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Know-how: Akkutechnologie

Beim Fotografieren fordern das Blitzlicht, der LCD-Monitor, das Zoom-Objektiv und das Speichermedium eine leistungsfähige Stromversorgung. Die größte Lebensdauer haben Lithium-Ionen-Akkus und spezielle Fotozellen.

Akkus und Batterien bestehen aus mehreren, in Serie verbundenen galvanischen Zellen. Diese benötigen für die Energieumwandlung zwei elektrochemisch aktive Elektroden unterschiedlicher Zusammensetzung, die über den so genannten Elektrolyten miteinander leitfähig in Verbindung stehen. Schließt man eine Zelle über ihre Pole an einen elektrischen Verbraucher an, so wird die im Inneren gespeicherte chemische Energie in elektrische umgewandelt. Kameras werden meist mit proprietären Lithium-Ionen (Li-Ion) oder handelsüblichen Standardakkus aus Nickel-Metallhydrid (NiMH) betrieben.

NiMH-Zellen verfügen über eine maximale Energiedichte von 300 Wattstunden pro Liter (Wh/l) und verkraften bis 1000 Lade- und Entladezyklen. Ein normaler Ladevorgang dauert dabei bis zu 15 Stunden. Bei Lagerung gehen pro Monat circa 25 Prozent der gespeicherten Energie verloren. Wird der Akku geladen, bevor er komplett entladen wurde, macht sich mit der zeit ein "Memory Effekt" bemerkbar. Der Akku gibt dann über den letzten Ladepunkt hinaus keine Spannung mehr ab und verliert einen Großteil seiner Kapazität.

Lithium-Ionen-Akkus besitzen mit bis zu 400 Wh/l eine deutlich höhere Energiedichte. Dadurch können sehr kompakte Bauformen realisiert werden. Sie lassen sich circa 1200mal nachladen, wobei die Selbstentladung im Monat bei nur acht Prozent liegt. Die Ladezeit beträgt zwischen zwei und drei Stunden. Auch der Memory-Effekt ist für Li-Ionen-Akkus kein Thema. Trotz der vielen Vorteile wird oder kann die Lithium-Ionen Technologie nie Einzug in Standardakkus der Mignon Bauform halten. Der interne chemische Prozess liefert eine Klemmenspannung um 3.6V, Standardakkus der Mignon Bauform allerdings nur 1,5V. Scheinbar gleiche Akkus mit unterschiedlicher Ausgansspannung würden bei unerfahrenen Nutzern schnell zur Zerstörung des eingesetzten Gerätes führen.

Standardakkus (1100 mAh) haben den Vorteil, dass man fast überall Ersatz kaufen kann. Besser geeignet sind jedoch spezielle Fotoakkus, wie sie beispielsweise Varta auf NiMH-Basis anbietet. Wegen ihres geringen Innenwiderstands und der hohen Kapazität von 1600 mAh geben diese insbesondere bei Hochstromanwendungen wie Digitalkameras oder Blitzgeräten länger Energie ab als beispielsweise Alkali-Mangan-Batterien.

 

Umgebungstemperatur und Entladekurve sind entscheidend

Neben der Kapazität ist vor allem das Entladeverhalten von Bedeutung. Alkali-Mangan-Zellen entladen sich beispielsweise nahezu gleichmäßig. Problematisch ist dies im Zusammenhang mit den in Digitalkameras eingebauten Spannungsprüfern. Diese schalten ab, sobald ein bestimmter Spannungswert unterschritten wird, bei dem ein einwandfreier Betrieb nicht mehr gewährleistet ist. Die Restkapazität der Akkus bleibt ungenutzt. Fotoakkus können die Spannung länger auf einem hohen Niveau halten und brechen erst kurz vor der vollständigen Entladung stark ein. Je nach Kameratyp sind dadurch deutlich mehr Aufnahmen möglich.


Bei hochwertigen Photo-Akkus fällt die Spannung erst kurz vor der vollständigen Entladung ab. Digitalkameras quittieren dies mit einer deutlich längeren Betriebsbereitschaft.

Auch die Betriebstemperatur des Akkus hat einen entscheidenden Einfluß auf seine Leistungsfähigkeit. Wer seine Digitalkamera schon einmal beim Skifahren eingesetzt hat, wird sich eventuell über die scheinbar gesunkene Akkuleistung gewundert haben. Zurück im Hotel ist der vorher scheinbar leere Akku wieder einsatzfähig. Die Erklärung ist recht simpel. Um die chemische Energie des Akkus in elektrische umsetzen zu können, benötigt der Akku eine gewisse Reaktiontemperatur. Liegt die Umgebungstemperatur (und damit der Akku) unterhalb dieser nötigen Temperatur, erzeugt der Akku nicht mehr die von ihm erwartete Leistung. Zurück im Hotel wärmt sich der Akku wieder auf und kann die noch in ihm gespeicherte Energie abgeben. Beim Skifahren oder anderen kalten Aktivitäten sollte man den Akku deshalb immer nah am Körper tragen, um ihn auf der entsprechenden Temperatur zu halten.

 

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