So ist unsere Stromanlage aufgebaut – Elektrik 🔌 im Expeditionsfahrzeug – Teil 3

Im dritten Teil unserer Reihe zum Thema Strom im Reisemobil geht es um die konkrete Anlage. Wir verraten dir welche Komponenten wir nutzen und was wir uns bei der Dimensionierung gedacht haben.

Wir möchten unsere Erfahrungen hier mit dir teilen. Viel Spaß auf unserer mehrteiligen Reise durch die Welt der Elektrik im Reisemobil.

Der obligatorische Sicherheitshinweis

Natürlich ist das Thema Elektrik nicht ganz ungefährlich, deshalb möchte ich hier nochmal darauf hinweisen, dass wir keine Elektriker sind und alles was wir hier schreiben unser Erfahrungen sind. D.h. nicht, dass alles richtig ist und alles allen aktuellen Anforderungen entspricht, denn Anforderungen können sich ändern.

Wir übernehmen keine Gewährleistung für das was hier steht. Wenn du dir oder anderen schadest, dann haften wir dafür nicht. Weder für Sach- noch Personenschäden.

Auch wir haben am Ende des Einbaus unsere Anlage von einem Fachmann gegenprüfen lassen, damit wir nichts falsch gemacht haben. Das empfehlen wir dir auch.

Die Videoserie zum Thema Elektrik im Expeditionsfahrzeug

Neben den ausführlichen Artikeln zum Thema Elektrik im Expeditionsmobil haben wir euch auch eine Videoserie auf YouTube zur Verfügung gestellt. Die Serie findest du hier:

Planungsgedanken zur Anlage

Die Dimensionierung der Anlage haben wir im ersten Teil der Serie zur Elektrik im Expeditionsmobil genauer beleuchtet. Dabei ist aufgefallen, dass unsere größten Verbraucher der Kühlschrank, die Kühlbox und unsere Laptops sind.

Die beiden Laptops, der Kühlschrank und die Kühlbox machen über 75% des Stromverbrauchs aus.
Die beiden Laptops, der Kühlschrank und die Kühlbox machen über 75% des Stromverbrauchs aus.

Der Kühlschrank und die Kühlbox sind direkt an den 12 Volt Kreislauf angeschlossen. Die Laptops werden momentan am 230 Volt System betrieben. Eine Erweiterung des 12 Volt Systems würde also nur für die Laptops sinnvoll sein, deshalb haben wir vorerst darauf verzichtet. Unser Wechselrichter hat einen Wirkungsgrad von 93%. Der Gewinn ein 12 Volt Kabel an alle Stellen mit Laptop zu verlegen wäre also ca. 7% auf den Laptopverbrauch. Zusätzlich beinhalten die Laptops eigene Akkus, d.h. wir können sie tagsüber aufladen und Abends nutzen. Damit würden die Laptops in der Regel aus der Solaranlage geladen werden.

Wir haben uns entschieden 24 Volt LEDs als Lichtquelle zu verlegen. Die entsprechenden 24 Volt Trafos hängen ebenfalls an der 230 Volt Verteilung. Entscheidungsgrundlage dafür war einfach die höhere Lichtausbeute gegenüber einem 12 Volt LED System. Wir haben gemessen, dass die gedämmten 24 Volt LEDs ebenfalls einen sparsamen Verbrauch haben. D.h. wir haben eine Lichtreserve wenn nötig und ansonsten eine sparsame Lichtanlage.

Aus welchen Komponenten besteht unsere Anlage?

Stromnetz in unserem Reisemobil
Stromnetz in unserem Reisemobil

Im Diagram zum Stromnetz siehst du alle benutzten Komponenten auf einen Blick. Hier gehe ich nochmal auf jede einzelne Komponente ein.

12 Volt und 230 Volt Netz

Wir haben in unserem Reisemobil zwei verschiedene Stromnetze aufgebaut. Ein 12 Volt Netz und ein 230 Volt Netz.

Wenn wir über den LiFePO Akku laufen, dann ist das 12 Volt Netz für Verbraucher am effektivsten, da keine Umwandlung der Spannung stattfinden muss. Bei der Umwandlung von Spannung geht immer etwas Strom verloren. Konstant am 12 Volt Netz hängen der Kühlschrank, die Kühlbox, die Wasserpumpe und die Standheizung. Am 12 Volt Netz hängen natürlich auch alle Stromgeneratoren wie z.B. die Solarladegeräte, der B2b Lader, der Landstrom über das MultiPlus Compact Batterieladegerät, da alle diese Stromgeneratoren zum Ziel haben den Akku aufzuladen.

Am 230 Volt Netzwerk hängen bei uns alle beweglichen Verbraucher wie z.B. Laptops und Ladegeräte. Das 230 Volt Netzwerk wird von unserem MultiPlus Compact 12V/2000W/80A verwaltet. D.h. wenn wir auf Batteriebetrieb laufen, dann wandelt der Wechselrichter im MultiPlus die 12V in 230V und wenn wir am Landstrom hängen, dann schaltet das MultiPlus den Landstrom direkt auf alle 230 Volt Steckdosen in der Wohnkabine.

Zusätzlich zu den flexiblen 230V Verbrauchern wird auch das Licht und der Warmwasserboiler über das 230V Netz betrieben.

Unser LiFePO4 Akku – Der Energiespeicher

In unserem Reisemobil haben wir einen LiFePO4 Akku der Firma Offgridtec verbaut. Der Akku hat eine Speicherkapazität von 200Ah und verfügt über ein Batteriemanagementsystem (BMS), dass die Akkus vor Überladung und Kurzschluss schützt und dafür sorgt, dass alle Zellen gleichmäßig geladen werden.

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Bei der Auswahl des Akku standen wir erst vor der Technologiewahl. Ich habe dir hier im Bild unsere Kalkulation zu den Akkukosten und dem Gewicht dargestellt.

Vergleich der laufenden Kosten je nach Akku Technologie
Vergleich der laufenden Kosten je nach Akku Technologie

Ich habe die Akkutechnologien anhand von effektiven 200Ah Stunden und 5000 Ladezyklen verglichen. Dabei war das Ergebnis eindeutig. Hätten wir das Projekt mit Gel Batterien ausgestattet wären wir am günstigsten davongekommen, aber leider sind die Gel Batterien mit Abstand die schwerste Alternative. Wollten wir hier nochmal auf 400 Ah erweitern, dann würden die Akkus 340 kg wiegen und eine Menge Platz einnehmen. Zum Vergleich: Bei LiFePO4 wären es nur 48 kg.

Nachdem die Wahl auf die LiFePO4 Technologie gefallen war, mussten wir uns noch den geeigneten Hersteller suchen. Dabei waren wir allerdings durch die Bauhöhe in unserem Keller relativ stark eingeschränkt. Deshalb haben wir uns für den Akku von Offgridtec entschieden.

Der Akku verfügt über einen App Zugang. Wir können mittels unseres iPhones jederzeit uns über den Zustand des Akkus informieren. Die App zeigt die Ladezyklen, den Gesundheitszustand der Batterie und die Ladephase inklusive Amperestunden an.

Victron MultiPlus Compact 12V/2000W/80A

Das MultiPlus Compact heißt so, weil es mehrere Geräte in einem vereint. Im MultiPlus Compact ist das Batterieladegerät, der Wechselrichter und die Durchschalten des Landstroms enthalten.

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Das Batterieladegerät im Victron MultiPlus Compact

Das Batterieladegerät kann unseren LiFePO Akku mit bis zu 80A laden und sorgt damit dafür, dass der Akku ziemlich schnell wieder vollgeladen ist. Es passt die Ladephasen dem jeweilig konfigurierten Akkutype an. D.h unser LiFePO4 Akku wird anders geladen als z.B. Gel Akkus. Diese unterschiedlichen Ladephasen sorgen dafür, dass der Akku länger hält. Z.B. wird ein voller Akku nicht einfach weiter geladen, sondern mit einer Haltespannung versorgt.

Der Wechselrichter im Victron MultiPlus Compact

Der im MultiPlus enthaltene Wechselrichter ist in der Lage 230V Geräte mit bis zu 2000W zu versorgen. Er erzeugt eine echte Sinus Kurve. Damit sollte jedes 230 V Wechselstromgerät klar kommen. Es gibt auch modellierte Sinus Kurven bei kostengünstigeren Wechselrichtern, aber bestimmte Geräte laufen damit nicht richtig, oder werden dadurch sogar geschädigt. Deshalb war es uns besonders wichtig einen echten Sinus Wechselrichter eingebaut zu haben.

Die Landstromschaltung des Victron MultiPlus Compact

Sobald Landstrom, z.B. vom Campingplatz, am MultiPlus anliegt fängt der Batterielader an die 12 Volt Batterie zu laden, aber das MultiPlus schaltet den Landstrom auch direkt auf das 230 Volt Netz in der Kabine. Damit können dann alle 230 Volt Verbraucher betrieben werden, die unter 2300 Watt aufnehmen. Das Limit der 2300 Watt kommt allerdings nicht durch das MultiPlus, sondern durch unsere 10 Ampere Sicherungen, die wir im 230 V Netz verbaut haben.

Das MultiPlus Compact kann aber noch mehr

Das MultiPlus ist vielseitig konfigurierbar. Eine Funktion, die wir dabei noch nicht benutzen ist das eingebaute, programmierbare Relay. Das Relay kann bei verschiedenen Events geschaltet werden. Z.B. kann das Relay einen Dieselgenerator starten sobald Strommangel herrscht. Oder es kann eine Klimaanlage oder den Warmwasserboiler anschalten sobald wir am Landstrom hängen.

Eine Sache, die das MultiPlus leider nicht kann

Leider fehlt dem MultiPlus Compact ein Bluetooth Interface. Um das MultiPlus Bluetooth-fähig zu machen haben wir daher auf den VE.Bus Smart Dongle zurückgegriffen. Der Dongle wird per RJ-45 Kabel an das MultiPlus angeklemmt und stellt ein Bluetooth Interface zur Verfügung, dass es uns ermöglicht das MultiPlus über unser iPhone und die Victron App auszuwerten.

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Die Solarladeregler von Victron (Smartsolar MPPT 100/50 und Smartsolar MPPT 100/30)

Wir haben zwei Solarladeregler verbaut. Dies gewährt uns bei einem Ausfall eines Reglers, dass wir zumindest einen weiteren Regler haben, der seine Arbeit tut und Strom erzeugt. Dabei hat der Smartsolar MPPT 100/50 eine maximale Ladestromstärke von 50 Ampere und der Smartsolar MPPT 100/30 von 30 Ampere.

Die beiden Solarladeregler sind deshalb unterschiedlich dimensioniert, da ich noch eine Steckdose an einen der beiden Solarladereglern anschließen möchte, die es mir erlaubt ein weiteres, mobiles Solarpanel daran zu nutzen.

Beide Solarladeregler verfügen über ein Bluetooth-Interface, dass es uns ermöglicht die Leistungsdaten der Regler abzurufen. Die verbaute MPPT Technik sorgt für eine effektive Umwandlung der Solarenergie in Ladestrom.

Weitere Infos zu dem Thema Solar wird es in einem späteren Artikel zum dedizierten Thema Solar geben.

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Der B2B Orion-Tr Smart DC-DC Ladebooster

Ich habe den B2B Ladebooster von Victron verbaut. Mit einem Nennladestromstärke von 30A lädt er die Aufbaubatterie während der Fahrt zügig auf. Dabei passt der Ladebooster die Ladekurve an den entsprechenden Akku an. Der Vorgang kann über die Victron App entsprechen kontrolliert werden.

Im ersten Schuss wollte ich einen B2B Lader von Votronic verbauen, allerdings bin ich fälschlich davon ausgegangen, dass es sich beim Kurzhauber um ein 24 Volt System handelt (da zwei Batterien verbaut waren), aber dies ist nicht der Fall und so hatte ich erst das falsche Gerät bestellt.

Info Box

Warum nicht einfach ein Trennrelais?

Der Klassiker zu aufladen über die Lichtmaschine ist ein Trennrelais einzubauen. Das Trennrelais schaltet dabei die Aufladung der Bordbatterie frei sobald die Lichtmaschine Strom produziert. Mit modernen Fahrzeugen funktioniert diese Technik nicht mehr, da die Lichtmaschine hier nur soviel Strom generiert wie das Fahrzeug benötigt. Überschuss an die Bordbatterie zu geben ist da nicht vorgesehen. Aber auch bei einem älteren Fahrzeug wie unserem hat der B2B Lader einen Vorteil. Er lädt die Batterie mit der dafür vorgesehen Ladekurve und schont damit die Batterie. Zusätzlich kommt dazu, dass ein LiFePO4 Akku durch seine Ladungsaufnahme die Lichtmaschine überlasten könnte, wenn er direkt über ein Trennrelais angebunden wäre.

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Der Victron BMV Monitoring Shunt

Wir haben den BMV Shunt von Victron zwischen Minuspol der Batterie und Masseverteiler eingebaut. Dabei misst der Shunt den gesamten Strom, der zur Batterie zurück fließt. Diese Daten lassen sich per Bluetooth abfragen und auswerten. Dadurch bekommen wir Informationen wie den aktuellen Ladestrom, die Voltzahl und den Verbrauch im gesamten System.

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Abschluss

Ja, dies war der dritte Artikel zum Thema Elektrik im Wohnmobil. Die anderen Artikel findest du hier:

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