Wie lange Server mit 2 x 12V 12Ah Akku betreiben? [Archiv]

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Geldmann3

2011-11-03, 15:52:21

Khaane

2011-11-03, 15:56:36

Wir beschäftigen uns auf der Berufsschule gerade mit Akkumulatoren und deren Laufzeit. Bin allerdings nicht gerade der Super-Elektro-Profi und aus der Schule ist mir auch nicht mehr viel darüber bekannt. Nächste Woche schreiben wir allerdings eine Arbeit darüber - Daher bitte ich um etwas Hilfe.

Wir bekamen beispielsweise folgende Aufgabe zum rechnen...

Für die Gewährleistung der USV in einem Server sollen 2x 12V /12Ah Akkus zum Einsatz kommen.
Server mit
P=400W
u=230V
t=?
Zeit, die der Server mit Strom versorgt werden kann soll wohl ermittelt werden.

Ich habe folgende Formel:
W=u*I*t
umgestellt
t=W/u*I
Zahlen eingesetzt.
t=400/230*12
t=20,86956
Habe ich das einigermaßen richtig gerechnet, oder liege ich völlig falsch?
20 Was? Stunden? Ist doch viel zu lange?

Ich wette ich liege völlig falsch... Wie rechnet man so-was bitte nochmal?

2x12x12Ah = Energieleistung = 288Watt/Stunde
288/400x60Minuten= 43,2 Minuten

Ansatz:

1.) Maximale Akkulaufzeit für 1 Stunde errechnen = 12Volt x 2Akkus x 12Ah = 288 Watt
2.) Die Voltanzahl beim Server und bei den Akkus spielen absolut keine Rolle, da Watt sich aus Volt und AH zusammensetzt.
3.) D.h. du brauchst nur die vorhandene Leistung von 288 Watt durch die benötigte Leistung 400 Watt zu teilen und hast einen
Wert in Stunden, diesen multiplizierst du mit 60 bzw. 3600 damit du auf Minuten bzw. Sekunden kommst. ;)

Mosher

2011-11-03, 15:57:05

du hast 24•12 VAh = 288•3600 wattsekunden. dieser wert / 400Watt ergibt die Laufzeit in sekunden

Geldmann3

2011-11-03, 16:07:23

2x12x12Ah = Energieleistung = 288Watt/Stunde
Spannung * Stromstärke = Leistung. Oder u*I=W ?
Edit:
1.) Maximale Akkulaufzeit für 1 Stunde errechnen = 12Volt x 2Akkus x 12Ah = 288 Watt
2.) Die Voltanzahl beim Server und bei den Akkus spielen absolut keine Rolle, da Watt sich aus Volt und AH zusammensetzt.
3.) D.h. du brauchst nur die vorhandene Leistung von 288 Watt durch die benötigte Leistung 400 Watt zu teilen und hast einen
Wert in Stunden, diesen multiplizierst du mit 60 bzw. 3600 damit du auf Minuten bzw. Sekunden kommst.
Aha

Khaane

2011-11-03, 16:10:34

Spannung * Stromstärke = Leistung. Oder u*I=W ?
Edit:

Aha

Ich kann den Kram zwar rechnen, aber bin aus den Kürzeln raus.

Watt = Volt x Ampere

und dann kannst du den Kram auch umstellen,
Volt = Watt /Ampere
Ampere= Watt / Volt

Der wichtigste Wert ist bei deinem Rechenbeispiel die Ah, das gibt dir eben an, wieviel Stunden die Akkuleistung bei 1 Ampere und 12 Volt beträgt.

Volt kannst du dir wie die Geschwindigkeit der Elektronen vorstellen, desto schneller, desto stärker tut der Aufprall an der Haut weh. ;)
Ampere kannst du dir wie die breite der Straße vorstellen, desto breiter die Straße, desto mehr Elektronen sind auf der Straße gleichzeitig unterwegs und können gleichzeitig auf deiner Haut aufprallen - Desto mehr Ampere desto mehr Aua. :D

Geldmann3

2011-11-03, 16:14:05

Ok, danke für die Tipps. Ich versuche jetzt mal ein paar Aufgaben alleine und melde mich später eventuell noch einmal. Jetzt habe ich ja immerhin ordentliche Ansätze.

Geldmann3

2011-11-03, 16:33:06

Gut beschrieben, Watt ist dann sozusagen der Gesamtdurchsatz der Elektronen.

Bei der ebigen Aufgabe also:
2 x 12V * 12A/h = 288W/h
288W/h / 400W = 0,72h
0,72 * 60 = 43,2(m) (43m18s)
t=43m18s

gut, zur Übung mal eine weitere Aufgabe (Aus dem selben Heft)
2x12V/12Ah->u=230V P=240W t?

2 x 12V * 12A/h = 288W/h
288W/h / 240W = 1,2h = 1h12m
t=1h12m

Dazu steht allerdings noch geschrieben: Wirkungsgrad des Wechselrichters Umwandlung von 12V*2=24V
Gleichspannung in 230V Wechselspannung soll 100% betragen.
Hat das überhaupt etwas zu bedeuten? Oder heißt das nur, wir müssen bei der Umwandlung nichts weiteres beachten.

Spasstiger

2011-11-03, 17:57:58

Pass mit den Einheiten auf, aus Ah kannst du nicht einfach A/h machen. Genauso heißt es Wh und nicht W/h.
Wattstunden ist eine Energieeinheit, Watt alleine ist eine Einheit für Energie pro Zeit. Man multipliziert Watt mit Stunden und erhält W*h bzw. Wh als Einheit für Energie. W/h ist keine sinnvolle Einheit, denn was ist schon Energie durch Zeit durch Zeit?

Geldmann3

2011-11-03, 18:19:08

Ok, Watt ist
Joule/Sekunde oder?

Dann müsste es richtig heißen:
2 x 12V * 12A*h = 288W*h
288W*h / 240W = 1,2h = 1h12m
t=1h12m

Ist dann 100Wh eine Stunde lang 100Joule pro Sekunde ?

Spasstiger

2011-11-03, 18:49:27

Genau, 100 Wattstunden sind eine Stunde lang 100 Joule pro Sekunde. Also 3600 Sekunden lang 100 Joule pro Sekunde, was man zu 3600*100 Joule auflösen kann.
100 Wattstunden sind 360.000 Joule.
Und eine Kilowattstunde sind 3,6 Mio. Joule oder 3600 Kilojoule. Damit sind wir bei den üblicheren Einheiten für Energie im Alltag. Kilojoule kennt man vom Brennwert von Lebensmitteln, Kilowattstunden von der Stromrechnung.

Deine zwei Akkus haben ungefähr die gleiche Energie gespeichert wie ein Mensch aus zwei Tafeln Schokolade zu je 100 g umsetzen könnte. Nur dass deine Akkus ungefähr 6 typischen Notebookakkus entsprechen, da bist du dann ungefähr bei 1-l-Tetrapackgröße.

Geldmann3

2011-11-03, 22:47:18

Deine zwei Akkus haben ungefähr die gleiche Energie gespeichert wie ein Mensch aus zwei Tafeln Schokolade zu je 100 g umsetzen könnte. Nur dass deine Akkus ungefähr 6 typischen Notebookakkus entsprechen, da bist du dann ungefähr bei 1-l-Tetrapackgröße.
Und damit kann man einen Server so lange betreiben? Damit könnte ich ja auch meinen Rechner über einige Zeit betreiben. Nur 2 Tafeln Schokolade?
Was für eine schlechte Energie-ausbeute haben unsere Akkus denn?
100 Wattstunden sind 360.000 Joule.
Pro Stunde oder?
Kann man Zeit mit Arbeit in einen Topf werfen?
Dann würde man sagen, 2 Sekunden lang 1 Joule sind 2 Joule.
Also werden in 2 Wattsekunden 2 Joule Arbeit geleistet.
Würden jedoch 2 Sekunden lang 2 Joule Arbeit geleistet werden, wären es 4 Wattsekunden?
HÄ?? Können "2 Sekunden in diesem Fall zu 4 Watt-Sekunden werden?"

Plutos

2011-11-03, 23:21:49

Pro Stunde oder?
Kann man Zeit mit Arbeit in einen Topf werfen?
Dann würde man sagen, 2 Sekunden lang 1 Joule sind 2 Joule.
Also werden in 2 Wattsekunden 2 Joule Arbeit geleistet.

Leistung = Arbeit/Zeit oder anders gesagt Arbeit=Leistung*Zeit
daher 1 Wattsekunde = 1 Joule

Watt (Leistung) * Sekunde (Zeit) = Joule (Arbeit)

2 Joule Arbeit werden in 2 Sekunden verrichtet, wenn eine Leistung von 1 Watt anliegt. Oder anders gesagt, eine Leistung von 2W verrichtet innerhalb 1s eine Arbeit von 2J. Du kannst nicht einfach fröhlich Einheiten für Zeit, Arbeit und Leistung durcheinanderwürfeln :rolleyes:

Würden jedoch 2 Sekunden lang 2 Joule Arbeit geleistet werden, wären es 4 Wattsekunden?
HÄ?? Können "2 Sekunden in diesem Fall zu 4 Watt-Sekunden werden?"

Jein...würden 2 Sekunden lang 2 Watt Leistung geleistet, entspräche das einer Arbeit von 2s*2W=4Ws=4J.
Sekunden können natürlich nie einfach so Wattsekunden werden, aber irgendwie hat sich bei Netzteil-Kaufberatung und ähnlichen Themen der Ausdruck "Leistung pro Zeit" a.k.a. kW/h fälschlicherweise unter den simplen Geistern etabliert :frown:.

Geldmann3

2011-11-03, 23:50:31

Also, wenn 1 Watt in 2 Sekunden 2 Joule Arbeit verrichtet. Habe ich dann 2 Wattsekunden?
Wenn ich das in Wattsekunden ausdrücken kann, warum dann nicht auch -2 Sekunden lang 2 Watt-?
Oder sollte man dann schreiben, dass es 2x2Ws sind?

Hmm verwirrend, in Watt steckt doch schon Zeit.

Für die Gewährleistung der USV in einem Server sollen 2x 12V /12Ah Akkus zum Einsatz kommen.
Server mit
P=400W
u=230V
t=?
Zeit, die der Server mit Strom versorgt werden kann soll wohl ermittelt werden.
Dann macht es in unserer Aufgabe also gar keinen Sinn, dass wir die Angabe u haben, oder doch?

Und was bedeutet denn jetzt?
Wirkungsgrad des Wechselrichters Umwandlung von 12V*2=24V
Gleichspannung in 230V Wechselspannung soll 100% betragen.
Nichts? Einfach, dass es perfekt funktioniert?

Plutos

2011-11-04, 00:57:00

Hmm verwirrend, in Watt steckt doch schon Zeit.

Das ist nicht verwirrend, du verstehst nur noch nicht das Konzept von Arbeit (=Arbeit = Joule = Ws = 1/3600 kWh usw.) und Leistung = Arbeit pro Zeit = Arbeit/Zeit = Joule/Sekunde = Ws/s = W(att) = 1/1000 kW usw.

Dann macht es in unserer Aufgabe also gar keinen Sinn, dass wir die Angabe u haben, oder doch?

Es ist zumindest zum Lösen der Aufgabe nicht erforderlich...Sinn macht es bei der nächsten Fragen.

Und was bedeutet denn jetzt?

Nichts? Einfach, dass es perfekt funktioniert?

Mathematisch gesehen sind 24V*12Ah=288VAh=288Wh (Volt*Ampère=Watt) = 0,288kWh. Immer. Rein praktisch müssen die 24V aber in 230V umgewandelt werden, um den Server zu betreiben, und das geht nicht verlustlos. 288VAh aus 2 12V-Batterien ergeben also i.A. auf 230V transformiert weniger als die rechnerischen 288VAh, nämlich 2*12V*12Ah*eta [VAh], mit eta=Wirkungsgrad, in deinem Beispiel=1, in der Realität < 1.

Geldmann3

2011-11-04, 01:09:54

Mathematisch gesehen sind 24V*12Ah=288VAh=288Wh (Volt*Ampère=Watt) = 0,288kWh. Immer. Rein praktisch müssen die 24V aber in 230V umgewandelt werden, um den Server zu betreiben, und das geht nicht verlustlos. 288VAh aus 2 12V-Batterien ergeben also i.A. auf 230V transformiert weniger als die rechnerischen 288VAh, nämlich 2*12V*12Ah*eta [VAh], mit eta=Wirkungsgrad, in deinem Beispiel=1, in der Realität < 1. Das verstehe ich vom Konzept her vollkommen, hatte ich mir schon gedacht. Doch
=Arbeit = Joule = Ws
Ws sind doch Watt pro Stunde und damit Leistung pro Stunde statt Arbeit oder?

BeetleatWar1977

2011-11-04, 08:36:06

Das verstehe ich vom Konzept her vollkommen, hatte ich mir schon gedacht. Doch

Ws sind doch Watt pro Stunde und damit Leistung pro Stunde statt Arbeit oder?
Ws= Watt pro Sekunde

Mosher

2011-11-04, 08:45:09

Ws= Watt pro Sekunde
HILFE!

Nein, Ws ist Watt MAL Sekunde!! Bläut ihm doch nicht so einen Mist ein.

Geldmann, in Watt steckt die Zeit. Arbeit PRO Stunde.
Ist geneuso wie Geschwindigkeit: Meter PRO Sekunde.

Willst du wissen, wie weit jmd. gefahren ist?
Geschwindigkeit MAL Zeit.

Willst du wissen, wie viel Arbeit jemand geleistet hat?
Leistung MAL Zeit.

Die Zeit steckt also sowohl in der Leistung, als auch in der Energie.