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Vom Transporter zum Van – Teil 5 Strom

Vom Transporter zum Van – Teil 5 Strom

Elektrik Trick wie es Catweazle bezeichnen würde, für uns ist es der nächste, wichtige Ausbaupunkt um Vom Transporter zum Van – Teil 5 Strom zu kommen.

Sicherheitshinweis

Alles was ich hier beschreibe, ist das Setup der Strom Versorgung in unserem Bus wie wir es durchgeführt haben.

Es erfüllt nicht den Anspruch der Korrektheit oder Vollständigkeit.  Da ich kein ausgebildeter Elektriker oder KFZ-Mechatroniker bin und lediglich über 30 Jahre DIY Strom- Experimente überlebt habe, übernehme ich keine Verantwortung für irgendjemand der sich hier über unsere Seite informiert. Jeder arbeitet, wie im echten Leben, auf eigene Gefahr!

Für was möchte ich mein Fahrzeug nutzen?

Bevor wir uns Gedanken gemacht haben was wir an Strom benötigen, bzw. wie wir den Strom in den Van bekommen, mussten wir uns erst mal im klaren darüber sein, wie und in welchen Gegenden wir den Bus nutzen wollen.

Stehen wir viel autark oder ist evtl. Landstrom verfügbar, bzw. soll dieser genutzt werden?

Möchten bzw. müssen wir evtl. Mobil Arbeiten?

Unsere Rahmenbedingungen

  • Reisefahrzeug, Wochenenden an denen wir wandern, Radfahren oder Städtetrips durchführen wollen, teilweise stromautark für 2- 3 Tage. Kein Landstrom verfügbar
  • Regelmäßige Fahretappen, in der Regel mindestens 1-2 Stunden
  • Maximale Verweildauer am selben Ort, ohne bewegt zu werden, max. eine Woche
  • Sonne / Solar in der Regel verfügbar. Regentage, Bewölkung, Abschattung durch Bäume oder kurze Tage im Winter sind zu berücksichtigen
  • Wintercamping in Mittel- oder Nordeuropa
  • Benutzung / Aufladen eines Notebooks sollte möglich sein, ist aber keine primäre Anforderung
  • Aufladung verschiedener Akku sollte möglich sein ( Tablet, Mobiltelefon, Drohne, eBike)

 Elektrische Verbraucher, die betrieben werden sollen

Folgende elektrische Verbraucher sind bei uns im Einsatz und sollten immer zur Verfügung stehen:

  • Dometic Kompressor Kühlbox (max. 30 W wenn der Kompressor läuft, dauerhaft in Betrieb)
  • Planar 2 KW Diesel-Standheizung (max. 29 W elektrisch)
  • 2 LED-Deckenbeleuchtung
  • LED-Streifen warmweiß (max. 10 W)
  • Druckpumpe der Wasserversorgung
  • USB-Ladeport für diverse Elektronikgeräte (3 W)
  • 12V Steckdosen „Zigarettenanzünder“ mit weiteren 2 USB-HiPower-Ladeports (max. 24W)
  • Radio mit Bluetooth und DAB+

Beispielrechnung für den Stromverbrauch

Anbei eine Beispielrechnung, um den täglichen Stromverbrauch abzuschätzen:

Gerät Stromaufnahme [A] Laufzeit pro Tag [h] Stromverbrauch [Ah]
Kühlbox 2,5 A 8 h (in tropischen Regionen) 20 Ah
Standheizung 2,4 A 4 h (abends nach der Fahrt vor dem Schlafengehen) 9,6 Ah
LED-Beleuchtung 0,8 A 4 h (an langen Kniffel-Abenden) 3,2 Ah
Druckpumpe 4,2 A 0,25 h (wenn geduscht wird) 1,05 Ah
USB Ladeport 0,25 A 12 h (es gibt oft was zu laden) 6 Ah
12 V Steckdose mit Hi-Power USB 1 A (Annahme) 2 h 2 Ah
Radio
Gesamt: 66,85 Ah

Energiespeicher

Welche Batterie nimmt man denn da?

Es gibt unterschiedliche Arten von Batterien mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften sowie Vor- und Nachteilen.

Lithium-Eisenphosphat-Batterie (LiFePo4) –       Sehr gutes Leistungsgewicht

–       Hohe Tiefenentladung möglich

–       Schnell zu laden

–       Langlebigkeit

–       Umgebungstemperatur unwichtig für Kapazität

–       Sehr hoher Preis

–       Empfindlich bei tiefen Temperaturen

Absorbent Glass Mat Batterie (AGM) –      Gut zu laden

–      Für hohe Stromabgabe geeignet (Wechselrichtereinsatz)

–      Unempfindlich gegenüber niedrigen Temperaturen

–      Weniger für Tiefenentladung geeignet als Gel-Batterie

–      Empfindlich bei hohen Temperaturen

–      Hohes Gewicht

Gel Batterie –      Höhere Entladungstiefe möglich als bei AGM

–      Für geringe Stromentnahme über längeren Zeitraum gut geeignet

–      Etwas Zyklenfester als AGM-Batterie

–      Lange Ladezeit

–      Hohes Leistungsgewicht

–      Bei niedrigen Temperaturen begrenzte Leistung

–      Verzeiht kaum Ladefehler

AGM Akkus (Absorbant Glas Mat) und Gel-Akkus

Wir haben uns für eine AGM Batterie entschieden. Der Grund dafür ist aber der Anschaffungspreis um den Ausbau, der ohnehin Kostenintensiv ist, zu entlasten.
Der sollte, dank dem Batteriemanagement das die einzelnen Komponenten mit sich bringen einige Jahre reichen. Danach schauen wir noch mal in Richtung LiFePo4.

Lademöglichkeiten, Energiegewinnung

Insgesamt haben wir 3 Möglichkeiten unsere Versorger – Batterie zu laden:

  • Solaranlage
  • Lichtmaschine
  • Landstrom

Solaranlage

Wenn man sich dazu entschlossen hat mit dem Van auch mal Autark, sprich in der freien Natur, weitab von Stromanschlüssen zu stehen, kommt man um eine Solaranlage nicht drum herum um seine Versorger Batterie mit Strom zu versorgen.

Schlimm nur, wenn man von Solarstrom und  dessen Erzeugung wenig bis gar keine Ahnung hat so wie wir.

Viele Stunden Internet Recherche und YouTube Filme waren nötig bis man so einigermaßen wusste was man wollte und was man brauchte.
Irgendwann kam dann der Zeitpunkt an dem man Entscheidungen treffen musste welche Solaranlage es denn nun werden sollte.

Wir brauchen also:

  • Solarpanelle 200W
  • Solarregler, am besten MPPT
  • Display zur Überwachung
  • Die dazugehörigen Kabel
  • Dachdurchführung

Der Markt bietet vielfältige Fertigsets an bei denen die viele bestimmt fündig werden.

Bei unseren Recherchen und Planungen in Sachen Strom im Van sind wir irgendwann auf die Produkte der Firma Votronic aufmerksam geworden und haben uns dazu entschlossen die Pheriperhiegeräte von Votronic zu verwenden.

Bei den Solarpanels haben wir uns gegen welche entschieden die aufs Dach geklebt werden, sondern haben aus verschiedenen Gründen uns für Aluminiumracks mit Solarpanel entschieden um diese auf den Dachgepäckträger zu schrauben.

  1. Wir können  sie auch anders auf dem Dach positionieren wenn wir die Anordnung des Dachgepäckträgers erweitern möchten. (Kanu aufschnallen, Dachterrasse, mehr Solarpower usw…)
  2. Die Panels werden von unten durch den Luftzug gekühlt und haben so eine höhere Effizienz
  3. Die Möglichkeit die Panels aufstellbar zu machen ist weiter gegeben.

Warum diese und nicht die anderen

Panels gibt es wie Sand am Meer und von billig (nicht preiswert) bis unverschämt teuer. Da ich an Verkäufen von Firmen nicht beteiligt bin, muss ich auch nicht die teuersten nennen/nehmen zu kaufen.

Achtung: Wenn Montage bei Tageslicht (unter freiem Himmel) erfolgt, bitte die Kollektorfläche(n) abdecken (Karton aus Transportverpackung auflegen und mit Tape sichern), da die Kollektoren sofort mit der Stromproduktion beginnen.

Dies sollte man unbedingt im Auge haben, wenn es an das Verlegen und Anschließen der Leitungen geht.

Wie werden die Leitungen verlegt und angeschlossen?
Wir haben unsere in Parallelschaltung angeschlossen.

Bei der Parallelverkabelung werden jeweils die Pluspole und die Minuspole der Module miteinander verbunden und dann zum Steuergerät geführt. Vorteil: bei mehreren Modulen kann ruhig ein Panel beschattet werden, das/die andere(n) liefern weiter Strom.

Ob dies nun bei so eng zusammenliegenden Panels auf einem Autodach eine Rolle spielt, muss jeder für sich entscheiden. Ich habe mich für die Parallelverkabelung entschieden.
Die Kabelführung auf dem Dach erfolgt unterhalb der Panels, ohne weitere Rohre auf dem Dach. Kabelbinder halten die Leitungen und auch die Y-Stecker sicher. Solange im Fahrzeug die Kabel noch nicht angeschlossen sind müssen diese zwingend isoliert werden, der bei jedem Sonnenstrahl Strom produziert wird!

Zur Montage:

– Module mit Halter vorab montieren
– Solarmodule so ausrichten, dass sie nicht durch TV-Antennen o. Luken beschattet werden
– Dachdurchführung montieren (wie Halter)
– Module verkabeln und Leitungen auf dem Dach sichern
– Kabel ins Innere führen und an die Steuerbox anschließen (Endhülsen nicht vergessen)

Über die Lichtmaschine

Die zweite Möglichkeit unsere Batterie zu laden haben wir ja eigentlich ständig dabei. Die Lichtmaschine unseres Motors. Etwas, das wir von unseren Reisen mit den Motorrädern ja noch kennen, da wir unsere Akku für Kameras, Handy, und Powerbank ja mit den Lichtmaschinen der Motorräder während der Fahrt geladen haben.

Und da ist auch schon der Punkt, der es überhaupt nötig macht über die Lichtmaschine zu laden. Wenn wir nur Campingplätze anfahren macht das laden über die Lichtmaschine nicht viel Sinn und man kann sich den Aufwand sparen.

Wenn man aber, wie wir, zu dem Entschluss gekommen ist nicht nur Campingplätze anzufahren, sondern auch vermehrt autark stehen bleiben  möchte, sollte über diese Option nachdenken.

Im Normalfall reicht ein Trennrelais um dafür zu sorgen, dass die beiden Batterien getrennt wurden, wenn der Motor nicht läuft und so die Versorgerbatterie leer gesaugt werden kann, ohne dass die Starterbatterie ebenfalls in die Knie geht.

Die beiden Batterien haben somit einen unterschiedlichen Ladestand und die Versorgerbatterie wird in der Regel nie richtig voll oder altert schneller, da nicht entsprechend einer batteriespezifischen und ladungsabhängigen Kennlinie geladen wird.

Auf diese Art und Weise kann man in Rekordzeit Batterien zu Sondermüll verarbeiten. Einen weiteren Beitrag dazu leistete das Nichtvorhandensein eines Unterspannungsschutzes.

Ein Laderegler muss dies verhindern. Er wandelt die Gleichspannung der Lichtmaschine um und stellt der Batterie entsprechend seines Ladezustandes die richtige Ladespannung und den richtigen Ladestrom zur Verfügung. Gleichzeitig trennt er die Starter- und Versorgerbatterie voneinander.

Moderne Lichtmaschinen reduzieren ihre Leistung stark wenn die Starterbatterie voll ist. Was bei Pkw keine negativen Auswirkungen hat, sorgt beim Van dazu, dass während der Fahrt kaum Strom an der Bordbatterie ankommt.

Denn die Lichtmaschine orientiert sich ausschließlich am Ladezustand der Starterbatterie; dass noch ein weiterer Stromspeicher an Bord ist, wird ignoriert.

Damit der Ladewandler / Booster / B2B Lader unsere Starterbatterie nicht einfach entlädt wenn die Versorgungsbatterie Strom benötigt schalten wir Ihn nur ein wenn der Motor läuft und unsere Lichtmaschine auch wirklich Strom produziert. Dazu wird die Leitung D+ von der Lichtmaschine an den Ladewandler geklemmt.

D+ ohne Sorgen

Ein besonderes Kabel macht zu Beginn ein paar Gedanken nötig, das „D+“  Kabel, ausgehend von der Lichtmaschine. Es liefert die Information, dass der Motor läuft und die Lichtmaschine Strom produziert und  wird benötigt zu Ansteuerung eines „Boosters. Meistens ist es nicht einfach an den Anschluss zu kommen.

Wir haben uns dazu entschieden einen D+-Simulator einzusetzen. Das funktioniert auch so, wie es soll.

D+ mit Schnellverkabelung = ein Kabel an + der Starterbatterie, ein Kabel an Masse, ein Kabel in unserem Fall an den Batteriecomputer.

230V aus der Landstromversorgung

Letztendlich noch der Landstromanschluss.

Nun, für was brauchen wir denn eigentlich Landstrom?

Um unseren Van zum Wohnmobil zulassen zu können, muss eine Kochstelle fest verbaut sein. Da wir uns aber entschlossen haben keine Gasflaschen im Bus zu transportieren und die Gas-Kartuschen-Kocher uns nicht gefallen, gibt es ein Induktionskochfeld im Küchenbereich (ein Feld und NUR an Landstrom angeschlossen). Außerdem noch 2 Steckdosen (230V) für alle Fälle und natürlich ein Ladegerät für die Versorgerbatterie.

Für die 230V-Einspeisung gibt es, wie ja für alles in Deutschland, genaue Regeln.

Die wichtigsten mal kurz zusammengefasst:

Als Zuleitung darf nur flexible Gummischlauchleitung H07RN-F 3G 2,5 (3×2,5 qmm Cu) oder besser, maximal 25 m lang, verwendet werden. Kürzere Leitungen sind zulässig, aber nur ohne weitere Verlängerung

Als Eingangsstecker ist ein CEE-Gerätestecker nach DIN 49 462 T2 (Cekon-Stecker) vorgeschrieben.

Ein Potentialausgleich muß mit mindestens 4 qmm flexibel grün/gelb zwischen dem Schutzleiter und metallischen Teilen (Fahrzeugchassis) hergestellt werden.

Die interne Verdrahtung muß mit mindestens HO7V-K1,5 oder H07RN-F 3G 1,5 (3×1,5 qmm Cu) benutzt werden, alle Verbindungen in mechanisch geschützten Dosen.

Alle Leitungen und alle Steckdosen mit Schutzleiter.

Getrenntes verlegen von 12 V und 230 V Leitungen, das heißt getrennte Schutzrohre und Dosen.

Grundsätzliches zur Beachtung:

  • Aderendhülsen sind Vorschrift, verzinnen o. ä. ist nicht erlaubt.
  • Kabel gegen Beschädigungen sichern.
  • Außenkabel (Verlängerungen) müssen einen Gummimantel haben
  • neben dem FI-Schalter ist eine Sicherung die Phase und Null trennt Pflicht.

Flexibel müssen sie sein (also keine Reste der letzten Kellerrenovierung) und die Enden müssen mit Aderendhülsen eingefasst sein. Verzinnen ist nicht mehr zulässig.

Zu den Hülsen braucht man dann auch eine entsprechende Crimpzange bis 16mm².

Ich habe mir lieber eine Abisolierzange zugelegt, damit geht das Kabelkonfektionieren wesentlich flotter.
230v und 12V Leitungen dürfen niemals zusammen in einem Leerrohr /Kabelkanal verlegt werden. Beide Stromkreise müssen unterschiedliche Schalter und Steckdosen verwenden, ebenso dürfen die Beleuchtungseinheiten nicht verwechselt werden können.

Als Sicherung kommen nur Automaten zum Einsatz, die gekoppelt Phase UND Null im Fehlerfall trennen (per Auge erkennbar an 4! Anschlussstellen), also nicht eine Sicherung aus dem Keller ausbauen.

Alle 230V-Kabel müssen in einem separaten Kabelkanal verlegt sein!

Wichtig sind bei allen Installationen die vom Hersteller der betreffenden Geräte vorgeschriebenen Sicherungen einzubauen. Sie machen dies nicht aus Jux und Dollerei.

Bleibt als letzte Notlösung noch der Einbau eines Notaus-Schalters. Er dient dazu mit einem “Klick” das Wohnmobil stromlos zu machen. Dies kann sowohl durch Unterbrechung der +-Leitung aber auch durch Unterbrechung der –Leitung geschehen. Ich würde es vom Aufwand der dazu benötigten Verkabelung abhängig machen.

Verbraucher

Abgesehen vom (nicht vorhandenen) Wechselrichter sind Heizung und Kühlbox die größten/stärksten Verbraucher, hier sind die benötigten Kabelquerschnitte vorgegeben oder schon konfektioniert im Lieferumfang enthalten.
Für die Beleuchtung, das Radio und die Pumpe genügen Reichen 1 mm2. Sollten Anschlüsse gebündelt werden – z. B. Massekabel zum Anschluss an die Masseklemme – wäre der Querschnitt evtl. anzupassen.

Die Nutzung von LED Leuchten ist inzwischen Standard. Halogenlampen habe ich nicht mehr gefunden (und auch nicht nach gesucht). Wer Leuchten im WOMO-Zubehörhandel kauft sollte keine Schwierigkeiten mit der Spannungsfestigkeit der verbauten LEDs haben. Wer seine Beleuchtung individuell baut sollte darauf achten, dass die LEDs auch Spannungen bis gut 15V aushalten, die durchaus beim Ladevorgang auftreten können.

Als extrem hilfreich stellen sich für mich die WAGO-Klemmen Typ 222 dar (nicht verwechseln mit den Dosenklemmen). Sie sind extrem Rüttelfest und doch sind die Verbindungen wieder lösbar. Es gibt sie für 2-, 3- und 5- Anschlüsse. Aderendhülsen braucht man dort (lt. Hersteller) nicht, rein gefühlsmäßig würde dies den nötigen Kontakt auch verschlechtern.

Die Befestigung innerhalb der Schränke, könnte mit Nagelschellen passieren, allerdings kann dann ein Kabel auch nicht mehr herausgezogen werden. Ein Leerrohr bietet hier mehr Möglichkeiten. Hinter den Wandverkleidungen erleichtert es den Kabelwechsel. Wo es stört helfen Klebebänder oder das “Verstecken” hinter der Filztapete mit den entsprechenden Nachteilen.

LED-Lampen gibt es in zwei unterschiedlichen Ausführungen:

  • Lampen mit explizit ausgewiesenen Plus- und Minus-Leitungen

  • Lampen ohne Angaben der Polung.

Was ist daran der Unterschied?
Lampen mit +/- Verkabelung brauchen zwingend auch den Massekontakt, Lampen ohne diese Notwendigkeit werden einfach in die Plus-Leitung eingebaut, wie man es von der Normalen Hausverkabelung kennt. Die beiden Varianten benötigen also eine unterschiedliche Verkabelung. Ähnlich ist es bei den von mir benutzen Schaltern mit Funktionsleuchte, die Schalter funktionieren an jedem Kabel vorzüglich, für die Kontrollleuchte wird aber ein Masseanschluss benötigt.

In den Hängeschränken sind Kontaktschalter eingebaut, die bei Öffnen das Licht anmachen. Sie funktionieren auch als Wechselschalter, so dass man durch die Betätigung des Schlters auch einen Strom unterbrechen könnte.

Zeit für Kabel

In den gedanklichen Vorbereitungen zum Ausbau wurden bereits die geplanten Anschlüsse festgelegt. In groben Stichworten nochmal wiederholt:

die Einbauten von Herd, Stufe, Kühlschrank, Beleuchtung, 12V-Steckdose(n), Heizung, Wasserpumpe(n) und Ablassventil, Kontrollleuchten (Anschluss 230V-Kabel, Ladezustand der Batterien, sind die 12V-Leitungen entsprechend den Einbauangaben nötig. Radioanschluss über das Bordnetz.
Dazu kommt die Einspeisung und Verteilung von 230V.

Die Beleuchtung mit Schaltern und Steckdosen sind ein Kapitel für sich, da hier u. U. viele Kabel nötig sind. Allerdings ist das Anschlussschema immer gleich: die Versorgungszuleitung geht von der Batterie aus, die Rückführung geht über den kürzesten Weg zur Masse an die Karosse oder gesammelt zurück an die Batterie(n).
Der Anschluss von Kühlschrank, Heizung, sind da nahezu nebensächlich.
Auch der Kanal für die Kabel der  Schalt- und Info Paneel dürfen nicht vergessen werden. (Reichen die Kabellängen vom Wunschinstallationsplatz zum zu betreuenden Gerät, passen die Anschlüsse/Stecker durch alle Öffnungen durch die die Leitungen gehen sollen?)

 

Weiter geht es mit dem verlegen von jeder Menge Stromkabeln und dem Anschluss eines Batteriecomputers von @Voltronic.
Ich weiss gar nicht wie viel Meter Kabel wir schon in Nepomuk rein gebaut haben,
aber fertig sind wir in Sachen Strom immer noch nicht.

Buskatze bei der Abnahme
Jeder Bauabschnitt wurde genau überwacht!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Weiter geht es hier:

Vom Transporter zum Van – Teil 6 – Innenausbau 1

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2 Gedanken zu „Vom Transporter zum Van – Teil 5 Strom

  1. Hallo Olli,
    AGM Batterie und Doppel-Induktionsplatte ? Oha, das ist gewagt. Da muss wirklich hochkapazitiver Energiespeicher her – und bei AGM ist das mit richtig viel Gewicht verbunden.

    1. Hallo Matthias,

      die Induktionsplatte ist NUR am Landstrom angeschlossen. Die wurde nur eingebaut um TÜV konform für Wohnmobil Umschreibung zu sein. Gekocht wird mit Gas. 🙂

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