So ist unsere Stromanlage aufgebaut – Elektrik ­čöî 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 m├Âchten unsere Erfahrungen hier mit dir teilen. Viel Spa├č auf unserer mehrteiligen Reise durch die Welt der Elektrik im Reisemobil.

Der obligatorische Sicherheitshinweis

Nat├╝rlich ist das Thema Elektrik nicht ganz ungef├Ąhrlich, deshalb m├Âchte 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 k├Ânnen sich ├Ąndern.

Wir ├╝bernehmen keine Gew├Ąhrleistung f├╝r das was hier steht. Wenn du dir oder anderen schadest, dann haften wir daf├╝r nicht. Weder f├╝r Sach- noch Personensch├Ąden.

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

Die Videoserie zum Thema Elektrik im Expeditionsfahrzeug

Neben den ausf├╝hrlichen Artikeln zum Thema Elektrik im Expeditionsmobil haben wir euch auch eine Videoserie auf YouTube zur Verf├╝gung 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 gr├Â├čten Verbraucher der K├╝hlschrank, die K├╝hlbox und unsere Laptops sind.

Die beiden Laptops, der K├╝hlschrank und die K├╝hlbox machen ├╝ber 75% des Stromverbrauchs aus.
Die beiden Laptops, der K├╝hlschrank und die K├╝hlbox machen ├╝ber 75% des Stromverbrauchs aus.

Der K├╝hlschrank und die K├╝hlbox sind direkt an den 12 Volt Kreislauf angeschlossen. Die Laptops werden momentan am 230 Volt System betrieben. Eine Erweiterung des 12 Volt Systems w├╝rde also nur f├╝r 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 w├Ąre also ca. 7% auf den Laptopverbrauch. Zus├Ątzlich beinhalten die Laptops eigene Akkus, d.h. wir k├Ânnen sie tags├╝ber aufladen und Abends nutzen. Damit w├╝rden 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 h├Ąngen ebenfalls an der 230 Volt Verteilung. Entscheidungsgrundlage daf├╝r war einfach die h├Âhere Lichtausbeute gegen├╝ber einem 12 Volt LED System. Wir haben gemessen, dass die ged├Ąmmten 24 Volt LEDs ebenfalls einen sparsamen Verbrauch haben. D.h. wir haben eine Lichtreserve wenn n├Âtig 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 ├╝ber den LiFePO Akku laufen, dann ist das 12 Volt Netz f├╝r 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 h├Ąngen der K├╝hlschrank, die K├╝hlbox, die Wasserpumpe und die Standheizung. Am 12 Volt Netz h├Ąngen nat├╝rlich auch alle Stromgeneratoren wie z.B. die Solarladeger├Ąte, der B2b Lader, der Landstrom ├╝ber das MultiPlus Compact Batterieladeger├Ąt, da alle diese Stromgeneratoren zum Ziel haben den Akku aufzuladen.

Am 230 Volt Netzwerk h├Ąngen bei uns alle beweglichen Verbraucher wie z.B. Laptops und Ladeger├Ąte. 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 h├Ąngen, dann schaltet das MultiPlus den Landstrom direkt auf alle 230 Volt Steckdosen in der Wohnkabine.

Zus├Ątzlich zu den flexiblen 230V Verbrauchern wird auch das Licht und der Warmwasserboiler ├╝ber 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 Speicherkapazit├Ąt von 200Ah und verf├╝gt ├╝ber ein Batteriemanagementsystem (BMS), dass die Akkus vor ├ťberladung und Kurzschluss sch├╝tzt und daf├╝r sorgt, dass alle Zellen gleichm├Ą├čig 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. H├Ątten wir das Projekt mit Gel Batterien ausgestattet w├Ąren wir am g├╝nstigsten davongekommen, aber leider sind die Gel Batterien mit Abstand die schwerste Alternative. Wollten wir hier nochmal auf 400 Ah erweitern, dann w├╝rden die Akkus 340 kg wiegen und eine Menge Platz einnehmen. Zum Vergleich: Bei LiFePO4 w├Ąren 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 Bauh├Âhe in unserem Keller relativ stark eingeschr├Ąnkt. Deshalb haben wir uns f├╝r den Akku von Offgridtec entschieden.

Der Akku verf├╝gt ├╝ber einen App Zugang. Wir k├Ânnen mittels unseres iPhones jederzeit uns ├╝ber 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 hei├čt so, weil es mehrere Ger├Ąte in einem vereint. Im MultiPlus Compact ist das Batterieladeger├Ąt, der Wechselrichter und die Durchschalten des Landstroms enthalten.

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Das Batterieladeger├Ąt im Victron MultiPlus Compact

Das Batterieladeger├Ąt kann unseren LiFePO Akku mit bis zu 80A laden und sorgt damit daf├╝r, 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 daf├╝r, dass der Akku l├Ąnger h├Ąlt. 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 Ger├Ąte mit bis zu 2000W zu versorgen. Er erzeugt eine echte Sinus Kurve. Damit sollte jedes 230 V Wechselstromger├Ąt klar kommen. Es gibt auch modellierte Sinus Kurven bei kosteng├╝nstigeren Wechselrichtern, aber bestimmte Ger├Ąte laufen damit nicht richtig, oder werden dadurch sogar gesch├Ądigt. 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 f├Ąngt 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 k├Ânnen 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 h├Ąngen.

Eine Sache, die das MultiPlus leider nicht kann

Leider fehlt dem MultiPlus Compact ein Bluetooth Interface. Um das MultiPlus Bluetooth-f├Ąhig zu machen haben wir daher auf den VE.Bus Smart Dongle zur├╝ckgegriffen. Der Dongle wird per RJ-45 Kabel an das MultiPlus angeklemmt und stellt ein Bluetooth Interface zur Verf├╝gung, dass es uns erm├Âglicht das MultiPlus ├╝ber 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 gew├Ąhrt 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 Ladestromst├Ąrke 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 anschlie├čen m├Âchte, die es mir erlaubt ein weiteres, mobiles Solarpanel daran zu nutzen.

Beide Solarladeregler verf├╝gen ├╝ber ein Bluetooth-Interface, dass es uns erm├Âglicht die Leistungsdaten der Regler abzurufen. Die verbaute MPPT Technik sorgt f├╝r eine effektive Umwandlung der Solarenergie in Ladestrom.

Weitere Infos zu dem Thema Solar wird es in einem sp├Ąteren 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 Nennladestromst├Ąrke von 30A l├Ądt er die Aufbaubatterie w├Ąhrend der Fahrt z├╝gig auf. Dabei passt der Ladebooster die Ladekurve an den entsprechenden Akku an. Der Vorgang kann ├╝ber die Victron App entsprechen kontrolliert werden.

Im ersten Schuss wollte ich einen B2B Lader von Votronic verbauen, allerdings bin ich f├Ąlschlich 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 Ger├Ąt bestellt.

Info Box

Warum nicht einfach ein Trennrelais?

Der Klassiker zu aufladen ├╝ber 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 ben├Âtigt. ├ťberschuss an die Bordbatterie zu geben ist da nicht vorgesehen. Aber auch bei einem ├Ąlteren Fahrzeug wie unserem hat der B2B Lader einen Vorteil. Er l├Ądt die Batterie mit der daf├╝r vorgesehen Ladekurve und schont damit die Batterie. Zus├Ątzlich kommt dazu, dass ein LiFePO4 Akku durch seine Ladungsaufnahme die Lichtmaschine ├╝berlasten k├Ânnte, wenn er direkt ├╝ber ein Trennrelais angebunden w├Ąre.

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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 zur├╝ck flie├čt. 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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