Wohnmobil Elektrik für Anfänger

Wohnmobil Elektrik für Anfänger

Unzählige Fragen in Camping Foren oder Facebook Posts zeigen: Bei kaum einem Thema gibt es so viele Fragen wie zu der Wohnmobil Elektrik. Es ist verständlich, dass sich so viele Wohnmobilisten mit der Wohnmobil Stromversorgung beschäftigen. Mit elektrischen Geräten oder kleineren Änderungen an der elektrischen Anlage läßt sich ein deutlicher Komfortgewinn im Wohnmobil erzielen. Da findet jemand im Baumarkt ein Sonderangebot für moderne LED-Leuchtmittel und möchte sie in seinem Wohnmobil einbauen. Jemand anders möchte seine Nähmaschine unterwegs benutzen. Wieder jemand anders möchte von der Stromversorgung des Campingplatzes unabhängig werden.

Bei keinem anderen Thema zeigt sich leider auch so viel (gefährliches) Unwissen, gepaart mit so viel Tatendrang, wie gerade bei der Wohnmobil Elektrik. Fast jeder denkt, daß er mal schnell irgendeine Elektro-Bastelei durchführen kann. Und leider denkt auch fast jeder, daß er dazu fachkundig Auskunft geben kann.

In diesem Artikel möchte ich einen Überblick über die Grundlagen der Stromversorgung im Wohnmobil bzw. Wohnwagen geben und die häufigsten Fragen, die ich in Foren und Posts gefunden habe, beantworten.

Niemand aber sollte vergessen, daß Elektriker nicht ohne Grund ein dreijähriger Ausbildungsberuf ist und dass Umbauten an der Stromversorgung im Wohnmobil wirklich nur etwas für Fachleute sind.

Grundlage der Elektrik

Bevor wir uns über all die Details im Wohnmobil unterhalten, möchte ich sicherstellen, dass wir alle über das Selbe sprechen. Wiederholen wir also die Grundlagen von Spannung, Stromstärke und Leistung (stark vereinfacht).

Die Spannung ist der Unterschied der elektrischen Ladung zwischen zwei Punkten – der Potentialunterschied (am verständlichsten ist das bei einer Batterie: die Spannung ist der Unterschied zwischen Plus und Minus). Damit ist die Spannung die Ursache des elektrischen Stromes. Das soll heißen, wo keine Spannung anliegt, kann auch kein Strom fließen. Die Spannung misst man in Volt – V. Das Formelzeichen ist U.

Die elektrische Stromstärke ist dabei die „Stärke“, mit der der Strom fließt bzw. die Geschwindigkeit, mit der sich die elektrische Ladung durch ein Kabel bewegt. Die Stromstärke wird in Ampere – A gemessen. Das Formelzeichen ist I.

Aus diesen beiden grundlegenden Größen ergeben sich weitere. Hier wollen wir nur über die elektrische Leistung sprechen. Darunter versteht man die Arbeit, die der elektrische Strom leistet. Also zum Beispiel eine Lampe leuchten oder einen Motor drehen zu lassen. Je höher die Leistung, desto heller die Lampe. Oder desto schneller / kraftvoller dreht der Motor. Die elektrische Leistung gibt man in Watt – W an. Ihr Formelzeichen ist P. Die Leistung misst man nicht, sondern errechnet sie: Sie ist das Produkt aus Spannung und Stromstärke. Es werden also die beiden Basisgrößen multipliziert.

Im Normalfall ist die Spannung immer gleich hoch – 230V im Haushalt, 12V im Wohnmobil (Sie sehen, wir ignorieren hier sogar den Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom).

Wohnmobil Elektrik – ein Gleichnis

Ein ganz einfacher Vergleich (der wirklich auf allen Füßen hinkt) hilft Ihnen, sich das bildlich vorzustellen. Wir haben zwei Gefäße: eine Badewanne und einen Eimer. In diese passen 100l Wasser hinein, bzw. 10l. Wir wollen beide in der gleichen Zeit – nämlich 12 Minuten füllen. Jeder kann sich sicherlich sehr gut vorstellen, daß zum Füllen der Badewanne das Wasser stärker fließen muß, als zum Füllen des Eimers. Das außerdem mehr Wasser gebraucht wird, sagt ja schon die Angabe 100l vs. 10l. Auf die Elektrik im Wohnmobil übertragen bedeuten die 12 Minuten eigentlich 12V, das Volumen der Gefäße entspricht der elektrischen Leistung und wie stark das Wasser fließt, soll uns ein Gleichnis für die Stromstärke sein. Elektrisch ausgedrückt muss also bei einer Spannung von 12V der Strom 10 mal höher sein, um die die 10-fache Leistung zu erbringen.Sie können sich sicherlich sehr gut vorstellen, daß der Schlauch viel dicker sein muß.

Woher kommt der Strom im Wohnmobil

Damit der Strom im Wohnmobil fließen und nützliche Dinge tuen kann (leuchten, drehen, kühlen), muß er natürlich irgendwo her kommen. Sie kennen das: sobald Sie auf dem Camping- bzw. Stellplatz angekommen sind, verbinden Sie Ihr Fahrzeug mit der örtlichen Stromversorgung – also der Steckdose am Platz. Damit wird das Wohnmobil von außen  mit einer Spannung von 230V versorgt. Diese 230V stehen jetzt an den Steckdosen im Inneren zur Verfügung. Sie können also die gleichen Geräte wie zu Hause benutzen. Einen Fön, eine Kaffeemaschine oder ein Laptop. Die Beleuchtung im Fahrzeug, die Wasserpumpe, der Fernseher, die Satelitenschüssel oder das Gebläse der Heizung benötigen allerdings eine Spannung von 12V. Um eine Spannung in eine andere Spannung zu verändern – zu transformieren – gibt es Geräte, die man Transformator nennt. Jeder Wohnwagen, jedes Wohnmobil, das mit 230V von außen versorgt wird, um im inneren 12V Lampen leuchten zu lassen, besitzt einen solchen Transformator.

In fast allen Wohnmobilen und in vielen Wohnwagen ist außerdem eine Bordbatterie verbaut. Diese Batterie (die ebenfalls eine Spannung von 12V hat), versorgt die 12V Verbraucher, die oben genannt wurden, mit Strom, wenn dieser nicht von außen kommt. Hier muß aber dafür gesorgt werden, daß Sie Ihre Batterie wieder aufgeladen können. Deshalb ist ein Ladegerät eingebaut. Dieses Gerät lädt die Batterie wieder auf und übernimmt die Stromversorgung im Wohnmobil. Es tritt also an die Stelle des einfachen Transformators.

Elektroblock im Wohnmobil

Die Bordbatterie

Das Herz der Wohnmobil Elektrik ist die Batterie – ein Speicher elektrischer Energie, den man wieder aufladen kann. Im Wohnmobil und Wohnwagen kommen Batterien zum Einsatz, die ähnlich aufgebaut sind, wie die Starterbatterien im Auto. Es sind also Bleibatterien. Sollten Sie aber versuchen, eine Starterbatterie für die Wohnmobil Stromversorgung einzusetzen, so wird das nicht lange gut gehen. Beide Batterietypen sind für völlig unterschiedliche Einsatzzwecke konstruiert. Die wichtigsten Eigenschaften einer Bordbatterie sind ihre Spannung – die sollte 12V sein – und ihre Kapazität. Diese gibt an, wie viel elektrische Energie die Batterie speichern kann und ist damit ein Maß dafür, wie lange Sie Ihre Lampen leuchten lassen könne, bevor die Batterie alles ist. Die Kapazität wird im Amperestunden – Ah – angegeben.

Es kommen Säure-Nass, Gel oder AGM Batterien zum Einsatz. Diese unterscheiden sich vor allem durch ihren inneren Aufbau. Für Sie wird es erst interessant, wenn die Batterie gewechselt werden soll. Jeder dieser Typen muß nämlich vom Ladegerät anders geladen werden. Nicht jedes Ladegerät ist für alle Batterietypen geeignet. Also erst die Fähigkeiten des Ladegerätes herausfinden und dann Batterie wechseln.

Unglücklicherweise ist es gar nicht so einfach zu bestimmen, ob eine Batterie ganz voll, halb voll oder fast leer ist. Bestandteil fast jeder Wohnmobil Elektrik ist eine Anzeige, die genau das zeigen soll: wie voll die Batterie noch ist. Diese Anzeigen zeigen aber die Spannung der Batterie an. Und die ist nun mal kein sicherer Indikator für die verbleibende Kapazität. Die Spannung einer Bordbatterie ist nämlich nahezu konstant 12V und wird erst ganz kurz bevor die Batterie alle ist deutlich geringer. Zwischen ganz voll und halb voll kann man mit solchen einfachen Anzeigen nicht zuverlässig unterscheiden.

Bordbatterien leben leider nicht ewig. Sie kennen das vom Auto. Irgendwann ist die Batterie fertig und muß ersetzt werden. Man erkennt das daran, daß ihre Kapazität nachläßt. Die Lichter gehen immer früher aus. Um die Lebensdauer einer Batterie nicht zu verkürzen, sollte man sie nie zu tief entladen. Wenn also plötzlich alle Lampen ausgehen, dann ist es meist schon geschehen. Es gibt Geräte, die alle Verbraucher abschalten, bevor die Batterie geschädigt wird. Als Faustregel gilt: möglichst nicht mehr als 50% entladen. Sie sollten die Batterie nie längere Zeit halb voll lagern und immer mit einem Ladegerät geladen werden, das für Ihren Batterietyp geeignet ist. Gute Ladegeräte passen die Art, wie sie die Batterie laden dem Zustand der Batterie und der Temperatur an.

Über die Batterie im Wohnmobil können Sie hier noch viel ausführlicher nachlesen: https://womo-ohv.de/blog/bordbatterie-im-wohnmobil/

Autark sein

Häufig ist der Wunsch zu hören, das Wohnmobil soll (länger) autark sein, also unabhängig von einer externen Stromversorgung. Gefragt wird dann häufig nach Solarmodulen und dem zusätzlichen Einbau von Batterien. Gehen wir einen Schritt zurück. Was eigentlich gemeint ist: die Batterie soll nicht so schnell erschöpft sein, der Strom also länger reichen. Es gibt mehrere Wege, diese Ziel zu erreichen.

  • Sie können Ihre Gewohnheiten ändern und energiesparend leben. Statt elektrisches Licht brennen zu lassen, ist eine Kerze auch mal schön. Muß man unbedingt den Fernseher benutzen? Und wenn schon, dann bitte die Satellitenantenne wieder einklappen. Sie braucht nämlich im ausgeklappten Zustand ständig Strom. Auch wenn man sie gar nicht benutzt.
  • Sie können Verbraucher durch sparsamere ersetzen. Zum Beispiel alle Glühlampen durch LED-Lampen. Achten Sie darauf, 12V Lampen einzusetzen. Sonderangebote im Baumarkt sind für 230V (Wechselstrom) im Haus ausgelegt.
  • Sie können mehr Strom mitnehmen – also eine größere Batterie einzubauen. Diese hat aber normalerweise nicht bloß eine höhere Kapazität, sonder hat auch größere Abmessungen. Prüfen Sie, ob der Platz ausreicht. Wenn genug Platz vorhanden ist, kann man eine zweite Batterie parallel zur vorhandenen Einbauen. Die zweite muß aber unbedingt die selbe Spannung und Kapazität wie die vorhandene haben. Eigentlich geht das Parallelschalten von Bordbatterien nur mit baugleichen Batterien und bei Neufahrzeugen. Es wird Probleme geben, wenn die vorhandene Batterie schon älter ist (und deswegen einen anderen Innenwiederstand als eine neue hat). Zu einer alten Bordbatterie zusätzlich alte Mofa- oder Starterbatterien zu verbauen kann sehr böse Folgen haben. Im besten Fall ruinieren Sie eine der Batterien endgültig.
  • Sie können die Batterien zwischendurch nachladen. Zum Beispiel mit Solarmodulen auf dem Dach. Doch bevor Sie diesen Schritt gehen, machen Sie sich Gedanken über den Verfügbaren Platz auf dem Dach. Mit einem Modul erreicht man nicht viel. Und was ist, wenn es Tagelang nur regnet? Meiner Meinung nach hat es kaum Zweck, unter 250WP anzufangen.

Die ersten beiden Schritte sind unproblematisch und schnell umgesetzt. Die letzten beiden erfordern mehr oder weniger große Umbauten am Wohnmobil. Im Falle der Solarmodule müssen sogar Löcher in das Dach des Fahrzeuges gebohrt werden. Bevor Sie damit beginnen, ermitteln Sie Ihren Bedarf. Welche Verbraucher sollen wie lange betrieben werden. Nehmen Sie die elektrische Leistung jeden einzelnen Verbrauchers (ist normalerweise aufgedruckt) und dividieren Sie durch 12V. Das ergibt die elektrische Stromstärke. Multiplizieren Sie mit der Laufzeit. Das ist die benötigte Kapazität der Batterie.

Beispielreichnung

Wasserpumpe 25W : 12V =2A * 0,5h = 1Ah

Licht 16W : 12V = 1,3A * 4h = 5,3 Ah

Fernseher 50W : 12V = 4,2A * 1h = 4,2 Ah

In diesem Beispiel wird der Batterie täglich 1 Ah + 5,3 Ah + 4,2 Ah = 10,5 Ah entnommen. Verbaut im Beispiel Wohnmobil ist eine Bordbatterie mit 90Ah. 50% (da wir die Batterie schonen wollen) sind 45 Ah. Täglich ungefähr 45 Ah : 10,5 Ah ergibt ungefähr 4 Tage, bis Strom nachgetankt werden muß. Wenn Sie statt den Fernseher die Natur ansehen und zwar bei Kerzenschein, reduziert sich der Strombedarf auf 1 Ah und die Batterie hält für 40 Tage! Und das ganz ohne Umbauten der Wohnmobil Elektrik.

Wechselrichter im Wohnmobil

Ein häufiger Wunsch ist es auch, leistungsstarke Elektro-Haushaltsgeräte wie Kaffeemaschinen oder Haarföne im Wohnmobil zu betreiben. Wenn der Strom von außen kommt, ist das kein Problem. Stecker in die Steckdose und los geht es. Was aber, wenn kein Außenstrom zu Verfügung steht? Dann muß der Strom aus der Bordbatterie kommen. Man braucht also ein Gerät, das aus 12V 230V machen kann. Diese Geräte werden Wechselrichter genannt. Die Nachrüstung eines solchen Gerätes ist allerdings nicht ganz unproblematisch. Je nachdem, welche Geräte daran betrieben werden sollen, ist die Belastung der Bordbatterie gewaltig. Es müssen sehr dicke Kabel verbaut werden – je nach Leitungslänge sollte der Querschnitt 35, besser 50qmm betragen.

Ein Beispiel: In unserem Beispiel-Wohnmobil von oben soll ein 1000W Fön an einem Wechselrichter betrieben werden. Wir gehen davon aus, das er 15 Minuten laufen muß, um die Haare zu trocknen. Ein Wechselrichter für eine Leistung von 1000W oder mehr kostet fast 1000,00€. Während der Fön läuft, fließt aus der Bordbatterie ein Strom von ungefähr 100A (Faustregel: Leistung des 230V-Verbrauchers geteilt durch 10). In 15 Minuten, also 0,25 Stunden wird der Batterie 100A * 0,25h = 25 Ah entnommen. Also fast ein Viertel der Gesamtkapazität unserer Batterie – oder, da wir ja die Batterie nur zu ungefähr 50% entladen wollen, sogar die Hälfte! Richtig problematisch wird in diesem Szenario allerdings der Spannungseinbruch an der Batterie. Das bedeutet während der Batterie dieser sehr hohe Strom (100A) entnommen wird, sinkt die Spannung der Batterie deutlich – von 12V auf vielleicht 10V. Bei dieser niedrigen Spannung sollte der Wechselrichter aus Sicherheitsgründen abschalten. Die Batteriespannung wird sich sofort wieder erholen. Allerdings sehen wir schon – in diesem Wohnmobil wird der Wechselrichter nicht so zu verwenden sein, wie geplant. Eine Klimaanlage über den Wechselrichter betreiben zu wollen hat sogar noch weniger Zweck. Was funktionieren wird, ist zum Beispiel eine der beliebten Kapsel-Kaffeemaschinen, die nur ca. 1 Minute laufen. Ob es sich lohnt, über 1000,00€ plus Einbaukosten auszugeben – für eine Tasse Kaffee, das muss jeder für sich selbst entscheiden.

Wohnmobil Elektrik – nichts für Laien

Sie sehen, Elektrik, ob im Haushalt oder im Wohnmobil, ist kein Thema für Laien. In diesem Artikel habe ich das Thema nur angekratzt, auf viele Details bin ich gar nicht erst eingegangen. Sie nehmen daraus hoffentlich mit, daß es mehr ist, als nur  irgendwie zwei Kabel miteinander zu verzwirbeln. Allen Um- oder Ausbauten sollte unbedingt eine fachkundige Beratung vorausgehen. Und sie sollten von einer Fachwerkstatt ausgeführt werden.

Weiterlesen

Sollten Sie Interesse haben, sich weiter in die Grundlagen der Elektrik zu vertiefen, so empfehle ich das Elektronik-Kompendium.

 

Bordbatterie im Wohnmobil

Nachdem ich in einem meiner letzten Beiträge über die Elektrik im Wohnmobil ganz allgemein geschrieben habe, möchte ich mich hier mit dem „Herz“ der elektrischen Anlage, der Bordbatterie im Wohnmobil beschäftigen.

Wofür brauchen wir die Bordbatterie im Wohnmobil eigentlich?

Einer der liebsten Wünsche von Wohnmobil Fahrern ist das „autark sein“. Wir alle träumen davon, ganz abgeschieden, fernab jeglicher Zivilisation, zu stehen und die großartige Natur ganz für uns allein zu haben. Nun ist es aber so, das die schönsten Plätze dieser Art keine Steckdose haben. Aber ganz ohne Licht, Wasserpumpe, Radio oder Fernsehen geht es meist nicht. Der Strom für diese Geräte muß also aus der Bordbatterie im Wohnmobil kommen. Fast alle elektrischen Verbrauche an Bord sind mit dieser Batterie verbunden, und können über sie versorgt werden. Der verbrauchte Strom wird durch ein geeignetes Ladegerät wieder „aufgefüllt“.

Wie funktioniert die Bordbatterie im Wohnmobil?

Die Batterie in Ihrem Wohnmobil ist eigentlich keine Batterie sondern ein Akkumulator. Noch mal zur Erinnerung: Batterien können nur einmal verwendet werden und müssen ersetzt werden, wenn sie alle sind, Akkumulatoren kann man wieder aufladen und damit wiederverwenden. Die Bordbatterie ist normalerweise ein Bleiakkumulator (auf Lithium Akkus möchte ich hier nicht eingehen. Sie werden von den Wohnmobil-Herstellern nicht verbaut. Und wer sie nachgerüstet hat, ist sicherlich bestens darüber informiert). Wie bei allen Akkumulatoren wird beim Aufladen elektrische Energie in chemische Energie umgewandelt und damit gespeichert. Später, beim Entladen, wird diese chemische wieder in elektrische Energie zurückverwandelt und abgegeben.

Möglich wird dies durch das Zusammenspiel der Elektroden – einer Platte aus Blei (Minuspol) und einer Platte aus Bleioxyd (Pluspol) und dem Elektrolyt – verdünnte Schwefelsäure. Beim Entladen des Akkumulators wird an der negativen Platte Blei in Bleisulfat umgewandelt. Dabei werden zwei Elektronen abgegeben, die zur positive Platte wandern (dadurch fließt elektrischer Strom). An der positive Elektrode wird dabei das Bleioxyd mit Schwefelsäure in Wasser und Bleisulfat umgewandelt. Durch das Wasser ändert sich die Konzentration der Säure – und damit ihre Dichte. Sie erinnern sich vielleicht noch an Säureheber, mit denen Sie ermittelt haben, wie voll eine Autobatterie ist.

Beim Aufladen wird durch Stromzufuhr dieser Prozess umgekehrt: An der positive Elektrode wird Bleisulfat in Bleidioxid umgesetzt. Dabei werden 2 Elektronen frei. Diese wandern zur negativen Platte – dort wird das Bleisulfat umgesetzt in Blei unter Freisetzung von Schwefelsäure – die Säurekonzentration steigt.

Kritisch wird es, wenn die Batterie nicht vollständig geladen wird. Dann bleibt nämlich ein Teil des Bleisulfates erhalten, der mit der Zeit hart wird und nicht mehr an dieser Umwandlung teilnimmt: die Kapazität der Batterie sinkt.

Eine Bordbatterie im Wohnmobil besteht aus 6 Zellen (also jeweils eine positive und eine negative Elektrode) á 2V. Durch Reihenschaltung erhält man die vertrauten 12V.

Bordbatterie und Starterbatterie

In Wohnmobilen gibt es eigentlich immer zwei Batterien. Eine Batterie zum Starten des Motors. Und eine Bordbatterie für die Beleuchtung und die elektrischen Geräte im Wohnbereich. Beide haben also grundlegend verschiedene Aufgaben und deshalb auch einen unterschiedlichen Aufbau. Man kann Sie nicht dauerhaft vertauschen, ohne dass sie beschädigt werden.

Beim Motorstart fließen einige wenige Sekunden lang sehr höhe Ströme von einigen hundert Ampere. Eine Starterbatterie ist für diese Anwendung konstruiert. Sie besteht aus ziemlich dünnen Gittern (statt Platten), die dicht beieinander angebracht sind. So wird die Oberfläche der Platten vergrößert und ein hoher Strom kann fließen. Aber Starterbatterien haben einen recht flache Zyklus – sie sollte nicht um mehr als 10% entladen werden.

Bei der Bordbatterie im Wohnmobil ist es genau anders herum. Sie ist dafür ausgelegt, über viel Stunden hinweg niedrige Ströme – etwa 10A – abzugeben. Sie hat recht dicke Platten (3-6mm) und ist damit bestens für eine lange andauernde, stetige Stromentnahme und langjährige Nutzung geeignet. Bordbatterien haben einen tiefen Zyklus – eine Entladung um 80% ihrer Kapazität ist ok.

Übrigens: Marketing“fachleute“ finden alle möglichen Bezeichnungen für die Bordbatterie und erklären Ihnen auch immer ganz genau, warum Sie diese jetzt auch noch kaufen sollen. Nicht irre machen lassen! Bordbatterie, Wohnraumbatterie, Aufbaubatterie und Solarbatterie ist alles das gleiche und bestens geeignet, um das Licht im Wohnmobil leuchten zu lassen.

Ladezyklen und Zyklenfestigkeit

Man will immer gerne wissen, wie hoch die Lebenserwartung eines Akkus ist. Diese wird in Ladezyklen angegeben. In den Laboren der Hersteller wird ausprobiert, wie viele Zyklen die Batterie „relativ unbeschadet“ verkraftet. Dazu werden Batterien 2x zur Hälfte entladen und dann wieder voll aufgeladen. Bei jedem Zyklus reduziert sich die Kapazität der Batterie – also wie viel Strom man ihr entnehmen kann. Sie funktioniert weiterhin, aber lässt in ihrer Leistungsfähigkeit nach. „Relativ unbeschadet“ bedeutet für die Hersteller, die Batterie hat noch 80% ihrer ursprünglichen Kapazität.

Diese Abnutzung findet natürlich auch im Wohnmobil statt. Jedes mal, wenn wir das Licht anmachen und die Wasserpumpe benutzen, ruinieren wir unsere Batterie etwas mehr. Ganz schlimm wird es, wenn sie um mehr als 50% bis 80% entladen wird. Dann ist die angegebene Zyklenzahl nicht mehr gültig. Die Batterie ist viel schneller verschlissen.

Es ist uns natürlich wichtig, dass die Batterie möglichst oft entladen und wieder aufgeladen werden kann – also eine hohe Zyklenzahl hat. Diese Zahl ist auf der Batterie selbst vermerkt, in den technischen Daten des Herstellers und auch die Händler sollten diese Information bereitstellen. Es ist vielleicht die wichtigste Kennzahl der Bordbatterie für das Wohnmobil. Beachten Sie diese unbedingt, falls Sie Ihre Batterie ersetzten müssen.

Kapazität

Die Kapazität eines Akkumulators gibt an, wie viel elektrische Energie er speichern kann. Sie wird in Ampere-Stunden (Ah) angegeben. Auf den Batterien findet man häufig Aufdrucke in der Form C1:60Ah oder C20:100Ah. Daran kann man erkennen, dass die Kapazität davon abhängt, wie hoch der Strom ist, der aus der Bordbatterie herausfließen muß.

C1:60Ah bedeutet, man kann eine Stunde lang 60 Ampere fließen lassen. Dann ist die Batterie vollständig entladen (und außerdem zerstört).

C20:100Ah bedeutet, dass man 20 Stunden lang 5 Ampere entnehmen kann.

Wie voll ist meine Batterie?

Wenn Sie eine weile autark gestanden haben, den möchten Sie unbedingt wissen, wie voll die Batterie ist. Denn wenn plötzlich und überraschend das Licht ausgeht, dann ist es zu spät. Unglücklicherweise ist diese Frage nicht so leicht zu beantworten. Meist gibt es irgendwo im Wohnmobil eine Anzeige, die den Ladezustand anzeigt. Tatsächlich zeigen diese Displays aber die Spannung der Batterie an. Zum grob schätzen reicht das vielleicht. Aber über die Spannung kann man den Ladezustand nur im Labor zuverlässig ermitteln. Dazu muss eine konstante Temperatur von 20 Grad Celsius herrschen, die Batterie darf durch keine Verbraucher belastet werden und es müssen Messgeräte zu Einsatz kommen, die viel genauer sind als die simplen Anzeigen im Wohnmobil. Wen Sie es ganz genau wissen möchten, dann kommen Sie um einen Battericomputer nicht herum. Diese Gerät wird zwischen die Batterie und die Verbraucher geschaltet und misst jetzt, wie viel Strom tatsächlich in die Batterie hineinfließt und wie viel wieder heraus. Dadurch kennt der Computer den Ladezustand der Batterie genau und kann außerdem noch ziemlich genau abschätzen, wie lange die Batterie noch hält. Sie können dadurch auch ganz einfach erkennen, welche Verbraucher den größten Einfluss auf den Ladezustand der Wohnraumbatterie haben.

Laden der Bordbatterie im Wohnmobil

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Batterie wieder aufzuladen:

  • Landstrom und Ladegerät: . Fast alle Wohnmobile haben ein Ladegerät verbaut, dass die Batterien lädt, sobald Strom von außen angeschlossen wird.
  • Solarmodule und Laderegler. Sonnenlicht erzeugt elektrischen Strom und der Laderegler lädt damit die Batterie auf.
  • Lichtmaschine. Während der Fahrt treibt der Motor die Lichtmaschine. Diese lädt die Starterbatterie und anschließend die Bordbatterie im Wohnmobil
  • Generator. Im Prinzip das gleich wie Motor und Lichtmaschine. Ein benzingetriebener Generator erzeugt Strom mit dem die Batterie geladen wird. Laut, nervig und nicht wirklich effektiv.

Egal welche Technik man nutzt, wichtig ist, dass das Ladegerät bzw. der Regler für den jeweiligen Batterietyp (siehe unten) ausgelegt ist. Das heißt, er muss die die richtige Ladekurve und Ladeschlußspannung beachten. Die heutzutage üblich Art zu Laden ist die nach IUoU-Kennlinien. Dabei beginnt der Ladevorgang mit dem maximalen Strom, den das Ladegerät abgeben kann. Dabei steigt die Batteriespannung an. Wenn die Ladeschlußspannung erreicht ist, schaltetet das Ladegerät auf Konstantspannungsladung. Dabei wird die Batterie mit einer Spannung geladen, die knapp unter der Gasungsgrenze liegt. Diese dauert eine vordefinierte Zeit an (bei Gel-Batterien z.B. 12 Stunden). Damit ist die Batterie voll geladen und das Ladegerät schaltet auf Erhaltungsladung um – um die Selbstentladung der Batterie zu kompensieren. Das Ladegerät sollte in der Lage sein, den Ladevorgang an die Batterietemperatur anzupassen. Es ist daher empfehlenswert, einen Temperaturfühler an der Batterie anzubringen.

Pflege der Batterie

Die Pflege, die Sie Ihrer Wohnraumbatterie zukommen lassen müssen, hängt vom Batterietyp ab. Bei Nassbatterien sollten Sie unbedingt den Säurestand im Auge behalten und bei Bedarf destilliertes Wasser nachfüllen. Andere Batterietypen sind Wartungsfrei. Die wichtigsten Pflegemaßnahmen, die Sie hier ergreifen können, sind Überwachen der Entladung. Eine Batterie, die zu tief entladen wurde, ist schwer beschädigt. Eine weitere wichtige Pflegemaßnahme ist das vollständige Laden der Batterie, den anderenfalls droht Verkrustung der Bleiplatten und damit Kapazitätsverlust. Es gibt Geräte zu kaufen, die diese Verkrustung verhindern und teilweise wieder rückgängig machen sollen. Doch fällt es mir schwer, den tatsächlichen Nutzen abzuschätzen.

Einbau einer neuen Batterie

Sollte Ihrer Batterie nach vielen Jahren verschlissen sein, so müssen Sie sie ersetzten. Am einfachsten besorgen Sie sich eine Batterie des gleichen Typs und tauschen sie 1 zu 1 aus. Möchten Sie die Vorteile moderner Batterietechnologie nutzen, also Gel oder AGM Batterien einbauen wollen, stellen Sie sicher, dass Ihr Ladegerät für diese Batterietypen geeignet ist. Wenn nicht, muss außerdem ein neues Ladegerät her.

Ein weiterer häufiger Wunsch ist es, die Kapazität zu erhöhen, indem man eine zweite Batterie parallel zur vorhandenen einbaut. Leider wird auch das nicht so gut funktionieren, wie erhofft. Batterien tendieren dazu, sich einander anzugleichen. Unglücklicherweise immer in die schlechte Richtung. Das heißt, die alte, verschlissene wird die neue Batterie auf ihr niedriges Niveau herunterziehen. Brauchen Sie mehr Kapazität, sollten Sie also gleich das Geld für zwei neue, baugleiche Batterien ausgeben. Versuchen Sie niemals, zwei unterschiedliche Batterien zusammen zu schalten.

Die Winterpause

Die Winterpause übersteht die Batterie problemlos, wenn Sie folgendes beachten. Ist in Ihrem Wohnmobil ein modernes Ladegerät mit Erhaltungsladung und Temperaturkompensation verbaut, so ist es das Beste, das Fahrzeug den ganzen Winter am Landstrom zu lassen. Ist dies nicht möglich, sollten Sie sie vollständig aufladen und dann abklemmen. Beachten Sie aber, dass dann zum Beispiel der Frostwächter der Gastherme nicht mehr funktionieren wird. Eine teilgeladene Batterie wird durch Frost schwer geschädigt. Im Frühling klemmen Sie die Batterie wieder an, laden sie vollständig auf und los geht es.

Schwierig wird es mit Nassbatterien (siehe unten). Aufgrund ihrer hohen Selbstentladung wird sie auf diese Weise im Frühjahr schwer geschädigt sein. Am besten dauerhaft am Ladegerät lassen oder ausbauen und frostfrei Lagern.

Probleme

  • Die Batterie zeigt voll geladen eine Spannung von über 12 Volt an. Nach kurzer Zeit ist sie wieder deutlich geringer.
    Dieses Phänomen tritt bei „Sulfatierung“ der Batterie auf. Sulfat setzt sich auf den Bleiplatten ab und die Batterie verliert an Kapazität – ist also schnell entladen. Sulfatierung entsteht durch Tiefentladung der Batterie oder durch nicht vollständiges Aufladen.
  • Die Batteriespannung ist 0 Volt. Die Verbindung zwischen zwei Zellen im inneren der Batterie ist unterbrochen. Die Batterie ist defekt und muss ausgetauscht werden.
  • Die Batteriespannung liegt nur zwischen 10 und 11 Volt. Das deutet auf eine kaputte Zelle innerhalb der Batterie hin. Die Batterie ist defekt und muss ersetzt werden.
  • Die Batterie ist aufgebläht. Grund dafür ist eigentlich fast immer das Überladen der Batterie. Das passiert durch Verwendung eines ungeeigneten Ladegerätes. Die Batterie ist defekt und muss ersetzt werden. Zusätzlich sollte das Ladegerät überprüft werden.

Sulfatierung kann mit geeigneten Ladegeräten oder speziellen Zusatzgeräten wenigstens zu einem Teil rückgängig gemacht werden. Dabei werden ganz kurze Spannungsimpulse in die Batterie hineingeschickt und damit das Sulfat von den Platten abgestoßen werden. Dies funktioniert nur bei geringer Sulfatierung. Ist das Sulfat noch nicht „steinhart“, kann man eine Batterie damit wieder zum Leben erwecken.

Welche Arten von Bordbatterien gibt es im Wohnmobil?

Grundsätzlich sind in Wohnmobilen folgenden Batterietypen verbaut

  • Nassbatterien
  • Gelbatterien
  • AGM-Batterien
  • Lithium Batterien

Nassbatterie

In Nassbatterien ist das Elektrolyt flüssige (nasse) Schwefelsäure. Dadurch besteht die Gefahr, das Elektrolyt auslaufen kann, wenn die Batterie umkippt oder beschädigt wird.

Vorteile

  • anspruchslose (billige) Ladetechnik
  • niedriger Preis
  • gutes Verhältnis von Gewicht und Leistung

Nachteile

  • nicht auslaufsicher
  • hohe Selbstentladungsrate
  • Wartungsintensiv (man muss den Säurestand kontrollieren und gegebenenfalls: Wasser nachfüllen)
  • Abgasung. Es entstehen Gase, die nach außen abgeleitet werden müssen
  • maximale Entladung 50% bis 60% der angegebenen Kapazität.

Gelbatterie

Gelbatterien sind eine Weiterentwicklung der Nassbatterie. Bei ihr ist das Elektrolyt nicht flüssig, sonder wie Gel. Dadurch können sie nicht auslaufen und gasen auch nicht aus.

Vorteile

  • auslaufsicher
  • wartungsfrei
  • maximale Entladung 70% der angegebenen Kapazität

Nachteile

  • spezielle Ladetechnik notwendig (teuer)
  • schwer

AGM-Batterien

AGM steht für Absorbent Glass Mat – also ein Glasvließ, dass das Elektrolyt aufnimmt wie ein Schwamm.

Vorteile

  • Auslaufsicher
  • Wartungsfrei
  • Kein Ausgasen
  • für sehr hohe Ströme geeignet (Wechselrichtereinsatz)
  • gut für niedrige Temperaturen geeignet
  • kann schnell geladen werden
  • geringe Selbstentladung

Nachteile

  • spezielle Ladetechnik notwendig (teuer)
  • teuer
  • empfindlich bei hohen Temperaturen
  • geringer Entladungstiefe als Gel Batterien

Solaranlage im Wohnmobil

Nachdem ich im letzten Artikel einen Überblick über die Elektrik im Wohnmobil gegeben habe, möchte ich mich hier speziell mit der Solaranlage für das Wohnmobil beschäftigen. Ließt man Forenbeiträge oder entsprechende Posts auf Facebook, scheint der Einbau einer Solaranlage die ultimative Ausbaustufe für das Wohnmobil zu sein. In diesem Artikel möchte ich erläutern, wie eine Solaranlage aufgebaut ist, wie sie funktioniert und wie sie angeschlossen wird. Die Frage, wann eine Solaranlage wirklich nützlich ist, soll auch beantwortet werden.

Größe einer Solaranlage für das Wohnmobil

Wen man beginnt, sich an das Thema Solaranlage für das Wohnmobil heranzutasten, stellt sich sehr schnell die Frage nach der Größe, also der Leistung der Anlage. Bevor Sie diese Frage beantworten können, müssen Sie sich darüber klar werden, wofür Sie die Anlage eigentlich benutzen wollen. Klar, um die Batterie aufzuladen. Aber träumen Sie davon, wochenlang fernab jeder Steckdose umherzufahren, dabei jeden Abend den Fernseher zu benutzen, alle Lampen die ganze Nacht leuchten zu lassen, weil Sie Angst vor der Dunkelheit haben und mittels Ihres Wechselrichters jeden Morgen leckeren Kaffee aus Ihrer Nespresso-Maschine zu trinken, oder geht es ihnen nur darum, während der Standzeit des Wohnmobils die Selbstentladung der Batterie auszugleichen? Zwei extreme Anwendungsfälle. Aber folgende Daten sollten Sie schon sammeln:

  • der durchschnittliche tägliche Strombedarf
  • die Größe Ihrer Aufbau-Batterie in Ah
  • zu welcher Jahreszeit wird das Wohnmobil genutzt

Die Kapazität der Batterie können Sie ganz einfach ablesen. Sie ist normalerweise direkt auf die Batterie aufgedruckt.

Den täglichen Strombedarf zu ermitteln ist recht einfach, wenn Sie einen Batteriecomputer haben. Dann können Sie es einfach ablesen. Wer ein Multimeter besitzt, und wirklich weiß, damit umzugehen, kann es auch messen. Ansonsten müssen Sie rechnen. Die Leistung der meisten größeren Verbraucher (z.B. Fernseher, Wasserpumpe, Satelitenantenne) steht in der Bedienungsanleitung. Bei kleinen Lampen etc. ist es nicht ganz so einfach. Manchmal steht etwas drauf. Ansonsten hilft auch ein Blick in den Katalog eines großen Zubehör-Anbieters. Eventuell finden Sie dort Ihre Lampe oder eine vergleichbare.

Zusätzlich müssen Sie schätzen, wie lange die einzelnen Verbraucher in Betrieb sind. Jetzt können Sie den Stromverbrauch berechnen.

Ein Beispiel

Wasserpumpe 25W : 12V =2A * 0,5h = 1Ah

Licht 16W : 12V = 1,3A * 4h = 5,3 Ah

Fernseher 50W : 12V = 4,2A * 1h = 4,2 Ah

In diesem Beispiel wird der Batterie täglich 1 Ah + 5,3 Ah + 4,2 Ah = 10,5 Ah entnommen. Das Ziel soll es also sein, diese 10,5 Ah wieder einzuladen. Ihrer Batterie sollte groß genug sein, auch einige Regentage zu überstehen, an denen kein Aufladen stattfindet. Bleiben wir bei dem Beispiel und nehmen an, das drei Tage hintereinander die Batterie nicht aufgeladen werden kann. Macht also ungefähr 32 Ah. Nehmen wir weiterhin an, dass wir im Sommer unterwegs sind und die Sonne 10 Stunden Zeit hat, unsere Batterie wieder aufzuladen.

Unsere Solaranlage müsste also 10 Stunden lang einen Strom von etwas über drei Ampere liefern. Das tut Sie aber nicht konstant, denn manchmal ist eine Wolke vor der Sonne, oder der Schatten eines Baumes wandert im Laufe des Tages über Ihr Wohnmobil. Aus Erfahrung kann man sagen, das Module mit 90Wp ca. 23 A am Tag einladen können, Module mit 120Wp ca. 33 Ah. In unserem Beispiel wäre also ein Solarmodul bzw. eine Kombination aus mehreren kleinen Modulen mit einer Leistung von ca. 120Wp ausreichend.

Ganz anders sieht es aus, wenn Sie im Spätherbst verreisen wollen. Die Lampen sind länger an, die Heizung läuft – der täglich Strombedarf ist viel größer. Andererseits hat die Sonne deutlich weniger Zeit, unsere Batterie aufzuladen.

Aufbau einer Solaranlage

Auch im Hausbau kennen wir Solaranlagen. Damit meinen wir allerdings eine Anlage, die die Energie der Sonne zum Erwärmen von Wasser nutzt. Eine Solaranlage für das Wohnmobil ähnelt stark einer Photovoltaik Anlage auf dem Hausdach. Im Wohnmobil wollen wir aber den erzeugten Strom selbst nutzen (statt ihn in das Stromnetz einzuspeisen).

Unsere Solaranlage im Wohnmobil besteht im wesentlichen aus drei Komponenten: einem bzw. mehreren Solarmodulen auf dem Dach, dem Laderegler und der Bordbatterie. Die Batterie ist im Wohnmobil normalerweise schon vorhanden. Solarmodul- und Regler müssen zusätzlich verbaut werden. Wobei es übrigens unnötig ist, eine spezielle „Solarbatterie“ einzubauen. So etwas gibt es nicht – nur in den Köpfen von „Marketingfachleuten“. Im Wohnmobil werden Bleibatterien verschiedener Konstruktionsweise (Nass-Säure, Gel oder AGM) verwendet. Alle diese Typen sind hervorragend für das Zusammenspiel mit Solaranlagen geeignet.

Zusätzlich zu diesen Hauptkomponenten werden noch Kabel, eine wasserdichte Dachdurchführung und Befestigungsmittel für die Module benötigt. Nicht notwendig, aber besonders interessant ist eine Anzeige, die verrät, was die Anlage leistet. Im Zubehörhandel gibt es häufig Komplettsets zu kaufen, die alle diese Komponenten bereits enthalten. Lesen Sie hier mehr über die Bordbatterie im Wohnmobil!

Funktionsweise

Das Solarmodul besteht aus einer Anzahl von Solarzellen. In diesen entstehen durch Lichteinstrahlung freie Ladungsträger. Die Konstruktion der Solarzelle sorgt nun dafür, das diese Ladungsträger nicht sinnlos irgendwo umherirren, sondern sich alle geordnet in die gleiche Richtung bewegen. Ein elektrischer Strom fließt. Im Solarmodul werden die einzelnen Zellen elektrisch miteinander verbunden und mechanisch zusammengefasst. Eine Glasscheibe schützt die Zellen, ein Rahmen gibt mechanische Stabilität und ermöglicht es Ihnen, das Modul zu befestigen. Zu guter Letzt hat das Modul natürlich noch einen elektrischen Anschluß, um es mit dem Laderegler zu verbinden.

Es ist möglich, mehrere Solarmodule auf dem Dach unterzubringen und parallel zu schalten. Das erhöht die Leistungsfähigkeit der ganzen Anlage.

Der Laderegler hat die Aufgabe, die Batterie mit dem Strom aus dem Solarmodul zu laden. Dazu muss der Regler wissen, um was für eine Batterie (AGM, Gel oder Nass) es sich handelt, da jeder Batterietyp etwas anders geladen werden sollte. Gemeinsam ist ihnen allen, dass die Spannung des Solarmodules viel zu hoch ist und die Batterie beschädigt werden würde, wenn sie direkt daran angeschlossen wäre. Eine Aufgabe des Ladereglers ist es also, die Spannung zu reduzieren. Und zwar nicht einfach auf einen niedrigeren Wert, sondern entsprechend der Ladekurve des Batterietyps. Im Wohnmobil sollte nur das IUoU-Ladeverfahren zum Einsatz kommen. Der Laderegler modifiziert die Spannung und regelt den Stromfluss entsprechend des Ladezustandes der Batterie und ihrer Temperatur. Dazu ist ein Temperaturfühler an der Batterie angebracht. Die letzte wesentlich Aufgabe des Ladereglers ist es, zu verhindern, dass bei Dunkelheit kein Strom von der Batterie in das Solarmodul fließt und damit die Batterie entlädt.

Die Bordbatterie speichert die elektrische Energie. Das ermöglicht es Ihnen, elektrische Geräte zu benutzen, wenn Sie es wollen – und nicht nur, wenn die Sonne scheint.

Elektrischer Anschluß

Solaranlage für das Wohnmobil – Blockschaltbild

Diese Blockschaltbild zeigt den elektrischen Anschluß der Solaranlage für das Wohnmobil. Wenn mehr als ein Modul eingebaut ist, werden die Module noch auf dem Dach parallel geschaltet. Der Laderegler befindet sich im Inneren des Fahrzeugs, möglichst in der Nähe der Batterie. Die Leitungen zwischen den Modulen und vom Solarmodul zum Laderegler verlaufen also zum Teil im Freien. Dafür nehmen Sie bitte Leitungen, die für die Verwendung im Außenbereich gedacht sind und hoher UV-Strahlung und Frost widerstehen können. Bei normalen Leitungen wird nämlich nach einiger Zeit die Isolierung hart und rissig. Feuchtigkeit kann eindringen und zu Schäden an der Solaranlage führen. Durch eine geeignete, wasserdichte Dachdurchführung werden die Kabel ins Innere geführt und mit dem Laderegler verbunden.

Den Laderegler schließen Sie entweder über den Elektroblock des Wohnmobils – falls dieser einen Solareingang hat – an die Batterie an, oder verbinden ihn direkt mit der Batterie. In diesem Falle ist unbedingt auf eine zusätzliche Sicherung zwischen Laderegler und Wohnmobil zu achten.

Es ist völlig unproblematisch, eine Solaranlage zusammen mit anderen Geräten zum Laden der Batterie zu betreiben. In allen Wohnmobilen befindet sich ein Ladegerät, dass die Bordbatterie lädt, wenn von außen 230V angeschlossen sind. Scheint die Sonne, ist zusätzlich noch die Solaranlage aktiv. Dadurch erhöht sich der gesamte Ladestrom und die Batterie ist schneller voll.

Einschränkungen

Die Wirkung der Solarmodule, und damit der ganzen Solaranlage wird durch einige Faktoren eingeschränkt. Zum einen lässt die Wirkung der Module nach, wenn sie sich im Schatten z.B. eines Baumes befinden – oder aber auch im Schatten einer Sat-Antenne oder einer Dachluke. Das nächste Problem ist die Wärme. Der Wirkungsgrad der Solarzellen wird mit zunehmender Temperatur geringer, das heißt, je wärmer es ist, desto weniger Strom. Solarzellen sind meisst dunkelblau bis schwarz und werden bei entsprechender Sonneneinstrahlung sehr warm. Um dem ein wenig vorzubeugen, bringt man sie immer mit etwas Abstand zum Fahrzeugdach an, so das noch Luft von unten heran kann.

Wie nützlich ist eine Solaranlage für das Wohnmobil?

Eine Solaranlage für das Wohnmobil ist zweifellos eine faszinierende Idee. Fahren wir nicht alle Wohnmobil, weil wir insgeheim davon träumen, völlig abgeschieden an einem Fjord in Norwegen zu stehen, tagelang keine Menschenseele zu sehen und die ganze Zivilisation für eine Weile hinter uns zu lassen? Aber ganz ohne Strom zu leben, das fällt uns doch ganz schön schwer. Eine Bordbatterie von geeigneter Größe macht uns das möglich. Eine Solaranlage kann auf jeden Fall die Zeit verlängern, bis die Batterie alle ist und die Lichter ausgehen. Vergessen Sie aber nicht, dass es noch andere Faktoren gibt, die bestimmen, wann Sie wieder in die Zivilisation zurückkehren müssen: das Trinkwasser ist irgendwann alle, der Schmutzwassertank ist voll, die Lebensmittel sind aufgebraucht.

Andererseits ist eine Solaranlage eine einfache Möglichkeit, die Selbstentladung der Batterie zu kompensieren und damit die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen. Dazu eignen sich ganz hervorragend kleine, preiswerte und vor allem mobile Anlagen. Steht das Wohnmobil zu Hause, pflegt die Solaranlage die Bordbatterie, geht man auf Reisen, kann man sie einfach wegräumen.

 

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