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Wohnwagen autark - Teil 3, Stromversorgung Planung und Umsetzung

Schaltplan

Zuerst ein Blick in den Schaltplan , der in der Anleitung zum Wohnwagen abgedruckt ist. Erkenntnis: ein Trafo mit zwei Sekundärwicklungen, ein Gleichricher, ein Relais, 12V-Sicherungen und ein 2-poliger Sicherungsautomat. Das Licht läuft über 12V Wechselstrom, Pumpen und Transistorlampen über Gleichstrom. Das Relais schaltet Dauerplus vom Auto ab, wenn 230V verfügbar sind. Das ganze steckt in einem kleinen grauen Kasten unter dem Kleiderschrank. Mal sehen ob was brauchbar ist. Unsere Autarkanlage soll aus Akku, Solaranlage und Ladegerät bestehen. simple Für das Ladegerät lohnt eine kleine Überlegung. Wenn der Wohnwagen an 230V Landstrom angeschlossen ist, muss er ja nicht autark sein. Das Ladegerät könnte dann die Funktion des Trafos mit übernehmen. Es würde nur ein Ladegerät für Bereitschaftsparallelbetrieb benötigt. Der Akku im Wohnwagen hat dann den Vorteil, dass das Ladegerät eher kleiner Dimensioniert werden kann, da Stromspitzen vom Akku abgefangen werden können.
Als nächstes ist das Problem mit Dauerplus vom Auto zu lösen. Dauerplus direkt auf den Autarkakku ist keine gute Idee, schon alleine wegen der möglichen Ausgleichsströme bei verschiedenen Ladezuständen. In der Detaillösung wird es so sein, dass ein Relais für die Umschaltung von Autarkakku auf Dauerplus genommen wird. Das verhindert gleichzeitig, dass der Kühlschrank den Autarkakku leerziehen kann.
Ein Thema ist der Tiefentladeschutz. Viele Solarladeregler haben diesen für den Verbraucherausgang bereits eingebaut. Leider ist die Stromsbelastbarkeit bei vielen preiswerten Solarreglern nicht ausreichend. Ich nehme einen separaten Tiefentladeschutz der den Vorteil hat, dass ich die Schaltschwellen selber einstellen kann.
Zum Schluss noch der Wechselrichter (WR). Der benötigt, sofern er in das 230V Netz des Wohnwagen einspeist, eine Netzvorrangschaltung oder eine manuelle Umschaltung. Zu beachten ist, des er mindestens nach dem Ladegerät in das Wohnwagennetz einspeist, d.h. Ladegerät und WR dürfen nicht elektrisch verbunden sein. Ich habe auch noch den Kühlschrank und Therme vom WR getrennt, weil er für diese Geräte zu wenig Leistung hat.
Wer mit dem WR mehr als einen elektischen Verbraucher betreibt (auch mehr als eine Steckdose hat), muss einen FI-Schalter nach dem Wechselrichter vorsehen.
Das ganze mit Trennschaltern und Sicherungen versehen ergbt dann den fertigen Schaltplan. Als Absicherung für den Landstrom ist ein kombinierter Leitungsschutz/FI-Schalter eine gute Wahl, sofern nicht schon vorhanden.

Schaltplan

Einkaufen

Im Wohnwagen ist ein Versorgungsmodul Schreiber TRA W 17 F verbaut. Netterweise gehen alle Kabel des Wohnwagens in das graue Teil rein. Also mal schnell das Gehäuse abgenommen und reingeguckt. Nun ja, da kann man wohl maximal die Flachsicherungen und den Sicherungsautomaten weiterverwenden. Also erst mal mit Hilfe von Schaltplan und Theorie zum Einkauf schreiten. Was brauchen wir:

  • Solarakku 75-85 Ah: Longex AGM 12LC-80
  • Solarmodul: 4 mal 20W 9V, hatte ich gerade da, durch Reihenschaltung von 2 Modulen erhalte ich 2 mal 40W 18V
  • Akku-Ladegerät: SBC-2110, 10A Ladestrom, umschaltbar zwischen Laden und Stromversorgung, nachteilig ist die fehlende Fernsteuerungsmöglichkeit
  • Solarladeregler: Steca Solsum 8.8f
  • Sinus - Wechselrichter 300W mit eigenem Tiefentladeschutz
  • Netzvorrangschalter
  • Tiefentladeschutz: ELV-Bausatz mit 16A Laststrom und bistabilen Relais, gibts leider nicht mehr, kann man aber gut nachbauen
  • Kfz-Relais
  • Kfz-Sicherungsblock, Masseverteiler, Kfz-Kabel, Batterietrennschalter, 230V-Installationsmaterial und jede Menge Kleinkram und Montagematerial

Bevor man Einkaufen geht, muss man sich natürlich im klaren sein, wo das im Wohnwagen alles hin soll. Ist es versteckt verbaut, sollte man über Geräte mit Fernsteuerung nachdenken. Bei uns kommt die gesamte Elektronik in den Kleiderschrank. Dafür wird einfach ein neuer Zwischenboden eingebaut.

Welche Geräte man letztendlich wählt, entscheidet der Geldbeutel, erforderliche technische Daten und auch persönliche Vorliebe. Ausserdem muss man mit dem technischen Fortschritt rechnen. Weiterhin kann man auch speziell auf den Freizeitbereich zugeschnittene Komponenten kaufen, die fast alle hier beschriebenen Funktionen in einem Gerät vereinigen. Eine modulare Anlage wie hier beschrieben hat jedoch den Vorteil, dass sich einzelne Komponenten im Fehlerfall leicht ersetzen lassen oder bei idellem Verschleiß durch neue ersetzt werden.

praktische Umsetzung

Zuerst wird der Akku eingebaut. Leider kann er bei uns nicht neben dem Kleiderschrank mit den Ladegeräten stehen. Es ist kein Platz vorhanden. Er muss auf die andere Wohnwagenseite in ein Staukasten. Der Nachteil ist der lange Kabelweg von 6m über den Bug. Um bei 10A Ladestrom auf 0,25V maximalen Spannungsabfall zu kommen, muss es ein 10mm² Kabel sein. Bei Stromentnahme bis 35A bleibt der Spannungsabfall unter 0,8V. Das sollte für unsere Zwecke reichen. Da es ein AGM-Akku ist, erübrigt sich ein entlüfteter Batteriekasten. In den Staukasten wurden 2 Zurrösen geschraubt und auf den Fußboden ein Winkelprofil als Halter. Der Akku ist mit einem Gurtband gegen verrutschen gesichert. Oben auf dem Akku mit Klettband befestigt ein 50A-Mess-Shunt und eine 60A-Sicherung. Der Hauptschalter ist im Eingangsbereich des Wohnwagen angebracht, ebenso wie Spannungs- und Strommesser.

Bild Hauptschalter

Die vorhandenen Solarpanele müssen irgendwie sinnvoll auf dem Dach festgemacht werden. Aufkleben ist sicher eine Möglichkeit, aber die ist nicht sehr reparaturfreundlich. Ich habe noch zwei Montageschienen für eine Aufdachanlage da gehabt. Diese wurden mit Sikaflex-552 auf das Wohnwagendach geklebt. Die Zugfestigkeit bei einer vollfächigen Verklebung ist mehr als ausreichend. Die Module sind auf die Schienen geschraubt. Die Kabel liegen auf dem Dach in selbstklebenden Kabelkanälen. Wenn man keinen fertigen Dachdurchlass für das Kabel kaufen mag, kann man so etwas leicht selber bauen. Eine Verteilerdose, wenigstens IP66, eine passende Kabelverschraubung und ein Stück Rohr (Durchmesser so wählen, dass die Kabel durch passen) reichen. Das Rohr wird in das Dach als Kabeldurchlass so eingeklebt, dass oben ca. 2-3 cm überstehen. Die Verteilerdose erhält nun im Boden ein Loch, dass dem Aussendurchmesser des Rohres entspricht. Die Verteilerdose wird mit viel Dekalin auf das Dach gebracht und mit ein paar Schrauben gesichert.

Solar Solar Solar

Der Rest der Technik kommt in den Schrank. Um den anschließend noch nutzen zu können, wird ein neuer Boden eingefügt. Damit ist die Technik übersichtlich und leicht zugänglich verstaut. Als 12V-Verteiler wird eine Lochrasterplatte verwendet. Die Leiterbahnen bestehen auf der Rückseite aus 1,5mm² oder 2x1,5mm² Draht.

Schrank Schrank Verteiler

LED - Beleuchtung

Als letzte Baumaßnahme kommt der Umbau der Lampen auf LED-Leuchtmittel an die Reihe. Es sei erwähnt, dass dies bereits 2012 erfolgte. Zwischenzeitlich gibt es ausreichend leistungsstarken Ersatz für alle gängigen Halogenleuchtmittel, so dass ein Eigenbau nicht unbedingt erforderlich ist. Für den Eigenbau halte ich COB-Module für recht sinnvoll, da diese einfach zu kühlen sind und es 9V-Module gibt.

LED LED

LED LED LED

Zusammenfassung

Der Umbau erfolge von 2012 bis 2013. Bisher funktioniert alles so wie es sein sollte. Einzig der 12V-Verteiler ist verbesserungswürdig. Der Tiefentladeschutz und der Umschalter zu Dauerplus vom Zugfahrzeug sollten in den Verteiler integriert werden.
Die Dimensionierung der Solarmodule hat sich für unsere Zwecke als ausreichend erwiesen. Im Sommer benötigen wir keinen Strom vom CP. Im Spätherbst (ab Ende Septtember) reicht der Solarertrag nicht mehr um den Akku zu laden. Zwischenzeitlich vervollkommnet ein chinesischer Strommesser (+-50A) die Anlage. Damit läßt sich der Verbrauch gut überwachen und für Berechnungen nutzen.

Zum Schluss noch die abschließende Berechnung an Hand des tatsächlichen Stromverbrauchs und der solaren Einspeisung bei unterschiedlichen Bedingungen.

Nachtrag

Da die Technik von der Sache her gut funktioniert, wurde im Winter noch ein wenig optimiert. Der 12V-Verteiler ist jetzt um Tiefentladeschutz und Umschaltrelais erweitert worden. Damit werden die Kabelverbindungen im Schrank reduziert und alles ein wenig vereinfacht.

WW Verteiler WW Verteiler