Akku oder Kabel?

Akkumulatoren (kurz: Akkus) sind wiederaufladbare Speicher für elektrische Energie. Sie bestehen aus mehreren in Reihe geschalteten einzelnen Zellen und bestimmen im Wesentlichen die Leistungsfähigkeit von Akkuwerkzeugen. Zu den wichtigsten Parametern zählt die in Volt gemessene Spannung des Akkus, die – je nachdem wie viele Akkuzellen hintereinander geschaltet werden – zwischen 2,4 (2 Zellen) und 54 Volt (45 Zellen) liegt. Ein weiteres wichtiges Leistungskriterium ist die Kapazität – quasi das Speichervermögen des Akkus. Sie wird in Amperestunden angegeben und definiert, wie viel Strom, gemessen in Ampere, der Akku pro Stunde liefern kann. Aktuell sind das zwei bis zwölf Amperestunden und mehr. Wie groß die im Akku gespeicherte Energiemenge ist, gibt schließlich die dritte wichtige Kenngröße an: Multipliziert man die Akku-Spannung und ‑Kapazität miteinander, erhält man die Einheit Wattstunde. Sie definiert die elektrische Energie, die ein Akku pro Stunde liefert. Mit Hilfe dieser Kenngröße lassen sich Akkus unterschiedlicher Spannung und Kapazität vergleichen. So hat beispielsweise ein 18-Volt-Akku mit 0,8 Amperestunden den gleichen Energiegehalt wie ein 7,2-Volt-Akku mit zwei Amperestunden, nämlich 14,4 Wattstunden. Neben dem Zusammenspiel von Motor, Getriebe und Elektronik ist sie ein entscheidendes Kriterium für die Leistung eines Akku-Werkzeugs. Je nachdem, aus welchen Materialien die Akku-Elektroden bestehen, unterscheidet man zwischen Nickel-Cadmium- , Nickel-Metallhydrid- und den Lithium-Ionen-Akkus. Durchgesetzt hat sich die Lithium-Ionen-Technologie, denn Li-Ion-Akkus verfügen über eine hohe Energiedichte, praktisch keinen Memory-Effekt und nur eine sehr geringe Selbstentladung. In der Praxis bedeutet das: leichtere, kompaktere Geräte bei hoher Voltzahl mit wenigeren, durch einen Akkuwechsel bedingten Zwangspausen, eine problemlosere Handhabung sowie eine längere Lebensdauer.

Die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Akkus hängt auch davon ab, wie man sie behandelt. Aufgeladen werden sollten Li-Ion-Akkus-Akkus nur mit den dazugehörigen Ladegeräten. Elektronisch gesteuerte Schnellladegeräte, die kontinuierlich den Ladezustand, die Akkuspannung und die Temperaturentwicklung überwachen und den Ladestrom entsprechend steuern, laden schonend und schnell (ca. 30 Minuten). Eine Abschaltautomatik verhindert eine Überladung und wechselt nach dem Ladevorgang in einen "Erhaltungsmodus“, um den Akku-Ladestand konstant bei 100 Prozent zu halten. Außerdem wird sichergestellt, dass sich der Akku nicht über das Ladegerät entladen kann. Während des Betriebs muss man darauf achten, dass es zu keiner Tiefentladung kommt, was aktuelle, hochwertige Akkuwerkzeuge mit einer Schutzschaltung verhindern. Werden Akku-Geräte über längere Zeit nicht benutzt, geht die darin gespeicherte Energie aufgrund elektrochemischer Vorgänge allmählich verloren. Wie schnell, hängt vom Akkutyp und von der Umgebungstemperatur ab. Bei Li-Ion-Akkus liegt die Selbstentladung pro Monat bei etwa zwei Prozent. Li-Ion-Akkus können jederzeit geladen werden, auch wenn sie noch nicht leer sind. Man kann sie auch aus dem Ladegerät nehmen und nutzen, bevor sie voll geladen sind. Allerdings wird dabei der Akku öfter ge- und entladen, was insgesamt die Anzahl möglicher Ladezyklen reduziert. Auch auf die Betriebstemperatur sollte man achten: Li-Ion-Akkus arbeiten nur in einem Temperaturbereich zwischen etwa Minus 15 und Plus 50 Grad Celisus einwandfrei. Ist der Akku kälter, weil er etwa während einer Frostnacht im Fahrzeug lag, sollte er vorgewärmt werden – insbesondere, wenn er geladen werden muss. Bei hoher Belastung wird der Akku schnell heiß. Kommen hohe Umgebungstemperaturen hinzu, kann der Akku schnell die obere Leistungsgrenze von Plus 50 Grad Celisus überschreiten. Hochwertige Akkus schalten sich zum Selbstschutz ab einer bestimmten Temperatur ab.

Werden Akkus über längere Zeit nicht benutzt, sollte man sie vom Werkzeug oder Ladegerät trennen, kühl, trocken und vor direkter Sonneneinstrahlung geschützt lagern. Feuchtigkeit und Nässe sollte man am Lagerungsort der Akku-Geräte vermeiden, denn Kriechströme können zur Selbstentladung führen und Korrosion an den Kontakten verursachen. Bei längerer Lagerung sollte man Li-Ion-Akkus zu 40 bis 60 Prozent aufladen – so sind sie bei optimalen fünf bis 15 Grad Celsius über Monate problemlos lagerfähig. Empfohlen wird allerdings ein regelmäßiges Nachladen nach etwa sechs Monaten. Am besten ist jedoch, wenn der Akku regelmäßig benutzt wird. Die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Akkus ist bei regelmäßigen und möglichst vollständigen Lade-/Entladezyklen am höchsten. Wie viele Lade- und Entladezyklen möglich sind, hängt von mehreren Faktoren ab – unter anderem der systembedingten Alterung und natürlich einer sachgerechten Behandlung. Während theoretisch bis zu 1.000 Zyklen und mehr möglich sind, werden in der Praxis meist weniger Zyklen erreicht. Das hat mehrere Gründe: Lade-/Entladeverhalten, Nutzungsprofil, Umgebungstemperaturen, Lagerung etc. So kann ein Akku schon nach 500 Zyklen oder früher – und damit, je nach Nutzung, nach zwei bis drei Jahren – "verbraucht" sein. Akkus dürfen dann keinesfalls im Müll landen. Sie müssen laut Batterienverordnung Hersteller*innen oder Händler*innen zurückgegeben werden, die zur Rücknahme gesetzlich verpflichtet sind und meist auch einen entsprechenden Service anbieten. Manchmal lassen sich Akkus auch reparieren. Einige Anbieter*innen haben sich darauf spezialisiert.

Für die verschiedenen Einsatzprofile offeriert der Markt mehrere Volt-Klassen. Das größte Sortiment findet man in der 18 V-Klasse, denn diese Geräte sind auch für den professionellen Einsatz leistungsfähig genug. An der Leistungsspitze stehen 36 Volt- und 54 Volt-Geräte. Sie bieten sowohl Kraft als auch Ausdauer und müssen auch den Vergleich mit Netzgeräten nicht scheuen. An ihre Leistungsgrenzen geraten allerdings auch leistungsstarke Akku-Geräte, wenn viel Leistung und ein hohes Drehmoment im Dauerbetrieb abverlangt werden. Die wichtigste Frage bei der Kaufentscheidung lautet deshalb: Für welche Anwendungen wird das Akku-Gerät benötigt? Geräte mit hoher Voltzahl und hohem Drehmoment sind gefordert, wenn man zum Beispiel häufig Löcher mit großem Durchmesser bohrt oder dicke und lange Schrauben verwendet. Akku-Geräte mit hoher Kapazität werden gebraucht, wenn man mit einer Akkuladung möglichst viele Löcher bohren und viele Schrauben eindrehen will. Wer also ein Akku-Werkzeug kauft, sollte vorher überlegen, ob Kraft oder Ausdauer gefragt sind. Wichtig sind aber auch praktische Aspekte, wie die Ladedauer sowie die Austauschbarkeit von Akkus. Bei einigen Hersteller*innen sind die Akkus inzwischen innerhalb einer Geräte-Baureihe, baureihen- oder sogar herstellerübergreifend kompatibel. Praktisch ist auch, wenn beispielsweise zwei 18 Volt-Akkus in ein 36 Volt-Akkugerät passen. Ein Kaufkriterium sollte auch die Herstellergarantie auf Akkus sein. Einige Hersteller*innen, wie etwa Bosch oder Metabo, gewähren eine Dreijahres-Garantie. Ob Akku-Zusatzfunktionen notwendig sind, die eine digitale Werkzeugverwaltung oder eine Geräteeinstellung per App ermöglichen, sollte individuell entschieden werden. Bei der Gerätetechnik sollte man auf bürstenlose Motoren achten, die leistungsfähiger und langlebiger sind. Wichtig bei leistungsstarken Geräten ist ein elektronischer Blockierschutz, andernfalls kann es zu Verletzungen kommen. Last but not least sollte das Gehäuse spritzwassergeschützt, robust und stoßsicher, durch eine Voll- oder Teilgummierung rutschfest, Motor und Getriebe durch eine Vollkapselung gegen Staub möglichst unempfindlich sein.

Der Preis, den man für mehr Bewegungsfreiheit beim Arbeiten zahlen muss, ist die gegenüber Netzgeräten schlechtere ökonomische und ökologische Bilanz von Akku-Geräten. Das liegt zum Beispiel daran, dass beim Akku-Laden und ‑Entladen Wärme freigesetzt wird, so dass ein Teil der zum Aufladen aufgewandten Energie ungenutzt als Abwärme verpufft. Das Verhältnis der verwendbaren zu der beim Laden aufzuwendenden Energie wird als energetischer Wirkungsgrad bezeichnet. Er liegt bei Li-Ion-Akkus zwischen 90 und 98 Prozent, das heißt zwei bis zehn Prozent der Ladeenergie geht verloren. Beim kabellosen (induktiven) Laden liegen die Verluste noch höher. Zur Kehrseite der Akku-Technik gehören auch die Probleme bei der Akku-Herstellung, ‑Entsorgung und dem ‑Recycling. So erfolgt der Abbau der Rohstoffe wie Lithium, Kobalt oder Mangan häufig unter prekären Bedingungen für die Arbeiter und schafft durch einen hohen Wasserverbrauch, eine Absenkung und Versalzung des Grundwassers regional soziale und ökologische Probleme. Verbrauchte Akkus sind zudem Problemabfälle. Sie enthalten Schwermetalle, die Mensch und Umwelt gefährden. Dennoch landen Akkus immer wieder im Restmüll und belasten dort durch auslaufende Giftstoffe die Umwelt. Achtlos "entsorgte" Lithium-Akkus können sich zudem selbst entzünden. Abhilfe könnte ein Akku-Pfandsystem schaffen. Dann ließen sich auch mehr wertvolles Kupfer, Mangan, Nickel, Lithium oder Kobalt recyceln und in den Rohstoffkreislauf zurückführen. Allerdings besteht für Recyclingverfahren noch Optimierungsbedarf in punkto Wirtschaftlichkeit, Energie- und Materialeffizienz.

Akku-Geräte haben zweifellos Vorteile – vor allem dort, wo kein Strom vorhanden ist. Bei kleinen Bohr-, Säge- oder Schleifarbeiten immer das Verlängerungskabel herauszuholen, hemmt die Produktivität, stört bei Überkopfarbeiten und ein vor dem Sägeblatt oder der Trennscheibe baumelndes Kabel kann auch gefährlich sein. Aber es gibt auch Nachteile: Akku-Geräte können die von den Hersteller*innen angegebenen Leistungswerte nicht durchgängig halten. Bei extremem Dauereinsatz mit großen Bohrerdurchmessern und harten Materialien wie Harthölzern, Stein oder Beton fällt die Leistungskurve technisch bedingt ab. Bei Dauerbelastung mit hohem Drehmoment können auch aktuelle, leistungsstarke Akku-Geräte mit Netzgeräten nicht Schritt halten. Neben dem begrenzten Durchhaltevermögen und der Leistung stören manchmal auch das zusätzliche Gewicht, die größeren Abmessungen und die geringere Akkuleistung bei großer Kälte, die auch zu Komplettausfällen führen kann. Auch wenn die Ladezeiten mittlerweile mit wenigen Minuten deutlich kürzer sind als früher, so sind sie dennoch lästig. Häufig wird das Aufladen für den nächsten Arbeitstag vergessen. Liegen Akku-Werkzeuge länger unbenutzt herum, sind sie nicht spontan nutzbar und können bei unsachgemäßer Lagerung Schaden nehmen. Je nach Nutzungsverhalten, Akkuqualität und anderen Parametern kann der Akku bereits nach wenigen Jahren kaputt gehen. Akku-Geräte sind deshalb nicht immer die bessere Wahl und Kabelgeräte sind manchmal sinnvoller, weil sie langlebiger, leichter, unempfindlicher und umweltverträglicher sind. (dd)