Zyklenfestigkeit: Definition und Bedeutung

Die Zyklenfestigkeit ist ein Fachbegriff, der häufig in Zusammenhang mit wiederaufladbaren Speichereinheiten wie Batterien und Akkus verwendet wird, einschließlich der Energiespeicherung für Photovoltaiksysteme. Sie bezieht sich auf die Anzahl der vollständigen Lade- und Entladezyklen, die ein Akku aushalten kann, bevor die Kapazität auf einen vordefinierten Prozentsatz (in der Regel 80%) seines ursprünglichen Werts sinkt. In anderen Worten, die Zyklenfestigkeit gibt an, wie oft ein Akku aufgeladen und entladen werden kann, ohne dass seine Leistungsfähigkeit signifikant beeinträchtigt wird.

Zyklenfestigkeit und Photovoltaik

Im Kontext der Photovoltaik ist die Zyklenfestigkeit von spezieller Bedeutung, da Solarenergiesysteme auf gute Speichermedien angewiesen sind, um die während der Sonnenstunden erzeugte Energie für die Nutzung während der Nacht oder bei schlechtem Wetter zu speichern. Diese Energiespeicher, in der Regel Batterien oder Akkus, müssen eine hohe Zyklenfestigkeit aufweisen, um die regelmäßigen Lade- und Entladevorgänge über einen langen Zeitraum hinweg zu ertragen.

Zum Beispiel, wenn eine Solarbatterie täglich einmal vollständig aufgeladen und entladen wird, so durchläuft sie jährlich etwa 365 Zyklen. Bei einer Zyklenfestigkeit von 5000 Zyklen würde es etwas mehr als 13 Jahre dauern, bevor die Batterie ihre Kapazität auf 80% ihrer ursprünglichen Leistung reduziert.

Brutto- und Nettoladezyklen

• Brutto-Ladezyklen beziehen sich auf die Gesamtanzahl aller Lade- und Entladevorgänge, unabhängig davon, ob der Akku vollständig oder nur teilweise geladen oder entladen wurde. Zum Beispiel wird ein Akku, der zwei Mal zu 50% aufgeladen und entladen wurde, als ein vollständiger Bruttozyklus betrachtet.
• Netto-Ladezyklen, auch als Voll-Ladezyklen bezeichnet, beziehen sich nur auf die Anzahl der Zyklen, in denen der Akku vollständig aufgeladen und entladen wurde.

Zyklenfestigkeit in der Praxis

Die Zyklenfestigkeit ist nicht der einzige Faktor, der die Lebensdauer eines Akkus bestimmt. Andere Faktoren wie die Qualität der verwendeten Materialien und Komponenten, das Batteriemanagement und die Einsatzbedingungen (z.B. Temperatur und Lade-/Entladegeschwindigkeit) können einen erheblichen Einfluss auf die tatsächliche Lebensdauer und Leistung eines Akkus haben.

Ideal ist es, wenn Energiespeicher für Photovoltaikanlagen eine hohe Zyklenfestigkeit mit einer hohen Energiedichte und einem hohen Wirkungsgrad kombinieren können. Je höher die Zyklenfestigkeit ist, desto länger hält der Speicher in der Regel und desto weniger häufig muss er ausgetauscht werden, was letztendlich zu geringeren Betriebs- und Wartungskosten führt.