Solaranlage, Stromversorgung im Wohnmobil, mach dich autark

Solaranlage Wohnmobil, Solarladeregler

Bei unserer Restauration und dem Wohnmobil Ausbau blieb es natürlich nicht aus, sich in puncto autarke Stromversorgung ein paar Gedanken zu machen. Ich möchte aufzeigen, welche Solaranlage wir verbaut haben und wie wir unsere AGM-Batterie laden. Außerdem gibt es einen Solarrechner, mit dem Du spielend deine eigene autarke Stromversorgung realisieren kannst. Warum kann ein B2B Laderegler sinnvoll sein und welche Vorteile bietet eine Batterieüberwachung? Ferner werde ich berichten, was beim Umgang mit Strom im Wohnmobil zu beachten ist und Infos zu Kabelquerschnitten geben, die es auch als PDF-Download gibt.

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Dimensionierung der Solaranlage um autark zu sein

Unser Ziel besteht darin möglichst lange ohne externe Stromversorgung wie z.B. auf einem Campingplatz, stehen zu können und unseren Strombedarf überwiegend durch die Solaranlage zu decken. Dabei ist es wichtig, seinen Verbrauch realistisch zu berechnen und seine Elektrik entsprechend zu planen. Beschönigungen bei der Berechnung helfen hierbei nicht wirklich und am Schluss bricht die Stromversorgung früher zusammen als geplant. Gerade in den Wintermonaten der nördlichen Hemisphäre ist es nicht ganz so leicht, seine Solaranlage zu 100% autark umzusetzen. Im Winter ist der Strombedarf meist höher als im Sommer, da man das Licht früher einschaltet oder den Lüfter für die Heizung betreibt. Der Platz auf dem Dach, auf dem die Solarpanele montiert werden können, ist begrenzt und vielleicht auch das Budget. Wenn der tägliche Strombedarf sehr hoch ist, sollte man sich überlegen, welche Verbraucher man eventuell aussortieren kann. Auch durch die Anschaffung von sparsameren Geräten kann ordentlich Strom eingespart werden.

Wie groß muss meine Solaranlage für die Stromversorgung im Wohnmobil theoretisch sein?

Nachdem wir jetzt wissen, wie viel Strom pro Tag verbraucht wird, kannst Du berechnen, wie viel WP die Solaranlage haben muss, um den täglichen Bedarf zu decken. In den Berechnungen sind bereits Verluste durch Erwärmung der Solarpanele eingerechnet. Ebenso Leistungsminderungen, welche die Verkabelung und die Umwandlung durch den  Solarladeregler entstehen. Wir gehen davon aus, dass die Solaranlage flach auf dem Wohnmobil montieren wird. Das ist zwar nicht der Idealzustand, lässt sich aber auf einem Reisemobil meist nicht anders lösen.

Alle Ergebnisse sind Durchschnittswerte. So hat man z. B. im Norden Deutschlands etwas weniger Ertrag, im Süden dafür etwas mehr. Für die anderen Regionen gilt das Selbe.

AGM Batterie, Gel oder LiFePo4?

Batteriemonitor, SolaranlageWas beim Thema Stromversorgung nicht fehlen darf, ist die Aufbaubatterie. Sie gehört ebenfalls zur Solaranlage und speichert Sonnenenergie, welche abends oder nachts benötigt wird. Natürlich möchten wir auch bei schlechtem Wetter Strom zur Verfügung haben. Blei-Säure-Batterie, Gel, AGM oder vielleicht sogar eine LiFePo4? Jeder Typ hat seine Vor- und Nachteile. Wir haben unseren Verbrauch und unsere Gewohnheiten bei der Stromnutzung mit dem Solarrechner ermittelt. Dann stellt sich die Frage, welche Versorgungsbatterie für uns geeignet ist. Natürlich spielt auch das Budget eine Rolle.

Blei-Säure-Batterie

Blei-Säure-Batterien haben durchaus ihre Berechtigung. Aber für uns kam sie aufgrund der Geländegängigkeit unseres Fahrzeugs, den dadurch entstehenden Stößen und Vibrationen, nicht infrage. Es könnte bei Schräglage durchaus passieren, dass Batteriesäure austritt, die sich in unserem Elektrik-Kasten verteilt. Sie sind anfälliger für Sulfatierung, haben eine kürzere Lebenserwartung und sind nicht wartungsfrei. Unser Elektrik Bereich und auch die Batterie sind im Inneren des Fahrzeugs montiert, was ein Entlüftung nötig gemacht hätte. Da konnte uns auch der günstige Anschaffungspreis nicht überzeugen.

Gel Batterie im Wohnmobil

Gel Batterien vertragen eine Entnahme von hohen Strömen nicht so gut, wie AGM Batterien. Da wir auch einen 1000-W-Wechselrichter betreiben und diese Leistung regelmäßig benötigen, warfen wir Gel Batterien aus unserer Liste. Im Übrigen benötigt sie auch mehr Zeit für eine Vollladung, was bei einem reinen Solarbetrieb ein Nachteil sein könnte. Dazu kam noch der höhere Anschaffungspreis im Vergleich zur AGM Batterie. Mittlerweile ist dieser Preisunterschied aber nicht mehr so groß.

LiFePo4 Batterie

In unserem Fall rechnet sich eine LiFePo4 Batterie mit Anschaffungskosten von über 2000,- € einfach nicht. Wir entnehmen nur wenig Kapazität, die am Folgetag durch die Solaranlage wieder aufgefüllt wird. Für dieses Nutzungsprofil ist eine AGM- oder Gel-Batterie ausreichend. Wer allerdings einen hohen Stromverbrauch hat, weil er z. B. einen Kompressorkühlschrank betreibt oder vielleicht einen Backofen im Wohnmobil hat, sollte sich über LiFePo4 als Versorgungsbatterien Gedanken machen. Die Vorteile liegen klar auf der Hand, sie haben viel weniger Gewicht, verkraften die Entnahme von hohen Strömen und punkten auch bei längeren Schlechtwetterperioden, da die gesamte Kapazität bis auf das letzte Prozent genutzt werden kann.

AGM-Batterie

Wir haben uns für eine 240Ah AGM-Batterie der Marke „Exide“ entschieden. Eine hohe Kapazität haben wir gewählt, um auch bei anhaltend schlechtem Wetter ein paar Tage überbrücken zu können, ohne die Batterie zu tief entladen zu müssen. Täglich entnehmen wir 15 – 20 % Kapazität, welche am nächsten Tag durch unsere Solaranlage wieder aufgefüllt wird. Auch nach über einem Jahr Dauereinsatz leistet unsere AGM-Batterie gute Arbeit und macht keinerlei Anzeichen einer Ermüdung. Wir können sie absolut empfehlen.

Für mehr Infos zum Thema findest Du in unserem Beitrag „Wohnmobil Batterie

AGM- oder Gel-Batterie richtig laden

Um AGM Batterien richtig laden zu können, müssen Batterieladegeräte und Solarladeregler mit einer sogenannten IUoU Ladekennlinie verwendet werden. Ladegeräte für normale Blei-Säure-Batterien sind nicht ausreichend. Ohne dieses prozessorgesteuerte Ladeprogramm werden über kurz oder lang die Aufbaubatterien beschädigt, weil keine Vollladung erreicht wird. Es kommt zur Sulfatierung des Akkus, welche die Leistung vermindert. Das gleiche gilt im Übrigen auch für Gel Batterien.

Wieviel Batteriekapazität und Solarleistung ist in der Praxis nötig?

Bis jetzt war alles sehr theoretisch, aber jetzt wollen wir uns genauer mit der Dimensionierung unserer Solaranlage und der Stromversorgung auseinandersetzen. Mit den berechneten Werten sollten wir einschätzen können, wie groß unsere Solarpanele auf dem Wohnmobil sein sollte. Wie Du wahrscheinlich bemerkt hast, ist gerade in den Wintermonaten die Solarleistung zumindest in den nördlichen Breitengraden sehr eingeschränkt. Es gilt jetzt einen sinnvollen Kompromiss zischen Platz, Kosten, Standort und Jahreszeit zu finden. Außerdem sollten wir uns ansehen, wie groß unsere Batteriekapazität sein muss, um auch ein paar Tage ohne Sonnenschein „überleben“ zu können.

Solaranlage, Wohnmobil

Unsere eigene Solaranlage auf dem Wohnmobil

Wir sichern unsere Stromversorgung durch drei 100 WP Solarpanele, welche die hauptsächliche Batterieladung durch einen MPPT-Solarladeregler von Votronic übernehmen. Bei einem durchschnittlichen Stromverbrauch von 20 – 45 Ah pro Tag, sind wir von Frühling bis Herbst in Deutschland komplett autark (Sonnenschein vorausgesetzt) und unsere Wohnmobil Batterie wird täglich vollgeladen. In den Wintermonaten halten wir uns vornehmlich in südlichen Gefilden auf. So sind wir in Spanien, Portugal und Marokko ebenfalls autark. Auch wenn die Tage kürzer werden, wird genügend Energie durch unsere Solaranlage in die AGM-Batterie geleitet.

MPPT- oder PWM-Solarladeregler?

MPPT-Regler holen mehr aus den Solarmodulen als PWM-Solarladeregler. Für die MPPT-Technologie mussten wir 1/3 mehr ausgeben, als für die PWM-Variante. Natürlich funktionieren beide Möglichkeiten, aber wenn man eh eine neue Solaranlage aufs Wohnmobil baut, lohnt sich der geringe Mehrpreis auf jeden Fall. Dafür wird man mit bis zu 20 % mehr Solarertrag belohnt, was wieder ein Schritt zu mehr Autarkie bedeutet.


Batteriemonitor, Stromversorgung überwachen

Um über den aktuellen Verbrauch auf dem Laufenden zu bleiben und die Stromversorgung dauerhaft sicherzustellen, verwenden wir den Batteriemonitor BMV-700 von Victron Energy. Er zeigt den aktuellen Ladezustand an und misst alle Ströme, die der Batterie entnommen werden. Auch Ladeströme, welche von der Solaranlage oder einem Ladegerät in die AGM-Batterie fließen, werden berücksichtigt. Ein Batteriemonitor gibt dir einen Überblick über deine verfügbaren Ressourcen und den damit verbundenen Ladezustand deiner Aufbaubatterie. Dazu wird ein sogenannter Shunt in die Minusleitung vor der Batterie geklemmt. Alle Verbraucher müssen über diesen Shunt laufen, damit entnommener oder zugeführter Strom erfasst werden kann. So kann man seine Aufbaubatterie vor Tiefenentladung schützen und rechtzeitig den „Stecker ziehen“.

Eine schöne Spielerei ist auch der als Zubehör erhältliche Bluetooth Dongle**. Er kann entweder am BMV-700 Batteriemonitor oder am MPPT-Solarladeregler angeschlossen werden. Mithilfe einer Handyapp können die aktuellen Daten der Solaranlage direkt auf dem Smartphone oder Tablet überwacht werden.

Batterie zu Batterie Ladegerät

Falls die Leistung der Solaranlage bei schlechtem Wetter nicht ausreicht, verwenden wir  einen B2B-Ladebooster. Damit können wir unsere Aufbaubatterie auch während der Fahrt vollladen. Nachdem unser Oldtimer über ein 24V Netz verfügt und der Aufbau mit einer 12V Solaranlage realisiert wurde, muss die Ladespannung von 24v auf 12V transformiert werden. Auch das übernimmt der Ladebooster. Außerdem schafft unsere Lichtmaschine, Bauart bedingt, keine Vollladung der Batterie. Dafür ist eine entsprechende IUoU Ladekennlinie nötig, welche ebenfalls von dem Gerät bereitgestellt wird. Unter anderem trennt der Booster auch Startbatterien von den Aufbaubatterien, wenn die Lichtmaschine keinen Strom mehr liefert. Eine Trennung ist nötig, um eine Entladung der Starterbatterie durch die Aufbaubatterie zu verhindern.

Wenn es nur um eine Trennung der beiden Batterien geht, genügt auch ein sogenannter Batterietrennschalter**. In unserem Wohnmobil ist aber noch eine Gleichstromlichtmaschine mit wenig Leistung verbaut. So durfte unser Fahrzeug seine alte Lichtmaschine behalten und wir bekommen auch während der Fahrt genügend Strom in unsere Aufbaubatterie.

Landstrom, Ladegerät und Vorrangschaltung

Wenn wir doch ein mal Landstrom benötigen, weil lang anhaltendes Regenwetter unsere Solaranlage außer Betrieb setzt, wurde noch ein Batterieladegerät verbaut, welches unsere Stromversorgung sicherstellt. Die Elektrik wurde so angepasst, das bei Einspeisung von Landstrom der Kühlschrank mit 230V betrieben wird, ein Ladegerät anspringt und die AGM Batterien lädt. Zeitgleich wird der Spannungswandler durch eine Vorrangschaltung** von den 230V Steckdosen getrennt und der Landstrom in das Bordnetz eingespeist.

Spannungswandler

Natürlich haben wir auch eine 230V Stromversorgung integriert. Realisiert wird das Ganze durch einen Spannungswandler, der aus 12V 230V reinen Sinus macht und dauerhaft 1000W liefern kann. Das reicht auf  jeden Fall, um unsere Flex zu betreiben, den Akkuschrauber zu laden und unsere Notebooks oder die elektrische Zahnbürste nutzen zu können. Dazu wurden dem Wohnmobil mehrere 230V Steckdosen spendiert. Für weitere Infos empfehlen wir unseren Beitrag über Wechselrichter im Wohnmobil.

LED Deckenleuchten

Der ganze Aufbau ist mit LED Deckenleuchten ausgestattet, um den Stromverbrauch im Wohnmobil niedrig zu halten. Es sind insgesamt 12 Lampen verbaut, die bei 12V  je 1 Watt Leistung aufnehmen. Die Steuerung des Lichts erfolgt über eine Wechselschaltung mit 3 Schaltern. Einer am Einstieg, einer am Durchgang und einer am Bett.

LED Leuchten, Stromversorgung

USB Steckdosen

Wir haben vor Kurzem noch USB Steckdosen im Aufbau montiert. Die meisten Geräte, wie Handy, GoPro und Router lassen sich bequem per USB Kabel laden. Eine absolute Bereicherung in unserem Aufbau.

Linchview Einbau-USB-Steckdose 5V 4,2A (12V/24V)

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(4 Kundenrezensionen)

 

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Strom im Wohnmobil verlegen

Für das Verlegen von Stromkabeln und dem Einbau der Solaranlage im Wohnmobil oder Wohnwagen gelten besondere Vorschriften. Geregelt wird das Ganze in dem sog. DIN VDE 0100-721 Datenblatt und wird dort genau beschrieben. Es geht um das Einhalten von Richtlinien, welche die Betriebssicherheit gewährleisten. Wer schon gesehen hat, was ein Kabelbrand in einem Fahrzeug anrichten kann, wird bestimmt daran interessiert sein diese Regeln zu befolgen.

Kabelquerschnitte und Absicherung für 12 V

Bevor man das erste Stromkabel verlegt, sollte man sich über die Kabelquerschnitte Gedanken machen. Welchen Verbraucher möchte ich am Kabel anschließen und wie viel Leistung verbraucht er? Wie weit ist der Verbraucher von meiner Spannungsquelle entfernt?

Ein Beispiel: Unser Wohnmobil Kühlschrank verbraucht ca. 8 Ampere bei 12 V (ca. 100W). Wenn wir uns jetzt folgende Tabelle ansehen, können wir ablesen, welcher Kabelquerschnitt für unser Vorhaben infrage kommen würde, um den Verbraucher sicherheitskonform betreiben zu können.

Kabelquerschnitt in qmmMaximale Absicherung
1,510A
2,516A
420A
625A
1035A
1650A
2560A
3580A
50100A
70125A

 

Aber Achtung, das ist nur die halbe Wahrheit. Als weiterer Faktor kommt noch die Länge des Kabels hinzu. Je mehr Meter wir zum Verbraucher haben, umso größer muss das Kabel dimensioniert werden. Geschuldet ist das dem Spannungsabfall, der mit der Länge des Kabels zunimmt. Ich halte mich bei meinen Berechnungen an einen maximalen Spannungsabfall von 0,5V und fahre damit gut. Bei einem Spannungsabfall größer als 0,5V kann es passieren, dass manche Geräte nicht mehr funktionieren. Bei Ladegeräten für die Aufbaubatterie peile ich einen maximalen Spannungsabfall von 0,25V an.

Es dürfen nur flexible Kabel (Litzen) verwendet werden. Starre Kabel sind nicht zulässig. Durch Vibrationen beim Fahren können starre Stromkabel brechen und Kurzschlüsse verursachen.

In dieser PDF-Datei habe ich die empfohlenen Kabelquerschnitte nach der Kabellänge und der möglichen Stromstärke aufgelistet. Versuche Stromkabel zu den Verbrauchern so kurz wie möglich zu halten.

Kabelquerschnitt, Stromkabel verlegen und Absicherung für 230 V

Sicherungskasten Wohnmobil, Stromversorgung, 230v

Für die 230V Stromversorgung müssen mindestens 1,5 qmm Stromkabel, mit gelbem Schutzleiter, verwendet werden. Es sind ebenfalls nur flexible Leitungen (Litzen) zulässig. Bei unserer Installation kamen Kabel mit der Bezeichnung H07 RN-F zum Einsatz. Diese sind für Feuchträume und dem Einsatz unter freiem Himmel geeignet. Damit ist man bei der 230V Installation auf der sicheren Seite. Ein FI-Schutzschalter ist obligatorisch und sollte jeweils für den Landstromanschluss am Wohnmobil und für den Spannungswandler installiert werden. Ein FI/LS-Schutzschalter hat gleich eine passende Sicherung mit integriert.

230V Leitungen dürfen nicht zusammen mit den 12 V Leitungen in einem Kabelkanal verlegt werden!

Für die Zuleitung des Landstroms sind nur Stromkabel mit H07 RN-F zulässig. Zusätzlich ist ein Mindestquerschnitt von 2,5 qmm Vorschrift.

Kabelverbindungen

Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten Stromkabel zu verbinden. Lüsterklemmen haben in meinen Augen in einem Wohnmobil nichts verloren. Die Verschraubungen können sich durch Vibrationen lösen und Kurzschlüsse verursachen. Wer sie dennoch verwenden möchte, muss zwingend Aderendhülsen nutzen, um einen vernünftigen Kontakt herzustellen. Litzenenden mit Lötzinn zu bearbeiten ist auch ein absolutes No Go. Ebenso das Verlöten von Kabelverbindungen an sich. Hier gibt es wieder das Problem mit den Vibrationen bei der Fahrt. Kabelbrüche können zu Fehlfunktionen führen.

Crimpzangen und Quetschhülsen sind auch eine Möglichkeit Verbindungen sicher herzustellen. Allerdings sollte man sich etwas Vernünftiges kaufen und nicht 08/15 Zangen aus dem Baumarkt. Damit ärgert man sich nur.

Wago 222, Stomkabel, Stromversorgung

Wir benutzen Wago Klemmen mit der Bezeichnung 222. Sie sind geeignet, um Litzen in verschiedenen Querschnitten mithilfe der Klemmvorrichtung zu verbinden. Es müssen keine Aderendhülsen verwendet werden. Bei Bedarf können die Stromkabel wieder voneinander getrennt werden. Ich arbeite mit nichts anderem mehr. Wir haben dennoch Aderendhülsen verwendet. Beim Nutzen der Klemmen vereinfacht das die Arbeit noch zusätzlich und es besteht keine Gefahr, dass am Ende doch ein Drähtchen aus der Klemme ragt.

Wago Klemmen, Solaranlage

Strom sparen

Trotz all dieser Technik versuchen wir Strom zu sparen. Akkus für Handy, Laptop und Rasierer am besten tagsüber laden, wenn genügend Solarleistung zur Verfügung steht. Ladegeräte sollten vom Netz genommen werden, wenn sie nicht benötigt werden. Gegebenenfalls kann man auch den Spannungswandler ausschalten, wenn gerade keine 230V Stromversorgung im Wohnmobil nötig ist. Noch besser ist es, 12V Ladegeräte zu benutzen, da der Sinuskonverter selbst auch Leistung schluck und man so noch ein paar Ampere einsparen kann. 

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Über den Autor

Stefan
Stefan

Ich bin Stefan, der männliche Part des Projekts "Campofant". Ich halte die Technik am Laufen und bin mit der Fettpresse immer zur Stelle, wenn unser Fahrzeug Pflege braucht. Ich fotografiere leidenschaftlich gerne und schreibe Beiträge rund ums Thema Technik und Wohnmobil.

5 Kommentare

Kommentar hinterlassen
  • hallöle,

    hab ich genau so gemacht bis auf einen 2000 WT combi Wandler geht es bei mir auch so. Der regelt den einspeisungskrempel eigenständig. (netzvorrang ect)
    lustiger weise hab ich auch die gleichen Solarmodule + Steca Regler. Wie kommt ihr mit der Exide Batterie hin würde mich mal ineressieren? Ich stehe noch vor dem Neukauf und kann mich nicht entscheiden.

    LG Sven
    MB1017A
    https://www.youtube.com/watch?v=1gSwv9iCtMM
    https://www.youtube.com/watch?v=RRzydsRi8F0

    • Hallo Sven,

      danke für deinen Kommentar. Bis jetzt sind wir mit der Exide Batterie zufrieden, sie tut was sie soll. Auch die Ampere-Stunden reichen uns vollkommen (Tiefste Entladung war bis jetzt 30%).
      Um über die Haltbarkeit der Batterie eine Aussage zu treffen ist es aber noch zu früh 🙂

      Liebe grüße Stefan

      • super, danke für deine Info ..sorry war lange out of order 🙂
        bau ich ein….
        vielleicht kommen wir euch im Jahr 2018 ab April entgegen 🙂
        ich verfolge euch und bin gespannt, wie dass mit den Grenzen klappt !!!
        Weiter viel Erfolg !!!!

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