Ein Solar Panel liefert 12V und man kann in unseren Breitengraden im Schnitt von ca 4 Stunden Ausbeute pro Tag rechnen. Davon ausgehend kann man je 100 Watt Solarpanel mit 400 Wh bzw 33,33 Ah kalkulieren. Damit Du Deinen Bleistift schonen kannst habe ich eine Exceltabelle erstellt, wo Du in den grünen Feldern einfach nur die Werte der Verbraucher eintragen musst und kannst oben rechts bei „Überschuß“ erkennen ob die angepeilte Gesamtwattleistung Deiner Solaranlage ausreichend ist.

Zu beachten ist hierbei, dass auch 230V Geräte mit 12V berechnet werden, da am Ende der Wechselrichter mit 12V läuft. Da bei einem 3000W Wechselrichter unter Volllast 250 A auf den 12V Leitungen und an der Batterie angefordert werden ist ein ausreichender Kabelquerschnitt und vor Allem eine ausreichender Entladestrom bei den Batterien notwenig!! Es reicht also nicht einfach nur die Batterie nach den benötigten AmpereStunden (Ah) auszulegen, sondern vorallem nach dem möglichen maximalen Entladestrom. 30 Minuten Minibackofen mit 1500W sind 30 min 125 A auf den Leitungen und der Batterie. Rechnerisch würde da eine 62,5 Ah Batterie reichen aber die wird das wohl nur einmal bis keinmal durchhalten. Also unbedingt beachten, wenn Ihr nicht die Feuerwehr aus der Umgebung kennenlernen wollt.

Bei Fragen einfach in die Kommentare schreiben.

Und schon beginnen die Probleme:

Davon gibt es nun hunderte auf dem Markt und zu extrem unterschiedlichen Preisen. Nun könnte man einfach wieder sagen: Wer billig kauft, kauft zweimal und das mag auch stimmen aber das bedeutet nicht im Umkehrschluß dass ich mit dem Teuersten am besten beraten bin. Also was tun?

Um den passenden Wechselrichter zu finden muss ich zunächst 2 Dinge wissen:

1. Wieviel Watt haben meine Geräte? Und welche Geräte laufen ggfls gleichzeitig?
2. Welche Gerätetypen will ich nutzen?

Die erste Frage ist wichtig, weil ich so herausfinde welche Leistung der Wechselrichter haben muss. Habe ich einen 2000W Backofen und der soll auch immer morgens mit dem 1800 Watt Kaffevollautomaten zusammen laufen, dann sind das schon 3800 Watt. klingt erstmal einfach, wenn da nicht die Einschaltströme wären. Einschaltströme liegen nur für eine sehr kurze Zeit an aber können um ein Vielfaches höher sein, als der Dauerstrom der anschließend fließt.
(Dies nennt man die induktiven Lasten wozu so ziemlich alles mit einem Motor/Antrieb gehört. Z.b. Bohrmaschinen, Waschmaschinen aber auch Kompressoren, usw.)
Der Hersteller der Geräte gibt aber immer die Leistung bezogen auf den Dauerstrom an und nicht auf den Einschaltstrom. Eine Faustregel besagt, dass man immer mit dem doppelten Strom rechnen soll. Das wären dann in unserem Beispiel schon 7600 Watt. Zum Glück haben aber die Wechselrichter auch eine Tolleranz und geben immer zwei Leistungen an. Zum einen natürlich die Dauerleistung aber eben auch die kurzfristige Leistung. Diese sollte aber ist eben nicht immer beim Doppelten der Dauerleistung gelegen. Und sie steht meist auch nur ein paar Millisekunden zur Verfügung, was schwierig wird, wenn der angeschlossene Motor z.b. 5 Sekunden braucht, um die volle Drehzahl zu erreichen.

Zur zweiten Frage: Gerätetypen? Nun kommen wir zur Sinuskurve. Ich denke das jeder schonmal so eine Kurve gesehen hat und wenn nicht auch nicht schlimm denn weiter unten wird eine gezeigt. Aber was hat das mit Wechselrichtern zu tun? Nun die günstigen Wechselrichter haben eine s.g. modifizierte Sinuskurve und das heisst vereinfacht gesagt, dass die Kurve eigentlich keine Kurve ist, sondern eher einer Treppe ähnelt. Und genau diese modifizierte Sinuskurven verträgt nicht jedes Gerät.

Welches Gerät braucht jetzt welche Sinuskurve?
So genannte kapazitive Lasten.
Dazu gehören in der Regel alle sensiblen Elektroniken, wie zum Beispiel die Kaffepadmaschine und der Kaffeevollautomat, Steuergeräte, Messtechnik, Verstärker, HiFi Anlage, usw.
Manches davon kann dennoch funktionieren aber es kann zu frühzeitigen Defekten, unschönen Nebeneffekten wie brummen und anderen Nebenwirkungen kommen die man nicht haben möchte.
Und wie finde ich heraus ob mein Gerät nun mit einer modifizierten Sinuskurve zurecht kommt? Das geht meist nur durch ausprobieren, denn die Hersteller machen dazu in der Regel keine Angaben.

Wenn ich also nur eine klassische Kaffeemaschine und einige Ladegeräte betreiben will, dann kann ein Wechselrichter mit einer modifizierten Sinuskurve durchaus ausreichend sein aber…

mein Fazit:

Ein Wechselrichter kaufe ich, wenn ich keine riesigen Änderungen habe, nur einmal für eine sehr lange Zeit. Aus dem Grund rate ich zu folgendem:

1. benötigte Gesamtleistung plus 30 Prozent Reserve
2. echte Sinuskurve um auch zukunftssicher zu sein, denn nichts wäre ärgerlicher wenn man ein paar Monate später ein neues Gerät anschafft und feststellt dass dies ausgerechnet nicht mit einer modifizierten Sinuskurve zurecht kommt.
3. doppelte Spitzenlast (3000/6000W: Auch wenn die nur im Millisekundenbereich liegt, so heisst das aber in der Regel, dass man statt der 3000 Watt Dauerleistung auch mal 3500 Watt über einige Minuten abrufen kann)
4. Alles genannte hat am Ende dann doch Auswirkungen auf den Preis, der sich aber in meinen Augen sehr schnell amortisiert, wenn man dies auf die Betriebsjahre umrechnet

Und zu guter Letzt hier das Modell welches ich plane bei mir einzubauen:

Giandel 3000 Watt reine Sinuskurve*

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Kurz: Da gibt es keine Antwort die universell richtig ist.

Beide Arten von Ladegeräten haben ihre Daseinsberechtigung und im folgenden erkläre ich warum. Aber eines noch vorweg:

Es gibt nur diese zwei Varianten und leider gibt es viele PWM Ladegeräte die sich MPPT nennen es aber nicht sind (wie man schon am Titelbild sehen kann). Da werden dann ganz tolle Begriffe kreiert aber am Ende ist das nur Marketing und teilweise hart an der Grenze zum Betrug.

Aber nun zum wesentlichen:
MPPT steht für MultiPowerPointTechnology und das heisst, dass das Ladegerät immer den optimalen Ladestrom liefert, den die Batterie gerade benötigt/verträgt. Es optimiert also die Ladekarakteristik und verkürzt damit die Ladezeit bei gleichzeitiger Schonung der Batterie. Das hört sich jetzt natürlich total super an und das ist es auch aber es hat eben auch seinen Preis. Und viel wichtiger. Es bedeutet eben nicht, das PWM Ladegeräte das alles nicht können und deswegen schlecht sind. Natürlich haben sie keine MPPT Technik aber deswegen machen Sie nicht die Batterien kaputt. Sie funktionieren genauso gut nur eben etwas langsamer und nicht ganz so schonend. Dies ist aber in keinster Weise gefährlich oder schlimm. Wer allerdings 1000+ € für eine LiFePo Batterie ausgibt, der spart mit Sicherheit am falschen Ende wenn er sich ein 30 € PWM Ladegerät kauft. Wer aber 300 € in seine AGM Batterien investiert, der muss mit Sicherheit nicht den gleichen Betrag in ein MPPT Regler investieren. Hier gilt es einfach die wirtschaftliche Mitte zu finden und auch an die Zukunft zu denken. Wer eine AGM aus Budgetgründen nur vorrübergehend einplant, um schnellst möglich auf eine große und teure LiFePo Batterie upzugraden, der wartet mit dem Upgrade einfach etwas länger und investiert vorher in ein MPPT Regler. Wer aber mit AGM auskommen kann/will der kann auch problemlos in ein gutes mittelpreisiges PWM Ladegerät investieren. Außerdem ist auch noch die Frage zu klären, wie aufgeladen werden soll. Solar, Landstrom, Lichtmaschine oder alles gleichzeitig?

Aber wo ist denn jetzt der genaue Unterschied?
Nun bei den meisten Camperumbauten wird werden wohl alle Ladevarianten zum Einsatz kommen wobei aber Solar die Hauptquelle sein wird. Davon ausgehend kann man die Frage relativ simple beantworten:

Generell gilt: Die Eingangsspannung muss zum Laderegler passen! Wer 36V Panele verwendet oder Panele in Serie schalten will, der muss eben darauf achten. Ich beschreibe das auf Basis eines 12V Systems mit 18V Solarpanele!

PWM:
– Ein PWM Regler hat immer eine konstante Ladespannung. Das heisst, wenn das Solarpanel 18V liefert schneidet das PWM die Spannung bei 12 V einfach ab und der Rest geht schlicht verloren.
– Ein PWM ist nur bedingt für Lithium Batterien geeignet aber mittlerweile gibt es Regler die auch eine Ladekurve für diesen Batterietyp haben. Allerdings ist dies meiner Meinung nach nicht zu empfehlen.

MPPT:
– Ein MPPT Regler hat die Fähigkeit die „abgeschnittenen“ 6V in Strom umzuwandeln, sodass eine bis zu 30% höhere Stromausbeute möglich ist, was natürlich die Ladezeit verkürzt.
– Ein MPPT kann deutlich besser mit seriell verschalteten Panelen umgehen, da hier die überschüssige Spannung immer in Strom umgewandelt wird.

Ich möchte noch gerne darauf hinweisen, dass ich die Technik möglichst für jeden verständlich erkläre und daher sehr oberflächlich bleibe und auch mal Vergleiche heranziehe, wo sich ein Ingeneur wahrscheinlich die Haare rauft aber es geht nur darum das Prinzip zu verstehen und sich eben nicht schlecht fühlen zu müssen, wenn es dann kein MPPT Regler ist. Auch dann nicht wenn der Laderegler eine LiFePo Batterie versorgt. Vielmehr soll hier etwas Aufmerksamkeit gefördert werden. Insbesondere bei den Schnäppchenjägern die in Versuchung geführt werden ein MPPT Regler für 30 € kaufen zu können und sich in Sicherheit wiegen. Auch diese „Fakes“ laden die teure LiFePo Batterie natürlich auf aber eben nicht so wie man denkt. Also seit gewarnt. Orientiert euch an den etablierten Marken wie Votronic, etc.. und geht einfach davon aus, dass auch diese Marken lieber einen Regler für 40,-€ verkaufen würden als für 140,-€ wenn dies denn wirtschaftlich gesehen möglich wäre. Ist es aber einfach nicht. Das es nun Hersteller gibt die dennoch etwas günstiger sind ist unumstritten aber eben keine 50 oder mehr Prozent.

Nachtrag: Der derzeit günstigste mir bekannte MPPT Laderegler ist dieser von Renogy* und mit knapp 70,- € ein Preisbrecher.
Die Preise sind aber auch generell etwas gesunken in den letzten Tagen, was auch der Grund für die Überarbeitung des Artikels war.

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Zunächst mal die Geminsamkeiten: Beide Varianten dienen dazu, dass die Lichtmaschine nicht nur die Starterbattere, sondern auch die Aufbaubatterie lädt. In beiden Fällen wird zuerst die Starterbatterie geladen und wenn diese aufgeladen ist, dann wird die überschüssige Energie der Lichtmaschine an die Aufbaubatterie geleitet.

Dies macht alles das Trennrelais und mehr macht es eben auch nicht. Nun kommt der Ladebooster ins Spiel, denn das Problem entsteht vorallem bei neueren Fahrzeugen ab ca Euro 5 Norm. Diese schalten nämlich die Lichtmaschine ab, wenn die Starterbatterie voll ist, was bei einem Trennrelais dazu führt, dass die Aufbaubatterie garnicht geladen würde. Hier kommt der Ladebooster und sagt dem Steuergerät praktisch, dass die Starterbatterie noch garnicht voll ist so dass die Lichtmaschine weiterhin Strom liefert, der dann an die Aufbaubatterie geht. Allerings hat der Ladebooster generell eine „intelligente“ Elektronik verbaut, zumindet im Vergleich zum Trennrelais und daher kann der Ladebooster nicht nur Steuergeräte von modernen Fahrzeugen austricksen, sondern auch optimiert für LiFePo Batterien und deren Kennlinien arbeiten und so eine schnellere Ladung erwirken.

Dies ist nun alles etwas vereinfacht ausgedrückt aber es soll einfach nur klarmachen, dass ein Trennrelais so gesehen zwar überholt ist aber im Falle eines älteren Fahrzeugs in Verbindung mit älteren Batterietypen wie z.B. Blei, Gel oder auch AGM Batterien durchaus ausreichend ist. Nutzt man entweder moderne LiFePo Batterien oder hat ein modernes Auto, dann ist ein Ladebooster Pflicht um das beste Ergebnis erzielen zu können.

Trotz meiner Pläne einen Oldtimer zu kaufen, werde ich mich für einen Ladebooster entscheiden. Einfach aus dem Grund, dass ich fähig bin, die geplanten AGM Batterien später problemlos gegen LiFePo Batterien austauschen zu können.

Die beiden Artikel vom Bild:
Trennrelais*
Ladebooster*

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Hier ist zum Einen der Wechselrichter und zum Anderen der direkte Anschluß an den Landstrom.

Welchem Strom ich nun den Vorrang gebe kommt auf die Planung an.

Im ersten Schritt kann man sagen, dass ich den Wechserlrichter nicht benötige, wenn der Landstrom angeschlossen ist. Daraus würde folgen dass der Landstrom dem Wechselrichter vorgezogen wird.

In dem obigen Beispiel wird parallel zum gesamten 230V Bedarf des CamperVan auch das Ladegerät versorgt, welches die Batterie(n) auflädt, da die Batterie(n) ja weiterhin das 12V Netz versorgen und auch den Wechselrichter.

Wenn man einen Generator anschließen möchte, um die Batterie zu laden, sollte ein Schalter in der Zuleitung zum Relais für die Netzvorrangschaltung eingebaut werden, da die wenigesten Generatoren wohl genug Strom liefern, um während des Ladens auch den gesamten 230V Betrieb aufrecht zu erhalten. Aber selbst wenn, würde dies den Ladevorgang nur unnötig verlängern und damit auch die Lärmbelästigung durch den Generator.

Das Bild zeigt im übrigen den von mir eingeplanten Netzvorrangschalter der Firma offgridtec*

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Solaranlagen (SA) oder eigentlich Photovoltaikanlagen, sind wohl der derzeit beste Weg sich autarkt mit Strom zu versorgen. Deswegen hat mitlerweile auch jedes Wohnmobil so eine Anlage auf dem Dach. Die Vorteile liegen dabei auf der Hand aber was sind die Nachteile?

Schattenparker sind ausgeschlossen! Ganz klar, denn eine SA hat den Schatten als natürlichen Todfeind. Aber Sonnenparker müssen nicht auf angenehmens Raumklima verzichten. Eine gute Dämmung ist da schon die halbe Miete. (Ihr ahnt es? Dazu wird es einen Beitrag geben)

Dennoch bleiben wir jetzt bei der s.g. Verschattung. Denn diese hat schon einen großen Einfluss auf die gesamte SA wenn nur ein winziges Stück des Solarpanels verschattet ist. Na gut dann nehme ich halt einfach 2, 3 oder noch mehr Panele. Ja ok und das ist auch schon wegen des Stromhungers alternativlos in meinem Fall aber wie schließe ich die dann an? In Reihe oder Parallel? Da gibt es leider nur eine tendenziel richtige Antwort…

Kurz: Ein Solarpanel besteht aus mehreren Zellen. Jede Zelle erzeugt 0,5V und diese werden meist zu 36 stk in Reihe geschaltet, sodass man auf 18V Gesamtspannung kommt. Stichwort Lichterkette! Fällt eine Zelle aus ist das gesamte Panel aus. Zum Glück gibt es hier Dioden in dem Panel die dies verhindern aber dennoch wird die Spannung halbiert.

Also mehrere Panele sollen es sein:

Die serielle Schaltung:

Die Panele werden wie folgt angeschlossen:

Ok dann also doch lieber Parallel?

Und was ist nun besser? Diese Frage kann man sich nur selbst beantworten und ist am Ende mit Sicherheit auch eine Budgetfrage. Wer, wie ich, sehr auf das Budget achten muss, der wird wohl eher zur Parallelschaltung greifen. Vorallem dann, wenn nur 2 Panele geplant sind. Bei 4 und mehr Panelen kann auch eine Kombination wirkungsvoll sein.

Ich plane zur Zeit den Einsatz von 4stk 100 Watt Panele und die kombinierte Schaltung, also 2 parallel und 2 seriell. Das Ganze wird an einem PWM Solarregler und 2-3stk 200Ah AGM Batterien angeschlossen. Natürlich würde ich auch LiFeYPo Batterien bevorzugen aber das Gewicht ist für meine Planung irrelevant und der höhere Wirkungsgrad wird vom Preis leider auch noch nicht aufgewogen. Allerdings kann sich das noch ändern, denn eine 300-400 Ah Batterie selber zu bauen, schwebt auch noch als Idee in meinem Kopf rum.

Was ist nun das Fazit? Eigentlich gibt es keines. Zumindest kein allgemeingültiges. Wer auf das Geld nicht achten muss, der sollte sich hochwertige 72 Zellen Module in Reihe (seriell) schalten und mit einem hochwertigen MPPT Regler an Lithium Batterien betreiben.

Wer den günstigsten Weg wählt der kommt wohl eher an 36 Zellen Module die parallel geschaltet über einen PWM Regler herkömmliche AGM Batterien versorgen.

Und das wichtigste Entscheidungskriterium ist und bleibt: Wieviel Strom verbauche ich pro Tag und wieviel davon muss ich zwingend pro Tag nachladen. Wie lange ich autark stehen kann entscheidet am Ende die Batterie, denn wenn es mal im Winter eine Woche schneit, liefert die SA schätzungsweise 0 Strom.

1. Option: Natürlich die Lichtmaschine. Diese lädt die Starterbatterie und kann selbstverständlich auch die Aufbaubatterie laden. Hierzu bedarf es im einfachsten Fall eines Trennrelais und im besonderen Fall eines Ladeboosters. Wann ist dieser besondere Fall? Dazu werde ich aber bei Gelegenheit mal einen gesonderten Beitrag schreiben.
2. Option: Das Ladegerät am Landstrom. In meinem Anwendungsfall stellt dies nur eine Notlösung da, da ich plane Autark zu stehen und somit wohl eher selten Landstrom zur Verfügung haben werde
3. Option: Solar. Heutzutage wohl eher schon Standard ist die Dimensionierung und die damit entstehenden Kosten aber immer noch sehr individuell. In meinem Fall wird es aber die Hauptversorgungsquelle sein und deswegen werde ich auch diesem Thema einen, bzw. mehrere eigene Beiträge widmen.
4. Option: Der Generator. Er ersetzt den Landstromanschluß und versorgt ein Ladegerät. Auch dies kann nur eine Notlösung sein, denn ob ich den Vanmotor laufen lasse oder einen Stromgenerator ist höchstens ein Unterschied in der daraus resultierenden Lärmbelästigung für das Umfeld. Dies kommt also nur in Frage, wenn man nicht nur autark sondern auch einsam steht.

Die genannten Optionen sind natürlich nicht exclusiv zu sehen und so muss man sich nicht für eine entscheiden sondern kann diese miteinander kombinieren. Aus diesem Grund sind bei mir auch alle 4 vorgesehen. Der Generator taucht in dem Plan aber nicht auf, da er ja nur den Landstromanschluß versorgt, wenn nötig.

Und nun noch ein wichtiger Warnhinweis und eine Erläterung!!
Arbeiten an der Elektrik sind lebensgefährlich und müssen von einem Fachmann ausgeführt werden. Weder willst Du, dass dein WoMo abbrennt, noch willst du, dass du einen Stromschlag bekommst. Also mache es nur selber, wenn du weißt was du machst! Meine Pläne sind für mich und können Fehler enthalten, daher übernehme ich keine Gewähr und Haftung dafür.

Der folgende Plan zeigt nur den Stromlauf. Die eingezeichneten Leitungen sind also nicht zwingend Einadrig. Das Lampensymbol steht lediglich als Symbol für einen Stromverbraucher um den Plan einfacher zu gestallten. Ob das nun eine Lampe oder ein an einer Steckdose angeschlossener Verbraucher ist, ist für den Plan nicht wichtig.
Aber nochmal: Wer den Plan nicht versteht muss sich zwingend fachliche Unterstützung holen, um Schäden an Mensch und Maschine zu vermeiden.

Der Plan:

Was sieht man dort nun?
Es gibt 3 potenzielle Stromquellen (Landstrom, Solar, Lichtmaschine) Diese benötigen alle einen eigenen, elektronisch geregelten Anschluß an die Batterien.
-Das Trennrelais, bzw der Ladebooster verbindet die Starterbatterie mit der Aufbaubatterie. (in beide Richtungen)
-Der Solarregler richtet zum einen die Spannung auf 12V um und leitet/regelt den Ladestrom zur Batterie.
-Das 230V Ladegerät macht was der Name sagt, wenn Landstrom anliegt.
-Dann sieht man noch eine Netzvorrangschaltung im Plan. Dieses Relais steuert lediglich eine „bevorzugte“ Stromquelle. In diesem Plan ist das der Landstrom (A). Liegt dieser an, dann wird der Wechselrichter getrennt. Auch dazu werde ich aber einen detailierteren Bericht schreiben, denn diese Variante hat Vor- und Nachteile und wird eventuell auch nochmal angepasst.

Die Voltmeter zeigen lediglich die Spannung der jeweiligen Batterien an. Dies ist rein informativ also optional.

Der Batteriemonitor zeigt, je nach Ausführung, alles an was die Batterie betrifft. Spannung, Kapazität, Ladestrom, Entladestrom, Verbrauch, Restreichweite, usw. Dies ist zwar auch ein optionales Zubehör, weil es nicht der Funktion dient, aber ich kann es nur wärmstens ans Herz legen, da man nur so den Überblick über seinen Energiehaushalt bekommt. Man könnte natürlich auch alles immer manuell nachmessen und die Werte selber ausrechnen aber wirtschaftlich ist anders.

Nun sind die Stromquellen und Batterien im Griff. Wir können uns also um die Verbraucher kümmern.
Dazu wird ein 12V Anschlußpanel benötigt, welches auch die Sicherungen aufnimmt und ein Wechselrichter der die 12V Gleichspannung in 230V Wechselspannung umwandelt. Ab dem Wechselrichter geht es dann im Prinzip nach den Regeln der Hauselektrik weiter mit wenigen Außnahmen. Ihr ahnt es schon? Auch dazu kommt ein gesonderter Beitrag.

Wie ich was angeschlossen habe erfolgt natürlich immer noch detailiert in den einzelnen Beiträgen die den eigentlichen Umbau zeigen. Noch läuft die Planungsphase. Zur Planung gehört natürlich auch die Materialliste. Im Bereich der Geräte kann man von billig bis teuer oder von Einfach bis Luxus alles bekommen. Was es letztendlich wird ist natürlich Budget- und Wunschabhängig.

Jedoch eine Warnung vorneweg!! Ich werde große Teile dieses Equipments direkt in China bestellen, denn dort wird es meist sowieso hergestellt. ABER macht dies nur, wenn Ihr wisst wie die chinesischen Versandhäuser ticken. Dort ist „Etikettenschwindel“ an der Tagesordnung. So werden PWM Ladegeräte auch sehr gerne als MPPT Ladegeräte bezeichnet. Solarpanele haben 300 Watt und mehr. Kleine Akkus haben 10tausende mAh an Kapazität, usw…. Kurz gesagt: Auch chinesische Hersteller können nicht die physikalischen Gesetzte überwinden und zaubern. Auch zu diesem Thema werde ich bei Gelegenheit einen eigenen Beitrag schreiben, denn ich bestelle schon seit fast 20 Jahren in China und zwar ohne Probleme.
Um Deinen Einkauf sicherer zu machen werde ich auch immer eine alternative Quelle mit Käuferschutz, wie z.B. Amazon angeben.

Soviel erstmal zum Aufbau der Elektroversorgung in meinem CamperVan. Details folgen in der Umsetzungsphase. Wie geht die Planung weiter? Die Wasserversorgung ist mindestens genauso wichtig wir die Stromversorgung…