ELEKTRIK UND SOLAR IM CAMPER

Das Thema Elektrik und Stromversorgung ist sehr heikel und Patrick verbrachte Nächte damit, YouTube Videos anzuschauen und einen Plan für unseren Van zu schmieden. Für ihn stand von Anfang an fest, er möchte alles selbst machen (mit Ausnahme vom 230 Volt System). Hier ist es wichtig zu sagen, dass jedes System anders aussehen kann. Jeder hat verschiedene Verbraucher und nutzt diese mehr oder eben weniger. Steht man mehr auf Campingplätzen oder doch eher wild? Nach diesen Kriterien muss eine Stromversorgung ausgerichtet werden. Wir Campen am Liebsten Wild und meiden meist Campingplätze. Um diesen Luxus so oft wie möglich nutzen zu können, kamen wir zum Beispiel nicht an einem passenden Solarsystem vorbei. Für unsere große Reise haben wir uns nachträglich auch für Landstrom (230 Volt) entschieden und entsprechend verbauen lassen. Somit können wir jederzeit völlig autark stehen und dennoch den Luxus von einem bestehenden Stromnetz nutzen. 

Für uns wurde es ein 12 Volt Kreislauf, da wir keine größeren "Verbraucher" im Van erwarten und dieser somit völlig ausreichend ist. Alternativ könnte man auch auf einem 24 Volt Kreislauf aufbauen. 

 

PS. Solltet ihr euch zusätzlich für einen klassischen 230 Volt Kreislauf entscheiden, raten wir euch, für den Einbau professionelle Hilfe in Anspruch zu nehmen.

STROM RICHTIG BERECHNEN

RECHNUNG

Leistung X (Watt)  / 12 V  =  X Ampere Zahl 

Stromverbrauch X/h pro Tag      

 Leistung X x X/h pro Tag = X Wh / Tag        

 X Ampere x X/h pro Tag = X Ah       

UNSER VERBRAUCH

Macbook Ladegerät     60 Watt / 12 V = 5 A

Smartphone/Kamera Ladegerät  5 Watt / 12 V = 0,42 A

Router laden  11 Watt / 12 V = 0,92 A

Innenbeleuchtung      6 Watt / 12 V = 0,5 A

Kühlschrank   46 Watt / 12 V = 3,83 A

 

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EINE KLEINE HILFE FINDET IHR HIER

60 Watt x 4/h = 240 Wh

5 Watt x 5/h = 25 Wh

11 Watt x 3/h = 33 Wh

6 Watt x 2/h = 12 Wh

46 Watt x 4/h = 184 Wh

494 Wh / Tag

5 Ampere x 4/h = 20 Ah

0,42 Ampere x 5/h = 2,1 Ah

0,92 Ampere x 3/h = 2,76 Ah

0,5 Ampere x 2/h = 1 Ah

3,83 Ampere x 4/h = 15,32 Ah

41,18 Ah 

Aus oben genannter Rechnung haben wir uns einen Energiebedarf inkl. Puffer von 45 Ah pro Tag errechnet. Bei drei geplanten, freistehenden Tagen ohne Lichtmaschine benötigen wir die Power von 135 Ah Speicherkapazität. Wie so oft in der Mathematik, handelt es sich wieder nur um eine Formel und in der Praxis sieht es etwas anders aus. Um der Batterie nicht zu schaden gilt generell, dass man sie nicht unter 60 % entladen sollte. In unserem Fall haben wir eine 150 Ah AGM-Versorgerbatterie* verbaut. Somit sollte unsere Batterie nicht unter eine Spannung von ca. 90 Ah fallen. Daraus ergibt sich für uns eine frei nutzbare Batteriekapazität von 60 Ah. Diese reicht uns für knapp zwei Tage ohne Fortbewegung und Sonnenlicht gerade so aus. Wie ihr merkt, sind das allerdings alles sehr theoretische Richtwerte. Dazu aber im Bereich der Batterie gleich mehr. 

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DIE PASSENDE BATTERIE IM VAN

Es wird zwischen vier Arten von Batterien unterschieden. Jede Batterie hat Vor- und Nachteile die ich versuche euch etwas näher zu bringen. Vorab ist es wichtig zu wissen, dass Batterien mit der Zeit an Leistung verlieren, somit lohnt sich vielleicht die Investition zu einem größeren Batterie System als geplant. Wir haben uns nach langer Überlegung schließlich für eine AGM Batterie von Ective entschieden. In Zukunft wird aber alles über sogenannte LifePo4 Batterien oder auch Lithium-Batterien laufen, die aktuell aber noch zu teuer sind. Sie sollen neben der besseren Effizienz auch eine lange Haltbarkeit aufweisen.

BATTERIEARTEN

Nassbatterie

Diese Batterie Typen sollten maximal zur Hälfte entladen werden. Wenn sie weiter entladen werden, altert der Akku wesentlich schneller und geht viel früher kaputt. Der Vorteil dieser Batterieart sind die preiswerten Akkus. Nachteile hingegen sind die intensive Wartung, es könnte Säure auslaufen (somit immer in einem Behälter aufbewahren) und die Entladetiefe von 40 - 60 %.

Lithium-Batterie

Mit dieser Technologie kommt ein neuer Hit und eine echte Alternative auf den Markt. Man kennt diese Batterien aus Smartphones, Notebooks oder anderen elektronischen Geräten mit kleinen und leichten Akkus. Die Batterien sind klein, leicht und wartungsfrei. Die Tiefenentladung stellt kein Problem dar und es sind sehr schnelle Ladezeiten möglich. Der große Knackpunkt ist der Anschaffungspreis, der sich in den nächsten Jahren aber legen wird. Im Nachhinein betrachtet würde ich auf dieses System bauen und keine AGM Batterie mehr verbauen. Die Tiefenentladung macht es einfach super interessant. 

Gel-Batterie

Gel-Batterien sind super schwer im Vergleich zu anderen Systemen. Als Starterbatterie sollten sie nicht eingesetzt werden, da große Stromentnahmen nicht ideal für Gel-Batterien geeignet sind. Vorteile sind, dass die Batterien wartungsfrei sind, die einfache Bauweise, sie laufen nicht aus und es ist eine sehr tiefe Entladung möglich. Die Nachteile zeigen sich darin, dass eine spezielle Ladetechnik notwendig ist und sie sehr schwer sind.

AGM-Batterie

Dieser Typ kann mit deutlich höheren Spannungen als die anderen Beiden geladen werden. Man benötigt dazu jedoch ein geeignetes Ladegerät, welches für AGM-Batterien ausgelegt ist. Ein Temperatursensor sollte Pflicht sein, da die Batterien allergisch gegen Hitze sind und beim Laden nun mal Hitze entsteht. AGM-Batterien sind die am häufigsten verbauten Batterien und vertragen auch lange Standzeiten mühelos. Die beiden Vorteile sind, dass sie zum Einen nicht so empfindlich bei der Tiefenentladung ist und die geringe Selbstentladung. Noch dazu sind die Batterien wartungsfrei. Der einzige Nachteil ist die spezielle Ladetechnik.

WAS GIBT ES BEI LADEZYKLEN ZU BEACHTEN?

Zyklenfestigkeit und Ladezyklus sind nach meiner Meinung die wichtigsten Faktoren beim Kauf einer Batterie. Die Hersteller geben die Zahl der Ladezyklen oftmals als Wert an.

 

Ein Ladezyklus könnte sein: 

- Eine Batterie wird zweimal zur Hälfte entladen und wieder voll geladen

- Eine Batterie wird zu 20 % entladen dann geladen, wieder zu 30 % entladen und geladen und zu 50 % entladen und wieder geladen

- Eine Batterie wird zu 100 % entladen und wieder voll geladen

Die Zyklenzahl beschreibt die Anzahl der unbeschadet überstandenen Ladezyklen. Eine Anzahl von 1000 Zyklen gibt an, dass der Akku nach 1000 Ladezyklen noch 80 % seiner Kapazität hat. Wie oben schon erwähnt verliert die Batterie mit der Zeit an Leistung, funktioniert aber natürlich noch.

WIE MÖCHTE ICH LADEN?

Das ist neben der richtigen Batterie sicher die zweitwichtigste Frage. Es gibt verschiedenste Kombinationsmöglichkeiten und Ansätze Solarstrom und Landstrom gemeinsam zu verwenden. Wir haben uns für eine Kombination von Solar- und Landstrom-Einspeisung in das 12 Volt Bordsystem entschieden. Für uns zumindest Stand "heute" die beste Lösung. Wir sind auch gut drei Jahre ohne ein Landstrom System ausgekommen, da wir oft völlig autark stehen. Diese Entscheidung ist abhängig von Bedarf, Verbraucher und auch Geldbeutel. Für ein sehr gutes Komplettsystem zahlt man schnell einen vierstelligen Betrag. Wir haben ein Kombi TSI Modul von Ective* verbaut. 

Landstrom

Die Möglichkeit via Landstrom die Batterien aufzuladen ist natürlich eine einfache und zielführende Lösung. Gerade auf Campingplätzen ist es so möglich alle Verbraucher ohne Abstriche zu nutzen und auf das bestehende Campingnetz zurückzugreifen. Nicht ganz unwichtig ist hier der Einbau von einer entsprechenden Sicherung im Fahrzeug. Da hier 230 Volt zum Einsatz kommen macht eine doppelte Sicherung Sinn, da man nicht weiß ob die Campingplatz Elektrik richtig abgesichert ist. Da haben wir schon die wildesten Spots erlebt. Ein weiterer Punkt ist das benötigte Ladegerät*, das den Strom entsprechend im Van zur Verfügung stellt. Hier sollte auch auf einen Überspannungsschutz, Verpolungsschutz und auf eine reine Sinuswelle geachtet werden. Auch hier sind die benötigten Verbraucher ein wichtiges Kriterium, die Anlage sollte entsprechend den Bedürfnissen dimensioniert werden.

Solarstrom

Um aus Sonnenenergie Strom zu erzeugen benötigt man eine Solarzelle* (flexible Solarzelle*) sowie ein passendes Ladegerät (MPPT Regler*). Für unser System entschieden wir uns für einen 250 MPPT Regler von Offgritec* und zwei 110 Watt flexible Solarzellenda unser Dach am LT nicht gerade ist und wir diese Rundung smart lösen wollten. Ein solches Modul hat eine maximal Einspeisung von 440 Wh/Tag, gemessen im Norden Deutschlands. Fairerweiße möchte ich erwähnen, dass die flexiblen Module einen leichten Leistungsabfall gegenüber geraden, festen Modulen aufweisen. Aber auch hier zählt wieder, dass alle Geräte auf den Verbrauch ausgelegt werden müssen. Die Systeme sind genormt und werden via Plug and Play simpel miteinander verbunden. 

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Kombi-System

Solltet ihr noch ein passendes System suchen, können wir ein SSI Model von Ective* empfehlen. Es verknüpft Landstrom, Solarstrom, Spannungswandler und das alles mit einer Bypass Funktion. Ein klassisches vier in eins System. Wir haben neben unserem 250 MPPT Regler von Offgritecein TSI Modul von Ective* verbaut. Diese beiden in Verbindung bieten uns die gleichen Möglichkeiten wie das SSI Model von Ective*. Unser Gedanke war, was ist wenn eines der beiden Funktionen in einem Gesamtsysmtem kaputt geht? So funktioniert das andere System bei unserer Variante losgelöst. Bei Fragen hierzu könnt ihr uns gerne schreiben. 

WIE WERDEN AUS 12 VOLT NUN 230 VOLT?

Sollte es nicht anders funktionieren kann man ohne Probleme einen Spannungswandler verbauen. In der Regel sollte man aber auf das bestehende 12 Volt Netz bauen, da die Umwandlung von 12 Volt auf 230 Volt immer zu Verlustleistung führt. Für Licht, Kühlschrank, LED Leuchten, Kamera und kleinere Ladegeräte ist eine 12 Volt Verbindung kein Problem. In unserem Fall haben wir nach einer Lösung für unsere Notebooks gesucht. Das Laden der Netzteile benötigt eine höhere Spannung und somit haben wir uns dann für das oben beschriebene TSI Modul von Ective* entschieden. Dadurch nehmen wir eine Verlustleistung in Kauf, sind aber deutlich flexibler in den Möglichkeiten. Zudem hat unser System eine Bypass Funktion, die uns eine einfache Landstrom Zuschaltung ermöglicht. Hierzu haben wir eine passende Anzeige angeschlossen, durch die wir das System vorne im "Wohnraum einschalten können.

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ELEKTRIK ABSICHERN UND QUERSCHNITT BEACHTEN

Der Kabelquerschnitt ist vergleichbar mit einem Wasserschlauch oder einer Rohrleitung. Je mehr Wasser durch die Leitung transportiert werden soll, desto dicker sollte der Durchmesser gewählt werden. Will man zu viel Strom durch eine zu dünne Leitung schicken, erwärmt sich diese und löst sich auf (das ist uns schon passiert und sollte dringend beachtet werden!). Es kann schnell zu einem Kabelbrand kommen, deshalb sollte immer ein Mindestquerschnitt eingehalten werden. Im Zweifelsfall lieber zu viel als zu wenig. Zudem muss ein Spannungsabfall beachtet werden. Will man 12 Volt über mehrere Meter transportieren, kommen am Ende vielleicht nur 9 Volt an. Somit Spannung, Stromstärke und die zurückgelegte Länge entsprechend anpassen. 

 

Auf der Plattform von https://www.kabelquerschnitt-rechner.de findet ihr alle Informationen bis ins kleinste Detail von Fachmännern erklärt.

Wir haben als Sicherung für unser System einen kleinen Sicherungskasten* verbaut. Diesen haben wir mit einem 6 mm² an die Versorgerbatterie angeschlossen. Von diesem Sicherungskasten* führen alle Kabel direkt an die jeweiligen Verbraucher und sind smart und einfach nach unterer Tabelle abgesichert. Der größte Verbraucher in unserem Van ist das TSI Modul von Ective* was wir mit jeweils zwei 80 A Flachsicherungen abgesichert haben. Solche großen Sicherungen sollten immer so nah wie möglich an der Batterie verbaut werden. Bei einem sehr dicken Kabel kann es zu hohen Temperaturen kommen, deshalb ist bei Spannungswandlern das verlegen von zwei statt einem Kabel keine schlechte Idee. 

Kabelquerschnitt x Sicherung

1,5 - 2,5 mm² = 20 A

4 mm² = 30 A

6 mm² = 40 A

8 mm² = 80 A

14 mm² = 100 A

BELEUCHTUNG

Um Strom zu sparen, haben wir als Lichtquelle zwei LED Lampen* im Küchenbereich eingebaut. Die Kabel wurden durch ein Wasser-Rohrsystem aus dem Baumarkt verlegt und die Lämpchen klebten wir mit Heißfolienkleber im Rohrsystem fest, sodass diese all unsere Roadtrips ohne Weiteres überstehen sollten. Von den beiden Leuchten führt ein 2,5 mm Kabel* zu einem on/off Schalter und von dort direkt zum Sicherungsschalter*. Eine einfache und smarte Art für etwas Licht zu sorgen. Ansonsten haben wir eine batteriebetriebene Lichterkette und jede Menge Kerzen, die am Abend für Licht sorgen.

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