Elektrik im Camper - Solaranlage, Ladebooster und Co.

Im dritten Teil unserer Serie zum Thema Elektrik im Camper möchten wir Euch vorstellen welche Möglichkeiten es gibt die Bord-Batterie zu laden und welche Komponenten wir dafür in unserer Installation eingesetzt haben. Auch auf das Thema Solaranlage werden wir näher eingehen und Euch damit zeigen das es gar nicht so schwer ist sich ein eigenes autarkes Stromsystem aufzubauen.

Ein Hinweis vorab:

Es sei erwähnt, dass wir keine ausgebildeten Elektriker sind. Unser Wissen über dieses Thema, welches wir in unseren Artikeln an Euch weitergeben möchten, haben wir während unserer Ausbildung/Studium und durch umfangreiche Recherchen erlangt. Mit gesundem Menschenverstand haben wir es angewendet und die Elektro-Installation in unserem Camper selbst umgesetzt. Alles funktioniert zu unserer Zufriedenheit und auch die Sachverständigen hatten keine Beanstandungen. Dennoch übernehmen wir keine Garantie für Eure Elektro-Installation und raten Euch Eure Elektrik nach Fertigstellung von einem Fachmann überprüfen zu lassen. Safety first!

Das erwartet Euch in diesem Artikel im zweiten Teil unserer Serie zur Elektrik im Camper:

Das 230V Batterieladegerät
Der Ladebooster
Die Solaranlage
Der Messshunt

Das 230V Batterieladegerät

Die wohl einfachste Art eine Batterie zu laden ist mit Hilfe eines Batterieladegeräts für die 230V Steckdose. Mit in die Elektro-Installation integriert lädt es bei uns die 12V Bord-Batterie wenn wir am Landstrom angeschlossen sind. Hierfür haben wir kurz hinter dem FI/LS (Details dazu in unserem Artikel über das 230V Stromsystem) eine Steckdose abgezweigt, welche als Stromquelle für das 230V Batterieladegerät dient. Für unsere Installation haben wir uns für das Modell Blue Smart IP22 12/15* von Victron Energy entschieden. Es lädt die Batterie mit einem Ladestrom von bis zu 15A, verfügt über eine Ladekennlinie für unsere Lithium-Batterie und hat Bluetooth. Letzteres ermöglicht es das Gerät per App zu überwachen und zu konfigurieren.

Der Ladebooster

Ein Ladebooster, oder auch Batterie-zu-Batterie (B2B) Ladegerät, wird verwendet, um während der Fahrt die Bord-Batterie zu laden. Er arbeitet mit einer Eingangsspannung von 12V und wird eingangsseitig mit der Start-Batterie des Fahrzeugs verbunden. Für unsere Installation haben wir uns für das Modell VCC 1212-25 IUoU-Li* von Votronic entschieden. Es lädt unsere Batterie während der Fahrt mit bis zu 25A (somit ist unsere 100Ah Batterie in der Theorie nach 4h Fahrt voll geladen) und verfügt über eine Ladekennlinie für die Lithium-Batterie.

Ein weiterer Vorteil dieses Modells ist, dass es über eine separate Messleitung verfügt, welche mit dem Plus-Pol der Start-Batterie verbunden wird. Darüber hinaus erkennt der Ladebooster ob der Motor des Fahrzeugs und damit verbunden die Lichtmaschine, läuft. Anhand dessen wird er ein- und ausgeschaltet. Dies verhindert ein ungewolltes Entladen der Start-Batterie. Die Messleitung ist unserer Meinung nach ein großer Vorteil dieses Geräts, weil man sich die Suche nach dem Zündungs-Plus (D+) des Fahrzeugs spart.

Damit der Ladebooster während der Fahrt nicht permanent aktiv ist haben wir uns zusätzlich noch die passende Fernbedienung* geholt. Damit können wir ihn bequem ein- oder ausschalten je nach dem ob wir ihn benötigen. An einem sonnigen Tag und einer nur kurzen Fahrt beispielsweise nicht.

Die Solaranlage

Wer längere Zeit autark an einem Ort stehen möchte kommt um eine Solaranlage nicht herum. Diese erlaubt es die Bord-Batterie durch Sonnenenergie aufzuladen. Wie wir unsere Solaranlage ausgelegt und aufgebaut haben, und welche Komponenten wir verwendet haben, erklären wir Euch in diesem Abschnitt.

Auslegung der Solaranlage

Um die Solaranlage entsprechend den eigenen Anforderungen auslegen zu können, ist es erst einmal erforderlich den Grundverbrauch seiner Elektro-Installation überschlägig zu bestimmen. Wie das geht haben wir Euch im ersten Teil unserer Serie zum Thema Elektrik im Camper erklärt. In unserem Falle kommen wir auf durchschnittlich etwa 40Ah pro Tag. Das ist ein theoretischer Wert der uns erst einmal als Berechnungsgrundlage dienen soll. Nehmen wir weiter an, dass die Sonne im Schnitt 8h pro Tag scheint und der “Wirkungsgrad” der Solarmodule 75% beträgt (Die Sonne scheint nicht immer im optimalen Winkel auf das Solarpanel, Wolken, etc.). Somit müsste, um den Tagesbedarf von 40Ah zu decken, das Solarmodul pro Stunde ca. 6,67A Strom produzieren können. Aufgrund dessen ist unsere Wahl auf ein Modul mit einer Nennleistung von 140Wp und einem maximalen Strom von 6,7A gefallen.

Uns ist klar das dies eine sehr theoretische Betrachtung ist. Die Leistung der Module ist stark abhängig von z.B. der geografischen Lage, dem Stand der Sonne, Wolken, der Jahreszeit etc. Wir haben auch nicht den Anspruch das unsere Solaranlage die Batterie täglich stets voll aufladen soll. Vielmehr dient sie der Unterstützung um den Tages-Energiebedarf etwas auffangen zu können. Und wie wir im Elektro-Basic-Artikel schon geschrieben hatten planen wir nicht länger als 2-3 Tage an einem Ort zu verbringen, so dass wir die Batterie zusätzlich durch Landstrom oder den Ladebooster aufladen können.

Das Solarmodul und dessen Befestigung

Solarmodule gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Es gibt solche die fest verbaut werden und transportable Module. Wir haben uns für ein Modul zum festen Einbau auf unserem Dach entschieden. Wie bereits geschrieben hat es eine Nennleistung von 140Wp und generiert einen maximalen Strom von 6,7A.

Zur sicheren Befestigung des Solarmoduls auf dem Dach sind zwei passende Haltespoiler* notwendig. Mit Hilfe von mitgelieferten Schrauben wird das Modul an den Spoilern befestigt und anschließend wird das Ganze auf das Dach geklebt. Hierzu sucht man sich eine geeignete Position des Panels auf dem Dach aus und markiert die Stelle wo sich später die Spoiler befinden werden. Sowohl die Spoiler als auch die entsprechende Dachstelle wird mit feinem Schleifpapier angeraut, gereinigt und entfettet (hierzu eignet sich Bremsenreiniger). Im Anschluss wird ein passender Klebstoff entsprechend der Herstellervorgaben auf die Unterseite der Spoiler aufgetragen und schließlich wird alles auf dem Dach auf der zuvor ermittelten Stelle platziert. Zum Kleben haben wir DEKASYL MS-5 * verwendet. Dieser Klebstoff ist genau für solche Anwendungen gemacht, ist einfach in der Verarbeitung, man benötigt keinen Primer und er hält bombenfest.

Die Verkabelung des Solarmoduls

Das Solarmodul auf dem Dach wird mittels zweier Kabel (Plus und Minus) mit dem Solarladeregler im Fahrzeug verbunden. Für die Verbindung gibt es spezielle Solarkabel welche hierfür verwendet werden sollten. Sie haben einen dickeren Mantel aus UV-, ozon- und witterungsbeständigem Material. Für unsere Installation haben wir Solarkabel mit einem Kabelquerschnitt von 4mm² verwendet.

Um die Kabel durch das Dach zu führen ohne ein Dichtheitsproblem zu bekommen haben wir eine passende Dachdurchführung* verwendet. Diese haben wir ebenfalls mit dem Klebstoff DEKASYL MS-5 befestigt. Auf der den Umwelteinflüssen ausgesetzten offenen Kabelstrecke zwischen Dachdurchführung und Solarmodul haben wir die Kabel zusätzlich noch mit einem schützenden Schrumpfschlauch überzogen.

Das von uns verwendete Solarmodul wurde mit MC4-Anschlusssteckern ausgeliefert. Um unser Solarkabel auf dem Dach mit dem Modul zu verbinden war es dementsprechend notwendig die Kabel mit dem passenden MC4 Stecker und Buchse zu versehen. Dafür ist eine Crimpzange* mit passendem Crimpprofil (2564) notwendig.

Zusätzlich haben wir, kurz bevor das Kabel vom Solarmodul in den Laderegler mündet, einen Trennschalter* in der Plus-Leitung verbaut. Denn sobald Licht auf das Modul fällt, liegt am Plus-Pol eine Spannung an. Mit Hilfe des Trennschalters können wir diese unterbrechen. Dies ist notwendig, wenn man z.B. den Laderegler komplett stromlos haben möchte (ohne das Modul abzuschatten). Außerdem ist laut Bedienungsanleitung des Solarladereglers eine Einschaltreihenfolge zu beachten – erst das Gerät selbst, dann Strom über Solar. Mit dem Trennschalter kann man dieser Vorgabe nachkommen.

Der Solarladeregler

Um mit dem von den fest verbauten Solarmodulen erzeugten Strom die Bord-Batterie zu laden, ist ein Solarladeregler notwendig. In unserer Installation haben wir den SmartSolar MPPT 75/15* von Victron Energy verbaut. Er lädt die Batterie mit einem Ladestrom von bis zu 15A, verfügt über eine Ladekennlinie für unsere Lithium-Batterie und hat Bluetooth. Letzteres ermöglicht es das Gerät per App zu konfigurieren und die Solarausbeute sowie das Ladeverhalten einzusehen.

Auch wenn unser Solarmodul nur einen maximalen Strom von 6,7A liefert, haben wir dennoch das 75/15 Modell mit bis zu 15A Ladestrom gewählt. Falls wir uns später entschließen ein zweites Modul auf dem Dach anzubringen müssen wir den Laderegler nicht tauschen. Wer dies nicht vor hat kann mit der Solarleistung auch auf das etwas günstigere 75/10 Modell mit bis zu 10A Ladestrom ausweichen.

Der Messshunt

Zur Überwachung des 12V Stromsystems und der Batterie kann man einen Messshunt (oder auch Batterie-Computer) in die Elektro-Installation integrieren. Mit diesem lassen sich auf einen Blick z.B. die Restladung der Bord-Batterie oder die fließenden Ströme ablesen. In unserer Installation haben wir den LCD Batterie-Computer 100S* von Votronic verbaut. Er kann dauerhaft Ströme bis zu 100A messen (kurzzeitig auch mehr, notwendig bei Vollauslastung unseres Wechselrichters) und passt daher gut in unseren Aufbau.

Wie im ersten Teil unserer Serie zum Thema Elektrik im Camper bereits erwähnt, hat unsere Bord-Batterie ein integriertes Batterie-Management-System (BMS) und Bluetooth. Mit Hilfe einer App lassen sich ebenfalls die Restladung der Batterie sowie die fließenden Ströme usw. ablesen. Somit ist der Messshunt bei uns redundant und beim nächsten Ausbau würden wir darauf verzichten – auch im Hinblick auf den nicht ganz günstigen Preis dieses Geräts. Aber letztlich kommt es auf die individuellen Vorlieben an.

Abschließend möchten wir noch erwähnen, dass es auf dem Markt auch “Multifunktionsgeräte” gibt, die z.B. das 230V Batterieladegerät, den Solarladeregler, einen Wechselrichter und eine Netzvorrangschaltung (Details hier) in einem Gerät vereinen. In unserer Elektro-Installation haben wir uns bewusst für Einzelkomponenten entschieden. So sind wir flexibel falls ein Gerät mal ausgetauscht werden soll und im Falle eines Defekts fällt beispielsweise nur eine Funktion aus – bei einem Kombigerät gleich alle. Aber auch hier gilt wieder das es auf die individuellen Anforderungen und Vorlieben an kommt.

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