Daran führt kein Weg vorbei: Kolumne, Teil 1
Batterien und ihre industrielle Anwendung:
Wenn es um die sichere Energieversorgung ohne vorhandenen Netzanschluss sowie auch bei Netzausfall oder kurzen Netzunterbrechungen geht, kommt man an dem Thema Batterie nicht vorbei. Es gibt aber eine Vielzahl von Batteriesystemen und Auswahlkriterien, die immer wieder, auch bei Profis, für Verwirrung sorgen. Wir wollen ab dieser Ausgabe die »Batterie« und ihre industrielle Anwendung in der Notstromversorgung näher beleuchten.
Die ersten Versuche, einen auf Blei basierenden Akkumulator zu entwickeln, wurden 1801 von dem Physiker Johann Wilhelm Ritter und 1854 von dem Arzt Josef Sinsteden gemacht. Sie stellten zwei Bleiplatten in ein Glasgefäß mit verdünnter Schwefelsäure als Elektrolyt. Durch Stromzufuhr entstand an einer der Platten Bleidioxid (positiver Pol) und an der anderen Platte reines Blei (negativer Pol). 1859 verbesserte der französische Physiker Gaston Planté (1834–1889) die Anordnung der Bleiplatten, wie sie auch heute noch verwendet wird, und baute damit den ersten Bleiakkumulator auf. Industriell wurde der Bleiakku interessant, als Émile Alphonse Faure um 1880 ein Verfahren entwickelte, bei dem der Bleiakku bereits nach wenigen Lade-Entlade-Zyklen (dem For-mieren), eine hohe Energiespeicherung (Kapazität) erreicht. Den ersten technisch einsetzbaren Bleiakkumulator entwickelte Henri Tudor. Er stellte Gießformen her, die eine industrielle Herstellung der Bleiplatten ermöglichte. 1886 errichtete er im luxemburgischen Echternach eine Akkumulatorenfabrik, der bald weitere in Belgien, Frankreich, England und Deutschland folgten. An einigen dieser Orte werden heute noch Blei-Batterien gebaut. Allerdings gehören diese Werke mittlerweile zum amerikanischen Exide Konzern, dem nach eigenen Angaben weltweit größten Bleibatteriehersteller. 1890 waren mehr als 1.200 Tudor-Batterien auf der ganzen Welt im Einsatz. Zeitweilig arbeiteten 25.000 Menschen in Tudor-Fabriken. Das Stammschloss seiner Eltern war das ers-te mit elektrischem Licht ausgestattete Gebäude in Europa. Henri Tudor starb 1928 an den Folgen einer Bleivergiftung, die er sich bei seinen Experimenten zugezogen hatte.
Von da an begann der Siegeszug des Bleiakkumulators. 1909 gründete Dr. Theodor Sonnenschein in Berlin die Firma Sonnenschein, 1910 Wilhelm Hagen die Hagen Batterie AG… Auch diese Firmen sind heute ein Teil der Exide Technologies – in Österreich durch die Firma Akkutron GmbH vertreten. Schon im Jahr 1910 wurden 70.000 Tonnen Blei für Bleiakkumulatoren verwendet.
Sie wurden als stationäre Batterien und als transportable Batterien für die Schwachstromtechnik eingesetzt. Auch ein großer Teil der damaligen Autobusse fuhr mit Batterieantrieb. Heute werden Bleiakkumulatoren nach ihrer Verwendung in drei Gruppen aufgeteilt:
•Starterbatterien – diese Gruppe von Batterien ist jedem geläufig. Sie kommen in jedem Pkw, Motorrad, Lkw usw. zum Einsatz. Da es sich um eine relativ günstige Art von Batterie handelt, wird sie oftmals auch als Energiespeicher in privaten Solaranlagen verwendet, wofür diese Batterie aber nicht unbedingt geeignet ist. Dazu aber später mehr.
•Traktionsbatterien – diese Gruppe von Batterien ist sehr verbreitet, obwohl sie augenscheinlich kaum wahrgenommen wird. Traktionsbatterien werden, wie schon der Name Traktion (= Bewegung) sagt, in Fahrzeugen zum Antrieb eingesetzt. Diese Fahrzeuge sind z. B. elektrisch betriebene Gabelstapler bei Speditionen und Firmen im Lager, Reinigungsmaschinen in Einkaufszentren und Geschäften, Flurförderfahrzeugen in der Industrie und Krankenhäusern.
•Stationärbatterien – diese Gruppe von Batterien wird am wenigsten wahrgenommen, obwohl sie für die sichere Energieversorgung aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken ist. Sie sorgt in einer Sicherheitsbeleuchtung dafür, dass bei Netzausfall in jedem Kino oder Theater die Ausgänge und Fluchtwege beleuchtet bleiben, in einer Signalanlage die Bahnschranken und Ampeln immer einwandfrei funktionieren, in einer OP-Stromversorgungsanlage im Spital weiter operiert werden kann, in einer USV-Anlage (unterbrechungsfreie Stromversorgung oder auf Neudeutsch: UPS – uninterruptable power supply), dass das Rechenzentrum einer Bank oder Versicherung ohne Datenverlust bleibt, in einer Steuerung in der Indus-trie alles wie geplant weiter funktioniert.