Alles akku in Ihrem Garten?

Rasenmäher, Laubbläser, Motorsäge, Gartenschere, Schubkarre – heute gibt es fast nichts mehr, was sich nicht auch mit Batterie oder Akku betreiben lässt. Selbst der gute alte Benzinmotor kommt langsam, aber sicher  aus der Mode. Die Akkumulatoren werden immer leistungsfähiger, sodass sie immer stärkere Motoren versorgen können und sich mit ihnen immer größere Flächen bewirtschaften lassen. Dieser Beitrag soll einen Eindruck vermitteln, was sich schon jetzt an Akku-Werkzeugen auf dem Gartenmarkt befindet und welche Leistungen zu erwarten sind.

Was bedeutet überhaupt Akku?

Akkumulatoren sind wiederaufladbare Energiespeicher, die entsprechend ihrer Laufzeit und Pflege zur mehrmaligen Nutzung zur Verfügung stehen. Dies unterscheidet sie von Batterien, die nur für den einmaligen Gebrauch verwendet werden. Akkus werden über Ladestationen aufgeladen, über die sie den Strom aus der Steckdose beziehen.

Zum Stromkabel stellen Akkumulatoren eine kabellose Alternative dar.

Sie müssen sich nicht erst nach einer Steckdose umsehen. Nur das Ladegerät benötigt einen Stromanschluss. Das Akku-Gerät zieht den Strom aus dem Ladegerät und kommt in der praktischen Anwendung ohne Stromkabel aus.

Es bleibt Ihnen die Frage erspart, ob die Schnur vom Gartengerät zur Steckdose lang genug ist – denn die existiert in der Akkuvariante nicht.

Sie können auch nicht über ein Stromkabel stolpern und verringern dadurch potenzielle Verletzungsgefahr.

Ohne Kabel besteht auch nicht die Gefahr, mit einem Gartengerät darüber zu fahren, es zu schädigen und einen Stromschlag durch ein defektes Kabel zu riskieren.

Auch Benzinmotoren arbeiten kabellos und können daher die meisten der genannten Vorteile für sich in Anspruch nehmen. Darüber hinaus ist der Akku-Betrieb jedoch eine Alternative, weil Akku-Motoren leiser und umweltfreundlicher als Benzinmotoren sind.

Akku-Aufbau

Ein Akku, ebenso wie eine Batterie, besteht aus zwei Elektroden (Anode und Kathode), einem Separator und Elektrolyt. Die Anode wird auch als Minuspol (-) bezeichnet, die Kathode als Pluspol (+). Der Separator befindet sich zwischen Anode und Kathode und verhindert, dass die beiden Elektroden miteinander reagieren und es zu einem Kurzschluss kommt. Während des Akkubetriebes werden Ionen mithilfe des Elektrolytes durch den Separator von Anode zu Kathode transportiert. Ein Elektrolyt kann je nach Akkutyp eine flüssige, gelartige oder feste Form besitzen.

Die beiden Elektroden sind grundlegend verschieden. Beim NiMH-Akku besteht die Kathode aus Metallhydrid, während die Anode aus Nickelhydroxid besteht. Beim NiCd ist die Kathode aus Nickel(III)-Oxidhydroxid und die Anode aus Cadmium. Bei Li-Ion-Akku wird für die Kathode Lithium-Metalloxid und für die Anode Graphit verwendet. In Blei-Akkus fungiert Blei als Kathode und Bleidioxid als Anode.

Während der Separator allein der Sicherheit dient, macht das Zusammenspiel zwischen Anode, Kathode und Elektrolyt die Leistungsfähigkeit des Akkumulators aus. Bisher ist der Elektrolyt für Akkus eher flüssig, doch Typen in fester Form sind nicht ausgeschlossen – siehe März 2017 Elektrolyt aus Glas.

Ah, V und W

Welche Leistung, Spannung oder Speicherkapazität ein Rasenmäher, eine Elektroschubkarre oder eine elektrische Gartenschere mit Akku hat, sehen Sie an den Angaben V (Volt),  Ah (Amperestunde) bzw. mAh (Milliamperestunde) und W (Watt).

Mit Ah ist die Ladekapazität (auch Speicherkapazität genannt) gemeint, die besagt, dass eine Menge x Ampere (A) pro Stunde (h)  durch einen elektrischen Leiter fließt. Dies ist eine theoretische Angabe, die davon ausgeht, dass die Kapazität der Ladung immer gleich bleibt. Es wird also nicht berücksichtigt, dass der Akku während des Betriebes immer weiter an Kapazität verliert.

Dennoch: Die Lade- bzw. Speicherkapazität wird bei allen Akku-Geräten gleich behandelt.

Volt ist die Einheit für die Spannung. Sie gibt an, bildlich gesprochen, mit wie viel Kraft der Strom in die Geräte fließt.

Die eigentliche Leistung eines elektrischen Gerätes wird mit der Einheit Watt bezeichnet. Diese wiederum ergibt sich aus Volt multipliziert mit Ampere (nicht Amperestunde!):

A x V = W

Die Angabe von Ampere (fließende Strommenge pro Sekunde) ist bei Verkaufsangaben nicht üblich. Haben Sie die Wattangabe und Voltangabe vor sich, können Sie diese ermitteln:

A = W : V

Beispiel: 230 (Watt) : 24 (Volt) = 9.5833333333333333 A. Prinzipiell können Sie jedoch davon ausgehen, dass eine höhere Voltangabe auch eine höhere Wattangabe (Leistung) zur Folge hat. Mehr Spannung bedeutet mehr Leistung.

Wie lange reicht ein Akku?

Um die Laufzeit eines Akkus zu ermitteln, benötigen Sie die Einheiten A und Ah:

Ah : A = h

Ampere (A) anzugeben, ist beim Gerät nicht üblich. Ihnen fehlt daher ein Element in der Gleichung. Sie können nun darauf hoffen, dass die Wattzahl bekannt ist, rechnen W : V = A und haben die Ampere für die oben genannte Formel.

Da aber die Wattangabe immer seltener wird, fehlt Ihnen auch hier eine Zahl für die Rechnung. Kennen Sie bei Ihrem Gerät weder Watt noch Ampere und möchten mehrere Geräte bzgl. der Laufzeit vergleichen, können Sie sich wie folgt behelfen.

Rechnen Sie mit 1 Ah, also 1 Ampere in einer Stunde!

Ein Beispiel

Von den zu vergleichenden Geräten kennen Sie folgende Eigenschaften:

• 1. Gerät 4 Ah, 24 V
• 2. Gerät 6 Ah, 12 V

Für das erste Gerät

1 A x 1 h x 24 V = 24 Watt x 1 h

Wenn das erste Gerät in einer Stunde 24 Watt erbringt, können Sie von einer Laufzeit von max. 4 Stunden ausgehen:

1 Ampere in einer Stunde ≙ 4 Ampere in 4 Stunden ≙ 4 Ampere in einer Stunde

(4 A x 1 h = 4 Ah)

Für das zweite Gerät

1 A x 1 h x 12 Volt = 12 Watt x 1 h.

Damit das Gerät eine Leistung von 24 Watt in einer Stunde erbringen kann, müssten demnach 2 Ampere pro Stunde durch den Leiter fließen:

2 A x 1 h x 12 Volt = 24 Watt x 1 h.

Benötigt das zweite Gerät also in einer Stunde zwei Ampere, wird es mit 6 Ah max. 3 Stunden Laufzeit erbringen:

2 Ampere in einer Stunde ≙ 6 Ampere in 3 Stunden

Hinweis: Das Beispiel dient nur als einfache, theoretische Anschauung dafür, wie Sie ohne konkrete Watt- und Ampereangabe verschiedene Akku-Geräte einander gegenüberstellen können. Dies gilt sowohl für den Grad der Leistung (A x V = W) als auch für die Laufzeit. Wichtig dabei ist, dass Sie immer von einem Ampere pro Stunde ausgehen und mit einer einheitlichen (theoretischen) Leistung alle Akku-Geräte vergleichen.

Akkuarten

Obgleich es mehr als nur Geräte mit Lithium-Ionen-Akkus auf dem Markt gibt, dominieren diese Energiespeicher die Kleinelektrowelt. Weitere Akkus sind Nickel-Cadmium-Akku (NiCd), Nickel-Metallhydrid-Akku oder Bleigel-Akku. Letztere wird oft verwendet als Starterbatterie für PKW.

NiCd

NiCd-Akkus kommen auch heute noch in Gartengeräten und allgemein in Kleinelektrogeräten zum Einsatz. Ihre Stärke liegt darin, dass sie kein Problem mit Tiefentladung haben und auch bei Tiefsttemperaturen ihre Leistung erbringen. Dafür allerdings sind sie ein Garant für den Memoryeffekt und haben weniger Speicherkapazität zu bieten. Langfristig wird die Verwendung in allen Bereichen geringer werden. NiCd-Akkus enthalten das umweltschädliche Schwermetall Cadmium. Seit Beginn der EU-Verordnung bzgl. Quecksilber-, Cadmium- oder Bleianteil in Batterien wurde das Inverkehrbringen der entsprechenden Akkus und Batterien stark eingeschränkt und ist schließlich seit 01.01.2017 verboten.

NiMH

Ersatz gibt es in Form von Li-Ion- oder NiMH-Akkus. Im Vergleich zu NiCd-Akkus verfügen Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) bei gleicher Modellgröße über das Doppelte an Speicherkapazität. Ihre Lebensdauer (Ladezyklen) jedoch liegt unter der von NiCd-Akkus. Lässt sich ein NiCd-Akku etwa 1000 bis 1500 Mal aufladen, gelingt dies bei NiMH-Akkus max. 1000 Mal. Dank der Weiterentwicklung der NiMH durch Sanyo/Panasonic konnte diese Eigenschaft bei den neuen Modellen mit dem Attribut LSD verbessert werden. LSD-NiMH schaffen eine Ladekapazität von mehr als 1500 Mal.

Li-Ion-Akku

Lithium-Ionen-Akkus sind bei elektrischen Gartenhilfen und Werkzeugen allgegenwärtig. Der Vorteil dieser Akkus besteht darin, dass sie weder einen Memory- noch einen Batterieträgheitseffekt aufweisen und bei gleicher Speicherkapazität kleiner als NiMH-Akkus sind. Der Nachteil liegt in ihrer geringeren Lebensdauer. Diese beträgt zwischen 500 und 1000 Ladezyklen. Außerdem sind die Li-Ion-Batterien um ein Vielfaches teurer als die oben genannten nickelhaltigen Batterien. Da ihre Selbstentladung jedoch verschwindend gering ist (ca. 4 % pro Monat), können Sie Geräte mit geladenen Li-Ion-Akkus lange Zeit liegen lassen, ohne sie neu aufladen zu müssen.

Haben Sie vor, Ihr Gartengerät mit Li-Ion-Akku in den Winterschlaf zu schicken, laden Sie es zuvor vollständig auf! Aufgrund der sehr geringen Selbstentladung überstehen Li-Ion-Akkus die Winterruhe in der Regel ohne Schaden. Ein halbleerer Li-Ion-Akku jedoch könnte in dieser Zeit die Grenze zur Tiefentladung erreichen und irreversibel beschädigt werden – siehe nächster Abschnitt „Entladeschlussspannung“.

Entladeschlussspannung

Jeder Akku besteht aus einzelnen Zellen, die über eine bestimmte Spannung verfügen. Die Entladeschlussspannung bezeichnet eine bestimmte Spannung x, den jede Zelle mindestens aufweisen sollte, um funktionstüchtig zu bleiben. Fällt die Spannung unter den Wert, ist die Gefahr der Tiefentladung gegeben, die den Energiespeicher unumkehrbar beschädigen wird. Aus diesem Grunde haben Hersteller Schutzmechanismen entwickelt. Sie erkennen diese zum Beispiel an der Aufforderung zum Batteriewechsel oder daran, dass Ihr Gerät plötzlich stehen bleibt. Zum Schutz der Batterie fällt das Gerät in den Off-Modus; es geht ohne weitere Vorwarnung aus.

Außerdem entladen sich jede Batterie und jeder Akku nicht nur während der Gerätenutzung, sondern auch zu einer bestimmten Prozentzahl, ohne dass Sie Ihre elektronische Gartenhilfe dafür einschalten müssen (Selbstentladung). Wenn Sie das Gerät zwar ausgeschaltet haben, den Akku aber ruhen lassen, statt ihn aufzuladen, kann auch auf diese Weise die Tiefentladung eintreten.

Anders als beim Memory- oder Lazy-Battery-Effekt sind Beschädigungen durch Tiefentladung nicht mehr zu korrigieren.

Im Folgenden finden Sie die Werte für Entladeschlussspannung (in Volt) und Selbstentladung (in Prozent) für die hier besprochenen Akkutypen. Bis zu den in Spalte „Entladungsschlusspannung“ angezeigten Werten ist eine gefahrlose Entladung möglich.

Quelle: Wikipedia Entladeschlussspannung | Selbstentladung

Um die verbleibende Spannung eines Akkus nachzuprüfen, empfiehlt sich eine Kontrolle mit einem Batterietester. Nutzen Sie dafür Messgeräte mit Volt-Angabe (siehe Bild „Batterie-Tester“ weiter oben). Ebenso lässt sich mit dem Tester der Ladezustand jederzeit prüfen, wenn Sie Ihren Akku zum Beispiel entladen möchten (bis zur Entladeschlussspannung). Eine Akku-Entladung könnte, wie schon erwähnt, bei der Beseitigung des Low-Battery- und des Memory-Effekts hilfreich sein.

Zusammenfassung

In elektrischen Werkzeugen für Garten und Hobbyraum werden Sie in nächster Zeit Li-Ion-Akkus sowie NiMH-Akkus vorfinden. Die leistungsstarken, doch umweltschädigenden NiCd-Akkus verschwinden. Achten Sie bei den NiMH-Akkus auf den Batterieträgheitseffekt, wie weiter oben beschrieben. Generell und besonders bei Li-Ion-Akkus lohnt sich ein scharfer Blick auf die Batterieanzeige, um eine Tiefentladung zu vermeiden.

Akku-Gartengeräte – einige Beispiele

Für Akku-Gartengeräte und Akku-Werkzeuge im Allgemeinen finden Sie Modelle von 12 Volt bis 72 Volt (bzw. 2 x 36 Volt im Akku-Pack). Die Lade-/Speicherkapazität variiert zwischen 1,25 Ah und mehr als 4,0 Ah.

Akku-Rasenmäher

Mit einem Rasenmäher von 72 Volt und 2,5 Ah lassen sich etwa 100 m² Rasenfläche in einem Arbeitsgang mähen. Die Speicherkapazität (Ah) hat Einfluss darauf, wie lange Sie mit einer Ladung mähen können. Volt beeinflusst die Leistung (W) des Motors (A x V = W). Beide Faktoren machen die Dauer des Mähvorganges aus. Mit einem Rasenmäher, der über eine hohe Ladekapazität verfügt, können Sie theoretisch zwar länger mähen als mit einem Gerät mit weniger Ah. Doch hat Ihr Rasenmäher wenig Leistung, verausgabt er sich schon an den einfachsten Arbeiten. Mit einem kraftvollen Motor und einem Akku mit vergleichsweise weniger Speicherkapazität ließe sich im Verhältnis genauso viel an Rasenfläche oder sogar mehr bearbeiten als mit einem Mäher mit höherer Ladekapazität und wenig Volt bzw. Watt. Achten Sie daher auf beide Angaben, vor allem wenn Sie einen Rasen von mehr als 100 m² zu mähen haben.

Neben Rasenmäher mit klassischem Fangkorb gibt es auch Akku-Rasenmäher mit Mulchfunktion. Hier ist der Fangkorb nicht relevant und kann daher abgenommen werden. Meist müssen Sie dazu nur den Schnellspanner vom Fangkorb lösen. Die Mulchfunktion kann auf Knopfdruck eingeschaltet werden. Das Gras landet während des Mähvorgangs als fein zerhäckseltes Schnittgut auf dem Rasen, wo es als natürlicher Dünger den Boden mit Nährstoffen versorgt.

Mähroboter

Mähroboter müssen sich flexibel bewegen können, sodass Stromkabel während ihrer Arbeit hinderlich wären. Benzinbetriebene Mähroboter fallen ebenfalls aus, denn ein Benzinmotor verursacht ein Vielfaches an Schadstoffen und einen wesentlich höheren Geräuschpegel als ein Akku-Mäher. Da Sie einen Mähroboter tagtäglich auf Ihren Rasen schicken sollten, ist ein Mähroboter mit Akkubetrieb sowohl für die Umwelt als auch für die Ohren die einzig denkbare Alternative aus heutiger Sicht. Langfristig könnte ein Hybrid aus Solar (Photovoltaik) und Akku die Zukunft der Rasenroboter werden. Über Photovoltaik-Panels, die am Roboter befestigt werden, wird der Akku mit Solarenergie gespeist. Der Automower SolarHybrid von Husqvarna ist hierfür ein Beispiel.

Eine weitere Technologie ist die Einbindung des Roboters in ein Smart-Garden-System (Pendant zu Smart Home). So lässt sich der automatische Rasenmäher aus der Ferne stoppen, starten oder modifizieren. Bewässerungszeiten können zum Beispiel angepasst werden. Mit dem Gardena smart System ist es schon heute möglich, via Sensor den Roboter in seiner Arbeitsweise zu beeinflussen.

Mehr zum Mähroboter erfahren Sie im umfangreichen Beitrag hier im Magazin.

Rasentrimmer

Die meisten Akku-Rasentrimmer verfügen über eine Spannung von 18 Volt. Einige Modelle gehen auch über diese Grenzen hinaus. So bauen Grizzly und McCulloch ebenso Rasentrimmer mit 40 Volt. Wolf Garten hat sogar 72-Volt-Modelle im Angebot. Der von Wolf Garten entwickelte 72-Volt-Akku kann auch in anderen Gartengeräten des Herstellers eingebaut werden. Mit einer Ladezeit von ca. 1 Stunde ist das dazugehörige Ladegerät eines der effektivsten für einen 72-Volt-Akku. Die Laufzeit eines Rasentrimmer-Akkus beträgt etwa 40 bis 75 min.

Laubbläser / Laubsauger

Zum Entfernen von Laubwerk, das in Massen auf Ihrem Rasen liegt, nehmen Sie entweder eine Harke, einen Rechen oder nutzen ein motorisiertes Gartengerät. Laubsauger oder Laubbläser, Sie haben die Wahl. Beide sorgen auf unterschiedliche Weise für einen von Laub befreiten Boden.

Für den Akku-Betrieb sind vor allem Laubbläser auf dem Markt. Laubsauger benötigen je nach Funktionsumfang mehr Power. Zum einen muss ein Unterdruck erzeugt werden, um das Laub in den Fangsack zu saugen. Zum anderen sind viele Laubsauger mit einer Häckselfunktion ausgestattet, die das Laubgut zerkleinert, bevor es im Fangsack landet. Unterdruck und Häckselfunktion fordern Motor und Akku eine starke Leistung ab, die reine Laubbläser nicht erbringen müssen.

Funktionsbedingt erkennen Sie einen Laubsauger daran, dass er mit Fangsack ausgestattet ist.

Gartenfräse

Mit einer Gartenfräse oder Bodenhacke ersparen Sie sich das Umgraben, denn sie wurden zum Auflockern von Erdböden konzipiert. Kreisende Hackmesser brechen beim Fräsen den Boden auf. Für diese Aufgabe bedarf es eines leistungsstarken Motors und Akkus. Modelle unter 36 Volt bzw. 2 x 18 Volt werden Sie daher in dieser Sparte kaum finden. Die Betriebsdauer/Laufzeit beträgt etwa 30 bis 35 min. Für steinharte Böden ist eine Akku-Gartenfräse eher ungeeignet. In kleineren Gärten mit normaler Bodenfestigkeit können sie jedoch bei der Bodenauflockerung und dem Kultivieren eine große Hilfe sein.

Akku-Motorsäge

Bei einer Akku-Motorsäge handelt es sich zumeist um eine Motorsäge mit Kette und Schwert. Mit der Kettensäge können Sie Äste sowie Stämme sägen und zerkleinern, Baumpflege betreiben oder Feuerholz machen. Das Schwert wird über die Kette angetrieben, die wiederum der Motor antreibt.

In Kettensägen sind hauptsächlich Akkus von 18 bis 36 Volt (bzw. 2 x 18 Volt) verbaut. Sie haben somit eine Laufzeit von ca. 20 bis 50 min. Mit einer Akkuladung lassen sich etwa 110 bis mehr als 150 Schnitte durchführen.

Grasschere und Heckenschere

Motorisierte Grasscheren gibt es bereits mit einer Akku-Spannung von unter 5 Volt mit einer Kapazität von 1200 bis 3000 mAh. In der Regel verfügen sie über einen Akku von etwa 10 Volt. Die Betriebszeit liegt zwischen 50 min und 2 Stunden. Gras- und Heckenscheren mit Akku sind sehr verbreitet. Hier ist der Vorteil der kabellosen Nutzung besonders deutlich. Diese Gartengeräte sind oft an schwer zugänglichen Stellen im Einsatz, sei es eine hohe Hecke, ein dichteres Gebüsch oder künstliche Beetabgrenzungen. Daher dürfte es für den Rasen- und Heckenpfleger eine große Erleichterung sein, wenn er nicht auch noch das Kabel im Blick haben muss.

Für leichte Tätigkeiten wie einen Rasenkantenschnitt können Akku-Grasscheren mit 3,6 Volt ausreichend sein. Nutzen Sie jedoch Ihre Schere ebenso, um kleinere Zweige aus dem Gebüsch zu lösen, kann ein Gerät mit weniger Leistung im Schneidevorgang stecken bleiben. Hier sind 10-Volt-Modelle und mehr empfehlenswert. Insbesondere Heckenscheren verfügen daher zumeist über einen Akku von 18 Volt und mehr.

Elektroschubkarre

Wenn Sie von einer Elektroschubkarre oder einer elektrischen Schubkarre lesen, handelt es sich dabei um eine Akku-Schubkarre. Kabelgebundene Schubkarren dürften es auf dem Markt schwer haben, denn der Weg, den die Schubkarre zurücklegt, sollte nicht durch ein Stromkabel beschränkt sein.

Bei diesem Gartengerät lassen sich zwei Arten unterscheiden: Elektroschubkarre und Akku-Minidumper. Beim Minidumper ist der vordere Teil so gebaut, dass die Schüttmulde sich mittels Mechanismus nach vorn kippen lässt.

Eine Elektroschubkarre verfügt in der Regel über einen Akku mit 12 Volt oder 24 Volt. Meist werden Blei- bzw. Bleigelakkus verwendet. Für die Gartenarbeit sparen sie mit Ihnen Kraft und Freizeit. Die Zeiteinsparung wird dadurch ermöglicht, dass Sie die Mulde bis zum max. Gesamtgewicht beladen können und trotzdem dank Elektromotor in der Lage sein werden, die Last zum Bestimmungsort zu transportieren. Der Motor, der sich in der Radnabe befindet, überträgt die Kraft auf die Räder. Sie selbst müssen den Karren nur noch führen.

Akku statt Benzin oder Kabel

So gut wie alle mit Motor betriebenen Gartengeräte gibt es inzwischen auch in der Akku-Variante. Während die Mähroboter-Sparte in der Regel ausschließlich Akku-Modelle anbietet, haben Sie bei anderen Geräten die Wahl zwischen Benzin, kabelgebunden oder Akku.

Entscheiden Sie sich bei einem Gartengerät, dessen Aufgabe besonders viel Kraft/Energie erfordert, für das Akku-Modell, sollten Sie darauf achten, dass der Akku leicht gegen einen anderen ausgetauscht werden kann.

Denken Sie auch daran, dass nicht jedes Akku-Gerät mit Akku und Ladegerät geliefert werden muss. In diesem Fall bieten die Hersteller optional Akku und Ladegerät an.