PEUKERT EXPONENT EN PEUKERT CAPACITEIT

Inleiding:

Een batterij (accu) wordt gekenmerkt door zijn capaciteit, die aangegeven wordt in Ah. Wat houdt dit nu eigenlijk in? Men verwacht dat dit het product is van stroomsterkte in Ampère maal de tijd in uren (hours).
Heeft men een batterij met een capaciteit van 100 Ah dan zou men verwachten dat men er gedurende 10 uur een stroom van 10 Ampère aan zou kunnen onttrekken of een stroom van 100 Ampère gedurende 1 uur. Beide producten zijn n.l. 100 Ah.
Nu blijkt dit, probeer het maar uit, niet te kloppen!
Bij grotere stroomafname blijkt de capaciteit van de batterij af te nemen.
Ruim 100 jaar geleden (in 1897) ontdekte een zekere Peukert het onderlinge verband. Hij legde dit vast in de volgende uitdrukking:

Cp = In x t

Hierin is :

Cp = theoretische capaciteit van de batterij in Ah (Peukert capaciteit)
  I = de ontlaadstroom in Ampère
  n = de Peukert exponent
  t = de ontlaadtijd in uren

De waarde van de Peukert exponent en de Peukert capaciteit blijken belangrijk te zijn.
Hiermee is het hele gedrag van de batterij bepaald. Helaas vermelden niet alle batterij leveranciers deze waarden. Meestal alleen maar de capaciteit in Ah en soms nog het aantal uren waarbij deze capaciteit geldt. Dit is niet zo verwonderlijk want aan de Peukert exponent kan men zien wat een batterij waard is, hoe meer deze naar 1 nadert, des te beter is de batterij geschikt voor diepe ontladingen (zgn. Deep-Cycle batteries). In principe is dit ook toepasbaar voor andere secundaire batterijen (d.w.z. oplaadbare), hier beperken we ons alleen tot de deepcycle batterijen waar dit een grote rol speelt. Als men b.v. aan boord van een schip of in een caravan gedurende langere tijd een flinke stroom aan de batterij wil kunnen onttrekken dan is het wel prettig te weten of de batterij daartoe in staat is.
Vandaar dat hieronder twee methoden beschikbaar zijn om de Peukert exponent en de Peukert capaciteit te bepalen en vervolgens, nadat men deze waarden weet een methode waarmee men kan bepalen hoelang men een bepaalde stroom kan onttrekken aan een batterij en een methode waarmee men kan bepalen welke stroom men kan onttrekken aan de batterij bij een gegeven tijdsduur.
Voordat men deze bepalingen uit kan voeren moet men natuurlijk wel over enige gegevens van de batterij beschikken.
Voor de eerste methode moet men weten 2 ontlaadtijden en de bijbehorende stromen, b.v.
1 uur ontlaadtijd bij een stroom van 58 Ampère en 24 uur bij een stroom van 5.1 Ampère.
Deze kan men uit de ontlaadkarakteristieken van de batterij afleiden, voorop gesteld dat men daarover de beschikking heeft. Anders moet men zijn toevlucht tot een andere manier nemen.
Eén waarde is vaak wel bekend, n.l. de capaciteit in Ah bij een bepaalde ontlaadtijd.
Als men b.v. een batterij heeft van 100 Ah bij 20 uur, dan wil dit zeggen dat men gedurende 20 uur een stroom van 100/20 = 5 A kan onttrekken. Hiermee heeft men de eerste tijd en stroom.
Gaan we uit van een 12 V batterij dan kunnen we deze b.v. belasten met een stroom van b.v. 25 A, daarbij meten we constant de klemspanning van de batterij (met een digitale voltmeter!) en kijken welke tijd er verlopen is totdat de batterijspanning tot 10.5 V gedaald is (1.75 V per cel). Daarmee hebben we dan onze tweede tijd en stroom bepaald. Voor een 6 V batterij gaat dit ook op, alleen mag de klemspanning dan niet lager worden dan 5.25 V.

Voor de tweede methode dienen we behalve de 20 uurs capaciteit in Ah, een andere, veel bij batterijen gebruikte waarde te weten, n.l. de Reserve Capaciteit (RC).
Deze wordt meestal opgegeven in minuten. Men vindt deze waarde door een batterij met een constante stroom van 25 A te belasten en meet dan de tijd (in minuten) totdat de klemspanning gedaald is tot 10.5 V (bij een 12 V batterij). Deze test wordt uitgevoerd bij een temperatuur van 26.6°C of 80°F. Van een bepaalde batterij is b.v. gegeven de 20 uurs capaciteit is 135 Ah en de reserve capaciteit 225 minuten. Rekent men met de reserve capaciteit dan vindt men dat de capaciteit van de batterij bij een ontlaadstroom van 25 A een waarde van 25 x 225/60 = 93.75 Ah, minder dus dan die opgegeven bij een 20 uurs ontlading (135 Ah), maar in dat geval is de ontlaadstroom ook beduidend lager, n.l. 135/20 = 6.75 A.

Berekeningen:


Zijn er twee tijden en bijbehorende ontlaadstromen bekend, gebruik dan onderstaande kaders om de Peukert waarden te vinden:
N.B. De tijden moeten hier ingevuld worden in minuten!
Tijd   1:  (minuten)
Stroom:  (Ampères)
Tijd   2:  (minuten)
Stroom:  (Ampères)

Peukert's exponent:
Peukert capaciteit :  (Ah)
of in het geval dat de capaciteit met het erbij behorende aantal uren bekend is en de Reserve capaciteit dan de onderstaande kaders:

20 uurs capaciteit : (Ah)
Reserve capaciteit: (minuten)




Alle volgende berekeningen in onderstaande kaders vinden plaats met de Peukert waarden die met een van bovenstaande methoden zijn bepaald. N.B. Slechts één waarde invullen!

Tijd          :  ( in uren )
Stroom     : ( in Ampères )
Capaciteit :  (Ah)

Tijdsduur gegeven

Ampères gegeven


Wanneer men nu een nieuwe batterij voor een bepaald doel wil aanschaffen is het mogelijk met het bovenstaande te bepalen of de betreffende batterij wel voor dit doel geschikt is en vooral of deze in staat is aan de verwachting te voldoen. Per slot van rekening zijn goede batterijen vrij prijzig en het altijd ontzettend vervelend als men achteraf tot de conclusie komt een miskoop begaan te hebben. Verlang van de leverancier de noodzakelijke gegevens om bovenstaande berekeningen uit te kunnen voeren. Een goede batterij leverancier dient deze te kunnen overleggen en maak er evt. een kopie van.