Test SUNBEAMsystem Smart Power Station

Abmessungen und Gewicht

Die SUNBEAMsystem Smart Power Station ordnet sich mit den Abmessungen von 20,8 x 15,2 x 4,1 cm und einem Gewicht von knapp 1500 Gramm zwischen einer klassichen Powerbank und einer Power Station ein. Die flache und abgerundete Bauform begünstigt die mobile Verwendung und den Transport im Rucksack oder einer Fahrradtasche. Für eine Handtasche oder gar Hosentasche ist SUNBEAMsystem Smart Power Station dann allerdings doch bereits zu groß.

Video

Material und Verarbeitung

Die SUNBEAMsystem Smart Power Station besteht aus einem gummierten Kunststoff, welcher eine besondere Griffigkeit auch bei Nässe bietet. Die Verarbeitung wirkt sehr hochwertig und das Design ist unserer Meinung nach eine gute Mischung aus Robustheit (Rugged-Design) und Eleganz. Alle Anschlüsse sind mit einer Kappe verschlossen, welche gegen Staub und Feuchtigkeit schützt. Die SUNBEAMsystem Smart Power Station ist nach IPX4 gegen Spritzwasser geschützt und kann damit problemlos einen Regenschauer vertragen. Sind die Kappen verschlossen, steigt der Schutzgrad auf IP64, was einen erhöhten Schutz gegen Staub bedeutet. Im Lieferumfang befindet sich noch eine Neopren-Schutzhülle, welche zusätzlichen Schutz bietet.

LED-Beleuchtung

Neben den Anschlüssen befindet sich ein Taster, um die LED-Beleuchtung zu aktivieren. Ein langer Tastendruck aktiviert die LED-Leiste an der Stirnseite (gegenüber der Anschlüsse) und bietet ein helles, aber recht kühles Licht. Gegenüber einer Taschenlampe bietet die LED-Leiste den Vorteil, einen Raum / Zelt gleichmäßiger auszuleuchten. Die Helligkeit reicht dabei zum Lesen gut aus. Ein doppelter Tastendruck aktiviert eine rötliche und blinkende Warnbeleuchtung. Leider kann die rötliche Beleuchtung nicht als Dauerlicht aktiviert werden.

Anschlüsse

Die SUNBEAMsystem Smart Power Station bietet folgende Anschlüsse mit folgenden Ein-/Ausgangsleistungen
(Herstellerangaben):

Eingänge

• Buchse für DC-Rundstecker 50 Watt@12-24 Volt inkl. MC-4 Kabeladapter im Lieferumfang
• USB-C Buchse PowerDelivery bis 45 Watt

Ausgänge

• USB-A Buchse 12 Watt
• USB-A Buchse 18 Watt (Quickcharge 3.0 bis 12 Volt)
• USB-C Buchse 60 Watt
• KFZ-Buchse 12-Volt (ungeregelt, Spannung des LiFePo4-Akkus, 10,5 bis 14,5 Volt)

Die SUNBEAMsystem Smart Power Station bietet mit ihren vielen Anschlüssen umfangreiche Einsatzmöglichkeiten. USB-A und auch USB-C gehören mittlerweile zum Standard einer Powerbank, doch eine Kfz-12-Volt-Buchse bieten normalerweise nur deutlich größere Power-Stationen.

Spannungen

Wir haben die Ausgangsleistungen getestet und können alle Werte grundsätzlich bestätigen. Negativ aufgefallen ist uns die Ausgangsspannung an den USB-A Buchsen unter Last. Die Leerlaufspannung lag noch bei 5,10 Volt, bei 1A Entladestrom sank die Spannung bereits auf 4,95 Volt und bei 2A Entladestrom auf 4,88 Volt. Bei maximaler Leistung von 2,4A sank die Spannung auf 4,85 Volt, jeweils gemessen direkt an der Buchse. Je nach Qualität des verwendeten Ladekabels wird die Spannung bis zum Verbraucher nochmals sinken, was durchaus bei einigen Verbrauchern zu verlängerten Ladezeiten führen kann. Wünschenswert wäre eine lastunabhänige, stabile Ausgangsspannung von 5 Volt oder leicht darüber.

Die Ausgangsspannung am USB-C Ausgang lagen immer leicht über dem Soll und waren damit in Ordnung bzw. auf einem guten Niveau!

Kapazität

Die Kapazität wird vom Hersteller mit 48000mAh@3,2V bzw. 154 Wattstunden angegeben. Diese Angabe bezieht sich allerdings, wie bei jeder Powerbank, auf den internen Akku. Welche Energie letztendlich über die Ausgänge abgerufen werden kann, hängt von vielen Faktoren ab. Zum einen muss die interne Spannung des Akkus (4 Zellen mit jeweils 3,2 Volt) auf die Ausgangsspannung gewandelt werden.

Jede Spannungswandlung ist mit Verlusten behaftet, welche in Form von Wärme verlorengehen. Des weiteren sinkt die nutzbare Kapazität eines Akkus bei höheren Strömen sowie kalten Temperaturen. Die höchste Kapazität bietet der ungeregelte 12-Volt-Ausgang, weil hier keine Verluste durch Spannungswandlung entstehen. Dafür ist die Ausgangsspannung allerdings auch nicht stabil, sondern sinkt mit zunehmender Entladung von ca. 14,4 auf ca. 10,4 Volt (Entladeschlussspannung). Dieser Spannungsbereich ist allerdings typisch für 12-Volt-Fahrzeugakkus und die meisten Geräte arbeiten in diesem Spannungsbereich problemlos. Wir haben folgende Kapazitäten gemessen:

12-Volt-KFZ-Buchse

Die Spannung wurde direkt an der Buchse gemessen, je nach Kabel treten in der Praxis natürlich noch entsprechende Spannungsverluste auf dem Weg zum Verbraucher auf und reduzieren die nutzbare Kapazität weiter.

USB-A und USB-C Buchse

Die Abhängigkeit von der Ausgangsleistung, der Ausgangsspannung sowie der Temperatur wird aus folgendem Diagramm sichtbar:

Dass die Kapazität von 154 Wattstunden selbst bei einem recht moderaten Strom von 2 A am ungeregelten (keine Wandlungsverluste) 12-Volt-Ausgang nicht erreicht wurden, hat uns zunächst etwas gewundert. Bei näherer Betrachtung des Ladevorganges allerdings wird schnell klar, warum der Akku nicht die volle Kapazität bietet: Er wird bewusst nicht zu 100 Prozent aufgeladen. Mehr dazu im nächsten Abschnitt.

Temperatur

Die SUNBEAMsystem Smart Power Station zeigt je nach Ausgang eine unterschiedliche Wärmeverteilung. Wärme entsteht zum einen durch Wandlungsverluste, was im linken Bild deutlich wird. Die Spannung der internen Akkus muss für den USB-C Ausgang auf 20 Volt gewandelt werden (Step-up) und entsprechend sieht man die Verlustleistung in Form von Abwärme auf der Platine, welche sich im vorderen Teil befindet. Auch die Zellen erwärmen sich etwas und zeichnen sich selbst durch das dicke Gehäuse etwas ab.
Auf dem rechten Bild sieht man die 12-Volt Buchse unter Volllast. Die Platine selber bleibt relativ kalt, da keine Spannungswandlung notwendig ist. Die sichtbare Erwärmung um die Buchse entsteht vor allem durch den Übergangswiderstand zwischen Buchse-Stecker, der auch bei guten Kfz-Steckern erheblich sein kann. Die Wärmebilder erklären auch, warum die Kapazität am 12-Volt Ausgang höher ist, die Wandlungsverluste entfallen,

Aufladen

Die SUNBEAMsystem Smart Power Station kann über den DC-Eingang (Rundstecker) oder über USB-C geladen werden. Normalerweise werden Lithium-Ionen- und auch LiFePO4-Akkus nach dem sog. CCCV (Constant-Current, Constant-Voltage) Verfahren geladen. Der Akku wird also mit einem festgelegten Strom geladen, bis eine bestimmte Spannung erreicht ist und danach dann mit dieser Spannung weitergeladen, bis der Strom gegen Null sinkt. Auf diese Weise wird die maximale Kapazität eingeladen. Allerdings bedeutet die Constant-Voltage-Phase Stress für den Akku, denn die hohe Spannung in dieser Phase führt zu einer schnelleren Alterung des Akkus. Aus diesem Grund hat sich SUNBEAMsystem bei der Smart Power Station für das CC-Ladeverfahren entschieden. Der Akku wird daher mit einem konstanten Strom bis zu einer Ladeschlussspannung von 14,25 Volt geladen und die Ladung an diesem Punkt beendet. Erst wenn die Spannung wieder unter 13,70 Volt fällt, wird die Ladung wieder gestartet. Auf diese Weise wird der Akku nicht zu 100 Prozent geladen, es bleiben ca. 5 Prozent der Kapazität ungenutzt. Im Gegenzug wird die Lebenserwartung verbessert, wobei schwer zu beziffern ist, wie hoch der Einfluss auf die Lebenserwartung wirklich ist.

Vorteil LiFePO4-Akku

Den größeren Einfluss auf eine hohe Lebenserwartung hat die Nutzung der LiFePo4-Akkus in der Smart Power Station gegenüber normalen Lithium-Ionen-Akkus, welche in 99 Prozent der Powerbanks zu finden sind. Ein LiFePo4-Akku hat schätzungsweise eine Lebenserwartung von 2000 – 3000 Zyklen wohingegen Lithium-Ionen-Akkus in der Regel nur 500 – 1000 Zyklen schaffen. Weitere Vorteile der LiFePo4-Technik ist die hohe Strombelastbarkeit sowie die höhere Sicherheit gegenüber Lithium-Ionen-Akkus. SUNBEAMsystem hat also mit der Smart Power Station ein Produkt geschaffen, welcher sicher viele Jahre ohne wesentliche Kapazitätsverluste verwendet werden kann. Erkauft wird dieser Vorteil durch eine etwas geringere Energiedichte.

Energiedichte

Nimmt man die gemessenen 135 Wattstunden am USB Ausgang (1A@5V), lässt sich eine Energiedichte von 9 Wattstunden pro 100 Gramm berechnen. Vergleich man diesen Wert mit normalen Powerbanks: zum Powerbank Vergleich… wird schnell klar, dass die meisten Powerbanks eine Energiedichte von weit über 15 bis hin zu 19,3 Wattstunden pro 100 Gramm bieten. Allerdings sind viele dieser Powerbanks weder spritzwassergeschützt noch haben sie eine 12-Volt-Kfz-Buchse mit bis zu 15A Ausgangsstrom oder Solarladekapazitäten. All diese Extras sowie der LiFePo4-Akku gehen zu Lasten der Energiedichte, haben aber die bereits genannten Vorteile.

Ladezeiten

Ein Vorteil die CV-Phase auszulassen ist, dass sich die Ladezeiten deutlich reduzieren. Über den DC-Eingang kann die Smart Power Station in unserem Test mit knapp 2A geladen werden. Wir haben folgende Ladezeiten gemessen:

• 24 Volt: 3 Stunden und 35 Minuten bei Ø46,6 Watt und einer Energiemenge von 167,2 Wattstunden
• 12 Volt: 6 Stunden und 47 Minuten bei Ø23,3 Watt und einer Energiemenge von 158,2 Wattstunden

Die Smart Power Station kann auch über USB-C geladen werden. Allerdings hat unser Testgerät einen vom Hersteller bestätigten Fehler und startet die Ladung über USB-C nicht, wenn der Akku komplett leer ist. Dieser Fehler soll in aktuellen Geräten bereits behoben sein. Bei unserem Testgerät mussten wir also zunächst über den DC-Eingang etwas laden, um dann die Ladung über USB-C fortzusetzen. Es reichen wenige Minuten Ladung über den DC-Eingang, um eine Ladung über USB-C zu ermöglichen. Die geschätzte Gesamtladezeit über USB-C Power Delivery bei 2A@20V liegt bei ca. 4 Stunden und ist damit unwesentlich langsamer als über den DC-Eingang.

Insgesamt sind die Ladezeiten für die hohe Kapazität erfreulich gering, was allerdings auch im Ladeverfahren begründet ist. Die Eingangsleistung können durchaus noch etwas höher sein, besonders bei der Ladung mit einem Solarmodul würde man sich über höhere Ladeströme durchaus freuen (mehr dazu im Abschnitt Solarladung Smart Power Station).

Solarladung Smart Power Station

Wie der Name des Herstellers schon vermuten lässt, kann die Smart Power Station auch mit einem Solarmodul geladen werden. Im Lieferumfang befindet sich daher ein Adapterkabel von MC4-Solarsteckern auf DC-Rundstecker. Der Solarladeregler der Smart Power Station nutzt das sog. PWM (Pulse-Width Modulation) Ladeverfahren, welches gegenüber dem aufwändigeren MPPT-Verfahren (Maximum Power Point Tracker) etwas im Nachteil ist, vor allem bei kalten Temperaturen sowie im (Teil-)Schatten. Bei heißen Temperaturen sowie maximaler Sonneneinstrahlung sind die Unterschiede gering.

Wir haben die Solarladung mit einem SUNBEAMsystem 62 Watt Touch Fold Series Solarmodul getestet. Das nach IP67 wasserdichte und faltbare Solarmodul hat eine Fläche von 42 x 28,5 x 2cm im gefalteten bzw. 42 x 85cm (0,357m2) im entfalteten Zustand. Mit 1,1 Kilo und den geringen Abmessungen im gefalteten Zustand ist das Modul ebenso wie die Smart Power Station noch gut mobil verwendbar und passt in und an einen größeren Rucksack.

Unserer Meinung nach ist das Kabel mit seinem MC4-Anschluss zwar hochkompatibel mit div. Solarprodukten, für den mobilen Einsatz allerdings ist das Kabel zu starr und wuchtig. Das schwere und starre Kabel erschwert die mobile Nutzung z.B. an einem Rucksack. Darüber hinaus ist fraglich, ob das bewegte, aber eben recht starre Kabel nicht auf Dauer Stress auf den Anschluss am Solarmodul ausübt und hier Brüche durch Materialermüdung möglich sind. Eine leichtere und flexiblere Lösung wäre für ein solches, doch recht kleines Solarmodul passender. Der Kabelquerschnitt ist für den maximalen Strom von ca. 2 – 3A durchaus als überdimensioniert zu bezeichnen, gleiches gilt für MC4-Stecker.

Die maximale Eingangsleistung der Smart Power Station beträgt laut Hersteller 50 Watt, allerdings ist uns bereits beim Laden der Powerbank über ein Ladegerät aufgefallen, dass bei 24 Volt (maximale Spannung laut Hersteller) nur knapp 2A gezogen werden, was eine Leistung von knapp 47 Watt ergibt. Ohne eine unzulässige (und wir wollen es auch nicht ausprobieren) Erhöhung der Spannung, ist die Eingangsleistung von 50 Watt nicht ganz erreichbar.

Solarmodul SUNBEAMsystem 62 Watt Touch Fold Series im Test

Wir haben in unserem Test zunächst das Solarmodul getestet. Der Test wurde am 31.03. zur Mittagszeit in Mitteldeutschland durchgeführt und das Solarmodus optimal zur Sonne ausgerichtet. Die gemessene Globalstrahlung am ausgerichteten Solarmodul lag zwischen 1000 – 1050 Watt pro Quadratmeter. Die Temperatur lag im Schatten bei ca. 20 °C und entsprach damit nahezu Normbedingungen. Mit einer elektronischen Last wurde der MPP manuell gesucht, um die maximale Leistung zu ermitteln (siehe Video).  Die maximale Leistung lag bei ca. 46 – 47 Watt im ungekühlten Zustand und ca. 52 – 53 Watt nach kurzer Wasserkühlung.

Die vom Hersteller angegebenen 62 Watt (+/- 5%) liegen theoretisch in Reichweite, wenn man den rechnerisch optimalen MMP nutzt, das Modul noch kälter und die Einstrahlung noch stärker ist (höherer Sonnenstand im Sommer, superklares Wetter). In der Praxis ist der Wert schwer erreichbar, da ein hoher Sonnenstand im Sommer grundsätzlich auch mit höheren Modultemperaturen verbunden ist und ein Modul normalerweise nicht aktiv gekühlt wird. Für ein flexibles Modul ist der Wirklungsgrad hoch.

Solarmodul an der Smart Power Station

Als nächstes haben wir das Solarmodul an der Smart Power Station getestet. Die maximale Ladeleistung liegt bei ca. 40,5 Watt und wird durch den maximalen Ladestrom von knapp 2A am DC-Eingang begrenzt. Verglichen haben wir mit dem Omnicharger, welcher über einen MPPT-Laderegler verfügt. Folgenden Werte haben wir gemessen:

Das Ergebnis zeigt klare Vorteile für den MPPT-Lader gegenüber dem PWM-Regler in der Smart Power Station, vor allem im Teilschatten und bei Bewölkung. Der PWM-Regler der Smart Power Station ist ein klarer Schwachpunkt und lässt viel Leistung liegen. In einem stationären System lässt sich der Nachteil vielleicht durch mehr Solarfläche ausgleichen, im mobilen Einsatz allerdings ist jedes Prozent wichtig.

Nutzung in der Praxis

In der Praxis haben wir die Smart Power Station mit vielen Verbrauchern erfolgreich getestet. Die eingebaute 12-Volt-KFZ-Buchse bringt viele Einsatzmöglichkeiten. So haben wir die Smart Power Station erfolgreich über viele Stunden mit einer Kompressorkühlbox betrieben. Erfolgreich war auch der Einsatz in Verbindung mit der Handpresso Auto Espressomaschine, welche wir hier ausführlich getestet haben: Handpresso Auto im Test
Die Handpresso Auto macht im KFZ immer wieder Probleme wenn der Motor nicht läuft, da dann die Spannung am Zigarettenanzünder bei vielen Fahrzeugen zu stark einbricht. In Verbindung mit der Smart Power Station hatten wir diese Probleme nicht, die Maschine läuft trotz des hohen Anlaufstroms sowie der hohen Gesamtleistung von ca. 140 Watt problemlos auch mit einigen Ladungen hintereinander.

Auch 12-Volt-Heizdecken können problemlos über viele Stunden an der Smart Power Station betrieben werden. Da der 12-Volt-Ausgang der Smart Power Station besonders effizient ist, lässt sich die Laufzeit der Verbraucher leicht berechnen. Nimmt eine Heizdecke z.B. im Schnitt 30 Watt auf, so kann die Smart Power Station die Decke knapp 5 Stunden mit Energie versorgen (ca. 145 Wattstunden / 30 W).

Alle Ausgänge können parallel betrieben werden, was überaus praktisch ist. Ebenso ist es möglich, die Powerbank zu laden und gleichzeitig die Ausgänge zu verwenden (Pufferbetrieb).

Da die Kapazität der Smart Power Station über 100 Wattstunden, aber unter 160 Wattstunden liegt, kann es zu Problemen bei der Mitnahme im Handgepäck (Flugzeug) kommen. Die Regeln unterscheiden sich von Fluggesellschaft zu Fluggesellschaft, Akkus bis 160 Wattstunden können teilweise mit Genehmigung im Handgepäck befördert werden.

Temperaturen

Der Hersteller gibt eine Betriebstemperatur von -10 °C bis +40 °C an. Wir haben den Kältetest gemacht und können die Angaben knapp bestätigen. Um -10 °C herum verweigert die Smart Power Station den Dienst komplett und lässt sich nicht mehr einschalten bzw. schaltet alle Ausgänge ab. Erst nach einer längeren Erwärmung kann die Energie entnommen werden. Bei einer Temperatur von -5 °C ist die Kapazität um ca. 30 Prozent reduziert.

Fazit

Die SUNBEAMsystem Smart Power Station ist eine sehr gute Lösung für Nutzer, die unterwegs viel Energie benötigen und neben 5V USB, USB-C PD auch 12-Volt-Verbraucher mit KFZ-Anschluss (Zigarettenanzünder Stecker) verwenden möchten. Die Kapazität und Leistung der Smart Power Station liegt vor allem am 12-Volt-Ausgang innerhalb der Erwartungen. Die Spannungswandlung am USB-A- bzw. USB-C-Ausgang reduziert die Kapazität gegenüber dem 12-Volt-Ausgang überraschend deutlich.
Die SUNBEAMsystem Smart Power Station ist besonders robust und hochwertig verarbeitet und gut gegen Spitzwasser, Staub und Dreck geschützt und ist daher für den Outdoor-Einsatz optimiert. Der LiFePO4-Akku verspricht eine besonders lange Lebenserwartung, welche durch ein konservatives Ladeverfahren noch weiter erhöht wird. Die Solarladeleistung über den PWM-Laderegler konnte uns in der Praxis nicht vollständig überzeugen, bietet aber für gelegentliche Nutzung eine zusätzliche Option, haben ist besser als brauchen.
Das herausragende Alleinstellungsmerkmal der SUNBEAMsystem Smart Power Station bleibt aber der leistungsstarke 12-Volt KFZ-Ausgang, welcher in der Praxis zuverlässig arbeitet und viele Einsatzmöglichkeiten eröffnet. Wir können daher die SUNBEAMsystem Smart Power Station für alle Nutzer empfehlen, die eine starke, zuverlässige und langlebige und vor allem hochmobile 12-Volt-Energiequelle für Outdoor-Aktivitäten suchen.

Preis & Bezugsquelle

Die SUNBEAM Systems Smart Power Station kostet beim Hersteller SUNBEAM Systems 269,00 EUR und ist damit nicht besonders preiswert. Das Preis-/Leistungsverhältnis wird von uns dennoch als gut eingestuft, insbesondere weil die Verarbeitungsqualität sowie die verwendete LiFePo4-Akkutechnologie eine überaus lange Lebenserwartung verspricht. Eine Powerbank fürs halbe Leben…

Zum SUNBEMA Systems Shop…

Das Solarmodul Tough 62 Watt Fold kostet 259,00 EUR und hat damit unserer Meinung nach nur ein befriedigendes Preis-/Leistungsverhältnis. Für ein Solarmodul welches für die mobile Verwendung vorgesehen ist, ist der Anschluss unserer Meinung nach konstruktiv nicht optimal gelöst. SUNBEAM Systems hat uns gegenüber allerdings erklärt, das die in 2021 produzierten Module einen verbesserten Anschluss haben sollen.