FAQ - Folge 3: Powerbanks und Ihre Einheiten

13.11.2014 15:25 | FAQ

Warum werden viele elektronische Geräte mit technischen Einheiten überhäuft, die ein Laie kaum noch verstehen kann. Oft wird das Wissen um diese Einheiten und Kenngrößen zur Produktauswahl vorausgesetzt. Man erwartet vom Käufer eine Verständnis über die Zusammenhänge ohne diese ausreichend darzustellen. Bei XTPower wollen wir Ihnen helfen, die wichtigsten Punkte zu verstehen. Sie lernen schnell, worauf es ankommt. 

FAQ - Folge 3

Themen sind:

Die Spannung in Volt (V)

Wenn man sich die elektrische Leistung als Wasserrohr vorstellen wollte, dann entspricht die Spannung dem Wasserdruck, mit dem das Wasser durch die Leitung gepresst wird. Die Spannung wird in Volt (V) angeben. Dabei entsprechen 1000 mV = 1 V.

Und für meine Powerbank bedeutet das? Achten Sie darauf, die Spannung am Ausgang der Powerbanks muss mit der Eingangsspannung von Ihrem Gerät übereinstimmen. Wenn Sie mit zu viel Spannung (Druck) arbeiten, dann besteht die Gefahr, dass Sie ihr Gerät schädigen. Wenn Sie mit zu wenig Spannung arbeiten, dann wird die Powerbank i. d. R. nicht als Ladegerät oder Netzteil anerkannt.

Der Strom in Ampere (A)

Wenn wir bei der Analogie mit dem Wasser bleiben, dann entspricht der Strom der Wassermenge, die durch das Rohr fließt. Diese wird durch den Querschnitt des Rohres und dem Widerstand beeinflusst. Der Strom wird in Ampere (A) angegeben. Dabei entsprechen 1000 mA = 1 A.

Im Zusammenhang mit meiner Powerbank: Anders als bei der Spannung wird sich Ihr Gerät immer nur so viel Storm nehmen, wie es gerade benötigt wird. Hier gibt es drei Beispiele, die es sich lohnt, zu betrachten:

  1. Die Angabe der elektrischen Stromstärke Ihres Gerätes ist höher als die der Powerbank – z. B. 2.1 Ampere bei Ihrem Handy und 1 Ampere bei Ihrer Powerbank. In diesem Fall wird der Ladevorgang Ihres Handys trotzdem gestartet, jedoch dauert es etwas länger.
  2. Die Angaben Ihres Gerätes und die der Powerbank sind identisch – z. B. 2.1 Ampere bei Ihrem Handy und 2.1 Ampere bei Ihrer Powerbank. Beide Geräte sind gut aufeinander abgestimmt und der Ladevorgang wird optimal durchgeführt.
  3. Die Powerbank hat eine höhere Angabe als Ihr Gerät. Auch das ist kein Problem, da sich z. B. Ihr Handy nur so viel Strom nimmt, wie es dies für den jeweiligen Ladezustand benötigt. Der Ladevorgang kann durch eine höhere Angabe der elektrischen Stromstärke auf der Powerbank nicht beschleunigt werden. Allerdings stehen noch Reserven zur Verfügung, die z. B. für einen zweiten USB-Ausgang genutzt werden können.

Die maximale Stromstärke (A max.)

Wenn sie die zur Verfügung stehende Wassermenge auf zwei oder mehr Rohre aufteilen, dann hängt es davon ab, wie das Wasser auf die Rohre verteilt wird. Jedoch kann am Ende der Rohre nur soviel Wasser ankommen, wie zu Beginn zur Verfügung steht. So ist das auch beim elektrischen Strom.

Die maximale Stromstärke wird auch in Ampere angegeben.

Und für die Powerbanks bedeutet das? Wenn eine Powerbank zwei oder mehr USB Ausgänge zur Verfügung stellt, dann gibt es zwei relevante Angaben für die zur Verfügung stehende Stromstärke:

  1. Welche Stromstärke kann jeder Ausgang für sich leisten? Damit erfahren Sie, welche Stromstärke jeder Ausgang ausgeben kann, wenn nur ein Gerät an der Powerbank angeschlossen ist. Angaben sind z. B. 2.1 Ampere oder 1 Ampere.
  2. Welche Stromstärke stellt die Powerbank an allen Ausgängen gleichzeitig maximal zur Verfügung? Damit erfahren Sie, welche Stromstärke bereitgestellt werden kann, wenn mehrere Geräte angeschlossen werden. Wenn ein Powerbank mit zwei USB Ausgängen z. B. 2.1A und 1A  an den zwei Ausgängen anbietet, jedoch insgesamt die maximale  Stromstärke auf 2,5 Ampere beschränkt, dann kann an beiden Ausgängen nicht die volle Stromstärke bereitstehen, wenn zwei Geräte gleichzeitig versorgt werden sollen. Es stehen ja nur 2.5 Ampere und nicht 3.1 Ampere (2.1 A plus 1 A) zur Verfügung.

Darüber hinaus gibt es noch den Zusammenhang zwischen der elektrischen Stromstärke und der Energie, die Sie aus einer Powerbank erhalten können. Als Faustformel gilt, je höher der Strom desto geringer die bereitgestellte Energie. Sie werden somit mehr von einer Powerbank an Gesamtleistung erhalten, wenn diese nur mit 0,5 Ampere anstelle von z. B. 2 Ampere belastet wird.

Der Widerstand in Ohm

Je mehr „Dinge“ sich dem Strom entgegenstellen, desto größer ist der Widerstand. Der Vergleich mit der Wasserleitung hinkt hier etwas, auch wenn man den Rohrdurchmesser ohne Weiteres dazu geranziehen könnte. Je höher der Widerstand, desto schwieriger wird es für den Strom zu fließen. Beim Wasserrohr wäre das genau entgegengesetzt, je kleiner der Durchmesser, desto weniger Wasser fließt. In der Praxis wird der Widerstand z. B. in Ohm angegeben.  Wichtig ist, dass je höher der Widerstand ist, desto mehr Strom geht verloren, z. B. wird in Wärme umgewandelt. Sie können sich das wie eine tropfende Wasserleitung vorstellen.

Im Zusammenhang mit der Powerbank: Es gibt innerhalb der Powerbank einige Punkte, bei denen im übertragenen Sinne, das Wasser tropft. Der größte Verlust lässt sich in der Elektronik der Powerbank und in der Ladeelektronik Ihres Gerätes messen. Wenn die Powerbank warm wird, können Sie die Energie sogar spüren, die dann nicht mehr aus Ausgang zur Verfügung steht. Mehr dazu unter dem Punkt Verlustleistung.

Die Leistung in Watt (W)

Die Leistung ergibt sich aus der Spannung multipliziert mit dem Strom und wird in Watt angegeben. Sie kennen diese Angabe von der Glühlampe. Je höher die Wattzahl, desto heller das Leuchtmittel. Die Leistungsangabe hilft uns beim Vergleich von Geräten.

Bedeutung für die Powerbanks:  Die Leistung ist ein wichtiger Indikator, ob die Powerbank in der Lage ist, genug Leistung abzugeben, um Ihr Gerät (z.B. Laptop) zu betreiben und zu laden. Bitte achten Sie darüber hinaus unbedingt auch darauf, dass die Spannungsangaben an beiden Geräten übereinstimmen.

Energie, die Leistung über die Zeit in Wattstunden (Wh)

Eine weitere Angabe ist die Leistung über die Zeit in Wattstunden (Wh). Diese Angabe ist besonders dann wichtig, wenn die zur Verfügung stehende Leistung begrenzt ist. Wenn wir einen Eimer mit Wasser ausschütten, dann können wir diesen langsam oder schnell ausschütten, jedoch ist die Menge an Wasser begrenzt.

Im Zusammenhang mit der Powerbank: Die Angabe in Wattstunden ist für Powerbanks eine sehr wichtige Angabe, wenn Akkus miteinander verglichen werden. Mit dieser Leistungskennzahl erhalten Sie die genaue Angabe über die begrenzte Menge an Leistung, die von der Powerbank bereitgestellt werden kann.  Typische Angaben bei Powerbanks von XTPower reichen von 15Wh bis zu ca. 200Wh. Wichtig! Die Angabe bezieht sich auf die in den Powerbanks verbauten Akkuzellen und nicht auf die Leistung, die am angeschlossenen Gerät ankommt. Hier muss die Verlustleistung mit einbezogen werden.

Die Verlustleistung in Prozent (%)

Auf dem Weg von der Energiequelle bis ans Ziel, gibt es viele Punkte, an denen Energie verloren geht. Einen wichtigen Punkt hatten wir schon beim Punkte „Widerstand“ beschrieben. Da Energie sich nicht einfach in Luft auflöst, kann die Verlustleistung anhand der Wärmeentwicklung direkt erlebt werden.

Im Zusammenhang mit der Powerbank: Die Spannungswandlung in der Powerbank und in Ihrem angeschlossenen Gerät, die Schutzelektronik in der Powerbank, der Ladevorgang der Zellen in der Powerbank, usw. Überall wird Energie in Wäre umgewandelt und kann für den eigentlichen Zweck nicht mehr genutzt werden. Dabei ist es egal, ob der Verlust in der Powerbank oder in Ihrem Gerät (Handy, Smartphone, Tablet, Laptop, Navi, usw.) entsteht. Unsere Messungen zeigen je nach Powerbank und angeschlossenem Gerät eine Verlustleistung von ca. 15-25 %. Praktisch bedeutet dies, dass wenn die Powerbank 100Wh bereitstellt, ca. 80Wh effektiv zur Verfügung stehen.

Die Kapazität in Amperestunden (Ah)

Bei vielen unserer Kunden und Leser fängt die Reise bei der Kapazität eines Akkus an, wenn Sie sich mit dem Thema der Powerbank beschäftigen. Es handelt sich dabei um die Energie, die ein Akku speichern kann. Wir packen diese Zahl ganz bewusst ans Ende, da diese Kenngröße nur im Zusammenhang mit der Zellenspannung eine Aussage treffen kann, insbesondere wenn Sie Akkus miteinander vergleichen. Die Angabe erfolgt in Amperestunden (Ah) oder Milliamperestunden (mAh).

Im Zusammenhang mit der Powerbank: Wenn sei bei einem Akku oder einer Powerbank die Angabe in Amperestunden lesen, dann suchen Sie auch nach der Angabe der Spannung, für die diese Kapazität gilt. Sie können nur Kapazitäten von Akkus vergleichen, die die selbe Spannung besitzen. Bei den Powerbanks von XTPower werden Sie die Spannung von 3,7V finden. Typische Angaben sind 10000 Ah (3,7V). Wenn sie die Kapazität mit der Spannung multiplizieren erhalten Sie wieder die bereitgestellte Leistung. In unserem Beispiel wären das dann 37Wh.

Bei einem Akku für einen Laptop finden Sie typischerweise eine höhere Spannung (z. B. 11,2V). Wenn hier eine Kapazität von 3700mAh angegeben wird, können Sie diese nicht mit der Kapazität einer Powerbank mit 3,7V vergleichen. Multiplizieren Sie die 11,2V mit 3700mAh. Die 41,4Wh können nun mit der Leistung einer Powerbank verglichen werden. Bitte berücksichtigen Sie noch die Verlustleistung beim direkten Vergleich.

In einem weiteren Artikel werden wir Ihnen einige Beispielrechnungen zur Verfügung stellen.

Kurz zusammengefasst: Technische Daten der Powerbanks, USB-Akkus und Solarzellen. Auf leicht verständliche Weise werden die Einheiten und Kenngrößen erläutert.