Dauerstrom-Rechner
Berechnen Sie den empfohlenen Dauerstrom, Spitzenstrom, Kabelquerschnitt und Sicherungsgröße für Ihr Batteriesystem — mit Temperatur-Derating nach IEC 62485-2.
Funktionsprinzip
Der Dauerstrom einer Batterie ergibt sich aus dem Verhältnis der effektiven Kapazität zur gewünschten Entladezeit. Die effektive Kapazität berücksichtigt das Temperatur-Derating — bei Temperaturen über 25°C reduziert sich die nutzbare Kapazität aufgrund beschleunigter chemischer Alterung.
Das Temperatur-Derating nach IEC 62485-2 reduziert die nutzbare Kapazität linear bei Temperaturen über dem Referenzwert (25°C). Die Steilheit hängt von der Chemie ab — Blei-Säure reagiert am empfindlichsten (0,8%/°C), LiFePO₄ am robustesten (0,4%/°C).
Die Kabelquerschnittsberechnung nach DIN VDE 0298-4 basiert auf der zulässigen Stromdichte für Kupferkabel bei DC-Dauerbetrieb (ca. 5 A/mm²). Der ermittelte Mindestquerschnitt wird auf den nächsten Standardquerschnitt aufgerundet.
Die Sicherungsdimensionierung folgt der 125%-Regel nach DIN EN 60269: Die Sicherung muss bei 125% des Dauerstroms zuverlässig auslösen, darf bei normalem Dauerbetrieb aber nicht ansprechen.
Verdrahtungsprinzip
Normen & Standards
| Norm | Bezeichnung | Anwendungsbereich |
|---|---|---|
| DIN VDE 0298-4 | Verwendung von Kabeln und Leitungen | Strombelastbarkeit von Kabeln und Leitungen — Tabellen für zulässige Dauerströme nach Verlegeart, Umgebungstemperatur und Häufung. |
| IEC 62485-2 | Batterien in stationären Anlagen | Sicherheitsanforderungen für stationäre Batterien: Belüftung, Kabelquerschnitte, Sicherungen und Derating-Richtlinien. |
| DIN EN 60269 | Niederspannungssicherungen | Genormte Sicherungsnennströme, Auslösecharakteristiken und Selektivitätsanforderungen für DC-Schutz. |
| DIN VDE 0100-712 | Photovoltaik-Stromversorgungssysteme | Spezielle Anforderungen für die Kabel- und Sicherungsdimensionierung in PV-Anlagen mit Batteriespeicher. |
Fachbegriffe (Glossar)
- Dauerstrom (I_Dauer)
- Maximaler Strom, den eine Batterie über ihre gesamte Entladezeit sicher liefern kann, ohne die Nennlebensdauer zu beeinträchtigen.
- Spitzenstrom (I_Peak)
- Kurzzeitig zulässiger Maximalstrom (Sekunden bis wenige Minuten) für Laständerungen, Motorstarts oder Umschaltungen.
- Querschnitt (A)
- Leitungsquerschnitt in mm² — bestimmt die Stromtragfähigkeit eines Kabels. Standardgrößen nach DIN VDE: 1,5 / 2,5 / 4 / 6 / 10 / 16 / 25 / 35 / 50 mm².
- Sicherung (Fuse)
- Überstromschutzeinrichtung — unterbricht den Stromkreis bei Überlast oder Kurzschluss. Dimensionierung nach 125%-Regel des Dauerstroms.
- Derating
- Leistungsreduzierung bei erhöhter Umgebungstemperatur, um die Betriebssicherheit und Lebensdauer zu gewährleisten. Typisch: 0,5-0,8% pro °C über 25°C.
- Stromdichte (J)
- Strom pro Querschnittsfläche in A/mm². Für Dauerbetrieb bei Kupferkabeln typisch 3-8 A/mm², abhängig von Verlegeart und Kühlung.
- Spannungsabfall
- Spannungsverlust über die Kabelstrecke: ΔU = I × R_Kabel. Bei DC-Systemen max. 3% der Nennspannung empfohlen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Dauerstrom einer Batterie?
Der Dauerstrom (Continuous Current) ist der maximale Strom, den eine Batterie über eine definierte Zeit sicher liefern kann, ohne Schaden zu nehmen oder die Abschaltspannung zu unterschreiten. Er ist abhängig von Kapazität, Entladezeit und Temperatur.
Wie berechnet man den Dauerstrom?
Grundformel: I = C_eff / t, wobei C_eff die effektive Kapazität nach Temperatur-Derating ist und t die gewünschte Entladezeit in Stunden. Beispiel: 100Ah bei 8h Entladezeit → I = 100/8 = 12,5A.
Was ist Temperatur-Derating?
Bei Temperaturen über 25°C reduziert sich die nutzbare Kapazität. Der Derating-Koeffizient (z.B. 0,8% pro °C für Blei-Säure) reduziert die effektive Kapazität. Bei 45°C: k = 1 - 0,008 × 20 = 0,84, also nur 84% der Nennkapazität.
Warum wird die 125%-Regel bei Sicherungen angewendet?
Die 125%-Regel (I_Sicherung = 1,25 × I_Dauer) stellt sicher, dass die Sicherung bei normalem Dauerbetrieb nicht auslöst, aber bei Überstrom zuverlässig abschaltet. Dies berücksichtigt Fertigungstoleranzen und kurzzeitige Stromspitzen.
Wie bestimme ich den richtigen Kabelquerschnitt?
DIN VDE 0298-4 gibt die zulässige Strombelastbarkeit vor. Für DC-Anwendungen rechnet man: A = I / J, wobei J die zulässige Stromdichte ist (ca. 5 A/mm² für Kupfer bei Dauerbetrieb). Dann wird auf den nächsten Standardquerschnitt aufgerundet.
Was ist der Unterschied zwischen Dauerstrom und Spitzenstrom?
Der Dauerstrom ist für die gesamte Entladezeit ausgelegt. Der Spitzenstrom ist kurzzeitig höher (Sekunden bis Minuten) für Lastspitzen wie Motorstarts (8× bei Starterbatterien) oder Umschaltungen bei USV (2×).
Warum braucht eine Starterbatterie so hohen Spitzenstrom?
Beim Starten eines Verbrennungsmotors zieht der Anlasser für 2-5 Sekunden einen sehr hohen Strom (typisch 200-600A). Die Batterie muss diesen kurzzeitigen Strom liefern können, ohne dass die Spannung zu stark einbricht.
Gelten die Berechnungen für AC-Systeme?
Die hier berechneten Werte gelten für DC-Systeme (Batterie → Last). Für AC-Systeme (nach dem Wechselrichter) müssen zusätzlich der Wechselrichter-Wirkungsgrad und der cos(φ) berücksichtigt werden.
Was ist bei der Kabelverlegung zu beachten?
Neben dem Querschnitt: (1) Kabellänge bestimmt Spannungsabfall (max. 3% für DC empfohlen), (2) Häufung von Kabeln erfordert Derating, (3) Umgebungstemperatur am Kabel beeinflusst die zulässige Belastbarkeit, (4) Kurzschlussschutz am Batteriepol.
Kann ich AGM und nasse Blei-Säure gleich behandeln?
Nein. AGM-Batterien haben einen etwas höheren Innenwiderstand und geringere Temperaturtoleranz. Der Derating-Koeffizient für AGM (0,7%/°C) liegt zwischen Li-Ion und nasser Blei-Säure. AGM toleriert auch keine Tiefentladung unter 50% DoD.