer", verweigern die weitere Nutzung.

Alles was es braucht ist ein kleines günstige Volt-Umwandler-Modul (DC/DC-Spannungswandler)  das im Internet für rund 1,20 Euro zu kriegen ist. Wolfgang Rudolph schimpft am Ende des Beitrags, warum Gerätehersteller solche vielleicht 20 Cent billigen Elektronikmodule nicht direkt in Geräte verbauen, um Batterien wirklich reslos auszusaugen. Stattdessen will die Industrie lieber das Batterien schnell weggeworfen und neue gekauft werden.

Am Ende des Beitrags hat Wolfgang noch das Ergebnis eines entscheidenden Experiments mitgeteilt: wie lange eine angeblich "leere" Batterie im Vergleich zu einer frischen neuen noch durchhält. Ergebnis: bei Einsatz des Spannungswandlers leuchtet die Lampe praktisch doppelt so lange, der Batteriepreis halbiert sich also - und auch die Einnahmen der Batterieindustrie.

Aber seht selbst:

https://www.youtube.com/watch?v=4BR_XFJ9nKo#action=share

Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=4BR_XFJ9nKo#action=share
Michael Nickles meint:

So einen Batterie-Aussauger kriegt man prinzipiell auch mit geringen Elektronik- und Lötkenntnissen hin. Basis ist wie von Wolfgang gezeigt ein DC/DC Spannungswandler, der für 1,5 Volt Batterien geeignet ist. Also beispielsweise einer wie im Bild zu sehen, der Spannungen von 1 bis 5 Volt auf 5 Volt 500mA wandelt.

Auf Ebay fand ich dieses Ding auf die Schnelle für 2,99 Euro, inklusive Versandkosten. Wolfgang hat sein Wandlermodul für 1,28 Euro (inklusive Porto und Verpackung) gezahlt, dafür 6 Wochen Lieferzeit aus China in Kauf genommen.

Spannungswandler-DC-DC-Boost-KSQ-1-5V-auf-5V-500mA-Step-Up-Modul-Down-Arduino. (Foto: Ebay)

Wie auch vom Verkäufer angegeben ist ausdrücklich zu beachten, dass beim Anschluss auf die richtige Polarität geachtet wird (plus an plus / minus an minus). Ein Fehler zerstört die Platine und kann auch daran angeschlossene Geräte beschädigen.

Ergänzend braucht es zur Platine dann eigentlich nur noch einen billigen Batteriehalter, wie auch im Video gezeigt.

Wird ein Halter für mehrere Mignonzellen verwendet, lassen sich auch mehrere Batterien in Reihe schalten und leersaugen (ebenfalls im Video zu sehen).

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nemesis² Michael Nickles „Computerclub 2: Wolfgang Rudolph enthüllt Batterieskandal“
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Das Thema ist schon interessant, aber auf ein paar imho wichtige Punkte wurde nicht eingegangen:


So ein Step-Up-Wandler hat einen Wirkungsgrad - und der ist gerade bei niedriger Eingangsspannung (1,5 - 3 V) nicht sehr toll, bei 1 V werden da schon mal 40% angegeben ...
Bei 1,2 V z. B. 60 und bei 2,4 V 75%. Ok, das war nur ein Beispiel von einem LED-Treiber, dessen Datenblatt gerade da lag (und der geht auch bei 0,9 V los) - und da ist egal, was für "Spannugnsqualtät" hinten rauskommt.


Würde ein Gerät generell per Step-UP-Wandler gespeist, verbrät der Wandler selbst viel Energie - ggf. so viel wie "Restenergie" in der nicht ganz leeren Batterie (bei Betrieb ohne Wandler) geblieben wäre oder eher noch mehr als ohne Wandler! Wenn bei 3 V 20% nur für den Wandler - bei opimaler Auslastung - draufgehen, müssen am Ende mindestens 20% mehr Batteriekapazität rausspringen!


So ein kleiner Wandler zieht z. B. 2-3 mA "Eigenverbrauch" im Leerlauf. Das ist bei Geringverbrauchern wie z. B. Wanduhr oder LCD-Thermometer aber hammermäßig viel und liegt um Größenordnungen über der Stromaufnahme des eigentlichen Geräts! Dafür wäre so ein Wander ungeeignet.


Ok, das Gerät (Digicam, MP3-Player, ...) könnte erst "direkt" die Batterie nutzen und dann z. B. bei 1,2 V auf Step-Up-Wandler umschalten. Da ist der Aufwand schon höher und die Zuverlässigkeit steigt nicht unbedingt ...
Bei sehr geringer Standby-Leistung müsste der Wandler sowieso abgeschaltet werden.

So ein Step-Up-Wandler saugt, was geht und wenn er ab 0,9 V arbeitet (dachte, gibt auch ICs, die da  ab 0,65 V loslegen), dann saugt er eine 1,5 V Batterie bis 0,9 V leer oder zwei 1,5 V Batterien in Reihe auch bis 0,9 V gesamt!

Wenn ein Gerät z. B. 3 V/100 mA bräuchte und der Wandler bei 1 V um 50% Wirkungsgrad hätte, würden die Batterien (2 x 1,5 V Nennspannung) am Ende mit 670 mA leergesaugt! Das passiert dann ohne Rücksicht auf Verluste - egal wie schnell die Batterie danach ausläuft, von anderer mit umgepolt wird oder nicht!


Die Spannung verteilt sich da nicht gleichmäßig und so wird mindestens eine Batterie brutal tiefentladen und kann dann schneller auslaufen! (wenn auch erst in ein paar Wochen) Bei nur einer Zelle und 0,9 V Abschaltung passiert das nicht ganz so schnell - aber da sind wir ja bei ca. 60 - 70 % Wirkungsgrad im "Normalbetrieb" und das noch schöngeechnet.


Mit einer Unterspannungsabschaltung kann man das brutale Tiefstentladen abmildern - da steigt der Aufwand aber noch an und dann noch möglichst mit Einzelzellenüberwachung ....
Ok, beim Li-ION Mehrzellenakku gibt es auch einen Balancer und Einzelzellenüberwachung etc.  - aber auch nur, weil der Akku sonst wg. o. g. Gründe schnell kaputt geht und dabei ggf. sogar (später) abfackelt!


Die Wandler sind sicher toll und vielseitig einsetzbar, aber eben nicht immer sinnvoll. Alle "leeren" Batterien für popelige Beleuchtungszwecke (= USB-LED-Lampe) leerzusaugen wird kaum jemand machen. Die Restnutzung per "Wanduhr" ist da die sinnvollere Variante (ohne Wandler). MEH (MicroEnergyHarvesting) ist auch eine sinnvolle Anwendung - da spart man sich ganz die Batterien. Aber das ist noch etwas aufwändiger und teuer.

Bei einer LED-Taschenlampe ist es vom Wirkungsgrad her relativ egal, ob man einen 1,2 V Akku mit Step-Up-Wandler für eine 3 V LED verwendet, oder drei Akkus (3,6 V) und da eine KSQ mit 0,6 V drop (= alles über 3 V verheizen) nimmt. Bei ersterer Variante und einem 1,2 V Akku klappt das "noch" mit automatischer Abschaltung bei 0,9 V, bei der zweiten Lösung geht es auch einigermaßen, das unter 3 V da auch eher ganz langsam bis 2,4 V geleert wird - nur einfacher.


Auf die "Stromqualität", gerade bei Überlast bin ich noch gar nicht eingegangen - die Restwelligkeit steigt schon, wenn so ein Wandler mit 5 V Nenn-Ausgang auf 3-4 V "abgewürgt" wird. So einer LED wäre es noch egal ...


Sonst sind solche kleinen Wandler schon sinnvoll - wenn man nur ein Netzteil hat und damit sämtliche anderen Hilfsspanungen etc. davon mit abzweigt. Als genereller Einsatz in Geräten zum "Leersaugen" von Batterien eher weniger.


Man könnte sicher auch sinnvoll ein "3 V Gerät" so mit zwei 1,2 V Akkus + Wandler betreiben (Abschaltung bei 2 V nachgerüstet ...). Der Mehrverbrauch an Strom ist beim Akku eher gut, dann gibt es weniger "Memory-/Lazy-Effekt" und der Mehrverbrauch an Energie beim Laden ist sowieso weniger als für die Herstellung einer Batterie draufgeht. Da würde es - ggf. auch als Nachrüstung - Sinn machen. Das Gerät darf aber keinen Standby-Stromverbrauch haben ...
Mit rein kapazitiven Wandlern (soll kommen) sieht es bei der Effizienz sicher etwas besser aus. Bei der Variante mit Drossel bleibt der Nutzen aber fraglich - außer für passende Anwendungen.

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