Strom FAQ für Campingfahrzeuge

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egn
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Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Sa 21. Apr 2012, 19:37

Hallo,
das ist meine Strom FAQ die ich in ähnlicher Weise schon seit 2005 in einem Campingforum und im Web veröffentlicht habe. Ich habe sie jetzt aktualisiert und zusätzliche Informationen eingefügt. Ich werde sie auch in nächster Zeit weiter mit Informationen ergänzen die ich in vielen Beiträgen in den letzten Jahren in verschiedensten Foren geschrieben habe.

Leider ist die Beitragslänge auf 60.000 Zeichen beschränkt, deshalb muss ich sie in zwei Teile zerlegen. Es wäre auch schön wenn ein Moderator das Thema oben fest tackern könnte.

Viel Spaß!

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Inhaltsverzeichnis

1. Allgemeines
1.1 Welchen Zweck verfolgt dieser Beitrag?
1.2 Darf ich trotzdem meine Frage noch als normalen Beitrag stellen?
1.3 Warum sind bisher nur so wenige Fragen erfasst?
1.4 Wie kann ich eine Frage/Antwort zu dieser Liste beitragen?
1.5 Ich habe einen sachlichen Fehler gefunden, wie kann ich den korrigieren?
1.6 Wie kann ich Rechtschreibfehler in der Liste korrigieren?

2. Stromnetz 230 V
2.1 Welches Stromkabel sollte man für den 230 V Anschluss verwenden?
2.2 Muss ich unbedingt so ein teures Kabel verwenden?
2.3 Reicht nicht auch ein Kabel mit 1,5 qmm Querschnitt?
2.4 Soll ich ein loses Kabel oder eine Kabeltrommel kaufen?
2.5 Welche Adapter benötige ich?
2.6 Für was sind die Schukostecker mit Loch in der Mitte?
2.7 Ist ein FI-Schalter für die interne Stromversorgung im Fahrzeug vorgeschrieben?
2.8 Welche Norm ist für die Stromversorgung von Campingfahrzeugen relevant?
2.9 Wo finde ich Informationen zu den verschiedenen 230 V Netzformen?
2.10 Kann ich eine 230 V Versorgung im Wohnwagen/Wohnmobil selbst aufbauen?
2.11 Was muss ich als Selbstausbauer beachten?
2.12 Was überprüft der TÜV bei einem Selbstausbau?
2.13 Was bedeuten die Angaben 6 A oder 10 A beim Campingplatz?
2.14 Kann ich Geräte mit hoher Leistung mit Wechselrichter an der Batterie betreiben?
2.15 Welche Leistung sollte der Wechselrichter haben?
2.16 Was bedeutet Dauerleistung?
2.17 Was bedeutet Spitzenleistung?
2.18 Warum lässt sich mein Röhrenfernseher nicht betreiben?
2.19 Woran liegt es dass nach einigen Minuten der Wechselrichter auf Störung geht?
2.20 Was kann ich tun wenn die Spannung der Batterie zu niedrig ist?
2.21 Warum läuft meine Klimaanlage nur im kalten Zustand mit dem Wechselrichter?
2.22 Welche Kapazität sollte meine Batterie pro 1.000 W Wechselrichterdauerleistung haben?
2.23 Kann ich einen Föhn an einem Wechselrichter betreiben?
2.24 Kann ich einen Backofen an einem Wechselrichter betreiben?

3. Strom 12/24 V
3.1 Warum müssen Stromleitungen ausreichend dimensioniert sein?
3.2 Warum benötigt man eine Sicherung in einer Stromleitung?
3.3 Wie sollten die 12/24 V Leitungen abgesichert werden?
3.4 Welchen Leitungsquerschnitt und Sicherung benötige ich mindestens für einen bestimmten Strom?
3.5 Warum steht in der Installationsanleitung meines Gerätes ein anderer Wert für die Sicherung?
3.6 Kann ich auch einen größeren Leitungsquerschnitt verwenden?
3.7 Wie sieht ein typisches Stromnetz im Wohnmobil aus?
3.8 Wie befestige ich Anschlussösen zum Crimpen an den Kabelenden?
3.9 Darf an Anschlüssen auch gelötet werden?
3.10 Was ist ein Batterietrennschalter/Batteriehauptschalter?
3.11 Wo im Stromkreis baut man Batterietrennschalter ein?
3.12 Welche Belastung muss der Batterietrennschalter aushalten?

4. Bleibatterie

4.1. Allgemeines
4.1.1 Was ist eine Nassbatterie?
4.1.2 Darf ich eine Nassbatterie auch im Innenraum einbauen?
4.1.3 Muss ich die Nassbatterie warten?
4.1.4 Was passiert wenn ich kein Wasser nachfüllen?
4.1.5 Was ist eine Gelbatterie?
4.1.6 Was ist eine Glasfaservlies- oder AGM-Batterie?
4.1.7 Wie viel Energie kann man pro kg in einer Bleibatterie speichern?
4.1.8 Was ist eine Starterbatterie?
4.1.9 Was ist eine Solarbatterie?
4.1.10 Was ist eine Traktionsbatterie?
4.1.11 Was bedeutet C20/K20 oder C100/K100 bei der Kapazitätsangabe?
4.1.12 Warum ist die Kapazität je nach Entladestrom unterschiedlich?
4.1.13 Was ist die Entladeschlussspannung?
4.1.14 Was ist der Peukert-Effekt und der Peukert Exponent?
4.1.15 Soll ich die Kapazität auf Basis von C20/K20 oder C100/K100 vergleichen?
4.1.16 Für meine Batterie ist nur der C100/K100 Wert angegeben. Wie bekomme ich andere?
4.1.17 Was gibt es noch an Alternativen?
4.1.18 Wie lange hält eine Batterie?
4.1.19 Was ist Sulfatierung?
4.1.20 Was sind Batteriepulser?
4.1.21 Was sind Batterieconditioner?
4.1.22 Wo erhalte ich ganz allgemein mehr Informationen zu Batterien?

4.2. Batterieauswahl
4.2.1 Welche Kapazität soll die Batterie haben?
4.2.2 Warum sollte man doppelt soviel Kapazität wie den eigentlichen Bedarf installieren?
4.2.3 Ich will/kann nicht soviel Kapazität installieren, was kann ich tun?
4.2.4 Wie kann ich Energie sparen?
4.2.5 Wie kann ich zusätzliche Energie erzeugen?
4.2.6 Welchen Batterietyp soll ich wählen?
4.2.7 Kann ich auch eine preiswerte normale Startbatterie verwenden?
4.2.8 Soll ich eine Nass- oder eine wartungsfreie geschlossene Batterie verwenden?

4.3. Ladetechnik
4.3.1 Mit welcher Stromstärke sollten Batterien geladen werden?
4.3.2 Ich habe keine Informationen zum Ladeverfahren gefunden. Was mache ich dann?
4.3.3 Kann ich eine Gelbatterie auch mit weniger Strom laden?
4.3.4 Was ist eine Ladekennlinie?
4.3.5 Welche Ladekennlinie sollte zum Laden verwendet werden?
4.3.6 Wie hoch ist die Absorptionsspannung/Erhaltungsspannung?
4.3.7 Warum eine Temperaturkompensation?
4.3.8 Was passiert bei hoher Temperatur?
4.3.9 Was passiert bei niedriger Temperatur?
4.3.10 Um welche Werte sollte die Spannung kompensiert werden?
4.3.11 Wo sollte der Temperaturfühler des Ladegerätes angebracht werden?
4.3.12 Reicht auch ein Ladegerät mit interner Temperaturkompensation?
4.3.13 Muss ich an jede der Batterien einen Temperaturfühler anschliessen?
4.3.14 Wie kann ich den Ladezustand einer Bleibatterie überprüfen?
4.3.15 Was ist zu tun wenn bei voll geladener Batterie die Spannungen und/oder die Säuredichte einzelner Zellen erheblich abweichen?
4.3.16 Was tun bei Sulfatierung?
4.3.17 Kann die Batterie im Winter einfrieren?
4.3.18 Soll ich die Batterie trotzdem im Winter ausbauen?
4.3.19 Soll ich die Batterie im Winter nachladen?
4.3.20 Soll ich die Batterien im Winter ständig mit einem Ladegerät laden?

5. Stromquellen für Campingfahrzeuge

5.1. Allgemeines
5.1.1 Welche möglichen Stromquellen gibt es für Campingfahrzeuge?

5.2. Drehstromlichtmaschine
5.2.1 Was ist eine Drehstromlichtmaschine?

5.3. Netzladegerät

5.4. Photovoltaikanlagen
5.4.1 Was sind Photovoltaikanlagen?
5.4.2 Welche Solarzellentypen sind gebräuchlich?
5.4.3 Was ist der MPP?
5.4.4 Welche Rolle spielt die Zellentemperatur?
5.4.5 Welche Rolle spielt der Modulwirkungsgrad?
5.4.6 Welche gebräuchlichen Bauarten von Solarmodulen gibt es?
5.4.7 Wieviel Energie kann man pro installiertem W erzeugen?
5.4.8 Kann man die Ausbeute durch eine Nachführung verbessern?
5.4.9 Welche Auswirkung hat eine Teilverschattung eines Solarmoduls?
5.4.10 Was ist eine Bypass-Diode?
5.4.11 Kann man Solarmodule in Reihe schalten?
5.4.12 Kann man Solarmodule parallel schalten?
5.4.13 Kann man Solarmodule in Serie und parallel schalten?
5.4.14 Was kann man machen wenn man unterschiedliche Modultypen nutzen möchte?
5.4.15 Was ist bei Parallelschaltung zu beachten?
5.4.16 Wieviel Leistung soll die Anlage haben?
5.4.17 Was braucht man alles für den Anschluss an die Batterie?
5.4.18 Welche Solarreglertypen gibt es?
5.4.19 Was ist ein Shunt Laderegler?
5.4.20 Was ist ein PWM Laderegler?
5.4.21 Was ist ein MPPT Laderegler?
5.4.22 Welchen Laderegler soll ich verwenden?
5.4.23 Was ist bei der Auswahl der Module für einen MPPT Laderegler zu beachten?
5.4.24 Was ist bei der Auswahl eines MPPT Ladereglers für bestimmte Module zu beachten?
5.4.25 Wie kann man die Ausbeute aus Solarmodulen MPPT Reglern noch mehr optimieren?

5.5. Stromaggregate
5.5.1 Was sind Stromaggregate?

5.6. Brennstoffzellen
5.6.1 Was sind Brennstoffzellen?
5.6.2 Welche Vor- und Nachteile besitzen die derzeitig verfügbaren Brennstoffzellen?
5.6.3 Gibt es keine Brennstoffzellen die Diesel verwenden?
5.6.4 Gibt es keine Brennstoffzellen die mit Gas arbeiten?

5.7. Windgeneratoren

6. Energiespartipps
6.1 Wie kann ich Energie im Campingfahrzeug einsparen?
6.2 Kann ich bei der Beleuchtung sparen?
6.3 Kann ich beim Kühlschrank Energie sparen?

7. Linkliste

7.1. Bleibatterien allgemein

7.2. Bleibatterien Produktinfos

7.3. Bleibatterien Theorie



1. Allgemeines

1.1 Welchen Zweck verfolgt dieser Beitrag?

In diesem Beitrag werden Antworten auf häufig gestellte Fragen zum Thema Strom im Wohnwagen/Wohnmobil gesammelt, damit jeder der Informationen sucht einen schnellen Zugriff hat.

1.2 Darf ich trotzdem meine Frage noch als normalen Beitrag stellen?

Natürlich dürfen Fragen jederzeit als neue Themen gestellt werden. Diese Liste kann Fragen nur ganz allgemein beantworten.

1.3 Warum sind bisher nur so wenige Fragen erfasst?

Die Liste soll ständig erweitert werden. Dabei hoffe ich auch auf Unterstützung von allen hier im Forum. Viele haben entsprechende Fachkenntnisse, und/oder auch wertvolle praktische Erfahrungen von denen Hilfesuchende profitieren können.

1.4 Wie kann ich eine Frage/Antwort zu dieser Liste beitragen?

Bitte einfach einen neuen Beitrag posten. Ich werde dann die Information, soweit sie zum Thema passt, in die Liste übernehmen.

1.5 Ich habe einen sachlichen Fehler gefunden, wie kann ich den korrigieren?

Fehler, nein die gibt es in der FAQ nicht. ;) Im Ernst, sollten wirklich Fehler vorhanden sein die korrigiert werden sollten, dann bitte einfach einen entsprechenden Beitrag posten. In der Diskussion wird sich dann schon rausstellen ob es tatsächlich ein Fehler ist. :D Natürlich werden richtige Fehler korrigiert.

1.6 Wie kann ich Rechtschreibfehler in der Liste korrigieren?

Einfach eine PN mit der Korrektur an egn senden und ich werde die gefundenen Fehler korrigieren.


2. Stromnetz 230 V

2.1 Welches Stromkabel sollte man für den 230 V Anschluss verwenden?

Laut DIN 57100/VDE 0100 Teil 721 sollte man nur Kabel vom Typ H07RN-F 3G2,5 verwenden das 20 - 25 m lang ist. Solche Kabel bekommt man fertig mit CEE Steckern an beiden Seiten im Campingfachhandel.

2.2 Muss ich unbedingt so ein teures Kabel verwenden?

Manche verwenden auch andere Kabel mit geringerem Querschnitt. Ich empfehle jedoch bei einer Neuanschaffung mindestens ein normgerechtes Kabel zu kaufen.

2.3 Reicht nicht auch ein Kabel mit 1,5 qmm Querschnitt?

Von der Belastbarkeit reicht ein Kabel mit 1,5 qmm Querschnitt problemlos aus. Über den Grund warum die Norm ein dickeres Kabel vorschreibt können wir nur spekulieren. Mögliche Gründe können sein:
  • ausreichend elektrische Reserven mit nur einem Kabeltyp
  • bessere mechanische Eigenschaften
  • auch bei langen Kabeln ein ausreichend niedriger Widerstand des PE-Leiters damit der FI auch sicher und rechtzeitig auslöst

Jeder der ein anderes als das vorgeschriebene Kabel nimmt tut das auf eigene Gefahr.

2.4 Soll ich ein loses Kabel oder eine Kabeltrommel kaufen?

Ob man eine Kabeltrommel oder loses Kabel verwendet ist letztlich egal. Das lose Kabel ist leichter und einfacher zu verstauen. Anderseits ist die Trommel sehr kompakt und es liegt kein fliegendes Kabel herum. Nutzt man eine Trommel dann sollte man darauf achten dass sie soweit als möglich abgerollt wird, insbesondere wenn man starke Lasten ab ein kW Leistung längere Zeit damit betreibt. Es besteht sonst die Gefahr der Überhitzung. Dies kann dazu führen dass die Kabeltrommel anfängt zu brennen.

2.5 Welche Adapter benötige ich?

Es ist empfehlenswert zumindest einen Adapter von Schukokupplung auf CEE-Stecker, als auch einen Adapter von Schukostecker auf CEE-Kupplung zu haben.

2.6 Für was sind die Schukostecker mit Loch in der Mitte?

Damit kann man den Stecker auch in Frankreich verwenden. Dort befindet sich in den Steckdosen ein Stift der aus der Dose heraus steht. Dieser dient zur Erdung wie bei deutschen Schukodosen die zwei Zungen an der Seite. Wenn man ein Kabel oder einen Adapter mit Schukostecker anschafft sollte man darauf achten dass dieser die entsprechende Öffnung hat. Unter Schukostecker und hier findet man umfassende Informationen zum Thema Stecker und Steckdosen.

2.7 Ist ein FI-Schalter für die interne Stromversorgung im Fahrzeug vorgeschrieben?

Vorgeschrieben ist ein FI-Schalter im externen Versorgungsnetz, deshalb wäre nicht unbedingt ein FI innerhalb des Campingfahrzeuges nötig. Allerdings ist er möglicherweise auf älteren Plätzen oder bei anderen Stromversorgungsmöglichkeiten nicht vorhanden. Deshalb ist es empfehlenswert grundsätzlich einen FI-Schalter auch im Campingfahrzeug zu installieren. Dessen Funktion sollte auch nach dem Anschluss an das externe Stromnetz durch drücken der Test-Taste überprüft werden.

2.8 Welche Norm ist für die Stromversorgung von Campingfahrzeugen relevant?

Sowohl die DIN 57 100/VDE 0100 Teil 721, als auch die DIN 57 100/VDE 0100 Teil 708 beschäftigen sich mit der Stromversorgung von Campingplätzen und Campingfahrzeugen. Es gibt diese Normen nur gegen Geld beim VDE-Verlag, wenn man allerdings nur Einblick braucht dann kann man auch zum nächsten Elektromeister gehen. Dieser hat in der Regel alle wichtigen Normen in seinem Archiv und ist meist bereit Einsicht zu gewähren. Kopieren der Vorschriften ist nicht erlaubt.

2.9 Wo finde ich Informationen zu den verschiedenen 230 V Netzformen?

Netzformen
Isolationsüberwachung

2.10 Kann ich eine 230 V Versorgung im Wohnwagen/Wohnmobil selbst aufbauen?

Grundsätzlich sollte man ohne entsprechende Fachkenntnisse, insbesondere ohne Kenntnis der relevanten Normen keine elektrischen Anlagen errichten oder modifizieren. Sollte man dies doch tun so muss eine Abnahme durch einen Elektromeister erfolgen.

2.11 Was muss ich als Selbstausbauer beachten?

Die Vorschriften sind in DIN 57 100/VDE 0100 Teil 721 und Teil 708 beschrieben. Eine Zusammenfassung der wichtigsten Punkte sind hier zu finden.

2.12 Was überprüft der TÜV bei einem Selbstausbau?

Der TÜV hat entsprechende Handbroschüren herausgegeben. Diese enthalten eine grobe Übersicht über die wichtigsten Punkte. Details sind in den Normen DIN 57 100/VDE 0100 Teil 721 und Teil 708 zu finden.
Tipps zur TÜV-Abnahme

2.13 Was bedeuten die Angaben 6 A oder 10 A beim Campingplatz?

Diese Angaben beschreiben den Strom mit dem die Stromanschlüsse abgesichert sind.
Bear300lbs: Du kannst Dir die max. anzuschließende Wattzahl an der Ampéreangabe ausrechnen: Watt = Volt x Ampére, d.h. 230V x 10A = 2300 VA (Watt) max.; für 6A gilt 230V x 6A= 1380 Watt max.

2.14 Kann ich Geräte mit hoher Leistung mit Wechselrichter an der Batterie betreiben?

Hier sind zwei Aspekte zu beachten:
  • die Leistung die maximal benötigt wird
  • der Energieverbrauch der während der Nutzung anfällt
Die folgenden Fragen beleuchten beide Aspekte genauer.

2.15 Welche Leistung sollte der Wechselrichter haben?

Für einen Wechselrichter werden eine Dauerleistung und eine Spitzenleistung angegeben.

2.16 Was bedeutet Dauerleistung?

Diese Leistung kann der Wechselrichter über einen längeren Zeitraum (30+ Minuten) erbringen. Allerdings gilt die angegebene Leistung bei vielen Geräten nur bei Raumtemperatur. Ist die Temperatur über 30 Grad kann die wirklich nutzbare Dauerleistung schon 10-20 % darunter liegen.

2.17 Was bedeutet Spitzenleistung?

Diese Leistung kann der Wechselrichter innerhalb weniger Sekunden oder Minuten erbringen. Dies ist z.B. bei der Nutzung von induktiven Lasten wie Motoren oder Geräten mit großen Transformatoren wichtig. Beim Einschalten fliesst bis zum Aufbau des magnetischen Feldes ein hoher Strom der um das 10-fache höher liegen kann als der Strom den der Motor oder das Gerät nach dem Einschalten braucht.

2.18 Warum lässt sich mein Röhrenfernseher nicht betreiben?

Ein Röhrenfernseher hat einen hohen Einschaltstrom. Der Wechselrichter muss deshalb eine hohe Spitzenleistung liefern können.

2.19 Woran liegt es dass nach einigen Minuten der Wechselrichter auf Störung geht?

Dies kann einmal daran liegen dass die Dauerleistung zu niedrig ist. Auch die Erwärmung kann eine Rolle spielen. Desweiteren kann auch die Spannung der Batterie bei der angeforderten Leistung zu schnell einbrechen.

2.20 Was kann ich tun wenn die Spannung der Batterie zu niedrig ist?

Wenn selbst an der vollgeladenen Batterie die Spannung soweit einbricht dass der Wechselrichter abschaltet so kann es folgende Ursachen haben:
  • Batterie alt oder defekt
  • Batterie hat zu wenig Kapazität
  • Spannungsabfall wegen zu dünner oder zu langer Kabel
  • Spannungsabfall wegen schlechter Kontakte
2.21 Warum läuft meine Klimaanlage nur im kalten Zustand mit dem Wechselrichter?

Wenn die Klimaanlage einige Zeit gelaufen ist dann ist sie warm und hat im Kompressor einen Druck aufgebaut. Dieser Druck muss beim Anlauf überwunden werden und dies vergrößert den hohen Anlaufstrom des eingebauten Motors noch weiter. Eine Abhilfe ist einen stärkeren Wechselrichter zu verwenden oder einen Anlauf-/Einschaltstrombegrenzer zu verwenden.

2.22 Welche Kapazität sollte meine Batterie pro 1.000 W Wechselrichterdauerleistung haben?

Meine Empfehlung ist mindestens 200 Ah/12 V (C20). Dies ist ein Kompromiss hinsichtlich des Peukert-Effekts (siehe weiter unten) und der möglichen Lebensdauer. Wird die Batterie mit dieser Leistung entladen so steht je nach Batterietyp noch etwa 50-60 % der Kapazität zur Verfügung. Über eine Belastung von C1 sollte man keinesfalls gehen da dies die Lebensdauer der Batterie erheblich verkürzt (Erfahrung aus dem Elektromobilbetrieb).

2.23 Kann ich einen Föhn an einem Wechselrichter betreiben?

Der Wechselrichter sollte eine ausreichende Dauerleistung liefern können und die Batterie entsprechend obiger Empfehlung dimensioniert sein. Ein Fön wird nur kurzzeitig betrieben so dass der Energieverbrauch in der Regel kein Problem ist.

2.24 Kann ich einen Backofen an einem Wechselrichter betreiben?

Der Wechselrichter sollte eine ausreichende Dauerleistung liefern können. Da der Backofen über einen längeren Zeitraum läuft sollte man wegen der Erwärmung eine Reserve für die Dauerleistung von mindestens 20 % einplanen. Auch ist hier wegen des längeren Betriebs eine ausreichende Batteriekapazität einzuplanen. Zu beachten ist dass wegen des Peukert-Effektes bei im Verhältnis zur Leistung knapper Batteriekapazität nur etwa 50 % der Kapazität tatsächlich nutzbar ist. Ein Backofen wird allerdings die Leistung nicht durchgehend über die Laufzeit benötigen sondern vielleicht auch nur 50 %.


3. Strom 12/24 V

3.1 Warum müssen Stromleitungen ausreichend dimensioniert sein?

Wegen des elektrischen Widerstandes einer Leitung erwärmt sich diese. Je größer der Strom der durch die Leitung fliesst desto stärker erwärmt sich die Leitung. Wird eine bestimmte Temperatur überschritten dann schmilzt die Isolation und es gibt möglicherweise einen Kurzschluss der dann zu einem Brand führt.

3.2 Warum benötigt man eine Sicherung in einer Stromleitung?

Die Sicherung soll verhindern, dass durch eine Leitung mehr Strom fliesst als die Leitung aushält. Dies verhindert z.B. einen Brand sollte eine Leitung mechanisch beschädigt werden und deshalb ein Kurzschluß auftreten.

3.3 Wie sollten die 12/24 V Leitungen abgesichert werden?

Ausgehend von Stromerzeugern/Batterien sollte eine Sicherung entsprechend des Leitungsquerschnitts vorhanden sein. Die Sicherung sollte nicht weiter als 30 cm von der Stromquelle eingefügt werden.

3.4 Welchen Leitungsquerschnitt und Sicherung benötige ich mindestens für einen bestimmten Strom?

Auskunft gibt hier die DIN 57100 Teil 523/VDE 0100 Teil 523.6-81 und DIN 57 100 Teil 430/VDE 0100 Teil 430.6.81,max. Umgebungstemperatur 30°C, für eine oder mehrere im Rohr verlegte einadrige Leitungen.

Code: Alles auswählen

Querschnitt (qmm)  1,0  1,5  2,5   4   6  10  16  25  35  50  70  95 120  
Belastbarkeit (A)   11   15   20  25  33  45  61  83 103 132 165 197 235
Absicherung (A)      6   10   16  20  25  35  50  63  80 100 125 160 200
3.5 Warum steht in der Installationsanleitung meines Gerätes ein anderer Wert für die Sicherung?

Die Werte oben gelten ganz allgemein. Es ist beim Anschluss von Geräten auf jeden Fall den Empfehlungen der Installationsanleitung zu folgen.

3.6 Kann ich auch einen größeren Leitungsquerschnitt verwenden?

Natürlich kann man auch einen größeren Leitungsquerschnitt verwenden. Bei längeren Verbindungen, z.B. von der Lichtmaschine bis zur Wohnbatterie ist es sogar empfehlenswert. Der Widerstand einer Stromleitung wächst mit der Länge. Je länger die Leitung und je höher der Strom desto mehr Verluste treten auf. Diese Verluste führen dazu dass die Spannung am Ende der Leitung geringer ist als am Anfang (Spannungsabfall). Unter Umständen wird dann die Wohnbatterie nicht richtig geladen oder bestimmte Geräte funktionieren nicht weil die Spannung zu niedrig ist.

3.7 Wie sieht ein typisches Stromnetz im Wohnmobil aus?

Hans Kröger hat hierzu eine schöne Darstellung bereitgestellt.

3.8 Wie befestige ich Anschlussösen zum Crimpen an den Kabelenden?

Die Anschlussösen dürfen grundsätzlich nur mit der geeigneten Zange befestigt werden. Nur dann ist durch die spezielle Falzung der Hülse eine sichere Befestigung gewährleistet.

3.9 Darf an Anschlüssen auch gelötet werden?

Das Löten von Litzen ist verboten. Das Lötzinn wird durch den Kapillareffekt zwischen die einzelnen Drähte gezogen und versteift diese. Durch Vibrationen oder andere mechanische Belastung sind jetzt die Drähte nicht mehr flexibel und können deshalb brechen. Hinzu kommt noch dass es durch Erhitzung bei starker Überbelastung und schlechten Lötstellen zu einem Entlöten kommen kann.

3.10 Was ist ein Batterietrennschalter/Batteriehauptschalter?

Batterietrennschalter sind unter dem Namen Natoknochen bekannt. Sie dienen dazu Stromkreise in denen hohe Ströme fliessen zu unterbrechen. Ein solcher Batterietrennschalter ist ganz praktisch da man z.B. bei längeren Stillstandszeiten des Campingfahrzeuges die Batterie vom Bordnetz getrennt werden kann. Dies verhindert dass durch kleine Ströme die Batterie entladen wird.

3.11 Wo im Stromkreis baut man Batterietrennschalter ein?

Wenn möglich baut man den Batterietrennschalter ganz nahe an der Batterie in die Minusleitung ein. Der Einbau in die Minusleitung hat den Vorteil dass man keine besondere Isolation zur Fahrzeugmasse braucht.

3.12 Welche Belastung muss der Batterietrennschalter aushalten?

Dies ist abhängig von der maximal genutzen Stromstärke und der vorhandenen Absicherung. In der Regel wird jeweils ein Wert für die Dauer- und die Spitzenbelastung angegeben. Die Absicherung darf nicht höher als die maximale Dauerstrombelastung sein um zu verhindern dass der Kontakt verklebt.


4. Bleibatterie

4.1. Allgemeines

4.1.1 Was ist eine Nassbatterie?

Bei einer Nassbatterie stehen die Elektroden in einem Container mit verdünnter Schwefelsäure. Das beim Laden entstehende Gas wird entweder über die Batteriestopfen oder separate Gasungsöffnungen abgeleitet.

4.1.2 Darf ich eine Nassbatterie auch im Innenraum einbauen?

Wegen des in der Endphase des Ladens entstehenden Knallgases darf eine Nassbatterie nur innen eingebaut werden wenn sie sich in einem zum Innenraum gasdichten Behälter befindet der eine Entlüftungs öffnung nach außen hat. Oder wenn die Batterie geschlossen ist und das Gas über Entlüftungsschläuche nach aussen abgeführt wird.

4.1.3 Muss ich die Nassbatterie warten?

Man sollte regelmässig alle 1-2 Monate den Flüssigkeitsstand der einzelnen Zellen überprüfen und gegebenenfalls destilliertes Wasser nachfüllen.

4.1.4 Was passiert wenn ich kein Wasser nachfüllen?

Die Batterie verliert mit der Zeit durch Elektrolyse und Verdunstung an Wasser und trocknet deshalb mit der Zeit aus und verliert dann an Kapazität.

4.1.5 Was ist eine Gelbatterie?

Eine Gelbatterie ist eine geschlossene Batterie bei der der Elektrolyt an ein Slicatgel aus feingemahlenem Siliziumdioxid gebunden ist. Diese Batterien werden auch gerne als wartungsfrei bezeichnet.

4.1.6 Was ist eine Glasfaservlies- oder AGM-Batterie?

Bei einer solchen Batterie ist der Elektrolyt an ein Glasfaserflies gebunden. Diese Batterien werdern auch gerne als wartungsfrei bezeichnet.

4.1.7 Wie viel Energie kann man pro kg in einer Bleibatterie speichern?

Theoretisch kann man etwa 169 Wh/kg speichern. Tatsächlich erreicht werden aber nur bis zu 30-50 Wh/kg.

4.1.8 Was ist eine Starterbatterie?

Solche Batterien finden sich in jedem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor zur Versorgung des Anlassers beim Starten des Motors. Sie sind darauf ausgelegt kurzzeitig hohe Ströme zu liefern und nur gering entladen zu werden. Wenn der Motor läuft werden sie sofort wieder über die Lichtmaschine und den Lichtmaschinenregler geladen und alle Verbraucher werden, soweit die Leistung der Lichtmaschine bei entsprechender Drehzahl ausreicht, direkt von der Lichtmaschine mit Strom versorgt.

4.1.9 Was ist eine Solarbatterie?

Die Konstruktion der Solarbatterien ist darauf ausgelegt den sogenannten Zyklenbetrieb zu unterstützen. D.h., diese Batterien werden typischerweise über mehrere Stunden aufgeladen und dann über mehrere Stunden wieder entladen.

4.1.10 Was ist eine Traktionsbatterie?

Traktionsbatterien werden typischerweise für die Versorgung von Elektrofahrzeugen, z.B. Gabelstabler, Krankenfahrstühle, ... eingesetzt. Sie müssen hohe Ströme bis zu 1C und viele Zyklen verkraften. Die Bleiplatten sind sehr massiv und die Batterien deshalb im Verhältnis zum Energieinhalt schwer.

4.1.11 Was bedeutet C20/K20 oder C100/K100 bei der Kapazitätsangabe?

Jede Batterie hat je nachdem mit welchem Strom sie entladen wird eine unterschiedliche Kapazität. Bei C20 wurde die Batterie 20 Stunden auf die Entladeschlussspannung entladen, bei C100/K100 über 100 Stunden. Je höher der Strom desto weniger Ah kann man der Batterie entnehmen. Deshalb sind die C20/K20 Werte niedriger als die C100/K100 Werte. Man sollte beim Vergleich von Batterien darauf achten dass man die Kapazität nur auf gleicher Basis vergleicht da sonst der Vergleich wertlos ist. Bei den üblicherweise in Campingfahrzeugen verwendeten Batterien erfolgt in der Regel eine Angabe von C20/K20 oder C100/K100. Bei Traktionsbatterien erfolgt eine Angabe von C5 oder C10, also der 5-stündigen oder 10-stündigen Entladung.

4.1.12 Warum ist die Kapazität je nach Entladestrom unterschiedlich?

Die chemische Reaktion kann je nach internem Aufbau der Batterie nur in einer bestimmten Geschwindigkeit ablaufen und zusätzlich erzeugen höhere Ströme auch eine höhere Verlustleistung. Deshalb kann man bei höheren Strömen weniger Kapazität entnehmen als bei niedrigeren. Man findet eine Erklärung unter Peukert-Gleichung.

4.1.13 Was ist die Entladeschlussspannung?

Es ist die Spannung die je nach Höhe des Entladestromes zur Vermeidung einer Schädigung der Batterie nicht unterschritten werden sollte. Bei Entladeströmen bis 0,3 x C20 darf eine 12 V Batterie nicht niedriger als 10,5 V, bei 0,3 bis 1,2 x C30 nicht niedriger als 9 V, und bei noch höheren Strömen nicht niedriger als bis auf 6 V entladen werden. Dies sind aber die absoluten Untergrenzen.
Bei geringen Entladeströmen im Bereich von C100 oder noch geringer ist die Ladeschlussspannung deutlich höher. Hier sollte man darauf achten dass die Spannung der Batterie nicht wesentlich unter 12 V absinkt. Sehr geringe Entladeströme sind sehr schädlich für die Batterie da hier auch das Blei in den kleinsten Poren der Platten umgewandelt wird. Eine Rückverwandlung ist dann nur durch sehr kleine Ladeströme erfolgen.

4.1.14 Was ist der Peukert-Effekt und der Peukert Exponent?

Peukert hat die abnehmende Kapazität bei höheren Entnahmeströmen bei Bleibatterien entdeckt und eine Formel ermittelt mit der man den sogenannten Peukert-Exponenten ermitteln kann. Mit diesem kann dann die sogenannte Peukert-Kapazität einer Batterie ermittelt werden. Eine detailierte Beschreibung in englischer Sprache findet man hier

4.1.15 Soll ich die Kapazität auf Basis von C20/K20 oder C100/K100 vergleichen?

Dies hängt ab wie hoch der typische Stromverbrauch im Verhältnis zur Kapazität ist. Man nimmt dazu das Mittel des Strombedarfs der Geräte die über den Tag hinweg am meisten Energie verbrauchen und setzt ihn ins Verhältnis zur installierten Kapazität. Man wird sehr oft im Bereich der 20-stündigen Entladung landen, deshalb genügt es in der Regel die C20/K20 Werte zu vergleichen. Nur wenn man Geräte mit extrem hohen Strombedarf, z.B. Wechselrichter mit großer Leistung betreibt, dann kann es sich auch mal lohnen die C5/K5 Werte zu vergleichen.

4.1.16 Für meine Batterie ist nur der C100/K100 Wert angegeben. Wie bekomme ich andere?

Hier kann man über eine Suchmaschine versuchen den gewünschten Wert zu finden.

4.1.17 Was gibt es noch an Alternativen?

Für die gängigen Batterien kann man zwischen C20/K20 und C100/K100 ganz grob umrechnen indem man die C20/K20 Kapazität mit dem Faktor 1,15 multipliziert. Die Genauigkeit reicht für die meisten Zwecke aus.

4.1.18 Wie lange hält eine Batterie?

Dies ist von sehr vielen Faktoren abhängig. Neben dem technischen Aufbau ist auch die Art der Nutzung und insbesondere auch die Behandlung durch das Ladegerät entscheidend. Hier eine grobe Liste der zyklenfesten Typen geordnet nach steigender Lebensdauer:
  • Nassbatterie
  • Gelbatterie
  • Vliesbatterie
  • Nasspanzerplattenbatterie (Traktion)
  • Gel-Panzerplattenbatterie
Die Zahl der Zyklen reicht dabei von 300 bis 3500, bei geringerer Entladetiefe (10 %) können es auch bis 10.000 Zyklen sein. Die Batterien mit den besten Werten sind für ortsfeste Installation gedacht und deshalb für Campingfahrzeuge nicht geeignet. Am häufigsten verbreitet sind wohl die ersten drei Typen. Bei richtiger Ladetechnik und Vermeidung von Tiefentladungen ist in Campingfahrzeugen mit einer Lebensdauer von 5-10 Jahren zu rechnen.

4.1.19 Was ist Sulfatierung?

Bleibt eine Batterie längere Zeit ungeladen stehen so bildet sich mit der Zeit eine Sulfatschicht auf den Platten. Diese Sulfatschicht erhöht den Innenwiderstand und führt dazu dass die Batterie nicht mehr richtig geladen werden kann. Bei der anschliessenden Entladung bricht dann sehr schnell die Spannung ein. Es ist deshalb wichtig dass eine Bleibatterie immer möglichst vollgeladen ist.

4.1.20 Was sind Batteriepulser?

Das sind Geräte die durch elektrische Pulse versuchen die Sulfatierung zu verhindern oder gar eine vorhandene Sulfatierung aufzubrechen. Es gibt sie von sehr vielen Herstellern, der prominenteste ist der Megapulse. Die Meinungen über die Wirksamkeit gehen weit auseinander und reichen von unbrauchbar bis genial.

4.1.21 Was sind Batterieconditioner?

Batterieconditioner versuchen durch bestimmte Ladeverfahren mit geringen Strömen die Leistung der Batterien zu verbessern oder zumindest wieder herzustellen. Dabei wird z.B. die Batterie mit einer Sägezahnerhaltungsladung behandelt. D.h., die Batterie wird erst auf die Erhaltungsspannung geladen und dann wieder geringfügig entladen. Hier wird dann auch Sulfat das sich in feinen Poren der Platten abgelagert hat wieder umgewandelt.

4.1.22 Wo erhalte ich ganz allgemein mehr Informationen zu Batterien?

Siehe Linkliste.

4.2. Batterieauswahl

4.2.1 Welche Kapazität soll die Batterie haben?

Zuerst ist zu bestimmen welcher Energiebedarf ungefähr pro Tag vorhanden ist. Dazu notiert man sich für jeden Verbraucher wieviel Ampere er benötigt und die Zeit in Stunden die er ungefähr in Betrieb ist. Diese beiden Werte multipliziert man miteinander, addiert die Ergebnisse für alle Geräte und erhält so die Amperestunden (Ah) die man pro Tag benötigt.

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Beispiel:
Gerät                           Strombedarf (A)     Laufzeit (h)   Tagesbedarf (Ah)
Licht Wohnzimmer                     3                  4               8
Licht Badezimmer                     1                  1,5             1,5
Absorberkühlschrank                  0,1               24               2,4
Heizung                              1                 24              24
Fernseher                            4                  2               8
Sat-Empfänger                        3                  2               6
Wasserpumpe                          1                  0,5             0,5
----------------------------------------------------------------------------------
GESAMT mit Heizung                                                     50,4
GESAMT ohne Heizung                                                    26,4

Wenn man jetzt 3 Tage ohne jegliche Stromversorgung stehen möchte dann hat man mit Heizung einen Bedarf von rund 150 Ah und ohne Heizung rund 79 Ah. Der doppelte Wert entspricht der Kapazität die man installieren sollte.

4.2.2 Warum sollte man doppelt soviel Kapazität wie den eigentlichen Bedarf installieren?

Dafür gibt es mehrere Gründe:
  • Bleibatterien sollten nicht tiefer als auf 20 % Ladezustand entladen werden und sie werden typischerweise mit dem Lichtmaschinenregler auch nur auf etwa 80 % Ladezustand wieder aufgeladen.
  • Bleibatterien verlieren über die Jahre an verfügbarer Kapazität und man benötigt deshalb etwas Reserve.
  • Der Verbrauch lässt sich nur ungefähr schätzen, deshalb ist es nicht schlecht etwas mehr Reserve zu haben.
Diese Kapazität ist der Ausgangspunkt für die Berücksichtigung weiter Kriterien.

4.2.3 Ich will/kann nicht soviel Kapazität installieren, was kann ich tun?

Energie sparen oder zusätzliche Energie während der Standzeiten erzeugen.
Wenn man Energie einsparen kann dann kann man über obiges Berechnungsschema den neuen Verbrauch ermitteln. Man sollte allerdings schon realistisch bleiben da es sonst möglicherweise zur Tiefentladung der Batterie kommt die diese möglicherweise schädigt.
Die eigene Energieerzeugung hilft dadurch dass der Verbrauch aus der Batterie reduziert wird. Wenn man z.B. im Sommer durch eine Solaranlage 20 Ah zusätzlich erzeugen kann dann besteht zum Verbrauch ohne Heizung nur noch ein Defizit von etwa 6 Ah/Tag das aus der Batterie zugeliefert werden muss. Damit könnte man die Batterie drastisch verkleinern. Allerdings muss die Batterie auch die tageszeitlichen Schwankungen ausgleichen können und kann deshalb nicht beliebig verkleinert werden. Deshalb ist es empfehlenswert dass man zumindest soviel Kapazität installiert dass auch 2 Tage ohne weitere Energiezufur überbrückt werden können.

4.2.4 Wie kann ich Energie sparen?

Dazu mehr Informationen in der Rubrik Energiespartipps.

4.2.5 Wie kann ich zusätzliche Energie erzeugen?

Hier bietet sich für Campingfahrzeuge eine Lösung über Solarzellen, Generatoren und verbesserte Ladetechnik für die Lichtmaschine an. Einzelheiten dazu in den entsprechenden Rubriken.

4.2.6 Welchen Batterietyp soll ich wählen?

Dies ist eine nicht eindeutig zu beantwortende Frage da sehr viele Faktoren eine Rolle spielen. Neben der nötigen Kapazität spielt insbesondere die Art der Nutzung eine große Rolle. In der Regel sind sogenannte Solarbatterien gut für die Nutzung im Campingfahrzeug geeignet. Diese schaffen in der Regel rund 300 volle Entladungszyklen. Bei Teilentladung halten sie noch deutlich länger.

4.2.7 Kann ich auch eine preiswerte normale Startbatterie verwenden?

Ja, allerdings muss man damit rechnen dass diese schon nach etwa 30 Vollzyklen anfängt an verfügbarer Kapazität zu verlieren. Dennoch können sie bei geringer Beanspruchung ähnlich wie im KFz als Startbatterie viele Jahre halten. Es kann also finanziell durchaus günstiger sein eine normale Startbatterie zu verwenden.

4.2.8 Soll ich eine Nass- oder eine wartungsfreie geschlossene Batterie verwenden?

Dies hängt auch vom Einbauort ab. Muss die Batterie im Innenraum eingebaut werden ist es oft einfacher eine geschlossene Batterie zu verwenden, da sonst eine Gasableitung und eine Belüfung nötig ist. Allerdings muss die Ladetechnik auf diese Batterien abgestimmt sein. Und es ist auch ein Preisfrage da wartungsfreie Batterien bei gleicher Kapazität meist deutlich teuerer sind. Dies kann nicht unbedingt durch eine entsprechend längere Lebensdauer kompensiert werden.


4.3. Ladetechnik

4.3.1 Mit welcher Stromstärke sollten Batterien geladen werden?

Grundsätzlich sollte man sich nach der Empfehlung des Herstellers der Batterie richten. In der Regel gibt es eine Gebrauchsanleitung zur Batterie in der die Vorgaben hinsichtlich des Ladeverfahrens enthalten sind.

4.3.2 Ich habe keine Informationen zum Ladeverfahren gefunden. Was mache ich dann?

Wenn keinerlei Information vom Hersteller verfügbar ist dann gibt es ganz grobe Faustregeln:
  • Eine Nassbatterie wird mit einem maximalen Ladestrom geladen der etwa 1/10 der Kapazität entspricht. Für eine 100 Ah Batterie ist also ein Ladegerät mit einem max. Ladestrom von 10 A nötig.
  • Eine Gelbatterie sollte mit einem etwas höhere Ladestrom von etwa 1/5 der Kapazität geladen werden. Für eine Gelbatterie mit 100 Ah sollte also ein Ladegerät mit 20 A Ladestrom verwendet werden.
4.3.3 Kann ich eine Gelbatterie auch mit weniger Strom laden?

In der Regel liegt de Bandbreite der Hersteller im Bereich von 10-30 % der Kapazität.

4.3.4 Was ist eine Ladekennlinie?

Das Laden der Batterien erfolgt in der Regel in bestimmten Phasen. In jeder dieser Phasen kann jeweils die Spannung als auch der Strom den das Ladegerät liefert auf bestimmte Werte begrenzt sein. Trägt man nun den Spannungs- und den Stromverlauf über die Ladezeit in ein Diagramm ein so ergibt sich eine sogenannte Ladekennlinie.

4.3.5 Welche Ladekennlinie sollte zum Laden verwendet werden?

Empfohlen wird die sogenannte IUoU-Kennlinie. Dies bedeutet, dass in der ersten Phase mit dem Strom geladen wird denn das Ladegerät maximal liefert. Wenn die sogenannte Absorptionsspannung erreicht ist dann wird weiter mit einer konstanten Spannung geladen. Wenn die Absorptionsphase erreicht wurde dann ist die Batterie schon zu etwa 80 % voll. Während der Ladung mit konstanter Spannung sinkt der Strom immer weiter ab. Die Abspsorptionsphase dauert in der Regel etwa 4 Stunden. Danach wird auf die Erhaltungsladung umgeschaltet. Hier wird die Batterie mit niedriger Spannung auf den vollen Ladezustand gehalten.

4.3.6 Wie hoch ist die Absorptionsspannung/Erhaltungsspannung?

Die Höhe der Absorptionsspannung/Erhaltungsspannung sollte sich nach der Empfehlung des Batterieherstellers richten. Ganz allgemein gilt für Nassbatterien eine Absorptionsspannung bis zu 14,8 V, und für Gelbatterien bis zu 14,4 V. Für beide Typen wird in der Regel eine Erhaltungsspannung von 13,8 V angegeben. Diese Spannungen gelten für eine Säuretemperatur (Batterietemperatur) von 20 Grad C. Für Temperaturabweichungen die über +- 5 Grad C hinausgehen ist eine Temperaturkompensation nötig.

4.3.7 Warum eine Temperaturkompensation?

Die chemische Reaktion innerhalb der Batterie läuft je nach Temperatur unterschiedlich ab. Die angegebenen Spannungen gelten nur für 20 Grad C.

4.3.8 Was passiert bei hoher Temperatur?

Wichtig ist die Spannung ab der der Elektrolyt anfängt zu gasen. Hier wird das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt und geht, soweit nicht wieder eine Rekombination stattfindet, der Batterie verloren. Bei Nassbatterien ist das kein grosses Problem, hier kann wieder destiliertes Wasser nachgefüllt werden. Bei Gelbatterien trocknet dagegen das Gel aus und das Wasser das über die Überdruckventile verloren geht kann nicht wieder ersetzt werden. Deshalb ist es wichtig dass man bei Gelbatterien unter allen Temperaturbedingungen unterhalb der Gasungsspannung bleibt. Wird die Spannung nicht temperaturkompensiert dann wird die Batterie ab ca. 30 Grad C überladen und damit die Lebensdauer reduziert.

4.3.9 Was passiert bei niedriger Temperatur?

Bei niedriger Säuretemperatur laufen die chemischen Reaktionen langsamer ab. Um den gleichen Ladezustand zu erreichen muss mit höheren Spannungen geladen werden. Wird das nicht getan so wird die Batterie nicht ausreichend vollgeladen was auf Dauer zur Sulfatierung und einer schleichenden Reduktion der zur Verfügung stehenden Kapazität führt.

4.3.10 Um welche Werte sollte die Spannung kompensiert werden?

Auch hier gibt es Empfehlungen der Batteriehersteller individuell für jeden Batterietyp. Ein Faustregel sagt, dass für jede Batteriezelle in der Batterie die Spannung um -0,004 V pro Grad C oberhalb von 20 Grad C korrigiert werden sollte. Für eine 12 V Batterie müssen also z.B. für 30 Grad C die Spannungen um 0,24 V sinken, bei 10 Grad C um 0,24 V steigen.

4.3.11 Wo sollte der Temperaturfühler des Ladegerätes angebracht werden?

Ideal sind Ladegeräte die es erlauben einen externen Temperaturfühler direkt an einen der Pole der Batterie anzuschliessen. Damit gibt es eine direkte Rückmeldung über die Temperatur der Batterie auch während des Ladevorgangs. Bei hohen Ladeströmen erwärmt sich die Batterie intern und die Spannungen müssen dann laufend angepasst werden.

4.3.12 Reicht auch ein Ladegerät mit interner Temperaturkompensation?

Wenn die Ladespannungen sehr konservativ eingestellt sind, mit niedrigen Ladeströmen geladen wird und sich das Ladegerät im gleichen Raum mit der Batterie befindet, dann ist das zumindest für Nassbatterien kein grosses Problem. Bei Gelbatterien ist aber auf jeden Fall ein an die Batterie angeschlossener Temperaturfühler empfehlenswert.

4.3.13 Muss ich an jede der Batterien einen Temperaturfühler anschliessen?

Die Ladegeräte haben in der Regel nur einen Temperaturfühler. Da meist gleiche Batterien parallelgeschaltet sind reicht es den Temperaturfühler nur an eine der Batterien anzuschliessen.

4.3.14 Wie kann ich den Ladezustand einer Bleibatterie überprüfen?

Die einzige Möglichkeit den Ladezustand einer Batterie zu überprüfen ist die Säuredichte zu bestimmen. Dies geht nur bei offenen Nassbatterien. Man nimmt dazu einen sogenannten Säureheber aus dem KFz-Zubehörhandel.

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Säuredichte (kg/l)   1,28  1,24  1,20  1,15  <1,10
Ruhespannung (v)    12,75  12,5  12,3  12,1   12,0
Ladezustand (%)       100    75    50    25      0 
Bei geschlossenen Batterien kann annähernd die Ruhespannung der Batterie verwendet werden. Die Ruhespannung ist die Spannung die nach einigen Stunden ohne jegliche Ladung/Entladung an den Polen der Batterie anliegt. Dazu müssen alle Anschlüsse abgeklemmt werden.
Die Säuredichte und die Ruhespannung kann je nach Batterietyp unterschiedlich sein. Die genauen Werte sollte man beim Hersteller erfragen.

4.3.15 Was ist zu tun wenn bei voll geladener Batterie die Spannungen und/oder die Säuredichte einzelner Zellen erheblich abweichen?

Für die Abweichung kann es eine Vielzahl von Ursachen geben (Auswahl):
  • die Platten einzelner Batteriezellen sind sulfatiert
  • die Zelle hat einen internen Kurzschluss
  • die Platten sind wegen zu niedrigem Säurestand korrodiert
Bei offenen Bleisäurebatterien sollte man erstmal die Zellen soweit mit destilliertem Wasser auffüllen so dass die Platten gerade bedeckt sind. Dann lädt man die Batterie mindestens 24 h auf. Erwärmt sich beim Laden eine der Zellen stark und hat diese eine niedrige Säuredichte dann hat diese Zelle wahrscheinlich einen Kurzschluss. Hier bleibt nur der Austausch der Batterie.
Wenn sich die Säuredichte nach dem Laden kaum geändert hat dann sind die Platten wahrscheinlich sulfatiert.

4.3.16 Was tun bei Sulfatierung?

Bei offenen Bleisäurebatterien besteht die Möglichkeit der Ausgleichsladung. Dabei wird die Batterie mit erhöhter Spannung geladen so dass die Batterie zu gasen anfängt. Dies darf aber nur mit geeigneten Ladegeräten und entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen durchgeführt werden da sonst die Gefahr einer Wasserstoffexplosion besteht. Bitte beachten sie die Hinweise der Hersteller solcher Ladegeräte.
Bei verschlossenen Batterien darf man solche Ausgleichsladungen nicht anwenden da die Gefahr besteht dass Wasser durch die Überdruckventile verloren geht. Dies kann nicht mehr nachgefüllt werden.
Manchmal hilft mehrmaliges Aufladen und/oder die Verwendung eines Batterieconditioners.
Hilft diese Behandlung nicht dann bleibt in der Regel nichts anderes übrig als die Batterie zu ersetzen.

4.3.17 Kann die Batterie im Winter einfrieren?

Wenn die Batterie vollgeladen ist dann beträgt der Gefrierpunkt der Säure -60 Grad C. In unseren Breiten besteht deshalb keine Gefahr.

4.3.18 Soll ich die Batterie trotzdem im Winter ausbauen?

Wenn der Aufwand nicht zu groß ist dann schadet es nichts wenn die Batterie im Winter an einem kühlen aber frostfreien Ort gelagert wird (z.B. Keller). Auf jeden Fall sollten nach Möglichkeit die Pole abgeklemmt werden um eine schleichende Entladung zu vermeiden.

4.3.19 Soll ich die Batterie im Winter nachladen?

Je nach Batterietyp ist die Selbstentladung unterschiedlich groß. Nassbatterien haben bei einer Temperatur von 10 Grad C eine Selbstentladung von etwa 3 %/Monat, während Gelbatterien nur bei etwa 1 %/Monat liegen. Es ist empfehlenswert Nassbatterien zumindest alle 1-2 Monate während der Lagerung mal nachzuladen. Bei Gelbatterien ist das nicht unbedingt nötig.

4.3.20 Soll ich die Batterien im Winter ständig mit einem Ladegerät laden?

Damit die Platten der Batterie bei dauernder Erhaltungsladung nicht korrodieren muss die Erhaltungsspannung sehr exakt stimmen. Schon geringe Abweichungen (0,1 V) von der idealen Erhaltungsspannung führen bei ständigem Laden zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Batterie. Deshalb wird empfohlen die Batterie nur gelegentlich mit einem vollen Ladezyklus wieder auf die volle Kapazität bringen und sie sonst einfach mit offenen Polen zu lagern.
Ein Batterieconditioner kann in der langen Zeit genutzt werden um die Batterie wieder fit zu machen.
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Gruß Emil

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egn
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Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Sa 21. Apr 2012, 19:46

5. Stromquellen für Campingfahrzeuge

5.1. Allgemeines

5.1.1 Welche möglichen Stromquellen gibt es für Campingfahrzeuge?

Es gibt sowohl Stromquellen die direkt zum Laden von 12/24 V Batteriesystemen geeignet sind, als auch welche die 230 V Netzspannung erzeugen. Bei letzteren braucht man dann ein Netzladegerät um die Batterien zu laden.
Hier eine Auswahl an Stromquellen:
  • Drehstromlichtmaschine (12/24 V)
  • Netzladegerät (90-250 V)
  • Photovoltaikanlagen (12/24 V)
  • Stromaggregate (12/24 V, 230 V)
  • Brennstoffzelle (12 V)
  • Windgenerator (12/24 V)
5.2. Drehstromlichtmaschine

5.2.1 Was ist eine Drehstromlichtmaschine?

Die Drehstromlichtmaschine ist der Stromgenerator des Fahrzeugs. Sie wird über Keilriemen vom Motor angetrieben. Der Laderegler regelt den Strom so dass die Batterie im Normalfall mit 14/28 V geladen wird.

5.3. Netzladegerät

5.4. Photovoltaikanlagen

5.4.1 Was sind Photovoltaikanlagen?

Photovoltaikanlagen wandeln das Sonnenlicht in Strom um. Je stärker die Sonneneinstrahlung desto höher die erzeugte Energie.

5.4.2 Welche Solarzellentypen sind gebräuchlich?
  • monokristalline Zellen (15-22 % Wirkungsgrad)
  • polykristalline Zellen (12-18 % Wirkungsgrad)
  • Dünnschicht Zellen (5-12 % Wirkungsgrad)
Die Wirkungsgrade werden laufend verbessert. Wegen der unterschiedlichen Technologie gibt es auch unterschiedliche Wirkungsgrade bei unterschiedlich starker direkter und indirekter Sonneneinstrahlung.

5.4.3 Was ist der MPP?

Der MPP (Maximum Power Point) ist die Kombination aus Spannungshöhe und Stromstärke bei der deine Solarzelle die höchste Leistung (Spannung * Strom) abgibt. Der MPP wird durch die spezifische Spannungs-/Strom-Kennline des Zelle für eine bestimmte Einstrahlung und Zellentemperatur beinflusst. Er kann sich bei wechselnder Einstrahlung (Wolkenzug) und Zellentemperatur ständig ändern.
Maximum Power Point

5.4.4 Welche Rolle spielt die Zellentemperatur?

Der Wirkungsgrad ändert sich in Abhängigkeit von der Zellentemperatur. Der angegebene Wirkungsgrad und die MPP Nennleistung ist auf eine Zelltemperatur von 25° C bezogen. Ist die Temperatur höher dann wird bei gleicher Einstrahlung weniger Leistung abgegeben, und außerdem sinkt die Spannung im MPP. Bei niedriger Temperatur wird bei gleicher Einstrahlung eine höhere Leistung abgegeben und die Spannung im MPP steigt.
Wie stark die Veränderungen in Abhängigkeit von der Temperatur sind hängt vom Zelltyp ab. Bei Dünnschichtzellen sind die Veränderungen in der MPP Leistung nur etwa halb so stark wie bei monokristallinen Zellen. Bei monokirstallinen Zellen beträgt die MPP Leistung bei 80° C nur noch etwa 70-80 % der MPP Nennleistung. Allerdings ist dann der Ertrag bei kühlen Zellen auch entsprechend höher.
Über das Jahr gesehen liegen aber die Erträge aller Zelltypen pro Wp zumindest in Mitteleuropa nahe beieinander.

5.4.5 Welche Rolle spielt der Modulwirkungsgrad?

Der Wirkungsgrad bestimmt wieviel Energie in Form von Strom bei einer bestimmten Sonneneinstrahlung mit einer bestimmten Fläche des Modules erzeugen kann. Getestet werden die Module mit einer Sonnenstrahlung von 1000 W/qm. Ein Modul mit einem Modulwirkungsgrad von 10 % liefert dann etwa 100 W Leistung, d.h. 100 Wh in einer Stunde.
Der Modulwirkungsgrad ist in der Regel immer ein paar Prozent niedriger als der Zellwirkungsgrad, da man nicht die gesamte Fläche des Moduls mit Solarzellen belegen kann. Der Wirkungsgrad wird bestimmt durch die verwendeten Solarzellen, und insbesondere auch wie gut die Fläche des Moduls für Zellen genutzt werden kann. Der Platz kann am besten bei Dünnschichtzellen genutzt werden, da hier die gesamte Fläche mit aktivem Material bedampft wird. Dagegen müssen Module mit monokristallinen und polykristallinen Zellen Lücken lassen, und auch der Rahmen kann nicht genutzt werden.

5.4.6 Welche gebräuchlichen Bauarten von Solarmodulen gibt es?
  • Module mit Alurahmen (Dicke etwa 25-50 mm)
  • Glaslaminat Module (Dicke 5-10 mm, Anschlussdose 20-30 mm)
  • Folienlaminat Module (Dicke 3-5 mm, Anschlussdose 15-25 mm)
5.4.7 Wieviel Energie kann man pro installiertem W erzeugen?

Bezogen auf eine bestimmte Leistung, z.B. 1 Wp (1 Watt Spitzenleistung), kann je nach Sonneneinstrahlung unterschiedlich viel Energie erzeugt werden. Die Sonneneinstrahlung hängt nicht nur vom Wetter ab, sondern auch von der geographischen Breite und der Jahreszeit.
In Mitteleuropa rechnet man in der Sommerzeit bei flach montierten Modulen etwa mit eine täglichen Energie von etwa 3 Wh/Wp installierter Solarleistung. In Nordeuropa können es im Sommer aber auch nur 2 Wh sein, in Südeuropa auch 5 Wh/Wp sein. Im Winter sind die Unterschied deutlich größer, da dann die tägliche Sonnenscheindauer auch sehr unterschiedlich ist. In Mitteleuropa kann man nur mit etwa 0,3 Wh/Wp rechnen, im Norden ist es wegen der Polarnacht noch deutlich weniger. Nur im Süden kann man noch mit signifikantem Ertrag rechnen.

5.4.8 Kann man die Ausbeute durch eine Nachführung verbessern?

In unseren Breiten hat eine flache Aufstellung im Jahresdurchschnitt eine um 10-15 % geringere Ausbeute als ein fest nach Süden ausgerichtetes Modul mit 30 % Neigung. Weiter in nördlichen Breiten oder im Winter, hat wegen des dann niedrigeren Sonnenstandes eine senkrechtere Aufstellung noch mehr Vorteile.
Wenn man den Aufwand treiben will kann man im Handel einfache Modulhalterungen zum manuellen Aufstellen finden. Man sollte sich aber überlegen ob man für den Preis nicht auch gleich durch eine größere Modulfläche oder durch Module mit höherem Wirkungsgrad einen noch größeren Vorteil hat. Auch ist die manuelle Ausrichtung auf Dauer auch lästig und bei hohen Fahrzeugen unter Umständen auch gefährlich. Als noch teurere Alternative gibt es automatische Nachführanlagen. Hier ist das Kosten/Nutzenverhältnis noch schlechter.

5.4.9 Welche Auswirkung hat eine Teilverschattung eines Solarmoduls?

In Solarmodulen sind alle Solarzellen in Reihe geschaltet. Würde nur eine Zelle verschattet werden, dann würde das komplette Modul ausfallen. Dies liegt daran dass eine Solarzelle eigentlich eine Diode ist, die nur dann Strom durchlässt wenn sie selbst Strom produziert. Um das zu verhindern sind in die Module mehrere sogenannte Bypass-Dioden eingebaut, die jeweils einen Teil der Solarzellen überbrücken. Bei typischen Modulen sind das 3-4 Bypass-Dioden, d.h. es fällt dann nur 1/4 - 1/3 des Moduls aus, wenn eine einzelen Zelle verschattet ist. Es gibt auch auch spezielle Dünnschichtfolienmodule (Unisolar) bei denen für jede Zelle ein Bypass-Diode eingebaut ist.
Die Teilverschattung einer einzelnen Zell bewirkt dass die MPP-Spannung um den teil der Zellen niedriger wird, der durch die Bypass-Diode überbrückt wird.

5.4.10 Was ist eine Bypass-Diode?

Eine Bypass-Diode überbrückt bei Teilverschattung eines Moduls eine oder mehrere Solarzellen damit nicht das gesamte Modul, und in Folge die gesamten in Reige geschalteten Module (String) ausfallen.

5.4.11 Kann man Solarmodule in Reihe schalten?

Ja, man kann Solarmodule vom gleichen Typ in Reihe schalten. Module unterschiedlichen Typs sollten nicht in Reihe geschaltet werden, da der MPP dann bei einer unterschiedlichen Spannung/Stromstärkekombination liegt, und deshalb nicht die maximale Leistung erzielt wird. In Reihe geschaltete Solarmodule bezeichnet man als String.

5.4.12 Kann man Solarmodule parallel schalten?

Ja, man kann Solarmodule vom gleichen Typ parallel schalten. Module unterschiedlichen Typs sollten nicht parallel geschaltet werden, da der MPP dann bei einer unterschiedlichen Spannung/Stromstärkekombination liegt, und deshalb nicht die maximale Leistung erzielt wird.

5.4.13 Kann man Solarmodule in Serie und parallel schalten?

Ja, man kann Solarmodule vom gleichen Typ n Serie und parallel schalten. Module unterschiedlichen Typs sollten nicht in Serie und parallel geschaltet werden, da der MPP dann bei einer unterschiedlichen Spannung/Stromstärkekombination liegt, und deshalb nicht die maximale Leistung erzielt wird.

5.4.14 Was kann man machen wenn man unterschiedliche Modultypen nutzen möchte?

Für jeden Modultyp sollte man einen eigenen Solarregler verwenden.

5.4.15 Was ist bei Parallelschaltung zu beachten?

Wenn mehr als zwei Module/Stränge parallel geschaltet werden, dann müssen Rückflussdioden in die einzelnen Module/Stränge eingebaut werden, die einen Rückfluss von einem Modul/Strang in den anderen verhindert. Dies kann z.B. bei Teilverschattung auftreten. Die Module sind so konzipiert dass sie nur soviel Strom aushalten wie selbst maximal liefern können (Kurzschlussstrom).

5.4.16 Wieviel Leistung soll die Anlage haben?

Hier gibt es keine feste Größe, da dies von vielen Umständen abhängt. Die folgenden Faktoren spielen bei der Bestimmung der Größe eine Rolle:
  • Fläche die mit Modulen genutzt werden kann
  • täglicher Stromverbrauch zur Hauptreisezeit
  • Sonneneinstrahlung im typischen Reisegebiet
  • Batteriekapazität
  • Anforderungen an die Autarkie
  • Budget
Die Fläche auf dem Dach, oder auch an anderen Stellen des Fahrzeugs, beschränken die maximale Größe der Fläche, die mit Modulen belegt werden kann. Je nach Wirkungsgrad der Module kann unterschiedlich viel Energie erzeugt werden. Module mithohem Wirkungsgrad erzeugen mehr Energie auf einer bestimmten Fläche, als Module mit niedrigerem Wirkungsgrad.

5.4.17 Was braucht man alles für den Anschluss an die Batterie?

Die Anlage besteht aus den folgenden Komponenten:
  • eines oder mehrere Solarmodule,
  • einen oder mehrere Solarladeregler,
  • Befestigungsmaterial,
  • Leitungen und Anschlussmaterial.
5.4.18 Welche Solarreglertypen gibt es?

Es gibt im wesentlichen drei verschiedene Reglertypen, die hier nach der Funktionalität und Preisklasse in aufsteigender Reihenfolge aufgeführt sind:
  • Shunt Laderegler (Widerstands-Laderegler
  • PWM Laderegler (Puls-Weiten-Modulations-Laderegler)
  • MPPT Laderegler (Maximum-Power-Point-Tracker-Laderegler)
5.4.19 Was ist ein Shunt Laderegler?

Ein Shunt Laderegler verbindet ein Solarmodul direkt mit der Batterie. Die Modulspannung abzüglich von 1-2 V Verlusten, entspricht dann nahezu der Ladespannung an der Batterie. Ist die maximal zulässige Ladespannung des Reglers erreicht, wird das weitere Ansteigen der Ladespannung dadurch verhindert, dass die überschüssige Energie über einen Widerstand (Shunt) verheizt wird. Besitzt der Regler eine zeitliche Abschaltung, so wird das Modul komplett vom der Batterie getrennt.
Der Vorteil des Reglers ist, dass er sehr günstig ist. Der Nachteil ist, dass er einmal nicht die volle MPP-Leistung des Moduls nutzen kann, die Verluste im Regler hoch sind, und viel Wärme während der Regelung erzeugt wird.

5.4.20 Was ist ein PWM Laderegler?

Der PWM Laderegler verbindet wie der Shunt Laderegler das Modul direkt mit der Batterie. Wir die maximal zulässige Ladespannung erreicht, dann wird überschüssige Energie nicht verheizt, sondern der Regler stellt die Verbindung zwischen Modul und Batterie immer wieder für kurze Zeit her, und trennt sie wieder.
Die Vorteile des Regler sind, dass er nicht so viel Verlustwärme erzeugt. Allerdings hat er wie der Shunt Regler den Nachteil dass er nicht die volle MPP-Leistung des Moduls nutzen kann, und er ist teurer als der Shunt Regler (ca. 2-mal so teuer).

5.4.21 Was ist ein MPPT Laderegler?

Der MPPT Laderegler trennt Modul und Batterie über einen Spannungswandler. Auf der Modulseite wird die Spannung so eingestellt dass zu einem bestimmten Zeitpunkt immer die maximale Leistung erzielt wird. Der MPPT Laderegler folgt bei sich verändernden Bedingungen immer dem Punkt der maximalen Leistung. Die Spannung des Moduls im Punkt der maximalen Leistung wird dann über den (DC/DC-)Spannungswandler in die Spannung der Batterie gewandelt. Beispielsweise wird eine Modulspannung von 20 V und ein Strom zu diesem Zeitpunkt von 5 A (insgesamt 100 W), dann in eine Ladespannung von 13 V und einen Strom von ca. 7 A (insgesamt ca. 90 W) umgewandelt. Die geringere Ladeleistung kommt durch Verluste des Spannungswandlers zustande. Allerdings ist der Vorteil des Betriebs im MPP mit Modulen deren MPP-Spannung deutlich höher liegt als die Ladespannung der Batterie wesentlich höher. Dies gilt insbesondere wenn es kalt, und deshalb die MPP-Spannung des Moduls angestiegen ist. Man hat also gerade in der kälteren Jahreszeit eine höhere Ausbeute.
Die Vorteile des MPPT Reglers sind die optimale Anpassung an den MPP des Moduls und die Möglichkeit Module mit weit höherer Spannung als der Ladespannung einzusetzen. Diese Module werden sonst für netzgekoppelte Anlagen verwendet, und sind deutlich günstiger pro Wp als kleinere Module aus dem Campingbereich.
Die Nachteile sind die zusätzlichen Verluste bei Modulen deren MPP Spannung sehr nahe bei der Ladespannung liegt, und die deutlich höheren Kosten (ca. 4-mal teurer als ein Shunt Laderegler, und ca. 2-mal so teuer wie ein PWM Regler).

5.4.22 Welchen Laderegler soll ich verwenden?

Welcher Laderegler für eine bestimmte Installation am besten geeignet ist hängt wiederum von einer Vielzahl von Bedingungen ab:
  • Leistung der Anlage
  • Temperatur in der sie genutzt wird
  • Anforderung an Ladeverfahren durch die verwendete Batterie
  • Budget
Bei kleinen Anlagen bis etwa 200 W, die nur eine Zusatzversorgung im Sommer sein sollen, und herkömmliche nasse Bleibatterien laden sollen, reicht ein preiswerter Shunt-Regler.
Für mittlere Anlage im Bereich von 100-500 W, die das Fahrzeug über weite Teile des Jahres versorgen soll, und die verschlossene Batterien laden möchte, nimmt man einen PWM Laderegler mit Kennlinie für GEL/AGM und einem Temperatursensor für die Batterie.
Für größere Anlage ab 200 W aufwärts, aus der man das Maximum herausholen will, weil man auch während der sonnenarmen Zeit auf jede Wh angewiesen ist, verwendet man einen MPPT Laderegler mit IUoU Kennlinie für GEL AGM und Temperatursensor für die Batterie.

5.4.23 Was ist bei der Auswahl der Module für einen MPPT Laderegler zu beachten?

Damit der MPPT Laderegler seine Vorteile ausspielen kann muss die MPP Spannung des Solarmoduls deutlich höher liegen als die maximale Ladespannung für die Batterie. Die MPP-Spannung sollte nach Möglichkeit nicht nur bei sehr kalten Temperaturen höher sein (-20° C), sondern auch wenn Module teilverschattet sind. Schon etwas Schmutz auf einem Modul kann je nach Anzahl der Bypass-Dioden im Modul zu einer deutlichen Reduktion der MPP Spannung führen. Auf der anderen Seite sollte auch die MPP Spannung nicht zu hoch über der Ladespannung liegen, da bei immer größerem Abstand der Spannungen, der Wirkungsgrad des eingebauten Spannungswandlers sinkt.
Ganz grundsätzlich sollte die MPP-Spannung mindestens 10 V über der Ladespannung liegen. Wenn man noch die Teilverschattung kompensieren möchte dann wäre ein akzeptabler Kompromiss eine MPP-Spannung die ca. 2-3 mal höher ist als die Ladespannung. Bei einem 12 V System sind das dann etwa 25-50 V MPP-Spannung, bei einem 24 V Batteriesystem sind das etwa 40-80 V MPP-Spannung.

5.4.24 Was ist bei der Auswahl eines MPPT Ladereglers für bestimmte Module zu beachten?

Damit der MPPT Laderegler nicht beschädigt wird, ist die Spezifikation hinsichtlich der maximal zulässigen Leerlaufspannung genau einzuhalten. Dabei ist nicht die angegebene Leerlaufspannung bei Normbedingungen (25° C) relevant, sondern die bei der kältesten Temperatur mit der die Solarmodule betrieben werden. Kann es also sein dass die Module auch im Winter bei -20° C benutzt werden, dann ist mit dem im Datenblatt angegebenen Temperaturkoeffizienten für die Spannung, die Leerlaufspannung bei -20° C zu ermitteln. Der MPPT-Laderegler muss eine höhere zulässige Leerlaufspannung haben als die ermittelte. Bei Dünnschichtmodulen ist die Differenz zwischen der MPP Spannung und der Leerlaufspannung eines Modules erheblich höher. Hier sind preiswerte MPPT Laderegler mit nur 50 V max. Leerlaufspannung meist nicht mehr geeignet. Die Spannungsstufen verschiedener Regler liegen meist bei ca. 50 V, ca. 70-75 V, ca. 90-100 V und ca. 120-150 V.

5.4.25 Wie kann man die Ausbeute aus Solarmodulen MPPT Reglern noch mehr optimieren?

Kleinste Toleranzen, Verschmutzung, unterschiedliche Temperatur und Teilverschattung sorgen dafür dass der MPP aller Module nie gleich ist. Dies bedeutet, dass sowohl bei Parallelverschaltung nie alle Module im MPP betrieben werden, sondern dass ein mittlerer MPP ermittelt wird. Da dies insbesondere bei teilverschatteten Modulen doch zu einem erheblichem Verlust führt, geht man mittlerweile bei großen netzgekoppelten Anlagen mehr unabhängige Regler zu installieren, bis in zu individuellen Reglern für jedes Modul. Dies Regler werden Power Optimizer genannt und enthalten wie normale MPP-Regler einen Spannungswandler, der sich auf der Modulseite auf den MPP einstellt, und auf der Wechselrichterseite auf die Spannug die dem MPP des Gesamtsystems entspricht. Da die meisten dieser Power Optimizer aber für Großanlagen konzipiert sind, die insbesondere auch eine Kommunikation mit eine Überwachung enthalten, sind die wenigsten für kleinere Batterieladesystem geeignet. Das system von Azuray ist aber geeignet. Der Preis ist mit $89,95 pro Stück auch noch im Rahmen.

5.5. Stromaggregate

5.5.1 Was sind Stromaggregate?

Sie bestehen aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator. Der Verbrennungsmotor kann mit Benzin, Diesel oder Gas angetrieben sein. Der Generator kann entweder 230 V Wechselspannung oder aber 12/24 V für das direkte Laden von Batterien erzeugen.

5.6. Brennstoffzellen

5.6.1 Was sind Brennstoffzellen?

Brennstoffzellen wandeln intern über Katalysatoren in einer stillen Verbrennung Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser um. Die Energie steht dabei als Gleichspannung zur Verfügung. Da normalerweise kein Wasserstoff als reiner Brennstoff zur Verfügung steht wird ein anderer Brennstoff wie z.B. Methanol, Gas oder andere Kohlenwasserstoffe in die Bestandteile Wasserstoff und CO2 zerlegt und der dabei entstehende Wasserstoff für die Brennstoffzelle genutzt. Die heute für den Campingbereich zur Verfügung stehenden Brennstoffzellen von http://www.efoy.de verwenden hochreines Methanol als Treibstoff.

5.6.2 Welche Vor- und Nachteile besitzen die derzeitig verfügbaren Brennstoffzellen?

Brennstoffzelle Efoy/SFC/...:
Vorteile:
  • sehr leise
  • fester Einbau im Fahrzeug
  • im 24 h Betrieb ab etwa 50 Ah/d Energie
  • geringes Gewicht
  • geringe Abmessungen
Nachteile:
  • hohe Anschaffungskosten
  • hohe Betriebskosten (3-5 ?/kWh)
  • Treibstoff nur vom Hersteller
  • Lebensdauer etwa 5000 h (200-250 Tage bei 24 h Betrieb)
  • Methanoldämpfe im Fahrzeug hoch giftig
  • frostgefährdet
  • Betriebstemperatur eingeschränkt (max. 40° C)
  • keine temperaturkompensierte IUoU-Ladung
  • Brennstoff nicht überall verfügbar
  • Verbrauch bei 100 Ah/Tag etwa 1,3 l Methanol/Tag
  • Platzbedarf für Treibstoffvorrat
  • Tankpatronen sind Abfall
5.6.3 Gibt es keine Brennstoffzellen die Diesel verwenden?

Bisher gibt solche Brennstoffzellen noch nicht als Produkt für Campingfahrzeuge. Die Firma Webasto entwickelt daran.

5.6.4 Gibt es keine Brennstoffzellen die mit Gas arbeiten?

Die Firma Truma arbeitet daran.

5.7. Windgeneratoren


6. Energiespartipps

6.1 Wie kann ich Energie im Campingfahrzeug einsparen?
  • unnötige Verbraucher ausschalten
  • sparsamere Geräte einsetzen
  • Verhalten ändern
6.2 Kann ich bei der Beleuchtung sparen?

Es gibt mittlerweile Lampen in LED-Technik die weit weniger Energie verbrauchen als herkömmliche Halogenlampen und auch eine deutlich höhere Lebensdauer haben. Allerdings sind sie derzeit immer noch teuerer und auch das Licht sollte man sich ansehen bevor man eine grössere Investition tätigt. Man muss auch darauf achten dass die LED-Leuchtmittel die Spannung in einem Fahrzeug aushalten. Normale 12 V LED-Leuchtmittel halten meistens nur 10 % mehr Spannung aus, d.h. bei 13,2 V ist Schluss. Wird dauerhaft eine höhere Spannung benutzt dann können die LEDs vorzeitig ausfallen. Für 12 V Batteriesystem sollten die LED-Leuchtmittel mindestens 15 V, besser 16 V aushalten. Bei 24 V Systemen sollten es bis 32 V sein.

6.3 Kann ich beim Kühlschrank Energie sparen?

Ein Absorberkühlschrank kann alternativ mit kostengünstigem Gas betreiben werden. Während ein Kompressorkühlschrank täglich bis zu 50 Ah Energie verbraucht, sind es bei Gasbetrieb des Absorbers nur wenige Ah für die Versorgung der Elektronik.
Um einen Kompressorkühlschrank auch autark dauerhaft mit Energie zu versorgen wird oft empfohlen eine Solaranlage zu installieren. Allerdings sollte man dabei bedenken dass die Sonne nicht immer scheint. Für 50 Ah/täglich sind mindestens 200 W, besser 240 W zu installieren. Zusätzlich sollte auch die Batteriekapazität um mindestens 100-150 Ah aufgestockt werden, damit man auch bei schlechterem Wetter einige Tage überbrücken kann. Hat man diese zusätzlichen 1.000 - 1.500 EUR investiert wird man dann aber von der sehr guten Kühlleistung des Kompressorkühlschrankes verwöhnt.


7. Linkliste

7.1. Bleibatterien allgemein

http://www.aim-nuernberg.de/alle/handbu ... &Itemid=59
http://www.basytec.de/pbbatterie/Bleibatterie.html
http://www.basytec.de/literatur.htm
http://www.basytec.de/Literatur/serie.pdf
http://www.batteryuniversity.com
http://www.elweb.info/projekte/dieterwerner/AKKU1A1.pdf
http://homepages.which.net/~paul.hills/ ... sBody.html
http://www.microcharge.de/index.php?opt ... &Itemid=56
http://www.batteryfaq.org/
http://www.victronenergy.de/upload/docu ... rStrom.pdf
http://www.windsun.com/Batteries/Battery_FAQ.htm

7.2. Bleibatterien Produktinfos

http://www.accu-profi.de/bleiakkumulato ... thon_t.php
http://www.agm-batterien.de/
http://www.elektrotec-berlin.de/downloa ... wnload.htm
http://www.enersys-hawker.com/german/index.asp?lang=d
http://www.hazebattery.com/
http://www.odysseyfactory.com/

7.3. Bleibatterien Theorie

http://mtrl1.mne.psu.edu/Document/CI.pdf
http://www.ea-nrw.de/_database/_data/da ... Wagner.pdf
http://www.eere.energy.gov/afdc/pdfs/inter_charging.pdf
http://elweb.info/dokuwiki/doku.php?id= ... ufenmodell
http://www.geocities.com/CapeCanaveral/ ... ttery.html
http://www.ipenz.org.nz/ipenz/publicati ... kinson.PDF
http://www.nrel.gov/docs/fy02osti/31119.pdf
http://www.risoe.dk/rispubl/VEA/veapdf/ris-r-1515.pdf
http://www.solarmobil.net/download/sm55 ... modell.pdf
http://www.webs1.uidaho.edu/niatt/resea ... N01-11.pdf
Zuletzt geändert von egn am Sa 21. Apr 2012, 20:12, insgesamt 3-mal geändert.
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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Sa 21. Apr 2012, 20:02

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Sa 21. Apr 2012, 20:03

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Sa 21. Apr 2012, 20:03

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von ALu » So 22. Apr 2012, 06:12

>Leider ist die Beitragslänge auf 60.000 Zeichen beschränkt, deshalb muss ich sie in zwei Teile zerlegen. Es wäre auch schön wenn ein Moderator das Thema oben fest tackern könnte.

Wenn das ginge, würde ich es tun. Dieser Beitrag ist der einzige, bei dem der Menüpunkt zum anpinnen nicht erscheint. Habe noch nicht herausgefunden, wieso.
Gruß

Andreas

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von Benedikt » So 22. Apr 2012, 11:07

Moin,
was ist von Nickel-Eisen Batterien zu halten.
Zumindest überleben die einen KAT um 100Jahre. :mrgreen:
Der Platz und das Gewicht sind nicht unser Problem.
PV-Panel dran, laden, starten?!
Wie machen das die Polarforscher. Die nehmen aus den Hägglunds doch auch nicht die Batts mit in die Winterpause - oder?
Ein Kumpel http://woodgas.nl/ hat einige aus ursprünglich KW-Beständen gekauft und die tun´s noch. KW= Kaiser Wilhelm :o

http://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Eisen-Akkumulator

grootjes
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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Mo 23. Apr 2012, 19:56

Wenn man so viel Gewicht herum schleppen will und auch das Geld übrig hat, dann sind NiFe Akkus natürlich auch eine Alternative.

http://shop-microtherm.com/en/nf600.html
Gruß Emil

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von Benedikt » Mo 23. Apr 2012, 23:19

moin, moin,

wieso?
Ist bei Dir Eisen schwerer wie Blei? :mrgreen: :mrgreen: 7,8 zu 11,4
Der einzige Unterschied ist die Anzahl der Zellen!
und natürlich: Was der Bauer nicht kennt, dass frisst er nicht!

grootjes
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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Di 24. Apr 2012, 07:06

Nicht nur das spezifische Gewicht des Elektrodenmaterial bestimmt das Gewicht der jeweiligen Batterie, sondern auch die elektrochemische Spannung und die ganze Konstruktion. Ein NiFe-Batterie hat nur 1,2 V Nennspannung, gegenüber 2 V bei einer Bleibatterie. Man braucht also für 24 V 20 Zellen statt nur 12.

Sieh Dir bitte das Datenblatt aus obigen Link genau an. Meine 900 Ah/24 V wiegen in Blei rund 600 kg und haben ein Volumen von 0,21 m³, als NiFe in der Konstruktion wie oben dagegen rund 1.200 kg und haben ein Volumen von 0,84 m³. Die 900 Ah/24 V haben mich rund 2000 € gekostet. Die NiFe würden 325 € * 900 Ah / 600 Ah * 20 = 9.750 € kosten.

Übrigens, als Lithium würden derzeit die 900 Ah/24 V rund 8 * 900 Ah / 300 Ah * 295,51 € * 1,19 = 8.440 € kosten (in Sammelbestellung bei den Elektroautofahrern noch deutlich weniger) und nur 24 * 10,5 kg = 252 kg wiegen und nur ein Volumen von 0,15 m³ haben.

Für eine stationäre Nutzung finde ich NiFe ok. Aber bei mobiler Nutzung, spricht meiner Meinung nach auf jeden Fall das hohe Gewicht und auch das Volumen dagegen. Zudem wäre zu prüfen ob sie von der Konstruktion her überhaupt für eine mobile Nutzung geeignet sind. Einmal sind jegliche Vibrationen Gift für starre Zellverbinder, zum Anderen beschränkt der flüssige Elektrolyt die Einbaumöglichkeiten. Wegen der Gasentwicklung scheidet der Einbau im Inneren praktisch aus. Und sollte das Fahrzeug mal in extreme Schräglage kommen, bei Offroad-Fahrzeugen ist das nicht ausgeschlossen, dann hat man eine schöne Saurerei.

Warum die NiFe Zellen bisher kaum zu Einsatz kommen liegt nicht daran dass sie niemand kennt oder sie schlecht wären. Du kannst davon ausgehen dass die industriellen Nutzer sie sehr gut kennen. Aber da wird sehr genau gerechnet und man hat sich in solchen Fällen dann meist für NiCd oder Blei entschieden. Wo das Gewicht und das Geld keine große Rolle spielte und spielt, wurden und werden sie eingesetzt (z.B. U-Boote). Aber selbst da hat man mittlerweile bessere Lösungen gefunden (Brennstoffzelle und Nuklearreaktor).
Gruß Emil

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von Wolfgang » Di 24. Apr 2012, 20:54

Bisher gibt solche Brennstoffzellen noch nicht als Produkt für Campingfahrzeuge. Die Firma Webasto entwickelt daran.
Ich habe auf dem letzten Caravan Salon eine gesehen. Habe die Unterlagen zu Hause, wenn ich die finde poste ich das mal. Sind aber recht große Teile.
Wolfgang
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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von Pettersson » Di 24. Apr 2012, 22:11

Hallo,
Efoy (http://www.efoy.com/) bietet Brennstoffzellen für Campingfahrzeuge an, ich persönlich nutze die 1600er und bin damit sehr zufrieden, lediglich bei tiefen Temperaturen ist sie mit Vorsicht zu genießen. D.h. bei unter 5 Grad Celsius entweder im Automatikbetrieb betreiben oder ausbauen und warm zwischenlagern. Die Kosten für eine Brennstoffzelle sind dennoch nicht zu vernachlässigen, Anschaffungspreis liegt bei knapp 4.000€, 10L Methanol liegen bei 25€ und reichen für ca. 120 Betriebsstunden.

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von Wolfgang » Di 1. Mai 2012, 18:45

Hallo zusammen,

habe mich da in der Zeile vertan. ich dachte an die Brennstoffzelle mit Gas. Diese gibt es bereits von Enymotion. Ich hatte kurz auf den Caravansalon die Zellen gesehen.

Hier der Link.

Wolfgang
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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Mi 2. Mai 2012, 07:10

Danke für die Info!

Bei einem Preis von 6.500 € wird es das Teil aber nicht einfach auf dem Markt haben.
Gruß Emil

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von simon » Di 8. Jul 2014, 19:57

Hallo Emil,
ich habe eine Frage zum Punkt 3.11: Einbauort des Batteriehauptschalters. Was ist unter "ganz nahe an den Batterien" zu verstehen? Klar, so dicht wie möglich, aber wenn die Batterien ca. 3-3,5m Kabellänge von der Verteilung entfernt sind und dazwischen keine Möglichkeit besteht, einen gut erreichbaren Hauptschalter zu installieren? Hauptschalter als Relais ausführen? Beide Leitungsenden absichern?

Noch eine allgemeine Frage an die Moderatoren, da ich denke, dass dieses Thema viele Fragen beantworten kann und sehr hilfreich ist: Wäre es möglich, das Thema als festen Beitrag auf der ersten Seite des "Elektrik"-Unterforums anzuheften, damit jeder es 1. sofort sehen kann und 2. immer wiederfindet?

Schöne Grüße
Simon

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von egn » Di 8. Jul 2014, 21:41

Man verwendet ein bi-stabiles Relais, das man dann von der Verteilung oder einem anderen gut zugänglichen Ort schalten kann.

Ich habe dazu zwei Ebenen realisiert. Es gibt ein Relais das mit einem Schlüsselschalter die Batterien komplett trennt. Es gibt vor dem Relais keinerlei angeschlossen Verbraucher. Dann gibt es ein weiteres Relais über einen Wippschalter bedient, das alle Verbraucher schaltet die im temporär verlassenen Zustand nicht benötigt werden, abschaltet. Dies sind dann z.B. Wasserpumpen, ein Teil des Lichts usw.

Bitte auch beachten, dass die Hauptsicherung ebenfalls nahe der Batterie erfolgt, so dass das Risiko durch einen Kurzschluss minimiert wird.
Gruß Emil

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von ALu » Mi 9. Jul 2014, 05:02

Ich hab´ das mit den Schaltern genau andersherum gelöst:

Die Verbraucher werden mit einem Schlüsselschalter auf "bewohnt / unbewohnt" geschaltet. D.h. der Schlüssel vom Koffer ist am Schlüsselbund, so kann ich schonmal nicht vergessen, den Koffer auf "unbewohnt" zu schalten, wenn ich fahren möchte. (Wobei man den Schlüssel in beiden Stellungen, also auch in der "bewohnt" - Stellung abziehen kann.)

Der Hauptschalter, der alles trennt, wird mit einer Wippe bedient. Der Hintergedanke dabei war: wenn ich eine Not-Aus Situation habe, möchte ich nicht nach einem Schlüssel suchen müssen, das muss schnell gehen. Nachteil: jeder im Koffer kann den Koffer abschalten.

Ist aber wie alles Ansichtssache.

Wenn Du die Leitung zwischen Batterien und weiter entferntem (ggf. manuellem) Hauptschalter ausreichend absicherst (möglichst direkt / nahe an den Batterien), geht das natürlich auch. Ein Relais ist aber komfortabler, und du kannst den Schalter an einem leicht zugänglichen Ort installieren.

Die Absicherung der Leitung brauchst Du sowieso, entweder direkt nach den Batterien, oder direkt nach dem Relais, wenn der Abstand Relais / Batterie nicht zu groß ist.
Gruß

Andreas

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von simon » Do 10. Jul 2014, 19:32

Hallo Emil und Andreas,
danke für eure Antworten. Ich verwende aktuell die originalen Batteriekästen aus dem Dornier-Shelter. Die haben den Vorteil, dass sie zum Innenraum hin dicht sind und die Entlüftung über einen angeschlossenen Schlauch erfolgen kann, auch wenn das Bei Gelbatterien nicht unbedingt notwendig ist. Außerdem ist in jedem Batteriekasten standardmäßig eine 60A Sicherung verbaut, die Seite der Leitung ist also schonmal sicher.
Ich schau mir die bistabilen Relais mal an. Ich hatte jetzt auch überlegt, 2 Hauptschalter zu installieren, damit die Kofferbatterien z.B. geladen werden können, wenn alle anderen Verbraucher abgeschaltet sind.

Schöne Grüße
Simon

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von ALu » Fr 11. Jul 2014, 01:40

Könnten die 60A nicht ein bischen knapp werden, je nachdem, welche Verbraucher du anschliessen willst ?
Gruß

Andreas

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Re: Strom FAQ für Campingfahrzeuge

Beitrag von simon » Fr 11. Jul 2014, 10:00

Ja :)
Ich werde wohl noch eine dritte Batteriebank einbauen - oder die Sicherungen und Verkabelung auf 80A auslegen.

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