Leitfaden zur Stromversorgung Ihres Teleskops: Celestron PowerTank und PowerTank Lithium Serie

Leitfaden zur Stromversorgung Ihres Teleskops: Celestron PowerTank und PowerTank Lithium Serie

Besitzer von computergesteuerten Teleskopen haben heute eine Vielzahl von Möglichkeiten, um ihr Teleskop auch an entlegenen Beobachtungsplätzen mit Strom zu versorgen. Lance Lucero ist unser Produktmanager für Astronomie und für die Entwicklung unserer PowerTank Lithium- und PowerTank Lithium Pro-Batterien verantwortlich. In diesem Interview gibt er einen Überblick über die verschiedenen Optionen.

Welche Möglichkeiten habe ich, um ein Celestron-Teleskop zu betreiben?

Natürlich können Sie Ihr Teleskop mit einem 12V-Netzteil betreiben. Bei einigen Teleskopen gehört es bereits zum Lieferumfang, bei anderen können Sie ein separates Netzteil anschließen. Dass ist die komfortabelste und preiswerteste Stromversorgung für fest installierte Teleskope, oder wenn an Ihrem Beobachtungsort eine Steckdose vorhanden ist. Achten Sie jedoch bei der Aufstellung Ihres Teleskops darauf, dass Sie im Dunkeln nicht versehentlich über das Kabel stolpern können.

[Hinweis: Viele günstige Netzteile liefern bei kalten Temperaturen zu wenig Spannung. Wir empfehlen daher die Baader Outdoor Telescope Netzteile, die auch für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen ausgelegt sind.]

Viele unserer Teleskope laufen mit normalen Batterien, entweder in einer separaten Batterietasche oder in einem eingebauten Batteriefach. Das funktioniert, aber wenn Sie regelmäßig beobachten, müssen Sie auch regelmäßig neue Batterien kaufen. Leider liefern wiederaufladbare AA-Batterien nicht genügend Spannung, um ein Teleskop zuverlässig zu betreiben (1,2 Volt statt 1,5 Volt). Hier kommen spezielle Akkupacks für die Astronomie ins Spiel. Celestron hat fünf tragbare Modelle mit unterschiedlichen Kapazitäten und Preisen hergestellt: Die alten PowerTank und PowerTank 17 sowie die modernen Celestron PowerTank LiFePO4 12V DC/ USB 5V/ 84,4Wh (#821041, € 174,49) , PowerTank Pro LiFePo4 12V DC / USB 5V / 158.74 Wh (#821042, € 291,46) und seit 2020 der PowerTank Lithium LT 12V DC/ USB 5V/ 73,3Wh (#821038, € 125,74) .

Celestron PowerTank

Bleigel-Akkus (SLA - Sealed Lead Acid)

PowerTank und PowerTank 17, BleiakkusDie meisten Menschen kennen Blei-Gel-Akkus aus ihrem Alltag, da diese Batterietechnologie auch für Autobatterien verwendet wird. Dort funktioniert diese Technik auch gut, da der Akku während der Fahrt ständig aufgeladen wird. Er leidet jedoch, wenn er über einen längeren Zeitraum nicht benutzt wird. (Deshalb müssen Sie Ihre Autobatterie laden, nachdem Sie ein paar Wochen lang nicht gefahren sind.) Wenn Sie einen Bleiakku für die Astronomie verwenden, müssen Sie ihn mit einiger Regelmäßigkeit auf- und entladen. Etwa einmal im Monat sollte er einen vollständigen Entlade-/Ladezyklus durchlaufen, damit er seine Leistung behält. Blei-Gel-Akkus sind nicht mehr der Stand der Technik, aber sie sind immer noch beliebt und funktionieren zuverlässig, wenn sie gut gepflegt werden.

Allerdings halten Blei-Gel-Akkus wie Autobatterien nicht ewig. Sie können die Lebensdauer bei sachgemäßer Pflege verlängern, aber nach etwa zwei Jahren müssen Sie ihn wahrscheinlich ersetzen.

Blei-Gel-Akkus sind somit keine perfekte Lösung (und auch nicht die umweltfreundlichste), aber sie werden seit Jahrzehnten benutzt. Falls Sie bereit sind, Zeit in die Akkupflege zu investieren, sind sie kostengünstige Stromspeicher. Der originale PowerTank war so ein Akku mit geringerer Kapazität, der sich am besten für Teleskope wie das NexStar SLT und darunter eignete. Der stärkere PowerTank 17 war für größere Teleskope und längere Beobachtungsnächte ausgelegt.

Lithium-Batterien

Es gibt verschiedene Arten von Lithium-Batterien, die sich deutlich voneinander unterscheiden. Hier ist ein Überblick über die gängigsten Varianten:

Die Wahl der Konkurrenz: Lithium-Kobalt-Oxid (LOC)

Dies ist der gebräuchlichste Typ von Lithiumbatterien und den meisten Menschen aus Laptops und Mobiltelefonen bekannt. Diese Akkus werden allgemein als "Lithium-Ionen"-Batterien bezeichnet. Sie sind etwas teurer als die traditionellen Bleigel-Akkus, bieten jedoch eine hohe Kapazität und können schnell geladen und entladen werden. Sie benötigen nicht so viel Wartung wie Bleigel-Akkus.

LOC-Akkus haben zwar eine längere Lebensdauer von 500-1000 Ladezyklen und können ohne dauerhafte Schäden tiefentladen werden, aber ihre thermische Instabilität ist ein großes Problem. Das Laden oder Entladen mit hohem Strom kann zu einer Erwärmung des Akkus führen. Wenn die Temperatur 150°C übersteigt, kann er dabei in Flammen aufgehen. Die meisten auf dem Markt verkauften LOC-basierten Akku-Packs haben Kühlventilatoren, um eine Überhitzung zu verhindern. Natürlich wird derselbe Akku, der sich überhitzt, jetzt auch für den Betrieb der Kühlventilatoren verwendet, wodurch mehr Ihrer kostbaren Ladung verbraucht wird. Wenn Sie das Gehäuse des Akkus beschädigen und die Zellen der Luft aussetzen, können sie sich ebenfalls entzünden.

Aufgrund der natürlichen Spannung der einzelnen Zellen können diese Akkus keine 12 Volt liefern. Sie beginnen sich bei 11,5 Volt zu entladen und nehmen dann langsam ab. Ein Celestron-Teleskop benötigt 12 Volt für den Normalbetrieb. Bei unter 11,5 Volt können die Motoren anfangen, schwerfällig zu klingen, und schnelle Schwenks laufen langsamer ab. Unter 11,0 Volt kann es zu Störungen in der Elektronik kommen. Während LOC-Akkus eine hohe Kapazität zu niedrigen Kosten bieten, ist die Zeit, die Sie Ihr Teleskop benutzen können, bevor die Spannung zu niedrig ist, extrem kurz - normalerweise ein bis zwei Stunden.

Ob es nun die Transportsicherheitsbehörde TSA ist, die bestimmte Smartphones an Bord von Flugzeugen verbietet, oder das große "Hoverboard"-Fiasko von 2015 – es scheint, dass unsichere Lithium-Batterien immer wieder in den Nachrichten sind. Nachdem wir uns für die Entwicklung eines eigenen Lithium-Akkus entschieden hatten, war die Sicherheit natürlich eines unserer Hauptanliegen. Celestron verwendet die LOC-Technologie in keinem 12V-Akkupack.

Celestrons PowerTank Lithium und PowerTank Lithium ProPowerTank Lithium und PowertTank Lithium Pro: Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus (LFP/LiFePO4)

LFP-Akkus werden auch LiFePO4-Akkus genannt und kommen häufig in medizinischen Geräten und Elektrowerkzeugen zum Einsatz. Sie können vollständig entleert und bis zum vollen Potenzial wieder aufgeladen werden, außerdem können sie ihre Ladung jahrelang mit minimalem Leistungsverlust halten. Sie bieten eine unglaubliche Lebensdauer von 2000-3000 Ladezyklen, und die Batterie hat eine native Spannung von 12,8 Volt. Diese Technologie bietet Ihrem Teleskop volle 12 Volt Leistung über 95% der Batteriekapazität. Obwohl LiFePO4 höhere Strombelastungen bewältigt (3 Ampere für den PowerTank Lithium und 10 Ampere für den PowerTank Lithium Pro) und schneller lädt als die anderen Lithiumbatterien, haben diese Akkus mit 270°C die sicherste thermische Auslauftemperatur von allen.

Celestron verwendet diese Technologie in unseren erstklassigen Celestron PowerTank LiFePO4 12V DC/ USB 5V/ 84,4Wh (#821041, € 174,49) und dem hochkapazitiven PowerTank Pro LiFePo4 12V DC / USB 5V / 158.74 Wh (#821042, € 291,46) .

Der einzige Nachteil unserer PowerTank Lithium und PowerTank Lithium Pro ist der höhere Kaufpreis. Aber es lohnt sich: Bei 2000 Ladezyklen pro Batterie ist LiFePO4 im Lauf der Jahre günstiger als ein Lithium-Kobalt-Akku mit nur 500 Zyklen oder gar ein Blei-Gel-Akku mit noch weniger Zyklen. Außerdem benötigt ein LiFePO4-Akku keine regelmäßige Wartung, sobald er vollständig aufgeladen ist. Dadurch ist er auch nach langer Zeit einsatzbereit, sei es für Ihr Teleskop oder als Notstromversorgung bei einem Stromausfall.

Celestron PowerTank LTPowerTank LT: Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Dioxid (NMC)

NMC-Batterien sind häufig in Elektrowerkzeugen und E-Bikes zu finden. Sie bieten erhebliche Vorteile gegenüber den oben beschriebenen Bleigel- und LOC-Batterien. Sie können vollständig entladen und bis zum vollen Potenzial wieder aufgeladen werden, ohne den gleichen Schaden zu erleiden, den eine Bleigel-Batterie erleiden würde. Obwohl sie etwas teurer als Bleigel- oder LOC-Akkus sind, bieten NMC-Batterien die doppelte Lebensdauer (1000-2000 Ladezyklen). Der wichtigste Vorteil ist jedoch die Betriebssicherheit. Die Chemie der NMC-Akkus bietet eine viel höhere thermische Auslauftemperatur (210°C) und ist damit wesentlich sicherer als LOC-Akkus.

Celestron verwendet die NMC-Akku-Technologie im PowerTank Lithium LT 12V DC/ USB 5V/ 73,3Wh (#821038, € 125,74) . Um die niedrigere Ausgangsspannung von 11,4 Volt dieser Akkuzellen zu kompensieren, haben wir einen 12-Volt-Aufwärtsspannungsregler hinzugefügt. Dadurch kann der PowerTank Lithium LT eine konstante Spannung von 12 Volt liefern, bis die Batterie fast vollständig entladen ist.

Vergleicht man den Celestron PowerTank LT mit dem ursprünglichen, bleigel-basierten PowerTank, so zahlen Sie für den PowerTank LT etwas mehr, aber Sie haben die 3- bis 4-fache Lebensdauer, weniger Wartung, bessere Leistung und eine ähnliche Kapazität, und das alles in einem Paket, das weniger als halb so schwer und ein Drittel so groß ist.

Leistungsreserven, wenn es darauf ankommt!

  • Der Celestron PowerTank LiFePO4 12V DC/ USB 5V/ 84,4Wh (#821041, € 174,49) wurde speziell für die Bedürfnisse von Amateurastronomen ausgelegt. Er liefert über den Anschluss für Teleskope bis zu 3A – ausreichend auch für leistungsstarke Montierungen mit erhöhtem Strombedarf. Das zwei Meter lange Kabel passt zu allen computergesteuerten Celestron-Montierungen sowie allen anderen Montierungen mit 12V Stromanschluss, Steckerdurchmesser 2,1 x 5,5 mm, Tip positiv (plus innen), die nicht mehr als 3A benötigen - unter anderem den EQ-5 und EQ-5 AZ.
  • Der kleine PowerTank funktioniert jedoch nicht bei Montierungen, die in Spannungsspitzen mehr als 3A benötigen, wie z.B. den Sky-Watcher EQ-6 AZ und EQ-6 R. Wenn die Montierung mehr als 3A zieht, schaltet die Ladeelektronik des PowerTanks ab, um Schäden zu vermeiden. Für Montierungen mit erhöhtem Spannungsbedarf lassen sich mit dem  Dual-Mode-Kabelset für Celestron Power Tank LiFePO4 (#2457635, € 82,86) auch zwei Powertanks kombinieren, um 24V zu liefern – zum Beispiel für professionelle Montierungen wie die 10Micron GM 1000. Das Kabel ist eine Sonderanfertigung und derzeit nur direkt über Baader Planetarium erhältlich.
  • Für größere Montierungen gibt es den PowerTank Pro LiFePo4 12V DC / USB 5V / 158.74 Wh (#821042, € 291,46) . Er ist für den wahren Power-User! Er bietet die doppelte Batteriekapazität des Originals und ist somit ideal für anspruchsvollere Anwendungen. Der PowerTank versorgt Ihr Teleskop bis zu 17 Stunden lang mit Energie und funktioniert bei Montierungen, die in Spannungsspitzen mehr als 5A benötigen.

PowerTank Litihium Pro, PowerTank Litihium, PowerTank LT im Vergleich

PowerTank LT PowerTank Litihium Pro PowerTank Litihium
Celestron PowerTank LiFePO4 12V DC/ USB 5V/ 84,4Wh
Batteriekapazität 73.3 Wh 158.74 WH 86.4 WH
Gewicht 63 g (1.4 lbs) 2 kg (4.5 lbs) 1 kg (2.25 lbs)
Ladeports  2 5 3
Teleskop Power Port 12VDC @3000mA, Pluspol innen 12VDC @5000mA, Pluspol innen 12VDC@3000mA, Pluspol innen
12V CAR Batterie Port Adapter N/A 12VDC @10A, Pluspol innen N/A

Welchen Zusammenhang giben es zwischen Batterietechnik und Teleskop-Leistung?

Zum Vergleich hat Celestron den Celestron PowerTank Lithium LT (NMC), den Celestron PowerTank Lithium (LFP) und die LOC-Akkus zweier Wettbewerber getestet. Die nachstehende Grafik zeigt die Spannung als Funktion der Zeit bei einer Dauerlast von 750 mA. Beachten Sie, wie die Celestron-Batterien die Spannung über den gesamten Gebrauch der Batterien auf 12 Volt halten. Die Spannung der LOC-Batterien fällt im Einsatz bereits nach wenigen Stunden unter die 11-Volt-Linie ab

Ein älterer Test von Celestron PowerTank Lithium, Celestron PowerTank Lithium Pro und zwei anderen Akkus von Fremdherstellern zeigt den unterschiedlichen Spannungsverlauf ebenfalls sehr schön:

Seit den ersten computergestützten Teleskope basteln Amateurastronomen eigene Lösungen zur Stromversorgung. In den 1980er Jahren bauten die ersten Tüftler altmodische Autobatterien um, um ihre Teleskope zu betreiben, und der Rest ist Geschichte. Auch viele andere Stromquellen auf dem Markt wurden nicht für die Astronomie entwickelt. Die kleinen 155 Wattstunden Lithium-Batterien, die online aufgetaucht sind, sind eigentlich wiederverwendbare Netzteile für tragbare CPAP-Atemschutzgeräte.
CPAP-Maschinen unterscheiden sich im Strombedarf deutlich von Teleskopmontierungen. Teleskope sind anspruchsvoller und müssen ständig mit oder nahe 12V betrieben werden, um optimal zu funktionieren. An einem Teleskop liefern diese Batterien nie volle 12V und verlieren schnell an Strom, sodass sie in weniger als zwei Stunden auf 11V heruntergefahren werden.

Dann gibt es noch die unterschiedlichen Formfaktoren. Um ein Teleskop mit einer CPAP-Batterie zu betreiben, müssen Sie wahrscheinlich ein kleines Adapterkabel verwenden, das den 12-Volt-Ausgang an einen Zigarettenanzünderstecker anpasst, und dann wiederum einen Zigarettenanzünder-Adapter an diesen Adapter anschließen. Das Anschlusskabel vieler Teleskope ist weniger als einen Meter lang, sodass es den Stromeingang der meisten parallaktischen Montierungen nicht erreicht, wenn die Stromquelle auf dem Boden liegt.

Unser Team von Celestron hat den Celestron PowerTank LiFePO4 12V DC/ USB 5V/ 84,4Wh (#821041, € 174,49) und den PowerTank Pro LiFePo4 12V DC / USB 5V / 158.74 Wh (#821042, € 291,46) speziell für die Astronomie entwickelt. Der hochwertige Akku hält eine konstante Spannung bis zu den letzten 30 Minuten seiner Ladung, und der Formfaktor ist perfekt für Teleskope, einschließlich Klettbändern zur Befestigung an Stativbeinen. Wenn Sie den Akku an ein Stativbein schnallen, können die Kabel kurz bleiben und stören nicht, wodurch Stolperfallen und "Kabelsalat" vermieden werden.

Warum enthält PowerTank Lithium Pro keine AC-Steckdose?

Wir haben tatsächlich darüber nachgedacht, eine normale Steckdose in den PowerTank Lithium Pro einzubauen, da andere Akkupacks auf dem Markt diese Funktion ebenfalls bieten. Nach dem Testen dieser Geräte haben wir jedoch festgestellt, dass es keinen Sinn macht, wenn ein Akku dieser Größe einen Wechselstromkreis hat.

Spannungswandler sind bekanntermaßen ineffizient. Darüber hinaus benötigen diese 155 Wh-Akkus einen internen Lüfter, um die Batterien kühl zu halten, wenn sie den Wechselstrom-Anschluss bedienen. Die Stromversorgung des Lüfters frisst Strom, der dann Ihrem Gerät fehlt. All diese Faktoren zusammengenommen machen die Steckdose viel weniger nützlich, als man glauben möchte.

Um dies zu demonstrieren, haben wir den 155 Wh-Akku eines Mitbewerbers über den Wechselstromanschluss an eine einzelne 60-Watt-Glühbirne angeschlossen. Er war nach zwei Stunden leer.

Natürlich ist eine Glühbirne das Letzte, was Sie bei der Beobachtung oder Astrofotografie mit Strom versorgen wollen. Also haben wir es mit einem Laptop getestet. Die technischen Daten des Akkus gaben eine maximale Leistung von 100 Watt an. Die meisten Laptop-Ladegeräte benötigen zwischen 70 und 125 Watt. Aber die gleichzeitige Ausführung von Autoguiding-Software und Bilderfassungssoftware erfordert mehr Leistung. Kein Wunder, dass der Laptop mehr als 100 Watt benötigte und sich der Akku nach zwei Minuten abschaltete, um Schäden zu vermeiden.

Anstatt dem PowerTank Lithium Pro also eine im Wesentlichen nutzlose Steckdose hinzuzufügen, haben wir uns für einen integrierten "Zigarettenanzünder"-Anschluss entschieden, der mit vielen Teleskopen und astronomischem Zubehör kompatibel ist.

 

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