Die Tatsächliche Kapazität

Warum hat meine Powerbank eine wesentlich geringere Kapazität als vom Hersteller angegeben? Diese Frage stellen sich viele Verbraucher wenn sie von der Kapazität ihrer Powerbank enttäuscht sind. Zahlreiche Powerbank Hersteller werben bei Ihren Produkten mit großen Kapazitätswerten. Schließlich ist dies auch eines der wichtigsten, wenn nicht sogar das wichtigste Kriterium beim Kauf einer neuen Powerbank. Doch nach den hohen Versprechungen der Hersteller kommt bei den Kunden meist die bittere Enttäuschung, wenn die mit 12.000mAh beworbene Powerbank plötzlich nicht einmal mehr in der Lage ist, dass dringend benötigte Tablet mit einer Kapazität von 8.000mAh zu laden. Gut vorstellbar ist nach so einer Enttäuschung die Laune der Kunden. Damit du die beschriebene Situation geschickt umgehen kannst, klären wir dich in unserem Powerbank Portal über die zwiespältigen Verkaufstricks der Powerbankhersteller auf.

Eine problematische Thematik

Auch für unerfahrene Anwender der mobilen Akkus scheint es vermeintlich einfach eine geeignete Powerbank für das Smartphone,Tablet oder auch Laptop aus dem gigantischen Produktsortiment herauszufinden und letztendlich zu kaufen. Schließlich wird doch die Kapazität jeder Powerbank meist deutlich vom Hersteller angegeben, vergleicht man diese nun mit der Kapazität des Smartphones oder weiteren Verbrauchen ergibt sich die Anzahl der möglichen Ladungen bevor die Powerbank selbst wieder ans Netz muss. So zumindest in der Theorie und in den Köpfen vieler Kunden, doch die Realität sieht es meist gravierend anders aus. Nach dieser Theorie würde sich beispielsweise ein 2.500mAh großer Akku wie der eines Smartphones mit einer 15.000 mAh großen Powerbank sechs mal komplett wieder aufladen lassen. Doch so leicht wie es scheint ist es leider nicht. Bei uns erfährst du anhand von verständlichen Rechenbeispielen und ausführlichen Erläuterungen, wie es letztendlich zu diesen Missverständnissen zwischen Herstellern und Kunden kommt.

Entstehung der Verluste

Für eine besseres Verständnis im weiteren Verlauf dieses Artikels und um zu verstehen, warum die meisten Powerbanks weniger Kapazität bereitstellen als der Hersteller verspricht , ist es nötig sich ein wenig mit den grundlegenden Gesetzen der Elektronik zu befassen. Die Kapazität ist ein Wert für die Energie die ein Akku maximal einspeichern und anschließend wieder ausgeben kann. Die Angabe der Kapazität bei einer Powerbank erfolgt in mAh, dies steht für Milli-Ampere-Stunden. Die Basiseinheit ist jedoch mit dem Faktor 1000 umgerechnet die Ah beziehungsweise Ampere-Stunde. Ein Akku mit 5.000mAh umgerechnet 5Ah ist also in der Lage eine Stunde lang einen Strom von 5.000mA beziehungsweise 5A an andere Geräte abzugeben. Zu dem gibt es noch die Spannung welche in V ausgeschrieben in Volt angegeben wird. Die Spannung des Akkus in der Powerbank entspricht etwa 3,6V, der Akku der meisten Smartphone so auch dem IPhone 7 etwa 3,87V und die Übertragungsspannung bei den herkömmlichen USB Powerbanks meist 5V. Um jedoch zwei Akkus miteinander zu vergleich benötig man die Energie in Wh sprich Watt Stunden. Die Energie ergibt sich aus dem Produkt von Spannung und Kapazität eines Akkus. Der Akku einer Powerbank mit 5Ah, multipliziert mit ihrer Spannung von 3,6V besitzt also 18,0Wh und kann also eine Leistung von 18,0W für eine Stunde lang abgeben, danach ist er theoretisch leer. Lass dich nicht täuschen wenn vom Hersteller für den Akku seiner Powerbank eine Spannung von 5V angegeben wird. Diese Angabe bezieht sich auf die Spannung die nach der Spannungswandlung aus der Powerbank ausgegeben wird, allerdings nicht um die Spannung in dem Akku mit der die Powerbank die Energie speichert. Es gibt drei unterschiedliche Faktoren welche die tatsächliche Kapazität einer Powerbank verringern, diese werden wir dir im folgenden Verlauf des Beitrags erläutern. Als Beispiel verwenden wir hierfür die Powerbank Anker Powercore mit einer Kapazität von 13.000mAh und das neue IPhone 7 mit einer Kapazität von 1.850mAh.

Verlust bei Spannungswandlung

Bei der Übertragung der Energie aus dem Akku der Powerbank in den Akku des Smartphones muss die Spannung zwangsläufig mehrmals gewandelt werden. Zunächst von der Spannung der Powerbank also nominal 3,7 Volt auf eine Übertragungsspannung von 5 Volt und schließlich wieder auf die Akkuspannung entsprechend dem Ladestand des Verbrauchers, in unserem Beispiel das IPhone 7 mit 3,82 Volt. Bei diesen sogenannten Spannungswandlungen geht die meiste Energie verloren und die tatsächlich Kapazität wird somit deutlich verringert. Die Energie wird bei der Spannungswandlung in unerwünschte Wärmeenergie gewandelt und steht dem Verbraucher somit nicht mehr zur Verfügung. Aufgrund von Spannungswandlungen sind Verluste von etwa 25% je nach Qualität der verbauten Spannungswandler in Powerbank und Endverbraucher üblich. Es geht euch also ein Fünftel der Energie beim Ladungsaustausch als Wärme verloren, die ihr zuvor in die Powerbank hineingegeben habt. Bei einer Powerbank mit 10.000mAh sind dies leider 2.500mAh. Hier ergibt sich also schon einmal die erste erhebliche Differenz, doch leider ist dies nicht der einzige Punkt in dem sich die tatsächliche Kapazität verringert.

Unterschiedliche Spannungen

Eine Ursache dafür, dass die tatsächliche Kapazität einer Powerbank meist wesentlich geringer als angegeben ausfällt, ist physikalisch relativ leicht zu erklären. Denn das Problem beruht auf der Tatsache das die Nennspannungen der beiden Akkus, sprich dem Akku der Powerbank und dem Akku des Endverbrauchers unterschiedlich hoch sind. Der Akku einer Powerbank besitzt in der Regel 3,7 Volt, da hier häufig einzellige Lithium Akkus verwendet werden. Die Akkus der meisten Smartphones und sonstigen Verbraucher, so auch das IPhone 7 aus unserem Beispiel besitzen eine Nennspannung von etwa 3,82 Volt. Weit verbreitet ist der Irrglaube das sich die Anzahl der möglichen Ladungen leicht errechnen lässt, indem man die Kapazität der Powerbank durch die Kapazität des Endverbrauchers teilt, doch so einfach wie es scheint ist es leider nicht. Denn die Spannungen beziehungsweise der Spannungsunterschied zwischen den beiden Akkus spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle. Obwohl die Spannungen der beiden Akkus in unserem Beispiel minimal unterschiedlich sind, kann dies dennoch gravierende Verluste bewirken. Eine einfache Umrechnung der Spannung und Kapazität in die maximale Energiemenge in Wh beziehungsweise Watt Stunden die jeder der beiden Akkus aufnehmen kann, genügt um die Anzahl der möglichen Ladungen trotzdem berechnen zu können. Multiplizieren wir also die Kapazität einer 10.000mAh Powerbank mit ihrer Spannung von 3,6V kommen wir auf eine Energie von 36Wh. Vergleichen wir diese Energie mit der des IPhone 7 indem wir die Kapazität von 1.850mAh mit der Spannung von 3,87V des Akkus multiplizieren erhalten wir 7,16Wh, ermöglicht uns dies die Anzahl der möglichen Ladungen die wir mit der Powerbank erzielen können zu bestimmen. Teilen wir also 36Wh durch 7,16Wh kommen wir auf 5,03 Ladzyklen bis die Powerbank wieder aufgeladen werden muss. Hätten wir fälschlicherweise direkt die Kapazitäten verglichen wären wir auf 5,41 Ladzyklen gekommen, da der Energiegehalt der Powerbank aufgrund der niedrigeren Spannung im Vergleich zum Smartphone geringer ausfällt. Je höher also der Spannungsunterschied desto stärker wicht die angegebene Kapazität von der tatsächlichen Kapazität ab. Neben den Verlusten bei der Spannungswandlung gibt es noch einen dritten Aspekt der die tatsächliche Kapazität einer Powerbank ebenfalls verringert.

Schutz vor Tiefentladung

Leider gibt es noch einen dritten Aspekt der von den Herstellern fast nie erwähnt wird, aber die tatsächliche Kapazität der Powerbank ebenfalls erheblich verringert. Viele Akkutypen haben das Problem, dass sie nach einer kompletten beziehungsweise vollständigen Entladung innere Schäden davon tragen können. Um die Gefahr einer vollständigen Entladung zu vermeiden gibt es eine spezielle Ladeelektronik in der Powerbank. Diese überwacht permanent die verbleibende Energie in dem Akku der Powerbank, fällt diese unter das kritische Minimum, stoppt die Ladeelektronik automatisch den laufenden Ladevorgang und das angeschlossene Gerät zum Beispiel das Smartphone wird nicht weiter geladen, um den Akku nicht zu beschädigen. Als groben Richtwert werden etwa 10% Prozent der Akkukapazität nicht aktiv genutzt um die beschriebene Problematik zu umgehen und die Akkuspannung über dem kritischen Minimallevel zu halten. Bei einer Powerbank mit 10.000mAh Stunden werden in diesem Punkt also stolze 1.000mAh nicht aktiv genutzt.

Schlussworte

Die Wahl der richtigen Powerbank ist in der Regel also nicht so einfach wie es auf den ersten Blick zu seien scheint. Auf jeden Fall dann nicht, wenn die Powerbank für eine ganz spezielle Anwendung geeignet sein soll. Wir hoffe dir mit diesem Beitrag geholfen zu haben, damit du in der Zukunft die hohen Kapazitätsversprechungen erkennst und bescheid weißt welche Abzüge du im Durchschnitt bei diesen hinzurechnen musst. Unser Beitrag hat gezeigt auf welche Aspekte vor der Wahl der richtigen Powerbank im Hinblick auf die richtige Kapazität unbedingt geachtet werden muss.

Die Kapazität und Spannung der Powerbank deiner Wahl findest du bei uns in dem jeweiligen Vergleichsbericht, die Kapazität und Spannung deines Smartphones, Tablets oder Laptops lassen sich hingegen leicht im Netz recherchieren. Grundsätzlich raten wir zu eher höherpreissiegen Powerbanks, denn bei günstigen Modellen wird vom Hersteller  als erstes an der Qualität des Akkus gespart. Dies wirkt sich zum Beispiel negativ auf die höhe der Ladeströme, Eignung bei niedrigen Temperaturen und höhe der Lebensdauer aus. Doch wie ist nun das Verhalten der Hersteller in Bezug auf die zu hohen Kapazität Angaben zu bewerten. Für uns bleibt das Verhalten der Hersteller fragwürdig auch wenn natürlich keine direkte Verbrauchertäuschung vorliegt. Zu einem ist es natürlich völlig legitim die genaue Energiemenge des verbauten Akkus anzugeben. Ob es gegenüber den unwissenden Kunden fair ist mit hohen Kapazitäten zu locken ohne über Details aufzuklären, steht auf einem anderen Blatt. Mit diesem Beitrag möchten wir euch mitgeben beim Kauf der nächsten Powerbank nicht direkt auf die Kapazität zu gucken, sondern vielmehr das gesamte Angebot kritisch zu hinterfragen. Denn alleine mit diesem Wert lässt sich nicht eindeutig sagen, wie oft sich euer Smartphone, Tablet oder Laptop mit der Powerbank wieder aufladen lässt, bevor diese selbst wieder geladen werden muss.