Technik - Grundlagen zu Powerbanks und Solarpanels

Grundsätzlich bestehen Powerbanks aus einem Gehäuse mit einer integrierten Batterie und einer entsprechenden Elektronik zum sicheren Laden und Entladen. Man kann die Powerbank auch als mobiles Ladegerät betrachten welches Ihnen eine mobile Energieversorgung ermöglicht.

Als Batterie wird heutzutage eine Lithium-Ionen oder Lithium-Polymer Technologie eingesetzt. Diese haben den Vorteil, dass die Energiedichte relativ hoch ist und somit das Gewicht und das Volumen der Powerbank möglichst klein gehalten werden kann.

Je mehr Kapazität/Energie die Batterie zur Verfügung stellt, desto größer muss allerdings die Powerbank werden.

Die Elektronik in der Powerbank sorgt für die Sicherheit und schaltet den Lade- und auch den Entladestrom ab falls diese zu hoch werden sollten oder die Spannung der Batterie in nicht zulässige Bereiche läuft.

Weiterhin regelt die Elektronik die verschiedenen Eingangs- und Ausgangspannungen und überwacht den Ladezustand.

Die Kapazität der im Markt erhältlichen Powerbanks wird von allen Herstellern und Anbietern in mAh angegeben. Dies gibt die Kapazität der intern verbauten Batterie wieder. Da es sich um eine Lithium-Ionen oder Lithium-Polymer Batterie handelt, gilt diese Kapazitätsangabe bei der mittleren Spannung von 3,7V. Um die Ausgangsspannung von 5V oder auch mehr zu erreichen, muss die Spannung hochgeregelt werden weswegen bei 5V (oder höher) dann natürlich eine entsprechend geringere Kapazität zur Verfügung steht. Je nach verwendeten Elektronikbauteilen muss man dann zusätzlich noch einen Verlust von ca. 10% mit einrechnen.

Die beste Rechnung kann man über die Angabe der Wattstunden machen. Eine Powerbank mit einer Kapazität von 10000mAh hat einen Energieinhalt von 37Wh. Wenn man diese über den 5V Ausgang zur Ladung benutzt, kann man damit eine Kapazität von 7400mAh aufladen. Berücksichtigt man dann noch eine gewisse Verlustleistung, so reicht eine solche Powerbank zur Aufladung von ca. 6700mAh.

Dies führt oft bei Kunden zu Missverständnissen bei der Berechnung wie oft man sein Gerät mit bestimmter Kapazität dann aufladen kann da man die Energie nicht ohne Spannungswandler und verlustfrei übertragen kann. Man muss hier unterschiedliche Spannungen und Verlustleistung mit einrechnen. Das gilt aber wie schon gesagt für alle handelsüblichen Powerbanks womit diese dann wieder vergleichbar sind. 

Die Powerbank wird über einen (Mikro-) USB Anschluß oder über einen speziellen Eingang mit höherer Spannung geladen. In letzterem Fall wird ein entsprechender Adapter mitgeliefert. 

Bei der Ladung der Powerbank oder anderer Geräte mit Lithium-Ionen/Polymer Batterien ist zu berücksichtigen, dass zum Ende der Ladung der Strom heruntergeregelt wird um die Batteriespannung stabil zu halten. Das führt dazu, dass etwa 80% der Ladung relativ schnell eingeladen werden, für die restlichen 20% wird dann deutlich mehr Zeit benötigt.

Die Entladung erfolgt über standard USB Anschlüsse oder aber spezielle mitgelieferte  Adapter. Auf Grund der Lademöglichkeit über die USB Anschlüsse nennt man diese Powerbanks oft auch USB Akkus.

Die angebotenen Solarpanels wandeln das Sonnenlicht in elektrische Energie um die dann über einen 5V USB Ausgang zur Verfügung gestellt werden kann. Je nach Größe und Technologie der Solarpanels stehen Ausgangsleistungen zwischen 2 und 8 Watt zur Verfügung. 

Diese Energie kann natürlich auch in unseren Powerbanks gespeichert werden wobei dann das Solarpanel als Ladegerät für unsere USB Akkus dient.