2.10 Strom

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Die Elektrik im Camper ist für viele ein Buch mit sieben Siegeln, schließlich besteht Brand- und ggf. sogar Lebensgefahr. Damit Arbeiten an und mit elektrischen Anlagen sicher möglich sind, hat man Regeln aufgestellt – wer sich an diese Regeln hält, kann die Elektrik problemlos selber umsetzen. Hier soll der Aufbau beschrieben werden, der für 90% der Camper ausreichend ist, alles darüber hinaus wird so speziell und individuell, dass im Zweifel eine Fachkraft hinzugezogen werden sollte (hierfür bieten Firmen wie tigerexped maßgeschneiderte Lösungen an, die von einem Elektriker entworfen und von einem selbst nach der mitgelieferten Anleitung eingebaut werden können).

Die Basics vorweg: Spannung, Stromstärke, Widerstand und Leistung sind die vier wichtigen Kenngrößen, mit denen wir umgehen können müssen. Ein Wasserschlauch ist eine gute Analogie:

• Die Spannung wird in Volt angegeben (Formelzeichen: U) und entspricht dem Wasserdruck. Umso höher der Druck ist, desto mehr Wasser fließt und größere Hindernisse können überwunden werden (Wasser in große Höhen fördern, durch geknickte Schläuche oder nur halb geöffnete Wasserhähne).
• Die Stromstärke, angegeben in Ampere (Formelzeichen: I), entspricht dem Durchmesser des Schlauchs. Mit steigender Schlauchgröße fließt mehr Wasser, gleichzeitig sinkt der Wasserdruck – mehr Stromstärke bedeutet weniger Spannung.
• Der Widerstand entspricht Hindernissen, die überwunden werden müssen, und wird in Ohm angegeben (Formelzeichen: R). Der Schlauch selbst stellt ein kleines Hindernis für die Strömung dar (entsprechend allen Kabeln), ebenso ein Wasserhahn (exemplarisch für alle elektrischen Geräte).
• Die Leistung wird in Watt angegeben (Formelzeichen: P) und ergibt sich aus Spannung und Stromstärke, sozusagen das gesamte geflossene Wasser. Druck und Schlauchgröße ergeben zusammen, wie viel Wasser fließt – Spannung und Stromstärke bestimmen, wie viel Strom fließt.

Gesetzliche Anforderungen

Vorgaben für die Elektroinstallation gibt es einige, die vor allem Wechselstrom betreffen. In den folgenden Kapiteln werden sie einzeln noch einmal beleuchtet.

• Gleich- und Wechselstrom müssen getrennt voneinander verlegt werden
• Im Gaskasten darf generell kein Strom verlegt sein, im Bad kein Wechselstrom
• Alle Leiter müssen flexibel sein (feinadrig), starre Leiter aus der Hausinstallation sind nicht erlaubt
• Alle Leiter müssen gegen Beschädigungen geschützt sein (z. B. Aufscheuern an Metallkanten), Verbindungen müssen den Belastungen im Fahrzeug gewachsen sein (Aderendhülsen verwenden, keine Lötverbindungen, Feder- statt Schraubklemmen)
• Wechselstrom muss über einen zweipoligen RCD abgesichert sein (haushaltsüblicher Fehlerstromschutzschalter/FI mit der Charakteristik B16A/0,03), die Erdung erfolgt über die Karosserie; der RCD sollte so nah wie möglich an der Stromquelle sein (Wechselrichter oder Landstrom-Anschluss)
• Außensteckdosen für Landstrom sind nur als 3-polige CEE-Steckdose zulässig und müssen separat über einen zweipoligen RCD abgesichert und mit einem 4mm²-Leiter über die Karosserie geerdet sein
  • CEE-Kabel müssen 2,5mm² dick und gummiummantelt sein (H07RN-F oder H05VV-F)*
• 230V-Leiter im Fahrzeug müssen mindestens 1,5mm² dick sein; Verbindungen müssen in Verteilerdosen platziert werden
• Wechselstrom muss immer über die Phase/Außenleiter ein- und ausgeschaltet werden, nie über den Neutral-/Nullleiter
• Alle elektrischen Geräte müssen geprüft und zugelassen sein (CE-Kennzeichen)

* Viele Campingplätze in Europa besitzen keine CEE-Steckdosen, sondern normale Schutzkontakt-Steckdosen (Schuko), sodass ein Adapter (CEE-Stecker auf Schuko-Stecker) immer sinnvoll ist; die geforderten 2,5mm² werden in der Praxis meist unterschritten.

Gleich- und Wechselstrom

Fast alle Geräte, die im Camper zum Einsatz kommen, arbeiten mit Gleichstrom – auch sämtliche Akku-betriebenen Geräte wie Laptop, Drohne oder Rasierer. Während man im Haushalt 230V-Wechselstrom verwendet, sind die meisten Verbraucher auch hier eigentlich auf Gleichstrom angewiesen: Fernseher, PC und viele mehr transformieren den Wechselstrom zu Gleichstrom, um zu funktionieren – daher gibt es 12V-Fernseher, die den sonst notwendigen Trafo nicht eingebaut haben, oder Kfz-/Travel-Ladegeräte für Laptops und Co, die man im Auto an das 12V-Gleichstromnetz anschließen kann.

Wechselstrom ist in Europa fast überall gleich (230V, 50 Hz), viele afrikanische und asiatische Länder weichen ein wenig ab (220 oder 240V), was die meisten Geräte aber problemlos vertragen. Die USA verwenden 120V bei 60 Hz, womit viele 230V-Geräte nicht mehr klarkommen. Bei Gleichstrom sind die Spannungen 5, 12, ±20 und 24V am häufigsten, im Zweifel ist aber immer das passende Ladegerät nötig, um auch 9 oder 15V zum Laden bereitzustellen. Die Umwandlung zwischen Gleich- und Wechselstrom ist recht aufwändig und ca. 10-15% der Energie geht als Wärme verloren; eine Gleichspannung von 12 auf 5 oder 20V zu transformieren, ist sehr viel einfacher.

12 und 24V haben sich bei Fahrzeugen als Standards durchgesetzt und – um jeden vollends zu verwirren – eigentlich handelt es sich um 12,8 und 25,6V, in der Praxis sind es aber meist eher 13-14 bzw. 26-28V. Zum Glück sind den meisten Geräten Spannungen von 12-14V (24-28V) recht, da dies entweder von einem zwischengeschalteten Ladegerät ausgeglichen wird oder sich lediglich auf die Helligkeit von Lampen auswirkt.

Mit den passenden Ladegeräten bzw. mit dem Kauf spezieller Gleichstrom-Geräte kann man theoretisch auf Wechselstrom und die damit verbundenen Unannehmlichkeiten verzichten (Kosten des Wechselrichters, Aufwand der Installation, Energieverlust durch das Hin- und Hertransformieren von Gleich- zu Wechselstrom, zusätzliche Sicherheitsanforderungen). Einige Geräte brauchen aber zwingend Wechselstrom: Induktionskochfeld, Mixer, Pürierstab, Handrührgerät, Toaster, Küchenmaschine, Kaffeemaschine, Föhn.

12 oder 24V Gleichstrom?

Pkw und Transporter arbeiten mit 12V Gleichstrom, Lkw mit 24V. Manche Gleichstromgeräte können sowohl mit 12 als auch 24V betrieben werden, im Allgemeinen sind 12V aber sehr viel verbreiteter und im Zusammenspiel mit der 12V-Elektrik des Fahrzeugs eindeutig zu favorisieren.

Anders sieht es aus, wenn man mit Strom kochen möchte: 24V-Akkus sind günstiger als ihre 12V-Pendants und der Wechselrichter-Aufbau gestaltet sich einfacher; dann wird allerdings ein Spannungswandler (24 zu 12V) für die ganzen 12V-Geräte benötigt. Umso größer der Stromverbrauch und damit die Akkukapazität, desto eher lohnt sich eine 24V-Installation (oder sogar 48V). Ein nachträglicher Umbau von 12 auf 24V ist möglich, andersherum kann der Aufwand sehr groß werden.

Kochen mit Gas -> 12V                                                                                 Kochen mit Strom -> ggf. 24V

Bedarf ermitteln

Der tägliche Strombedarf schwankt enorm, daher sollte man versuchen, vorab möglichst gut abzuschätzen, wie viel man brauchen wird. Besonders zu Buche schlagen lange Tage am Laptop oder Wechselstromgeräte (z. B. nur mal eben die Haare föhnen).

Der tatsächliche Strombedarf ist bei vielen Geräten schwer zu ermitteln, da sie nicht durchgehend laufen, sondern immer nur kurz wie eine Wasserpumpe. Insbesondere bei Kühlschränken geben die Hersteller meist Tagesverbrauchswerte an, idealerweise für möglichst heiße oder verschiedene Außentemperaturen. Bei Handys und Laptops verwendet man am besten die Akkukapazität und überlegt dann, wie viele Akkuladungen pro Tag man braucht.

Man findet entsprechende Angaben häufig in verschiedenen Einheiten: W (Watt), Wh (Wattstunde), kWh (Kilowattstunde), mAh (Milliamperstunde), Ah (Amperestunde) – am sinnvollsten ist für uns die Wattstunde, daher muss man andere Angaben leider umrechnen.

• Watt: Verbrauch in Watt multipliziert mit der Nutzungszeit in Stunden ergibt Wattstunden. 5W x 3h = 15 Wh
• kWh: Eine kWh sind 1.000 Wh, somit ergibt eine Herstellerangabe von 0,5 kWh pro Tag = 500 Wh pro Tag
• mAh: 1.000 mAh ergeben 1 Ah – ein Handyakku mit 3.500 mAh entspricht 3,5 Ah, die wir dann umrechnen können
• Ah: zur Umrechnung in Wh muss die Spannung bekannt sein (Richtwert: bei Handys 4V, Laptops 20V), dann rechnet man Ah multipliziert mit der Spannung: 3,5 Ah x 4V = 14 Wh

Für zwei Personen, die einen etwas höheren Verbrauch haben, kann das so aussehen:

Gerät	Verbrauch	Laufzeit/Tag	Rechnung	Verbrauch/Tag
Licht, 4 LEDs	4 x 3W	8h	4 x 3W x 8h	96 Wh
80l-Kompressorkühlschrank, Angaben laut Hersteller bei 25 °C1	0,4 kWh pro Tag	0,4 kWh x 1.000	400 Wh
Standheizung	25W	12h	25 W x 12h	300 Wh
2 Laptops, je eine Akkuladung			60 + 90 Wh	150 Wh
2 Handys, je eine Akkuladung			(4 + 5 Ah) x 4V	36 Wh
Standby-Verbräuche, Wasserpumpe, Kleinkram				100 Wh
Gesamt:	1.082 Wh

¹ Der Stromverbrauch steigt bei 35 °C schon mal auf das Doppelte an, dafür fällt die Standheizung weg und es wird weniger Licht gebraucht, sodass die Rechnung Sommer wie Winter passt.

Der tatsächliche Bedarf kann natürlich ganz anders aussehen, wenn man am Laptop Videos schneidet und damit enorm viel Strom verbraucht, jeden Tag drei Drohnenakkus lädt und ein Soundsystem stundenlang betreibt – oder statt des großen Kühlschranks kommt eine kleinere Kühlbox zum Einsatz und die Laptops bleiben Zuhause, sodass sich der Stromverbrauch schnell mal halbiert.

Der Kühlschrank braucht im Winter weniger Strom als laut Herstellerangabe, im Hochsommer dafür mehr, die Standheizung läuft im Winter im Zweifel durchgehend, weswegen es je nach Wetter entsprechende Schwankungen gibt. Kalkuliert man für den worst case (also den höchsten Stromverbrauch), werden die Anschaffungskosten für größere Akkus entsprechend höher, man erkauft sich jedoch mehr Sicherheit. Es ist nämlich ganz schön scheiße, wenn plötzlich der Wechselrichter abschaltet und das Licht flackert, weil der Akku unerwartet leer ist.

Bei Wechselstromverbrauchern ist die Laufzeit entscheidend: Viele Geräte brauchen sehr viel Strom, laufen aber nur einige Sekunden (Smoothie Mixer) oder wenige Minuten (Toaster). Im Standby verbrauchen Wechselrichter ordentlich Strom, weshalb sie immer nur kurz laufen sollten, hinzu kommen 15% Verlust durch die Umwandlung Gleich- zu Wechselstrom:

Gerät	Verbrauch	Laufzeit/Tag	Rechnung	Verbrauch/Tag
Smoothie Mixer	350 W	30s = 0,01h	350 W x 0,01h	4 Wh
Handrührgerät	400 W	3min = 0,05h	400 W x 0,05h	20 Wh
Föhn	2.000 W	6min = 0,1h	2.000W x 0,1h	200 Wh
Toaster	1.000 W	6min = 0,1h	1.000W x 0,1h	100 Wh
Standby-Verbrauch	1 A	2h	1 A x 2h x 13V	26 Wh
Gesamt:	350 Wh
+ 15%:	400 Wh

Möchte man mit Strom kochen, muss man für das Induktionskochfeld noch mal 750 Wh hinzurechnen. Diese Richtwerte können sich für den Einen als sehr passend erweisen, für jemand Anderes aber als deutlich zu niedrig, weil man gerne Soßen drei Stunden köcheln lässt, zweimal am Tag einen Sandwichmaker oder jeden Morgen ein Waffeleisen verwendet – dann verdoppelt oder verdreifacht sich der Stromverbrauch schnell.

Für das nächste Kapitel verwenden wir folgende Zahlen zum Kalkulieren von vier Szenarien:

• 700 Wh pro Tag (sparsamer „Van-Haushalt“)
• 1.100 Wh pro Tag durch Gleichstrom-Verbraucher + 50 Wh durch kleinere Wechselstrom-Verbraucher = 1.150 Wh
• 1.100 Wh pro Tag durch Gleichstrom-Verbraucher + 400 Wh pro Tag durch größere/mehr Wechselstrom-Verbraucher = 1.500 Wh
• 1.100 Wh pro Tag durch Gleichstrom-Verbraucher + 400 Wh pro Tag durch größere/mehr Wechselstrom-Verbraucher + 750 Wh pro Tag für ein Induktionskochfeld = 2.250 Wh

Akkus

Bilder blei- und lifepo4-akkus

Als grundverschiedene Technologien stehen Blei- und Lithium-Akkus zur Verfügung, je nach Aufbau der Zellen bzw. chemischer Zusammensetzung gibt es vielfältige Varianten. Wirklich sinnvoll sind heutzutage nur AGM-Blei-Akkus (manchmal auch als VRLA bezeichnet) und LiFePO₄ im Lithium-Segment. Beide zeichnet aus, dass sie nicht gewartet werden müssen, gegeneinander austauschbar sind und in sehr großer Vielfalt erhältlich sind (sowohl Anbieter als auch Qualität und Preis). Ältere oder Noname-Ladegeräte können LiFePO4 ggf. nicht korrekt laden und sogar beschädigen, was einen späteren Tausch von AGM auf Lithium erschwert, da die Ladegeräte auch getauscht werden müssen. Moderne Geräte bekannter Marken können mit quasi allen Akku-Typen umgehen.

Lithium oder Lithium-Eisen-Phosphat?

In Handys, E-Autos usw. kommen meist Lithium-Akkus vor, denn sie haben eine deutlich höhere Energiedichte als LiFePO4, können also bei gleichem Gewicht und gleicher Größe viel mehr Energie speichern. Wird allerdings ein Lithium-Akku beschädigt oder hat einen Defekt, kann er sich stark erhitzen und entzündet sich selbst. Passiert das in einem Camper, steht er schon lange in Flammen, bevor die Feuerwehr da ist, und selber löschen scheidet leider aus, da er sich im Zweifel immer wieder von Neuem selbst entzündet. LiFePO4-Akkus können sich auch bei massiver Beschädigung, Überladung, Kurzschluss usw. nicht selbst entzünden, wodurch sie sehr viel sicherer sind. Zudem ist auch die Lebensdauer länger.

Bild lithium-akku

Die zwei Hauptunterschiede liegen in der verfügbaren Energiemenge und dem Preis: AGM ist billig, man sollte sie aber nur bis zur Hälfte entladen, sonst beschädigt man die Zellen – LiFePO4 darf zu 90% und teilweise sogar mehr entladen werden, dafür sind sie deutlich teurer. Dementsprechend ist die aufgedruckte Kapazität nicht gleichzusetzen mit der verfügbaren Kapazität, denn ein vollständig entladener AGM-Akku ist im Zweifel anschließend Schrott, während LiFePO4 das meist gut überlebt. Benötigt man 2.000 Wh an Energie, muss ein AGM-Akku ca. 4.000 Wh groß sein, bei LiFePO4 reichen ca. 2.200 Wh, somit hat man die Wahl zwischen großen, sauschweren AGM-Akkus und kleinen, deutlich leichteren, aber viel teureren LiFePO4-Akkus.

AGM

LiFePO4

BilligSchwerMax. Entladung bis 50%Haltbarkeit ca. 5 JahreErsatz weltweit möglichGroße Qualitätsunterschiede je nach Hersteller und VerwendungszweckKönnen unter 0 °C verwendet werdenHohe Entladeströme nur bedingt auf Dauer möglich, maximaler Ladestrom nimmt mit steigendem Ladezustand stark abIdealer Ladezustand: möglichst vollTiefentladung sollte unbedingt vermieden werden, muss sofort wieder aufgeladen werden

TeuerLeichtMax. Entladung 90%Haltbarkeit theoretisch ein Wohnmobilleben langNur in Industrieländern verbreitetHäufig Bluetooth-Funktion und App zur Anzeige des Ladestands usw. (Batteriecomputer überflüssig)In Verbindung mit Induktionskochfeldern ist das C-Rating wichtigSollten unter 0 °C nur minimal ge-/entladen werdenEs gibt Modelle mit integrierter Heizung (z. B. „Liontron Arctic“)Vertragen das Laden und Entladen mit hohen StrömenIdealer Ladezustand 20-80% (zum Lagern 50%)Tiefentladung möglich, Wiederaufladen möglichst in absehbarer Zeit

Je nach Hersteller gibt es AGM-Akkus, die angeblich problemlos zu 70-80% entladen werden dürfen, und LiFePO4-Akkus, die vollständig entladen werden dürfen – aber immer unter der Voraussetzung, sie sofort wieder aufzuladen, sie nicht zu kalt oder zu heiß werden zu lassen, gleichmäßig und nicht mit großen Strömen zu belasten usw., sprich: unter Laborbedingungen, die wir nicht haben. Und nur weil man es laut Hersteller machen kann, ist die Frage, ob man es tun sollte. Egal, was man bis zum Anschlag belastet, dem Equipment tut man damit nie einen Gefallen, ein bisschen Sicherheitsreserve tut immer gut.

Blei-Gel- und LiFeYPO4-Akkus

Nur am Rande seien zwei weitere Akkus erwähnt:

• Blei-Gel-Akkus sind eigentlich besser als AGM-Akkus, da sie eine deutlich längere Lebensdauer haben bzw. mehr Lade-/Entladezyklen mitmachen. Sie kommen allerdings mit großen Strömen nicht gut zurecht, weshalb die Verwendung eines Wechselrichters oberhalb von 200W nicht ratsam ist. Wen das nicht stört, weil keine größeren 230V-Geräte geplant sind, ist mit einem Gel-Akku gut beraten, da er günstig und langlebig ist – ansonsten lieber zu AGM greifen (wenn es denn ein Blei-Akku sein soll).
• LiFeYPO4 (Lithium-Eisen-Yttrium-Phosphat) ist eine Weiterentwicklung von LiFePO4, bei der Yttrium enthalten ist, wodurch der Akku auch bei Minusgraden noch normal verwendet werden kann. Der große Schwachpunkt von LiFePO4-Akkus, dass sie unter 0 °C nicht verwendet werden sollten, ist damit hinfällig – es gibt aber kaum fertige LiFeYPO4-Akkus zu kaufen, meist bekommt man nur die Monozellen und muss sich seinen eigenen Akku daraus bauen (das spart viel Geld, ist kein Hexenwerk, erfordert aber einiges an Zeit zum Einlesen in das Thema, denn hier sollte man besser keine Fehler machen).

Vergleichen wir zwei hochwertige 100Ah-Akkus anhand von Preis, Gewicht und Lebensdauer:

	AGM	LiFePO4
Preis	320€	1.100€
Nutzbare Kapazität	50 Ah	90 Ah
Lebensdauer (100 Zyklen/Jahr)*	6 Jahre	25 Jahre (theoretisch)
Gewicht	28kg	16kg
Gesamte nutzbare Kapazität über die Mindestlebensdauer*	30.000 Ah (600 Zyklen x 50 Ah)	225.000 Ah (2.500 Zyklen x 90 Ah)
-> Preis pro 100 Ah	1,07€	0,49€
-> Gewicht pro 100 Ah	93g	7,1g

* Die meisten Akkus erreichen die angegebene Lebensdauer nicht, da sie vorher ersetzt werden. Entweder nehmen sie durch schlechte Handhabung Schaden (z. B. längere Tiefentladung, falsche Lagerung im Winter) oder werden gegen ein neueres Modell ersetzt, das größer/besser/toller ist. Die angegebene Lebensdauer/Zyklenanzahl bedeutet übrigens nicht, dass der Akku danach tot ist – er verliert lediglich 10-20% seiner Nennkapazität und reagiert etwas empfindlicher auf sehr schnelles (Ent)Laden, kann aber noch einige Zeit verwendet werden, bis die Kapazität wirklich nicht mehr genügt.

Faustformel: Spielt Gewicht keine Rolle, der Strombedarf ist eher klein und keine stromhungrigen 230V-Geräte (300 Watt und mehr) kommen zum Einsatz, ist AGM die bessere Wahl, um das Ausbau-Budget zu schonen. In allen anderen Fällen (Gewicht sparen, hoher Strombedarf, Faible für moderne Technik) oder wenn man die Tausend Euro extra sowieso hat, nimmt man besser LiFePO4. Auch auf längere Zeiträume gesehen ist LiFePO4 im Vorteil, da diese mehrere AGM-Akkus überleben, stetig billiger und leistungsfähiger werden.

Widmen wir uns unseren vier Szenarien mit einem täglichen Strombedarf von 700 Wh, 1.150 Wh, 1.500 Wh bzw. 2.250 Wh. Wie groß die Akkukapazität sein sollte, hängt von mehreren Faktoren ab, die sich leider nicht allzu genau abschätzen lassen. Wir gehen davon aus, dass immer beim Fahren geladen wird (B2B) und Photovoltaik auf dem Dach ist:

• Wie viele Tage bleibt man fest an einem Stellplatz stehen? Bei jeder Fahrt (zum nächsten Platz, einkaufen, Wäsche waschen) können die Akkus wieder etwas geladen werden.
• Zu welcher Jahreszeit reist man wohin? Im Winter sieht’s mit Photovoltaik ggf. schlecht aus (in Nordeuropa ist der Ertrag quasi 0, in Südeuropa stark vom Wetter abhängig). Genauso, wenn man im Hochsommer im Schatten parkt (aber dafür könnte man faltbare Panel mitnehmen, die man in die Sonne stellt). Bei Schnee-/Regenwetter hat man ebenfalls keinen nennenswerten Ertrag.
• Der tatsächliche Strombedarf kann stark von der Kalkulation abweichen. Bei gutem Wetter ist man viel draußen und braucht tendenziell weniger Strom, bei schlechtem Wetter dafür umso mehr.

Fährt man im Winter nach Schweden und will für eine ganze Woche autark sein, braucht es richtig große Akkus, im Zweifel das 7-fache des Tagesbedarfs. Fährt man immer nach spätestens zwei Tagen weiter, kann das 1,5- bis 2-fache auch im Winter ausreichend sein. Hält man sich im Winter in Afrika auf, reicht das 2-fache des Tagesbedarfs auch für einwöchige Aufenthalte an einem Platz.

Unsere Erfahrung: Das 2-fache des Tagesbedarfs an Akkukapazität reicht im Sommer mit viel Photovoltaik auf dem Dach für mindestens 5 Tage Autarkie. Im Winter in Südeuropa für 2-4 Tage, in Mittel- und Nordeuropa für 2 Tage. Mit dem 2-fachen des Tagesbedarfs ist man im Sommer ganz gut ausgestattet, das 4-fache gibt einem auch im Winter ein gutes Maß an Autarkie, ist jedoch sehr kostspielig.

Tages-bedarf	Wochenbedarf (2-facher Tagesbedarf)	Nötige Kapazität	Wochenbedarf (4-facher Tagesbedarf)	Nötige Kapazität
AGM	LiFePO4	AGM	LiFePO4
700 Wh	1.400 Wh	3.000 Wh*	1.600 Wh	2.800 Wh	6.000 Wh	3.100 Wh
1.150 Wh	2.300 Wh	4.600 Wh	2.500 Wh	4.600 Wh	9.000 Wh	5.000 Wh
1.500 Wh	3.000 Wh	6.000 Wh	3.300 Wh	6.000 Wh	12.000 Wh	6.600 Wh
2.250 Wh	4.500 Wh	9.000 Wh	5.000 Wh	9.000 Wh	18.000 Wh	10.000 Wh

* 3.000 Wh ist für AGM eine noch akzeptable Größe, das entspricht aber einem ca. 60kg schweren Akku! Alles darüber muss allein aus Gewichtsgründen LiFePO4 sein.

Vermarktet werden Akkus normalerweise mit einer Angabe in Ah und der Spannung (12 oder 24 V) – die Kapazität in Wh ergibt sich aus der Angabe in Ah multipliziert mit 12,8 bzw. 25,6V. „100 Ah 12 V“ ergibt eine Kapazität von 1.280 Wh (100 Ah x 12,8 V). „100 Ah 24 V“ sind 2.560 Wh (100 Ah x 25,6 V). Die benötigte Kapazität müssen wir daher wieder in Ah umrechnen und uns auf ein 12 oder 24V-System festlegen (24V vor allem für große 230V-Verbraucher wie ein Induktionskochfeld, sonst tendenziell 12V); zwei identische 12V-AGM-Akkus können problemlos zu einem 24V-Verbund zusammengeschaltet werden, mit LiFePO4 geht dies häufig nicht, daher gibt es hier fertige 12- und 24V-Akkus. Preise und Gewichte sind anhand von zwei beispielhaften Marken ermittelt, die im mittleren Preissegment liegen.

Nötige Kapazität	AGM	LiFePO4
12V	12V	24V
Ah	Gewicht, Preis	Ah	Gewicht, Preis	Ah	Gewicht, Preis
1.600 Wh			125 Ah	16kg, 1000€
2.500 Wh			195 Ah	26kg, 1.900€
3.000 Wh	235 Ah	63kg, 370€	235 Ah	28kg, 2.000€
3.300 Wh			260 Ah	54kg, 3.700€	130 Ah	56kg, 3.600€
5.000 Wh			390 Ah	60kg, 4.500€	195 Ah	61kg, 4.000€
6.600 Wh			520 Ah	70kg, 5.500€	260 Ah	84kg, 5.400€
10.000 Wh			780 Ah	105kg, 8.200€	390 Ah	115kg, 7.500€

In den meisten Fällen sind 100-200 Ah AGM bzw. 50-100 Ah LiFePO4 ausreichend, bei hohem Verbrauch oder gewünschter tagelanger Autarkie ist entsprechend mehr nötig oder im Zweifel muss man jeden Tag 2+ Stunden fahren bzw. den ganzen Tag in der prallen Sonne stehen, um die Akkus ausreichend zu laden. Regelmäßig sehr tief entladene Akkus führen schnell zu Beschädigungen an den Zellen, dauerhaft volle Akkus, da man sie zu groß kalkuliert hat, kosten unnötig Geld und Gewicht – hier sollte man gewissenhaft planen. Von vornherein mit Strom sparsam umzugehen, kann viel Geld sparen; manches, was im Haushalt ganz normal ist, stellt im Camper einen sehr teuren Luxus dar, z. B. die Kapsel-Kaffeemaschine oder das Waffeleisen.

Technische Daten, Tipps zum Kauf

Wie bei allem anderen auch kann es enorme Unterschiede zwischen zwei scheinbar identischen Akkus geben, die man kaum erkennen kann außer vielleicht am Preis.

C-Rating:

Eine wichtige Kennzahl, die viele Hersteller leider verschweigen, ist das C-Rating. Es gibt an, wie gut ein Akku mit konstanter Belastung klarkommt: C100 bedeutet eine langsame Entladung über 100 Stunden hinweg, C1 entspricht der vollständigen Entladung in nur einer Stunde. Während bei Blei-Akkus meist die Entladung in Stunden angegeben wird (C2 oder C3 bis C100), ist bei LiFePO4 auch die Angabe der maximalen konstanten Stromstärke gebräuchlich: 0,5C entspricht der 0,5-fachen Kapazität des Akkus als Stromstärke, bei einem 100Ah-Akku wären dies 50A für zwei Stunden – gleichbedeutend mit C2. 0,1C entspräche dann 10A für 10 Stunden, also C10. 1C und C1 sind dann dasselbe: 100A für eine Stunde. Die Umrechnung von …C in C… sieht als Formel so aus:   .

Bei AGM-Akkus ist es üblich, dass die beworbene Kapazität C100 entspricht, es werden aber auch Werte für stärkere Belastungen angegeben (beispielhaft ein 230Ah-Akku der Marke Ective – C100 entspricht einer konstanten Stromentnahme von 2,3A über 100 Stunden und C10 entspricht konstant 23A für 10 Stunden; C1 wären 230A Stromfluss für eine Stunde, das entspricht 3.000W Leistung):

• C100: 230 Ah
• C20: 205 Ah
• C10: 190 Ah
• C5: 170 Ah

Mit steigender Belastung sinkt die Kapazität dramatisch, der fehlende Wert für C1 spricht dafür, dass der Akku unter dieser hohen Belastung ziemlich schlecht arbeitet und die Spannung frühzeitig einbricht. Bei einer C10-Belastung kann der Akku noch 190 Ah bereitstellen, er läuft also bei 23A Stromfluss für ca. 8:15 Stunden statt 10 Stunden (wenn man von 230 Ah ausgeht). Natürlich gilt weiterhin, dass AGM-Akkus nur bis ca. 50% entladen werden sollten – sinkt die verfügbare Kapazität unter Belastung auf 190 Ah, sollten maximal 95 Ah entnommen werden. LiFePO4 ist hier oftmals leistungsstärker, manche Hersteller geben jedoch das C-Rating nicht an, sodass man nicht erkennen kann, ob man einen C10- oder C1-Akku kauft.

Die allermeisten Gleichstromgeräte haben einen sehr moderaten Strombedarf, sodass auch ein AGM-Akku problemlos hinterherkommt. Wechselstromgeräte jedoch ziehen häufig für kurze Zeit enorm viel Strom und zwingen AGM-Akkus schnell in die Knie, woraufhin die Spannung einbricht, der Wechselrichter abschaltet und der Mixer ausgeht (oder was man eben noch laufen hatte). LiFePO4 kommt mit großer Belastung besser klar, unterhalb von 30% Restkapazität spielt das C-Rating eine Rolle, darüber sind die Reserven so groß, dass auch C10-Akkus mit hohen Strömen klarkommen. Geräte mit einem sehr hohen Strombedarf (Wasserkocher, Föhn, Kaffeemaschine, Kochfeld, Toaster usw. – alles, was Hitze erzeugt) können relativ leere LiFePO4-Akkus schnell an ihre Grenze bringen und die maximale Entladetiefe beträgt nicht mehr die beworbenen 90+%, sondern 70-80%.

Die bekannte Marke Victron bewirbt ihre LiFePO4-Akkus mit C1, die ebenfalls sehr bekannte Marke Liontron bietet C10-Akkus an, nennt das C-Rating aber nur auf Anfrage, dafür sind die Akkus etwas günstiger.

Grafik

Lade-/Entladestrom:

Der Ladestrom wird häufig als empfohlener und maximaler Strom angegeben. Während bei AGM-Akkus 20-30% der Kapazität nicht überschritten werden sollten (20-30A bei 100Ah), sind bei LiFePO4 60-100% üblich. Der maximale Ladestrom liegt teilweise noch einmal höher, er ist für die Lebensdauer des Akkus jedoch nicht gerade zuträglich.

Die Entladeströme liegen nicht selten doppelt so hoch: AGM-Akkus können für wenige Sekunden enorme Ströme liefern, sind auf Dauer aber durch ihr C-Rating sehr limitiert, wenn bspw. 100A über mehrere Minuten gefordert sind für den Toaster. LiFePO4-Akkus haben mit C1-Strömen (100A bei 100Ah) im Allgemeinen kein Problem, so lange sie mindestens zu 50% geladen sind, das Doppelte ist für kurze Zeit (einige Sekunden bis Minuten) ebenfalls relativ unproblematisch. Diese Werte schwanken jedoch enorm von Hersteller zu Hersteller und skalieren mehr oder weniger mit der Kapazität: Ein großer Akku mit eher schlechten Daten kann trotzdem entspannt so viel leisten wie ein kleinerer Hochleistungsakku. Für große Wechselrichter sind bei 12V enorme Ströme vonnöten: 3.000W abgegebene Leistung entspricht mindestens 3.300W aufgenommene Leistung aufgrund von Verlusten beim Transformieren und das sind 250A, die ein Akku leisten muss. Ein 100Ah-Akku schafft das meistens nicht, er wäre bei längerem Gebrauch aber sowieso viel zu schnell leer, weshalb mindestens 200-300Ah ratsam sind und dann schaffen auch günstigere LiFePO4-Modelle das.

Meistens sind günstigere Akkus vollkommen ausreichend, wenn aber große Ströme beim Laden und Entladen geplant sind, lohnt ein genauer Blick in die Datenblätter. Hierbei ist wichtig zu bedenken, dass bei einer Parallelschaltung mehrerer Akkus zur Erhöhung der Gesamtkapazität bei gleichbleibender Spannung die Ströme ebenfalls auf das Doppelte oder Dreifache ansteigen.

Vergleich:

Einige 12V-Akkus im Vergleich. Manche Spezifikationen wie der maximale Lade- und Entladestrom richten sich nach der Kapazität, auch die Möglichkeit zur Reihen- und Parallelschaltung ist meist von Hersteller und Modell abhängig, daher sind die Angaben nur Richtwerte.

Technologie	AGM	LiFePO4
Hersteller	Ective	Victron	Ective	Liontron	Victron	Super B
Modell	DC 230S	AGM Deep Cycle 12-220	LC 100 BT	LC 100 LT	Smart 12 100 LX	Smart 12 100 LX Arctic	LFP-Smart 12,8/100	Epsilon 12V100Ah
Kapazität	230 Ah	220 Ah	100 Ah	100 Ah	100 Ah	100 Ah	100 Ah	100 Ah
Preis	400€	580€	875€	920€	1.000€	1.100€	1.200€	1.800€
C-Rating (25 °C)	C100 (C10 190 Ah)	C20	C2	C10	C1	C1
Zyklen (25 °C)	700 (50% DoD)	700 (60% DoD)	4.000 (80% DoD)	>3.000 (90% DoD)	2.500 (80% DoD)	>3.500 (100% DoD)
Anmerkung	Display mit Ladezustand integriert		Bluetooth integriert	Bluetooth integriert	Bluetooth integriert, BMS separat nötig!	Bluetooth, Heizelement und viele Kommunikations-schnittstellen integriert
				Heizelement zum Laden bis -30 °C		Heizelement zum Laden bis -30 °C

DoD = Depth of Discharge, dt. Entladetiefe; 80% DoD bedeutet, dass 20% an Kapazität verbleiben

Ein großer oder zwei kleine Akkus?

Bild akkus 2x150ah parallel

Wenn die Eckpunkte zur Akku-Auswahl feststehen (Technologie (Blei, LiFePO4), Kapazität, Spannung (12, 24V), Lade- und Entladeströme, C-Rating, eingebaute Heizung, …), ist die Frage, ob lieber ein großer oder mehrere kleine Akkus gekauft werden. Bis etwa 300Ah bei 12V bzw. 150Ah bei 24V gibt es fertige Lösungen, darüber hinaus kommt man um ein Zusammenschalten von mehreren Akkus nicht herum.

Vergleichen wir folgenden Aufbau: 300Ah/12V von Liontron als Fertiglösung sowie als Parallelschaltung von dreimal 100Ah und zweimal 150Ah:

	3x 100Ah	2x 150Ah	1x 300Ah
Preis	2.970€	3.000€	2.990€
Gewicht	15kg x 3 = 45kg	21kg x 2 = 42kg	35kg
Platzbedarf/Volumen	34,5x52x20cm = 35,9dm³	35,5x34x26cm = 31,4dm³	35x35x19cm = 23,3dm³
Empf. Ladestrom	50A x 3 = 150A	75A x 2 = 150A	150A
Max. Ladestrom	150A x 3 = 450A	150A x 2 = 300A	200A
Entladestrom	150A x 3 = 450A	150A x 2 = 300A	200A

Preislich sind alle drei Optionen identisch, aber der große Akku spart viel Gewicht und Platz, während drei kleine die höchsten Ströme vertragen; der 300Ah-Akku kann dadurch maximal einen 2.000-Watt-Wechselrichter betreiben.

Das Zusammenschalten mehrerer Akkus erfordert allerdings ein wenig zusätzlichen Aufwand und kostet ein paar Euro mehr: alle müssen separat gegen Verrutschen gesichert und mit dicken Kabeln untereinander verbunden werden und brauchen jeweils eine eigene Sicherung. Zudem sollten alle Akkus gleich alt sein, denn der schwächste Akku ist maßgeblich und bremst die anderen im Zweifel aus, weshalb eine nachträgliche Erweiterung möglich, aber nicht ideal ist.

Persönliche Meinung: Wenn keine Entladeströme jenseits von 150A benötigt werden, ist ein großer Akku besser als mehrere kleine. Man spart Gewicht, Größe, Installationsaufwand, vereinfacht die Handhabung und reduziert Fehlerquellen. Spielt Redundanz eine Rolle, sind Mehr-Akku-Systeme zwingend notwendig.

Wohin mit den Akkus?

Der beste Ort für die Akkus (und damit meist die gesamte Elektroinstallation) ist:

• Auf dem Boden und nicht erhöht, da Akkus ganz schön schwer sind (Schwerpunkt des Fahrzeugs möglichst weit unten halten; Ladungssicherung).
  • Hierbei die gleichmäßige Gewichtsverteilung vorne/hinten und rechts/links beachten
• Weit vorne, falls ein B2B-Ladegerät verbaut werden soll, damit die Kabel möglichst kurz sind.
• An einem Ort mit etwa 20 °C (nicht direkt neben Hitzequellen wie der Standheizung; im Winter ein wenig beheizt; im Sommer ausreichend belüftet).
• Nicht direkt neben Wasserinstallationen (bloße Schläuche sind unproblematisch).
• Gut erreichbar in Notfällen und zu Wartungszwecken.

Aus diesen Anforderungen ergeben sich meist drei mögliche Orte:

• Unter dem Fahrer-/Beifahrersitz (Erreichbarkeit und ausreichende Temperatur im Winter ggf. fraglich),
• in einer Truhe unter der Sitzecke oder
• in der Garage (ziemlich lange Kabel für B2B nötig).

Umso kompakter das gesamte elektrische Setup ausfällt, desto flexibler ist man bei der Platzwahl – bei vier großen Akkus, zig Ladegeräten, Wechselrichter und einigem Schnickschnack bleibt oft nur die Garage.

Ladezustand bestimmen

Diagramm verlauf ruhespannung blei/lifepo4

Den aktuellen Ladezustand im Blick zu haben, ist vor allem im Winter/bei schlechtem Wetter wichtig. Die Möglichkeiten zur Bestimmung des Ladezustandes sind bei Blei- und LiFePO4-Akkus sehr unterschiedlich:

• Blei: Die Ruhespannung korreliert deutlich mit dem Ladezustand, daher reicht eine einfache Spannungsmessung, um den Ladezustand gut abzuschätzen. Viele Bordspannungs- und USB-Steckdosen (s. Kap. …) haben ein Voltmeter integriert und zeigen die Spannung an. Bild usb-buchse mit spannungsanzeige Das sieht nicht gerade schick aus, ist aber billig und praktisch, um ab und an einen Blick auf die Anzeige zu werfen. Wichtig: Entscheidend ist die Ruhespannung, wenn der Akku weder ge- noch entladen wird (idealerweise sogar mit fünf Minuten Abstand zur letzten Ent-/Ladung, damit sich die Zellspannungen im Akku stabilisieren und ausgleichen).
• LiFePO4: Die Ruhespannung bleibt fast den gesamten Ladezustand über bei 13,0 bis 13,3V (26,0-26,6V bei 24V-Akkus), verändert sich also kaum und ist daher nicht sehr aussagekräftig. Die meisten Akkus haben ein Batterie-Management-System (BMS) mit Bluetooth integriert, sodass jederzeit per App der Ladezustand abgerufen werden kann – das ist etwas langwieriger und fummeliger als ein Tastendruck auf einer Anzeige, dafür aber gratis und recht genau. Anzeigepanel bestimmen den Ladezustand über einen (Mess-)Shunt, der die ein- und ausgehenden Ströme misst und mit der vorgegebenen Gesamtkapazität verrechnet. Unserer Erfahrung nach ist das ziemlich genau, es kann aber auf längere Zeit zu Abweichungen kommen, wenn der Akku nicht regelmäßig vollgeladen und dadurch die Berechnung neu justiert wird. Bei schlecht balancierten Zellen innerhalb des Akkus, wenn diese unterschiedlich geladen sind, kann auch die Anzeige im BMS arg daneben liegen – am Ende bestimmt nämlich die schwächste Zelle, wann der Akku plötzlich abschaltet, egal wie es um die Restkapazität und Spannung des gesamten Akkus steht. Es ist ziemlich blöd, wenn auf einmal das Licht ausgeht, obwohl Shunt und BMS noch 15-20% anzeigen. Unterm Strich ist die Messung per Shunt genauer als die Berechnung des BMS, dafür kosten Shunts mit Bluetooth etwas über 100€, welche mit Anzeigemonitor 150-250€.

Ladegeräte

Um die Akkus wieder zu laden, braucht es ein Ladegerät – besser gleich zwei, damit man aus unterschiedlichen Quellen Strom beziehen kann. Die drei verbreitetsten Arten sind das

• Laden beim Fahren über die Lichtmaschine (genauso wie die Starter„batterie“ geladen wird),
• Solarstrom über Photovoltaik und
• über Landstrom, wenn man sich irgendwo an eine Steckdose hängt.

Etwas exotischer sind kleine Windkraftanlagen, Generatoren mit Benzin oder Gas, Brennstoffzellen, die z. B. mit Methanol laufen, oder gasbetriebene Batterieladegeräte. Hierzu nur ein paar Sätze: Windräder sehen lustig aus und können bei viel Wind (also oftmals bei schlechtem Wetter, wenn wenig Sonne scheint) ordentlich Strom liefern, gehören für mich aber eher zu größeren Weltreisefahrzeugen – haben wir in Norwegen aber schon gesehen. Generatoren sind im Allgemeinen groß, schwer, laut und man muss immer einen Kanister mit Kraftstoff dabei haben, dafür sind sie ab ein paar Hundert Euro zu haben und bieten richtig Power (2.000-3.000 W schaffen häufig schon die kleinsten). Brennstoffzellen sind recht klein, quasi lautlos, laufen mit relativ unproblematischen Kraftstoffen, die man gut als Kanister in die Garage stellen kann, sind dafür aber sehr teuer und liefern nur wenig Strom, zudem ist der Kraftstoff häufig nur über den Hersteller zu beziehen und keine Baumarkt-Ware. Gasbetriebene Ladegeräte verschlingen Unmengen an Gas (knapp 300 g/h für 20A-Ladestrom) und sind nicht allzu billig.

Laden während der Fahrt (B2B): Relais und Ladebooster

Das Laden über die Lichtmaschine, die vom Motor angetrieben wird und die gesamte Fahrzeugelektronik versorgt, nennt sich meist B2B – Battery to Battery, Ladebooster, Ladewandler oder Buck-Boost, teilweise auch DC-DC-Wandler. Im Grunde hängt man das Ladegerät an die Starterbatterie und gaukelt der Lichtmaschine einen neuen Stromverbraucher vor, der versorgt werden will, vergleichbar mit Scheinwerfern, die man einschaltet. Dementsprechend funktioniert dies nur bei laufendem Motor und erzeugt einen vernachlässigbaren Mehrverbrauch an Sprit.

Die Lichtmaschine erzeugt bei älteren Fahrzeugen (Euro4 und älter) konstant eine Spannung von ca. 14V, die man zum Laden der Akkus nutzen kann. Euro5-Fahrzeuge haben teilweise und ab Euro6 eigentlich immer eine intelligente Lichtmaschine, die sich runterregelt oder abschaltet, wenn sie nicht gebraucht wird, um Sprit zu sparen, teilweise wird auch beim Bremsen Strom erzeugt – hier sind spezielle Ladegeräte nötig, die mit diesen starken Spannungsschwankungen zurechtkommen.

Akkus direkt miteinander verbinden:

Grafik akkus direkt verbunden

Theoretisch kann man einfach ein Kabel von der Starterbatterie zum eigenen Akku legen und auf jedes Ladegerät verzichten. Sollte jedoch ein Akku leer sein, ist es der andere auch, da beide gleichsam ge- und entladen werden – das Licht geht dann vielleicht noch an, aber der Kühlschrank bleibt aus und der Motor springt nicht mehr an. Hinzu kommt, dass verschiedene Akkutechnologien, z. B. Blei-Säure- und LiFePO4-Akkus, nicht unbedingt miteinander verschaltet werden sollten. Auch sollten in solch einem Fall die Akkus möglichst identisch sein: Hersteller, Modell, Alter, Kapazität und Temperatur (!), zudem müssen sie möglichst nah beisammen sein, sonst verteilen sich die Ströme nicht gleichmäßig auf beide. Im Winter wird die Starterbatterie vorne beim Motor sehr kalt, während der Akku hinten im Wohnraum angenehm temperiert wird – dies sorgt für eine sehr ungleiche Belastung und damit zur vorzeitigen Alterung beider Akkus (der warme Akku kann viel besser Strom aufnehmen und abgeben als der kalte). Kommt es irgendwie dazu, dass ein Akku vollständig entladen wird (das sollte lieber nie passieren, aber ausschließen kann man den Fall auch nicht), springt das Auto nicht mehr an und man braucht Starthilfe.

Grafik batterien verbunden mit schalter

Um das zu verhindern, könnte man einen Schalter einbauen: Sobald der Motor läuft, betätigt man den Schalter, und wenn man den Motor ausmacht, wird die Verbindung zwischen Starterbatterie und Akku wieder getrennt; sollte die Starterbatterie defekt oder leer sein, kann man sich auch selbst Starthilfe geben. Da solche „händischen“ Lösungen sehr fehleranfällig sind, gibt es auch automatisierte Lösungen mit einem Relais.

TL;DR – Eine direkte Verkabelung mit oder ohne Schalter ist nicht sonderlich ratsam.

Trennrelais

Grafik batterien verbunden mit relais

Batterietrennrelais messen die Spannung der Starterbatterie und lassen erst dann Strom zum Wohnraum-Akku durch, wenn diese Spannung ausreichend hoch ist, also wenn die Starterbatterie ausreichend voll ist bzw. die Lichtmaschine genügend Reserven hat, um beide zu laden. Geht der Motor aus oder die Lichtmaschine wird überfordert, trennt das Relais den Stromkreis wieder. Damit das möglichst gut funktioniert, sollte es ein vollautomatisches Relais sein, häufig auch mit VSR (Voltage Sentitive Relay) oder BSR (Battery Sensitive Relay) bezeichnet. Häufig kann über einen Knopf das Relais unabhängig von der Spannung betätigt werden, um sich selbst Starthilfe zu geben, wenn die Starterbatterie leer oder zu schwach ist, der Akku aber noch ausreichend geladen ist (denkbares Szenario im Winter, wenn die Starterbatterie bei -10 °C nicht genügend Strom liefert).

Vorsicht: Ist das ganze Fahrzeug kalt und der ebenfalls eiskalte LiFePO4-Akku wird zugeschaltet, kann ihn das nachhaltig beschädigen. LiFePO4 immer nur über 0 °C laden oder entladen! Ein Relais besitzt keine Temperaturmessung und zerstört im Winter schlimmstenfalls euren sündhaft teuren Akku, wenn dessen BMS nicht eingreift.

Skizze verkabelung relais und diagramm spannungsverlauf

Relais ermöglichen theoretisch problemlos Ladeströme von über 100A, das muss aber auch die Lichtmaschine hergeben und die gesamte Verkabelung. Da das Relais den Strom nur durchleitet, spielt hier der Spannungsabfall eine große Rolle: Die Lichtmaschine erzeugt eine Spannung von idealerweise 14V, davon müssen mindestens 13,5V am Akku ankommen, sonst kann er nicht richtig vollgeladen werden (bei LiFePO4 sind sogar ab und zu 14,5V sinnvoll zum Ausbalancieren der Zellen). Spannung geht überall verloren: Sicherungen, Kabel, Schraubverbindungen und durch das Relais selbst. Da ist bei langen, dünnen Kabeln ein Spannungsabfall von 1V schnell erreicht, mit der Folge, dass Akkus ab einem gewissen Ladungszustand nur langsam oder gar nicht mehr geladen werden.

[Jeder Aufbau ist anders, daher ist unser Spannungsabfall nicht verallgemeinerbar, sondern nur ein Beispiel: Ducato 250, 140A-Lichtmaschine (14 Jahre alt), 4m Kabel mit 16 mm² zu den Akkus. Leerlaufspannung Lichtmaschine: 14,25V.

• 30A Last: Lichtmaschine 13,9V, Aufbauakku: 13,5V, Spannungsabfall: 0,4V.
• 60A Last: Lichtmaschine 13,75V, Aufbauakku: 13,1V, Spannungsabfall: 0,65V.

13,1V reichen für eine Vollladung von AGM-Akkus (am Ende etwas langsamer), LiFePO4 wird zügig halbvoll geladen, danach nur noch langsam, eine echte Vollladung zum Ausbalancieren der Zellen ist nicht möglich. Hier ist eine stärkere Lichtmaschine, ein Ladebooster oder eine zweite Stromquelle (Photovoltaik, Landstrom) sinnvoll. Ziehen Scheinwerfer, Radio und Lüftung auch noch Strom (schnell 30+ Ampere), brechen alle Spannungen weiter ein.]

Der Stromfluss wird durch das Relais nur ermöglicht, nicht aber wie beim Ladebooster erzwungen, weshalb jeder „Flaschenhals“ in der Installation vermieden werden sollte. Zudem ist diese Methode zu laden wie mit dem Holzhammer und nicht gerade schonend für den Akku: Schließt das Relais den Stromkreis, wird mit einem Schlag geladen, und öffnet es wieder, ist der Strom sofort weg. Diese krassen Veränderungen bei Spannung und Strom gleicht ein Ladebooster aus und lädt zusätzlich nach definierten Kennlinien und mit Temperaturüberwachung.

Relais bei Euro6:

Bei modernen Fahrzeugen (im Allgemeinen ab Euro6) mit intelligenter Lichtmaschine funktionieren Trennrelais häufig nicht mehr richtig: Sobald die Starterbatterie voll ist, wird die Lichtmaschine abgeschaltet oder heruntergeregelt und an der Starterbatterie liegen nur noch höchstens 13V an (statt 14V und mehr, wenn die Lichtmaschine läuft). Nach Abzug aller Spannungsabfälle bleibt nicht mehr genügend Spannung zum Laden des Akkus übrig und dieser wird dümmstenfalls nur für eine halbe Stunde oder sogar kürzer geladen (denn dann ist die Starterbatterie wieder voll). Es gibt spezielle Euro6-Trennrelais, die statt die Spannung zu messen über einen Rüttelsensor die Vibrationen des laufenden Motors erkennen und dann den Stromkreis schließen; das kann zuverlässiger sein als eine reine Spannungsmessung. Da das Laden auf diesem Wege nicht immer einwandfrei funktioniert, sind hier Ladebooster empfehlenswert.

Größe des Relais:

Ein Trennrelais kann nicht zu groß sein, nur zu klein: Ein zu groß dimensioniertes Relais kommt mit allen Strömen klar, kostet aber unnötig viel Geld, ein zu kleines Relais brennt im Zweifel durch (bzw. die davorgeschaltete Sicherung). Typisch sind Relais mit etwa 70, 130 und über 200A. Ältere Fahrzeuge (10+ Jahre) haben tendenziell kleinere Lichtmaschinen und auch mit zunehmendem Alter verlieren sie an Leistung, hier reichen 70A meist aus. Mit 130A ist man im Allgemeinen gut aufgestellt, bei 200A und mehr kann nichts schiefgehen (sollte die Lichtmaschine wirklich so viel Strom bereitstellen können, ist in erster Linie die Frage, ob die Akkus das vertragen als Ladestrom). Eine Faustformel besagt, das Ladegerät (egal ob Relais oder Booster) sollte höchstens etwa 50% der Lichtmaschinenleistung haben – es kann daher nicht schaden, das Fahrzeug vorne ein wenig aufzubocken, darunterzukriechen und nach der Lichtmaschine zu suchen, die hoffentlich noch ein lesbares Etikett besitzt (oder man fragt beim nächsten Werkstattbesuch).

Bild lima mit etikett

Wie groß ist der Ladestrom tatsächlich?

Der tatsächlich über ein Relais fließende Strom hängt von mehreren Faktoren ab und lässt sich nicht vorher abschätzen:

• Wie viel Strom kann die Lichtmaschine abzüglich aller anderen Verbraucher tatsächlich liefern, ohne dass die Spannung zu sehr einbricht? Das hängt u. a. vom Alter der Lichtmaschine und der Motordrehzahl ab.
• Wie lang und dick sind die Kabel von der Starterbatterie zum Relais und weiter zum Akku im Wohnraum? Umso länger und dünner die Kabel sind, desto größer ist der elektrische Widerstand, wodurch die Spannung sinkt (und hier zählt vor allem die Spannung, die an eurem Akku noch ankommt).
• Was für ein Akku soll geladen werden bzw. wie hoch ist der Innenwiderstand? Blei-Akkus haben generell einen deutlich höheren Innenwiderstand als LiFePO4.
• Wie voll ist der Akku? Umso leerer, desto einfacher lässt er sich laden (gilt vor allem für Blei-Akkus), weswegen es durchaus normal ist, dass anfangs ein großer Strom über das Relais fließt, der mit steigender Ladung deutlich abnimmt.

Während ein Ladebooster einen gewissen Ladestrom erzwingt, fließen über ein Relais im Zweifel nur ein paar Ampere oder gar nichts – eine Vollladung kann daher nicht garantiert werden.

TL;DR – Vollautomatische Batterietrennrelais sind günstig und für Blei-Akkus okay (keine Ladekennlinien), für LiFePO4-Akkus jedoch nicht ideal (keine Temperaturüberwachung!). Sie liefern keinen garantierten Ladestrom, im Zweifel kann dieser nur einige Ampere betragen. Mit 130A ist ein Relais eigentlich immer ausreichend groß dimensioniert. Eine ordentliche Verkabelung ist zwingend notwendig, bei Fahrzeugen mit intelligenter Lichtmaschine (meist ab Euro6) sind generell Ladebooster besser.

Ladebooster/-wandler

Grafik akkus mit booster (und temp.fühler)

Ladebooster, Ladewandler, DCDC-Wandler oder wie auch immer genannt, nehmen die oftmals zu niedrige Spannung der Lichtmaschine und „boosten“ diese auf ca. 14,5V. Spannung und Stromstärke werden langsam erhöht und wieder reduziert, je nachdem welches Ladeprogramm eingestellt ist, wie heiß oder kalt Ladegerät und Akku sind, wie sich die Spannung auf beiden Seiten (eingangsseitig der Lichtmaschine und ausgangsseitig des Akkus) entwickelt usw. Da hierfür einiges mehr an Elektronik vonnöten ist, kosten Ladebooster ein Vielfaches von simplen Relais und insbesondere jenseits von 60A werden sie groß und teuer. Im Gegensatz zum Relais entsprechen die 60A allerdings dem tatsächlichen Ladestrom, wenn nicht gerade der Akku überhitzt oder dergleichen.

Skizze verkabelung booster und diagramm spannungsverlauf

Der Ladebooster sitzt in der Nähe des Akkus und kann somit den Spannungsabfall von der Lichtmaschine bis kurz vor dem Akku messen und die Spannung entsprechend hochtransformieren. Zudem kann der Ladebooster je nach Akku spezielle Programme verwenden: Blei- und LiFePO4-Akkus sollten grundsätzlich unterschiedlich geladen werden (die chemischen Vorgänge sind andere, daher sollten Spannung und Stromstärke entsprechend angepasst sein), ziemlich leere und fast volle Akkus brauchen ein anderes Ladeverhalten, bei unter 0 °C und über 50-60 °C können Akkus schnell beim Laden geschädigt werden und insbesondere tiefentladene Blei-Akkus brauchen zum „Wiederbeleben“ ein gesondertes Ladeprogramm, sonst sind sie schlimmstenfalls anschließend Schrott. Wie genau sich solche Ladeprogramme einstellen lassen, hängt vom Hersteller und Modell ab, vernünftige Programme für mehrere Blei-Akku-Typen (vor allem Gel und AGM) und LiFePO4 bietet jedoch jedes moderne Gerät. Hinzu kommen meist eine Handvoll Sicherheitsfeatures gegen Überhitzung, Überstrom, Verpolung etc. – diese sind jedoch nur als letzte Rettung gedacht, der Aufbau drumherum muss trotzdem fachmännisch sein. Und leider habe ich schon Geräte gesehen, die aufgrund eines Herstellungsdefektes beinahe in Flammen aufgegangen sind.

Größe des Ladeboosters:

Die Größe der Ladegeräte richtet sich generell nach zwei Faktoren: Wie viel Strom brauche ich (bzw. wie schnell sollen meine Akkus geladen werden) und wie viel Strom vertragen meine Akkus?

• Die Faustformel lautet: Alle Ladegeräte zusammen sollten maximal einen Ladestrom in Höhe von
  • 20% der Kapazität eines Gel-Akkus,
  • 30% bei AGM-Akkus und
  • 90% eines LiFePO4-Akkus haben. Insbesondere bei allen Lithium-Akkus gilt jedoch das Datenblatt des Herstellers!

Das bedeutet, ein 200Ah-AGM-Akku kann mit einem 30A-Ladebooster und einem 30A-Solarladeregler gleichzeitig geladen werden – ein 75Ah-LiFePO4-Akku kommt damit ebenfalls gut klar.

Aktiv oder passiv gekühlt?

Bei Elektronik gilt grundsätzlich, umso mehr Krimskrams verbaut ist, desto mehr kann auch kaputt gehen – und im Fahrzeug mit all seinen Vibrationen und Erschütterungen gilt das erst recht. Die meisten Ladebooster sind klein und leicht, müssen aber von einem Lüfter gekühlt werden, andere sind groß und schwer, besitzen dafür aber große Aluminiumkühlrippen, sodass der Lüfter entfällt. Beide Bauformen haben ihre Daseinsberechtigung und ihre Vor- und Nachteile (ein passiv gekühltes Gerät braucht bspw. ausreichend Platz in alle Richtungen für den Luftaustausch, aktiv gekühlte Modelle sind da anspruchsloser), auch können alle Geräte innerhalb der Garantie einen Defekt haben oder laufen 20 Jahre ohne Probleme. Victron hat mit seinen passiv gekühlten Geräten einen tadellosen Ruf, Votronic ist mit aktiver Kühlung seit Jahrzehnten am Markt etabliert – das ist gewissermaßen eine Glaubensfrage.

Zusatzfunktionen:

Manche Ladegeräte bieten (teilweise gegen Aufpreis) zusätzliche Features an:

• Bluetooth und App-Steuerung: Im Allgemeinen nicht mehr als ein Gimmick, nur Victron bietet hier eine hervorragende App mit ein paar Einstellungsmöglichkeiten an, auf die man aber verzichten kann.
• Laden der Starterbatterie: Manche Geräte können „rückwärts“ die Starterbatterie mit ein bisschen Strom versorgen, damit sie sich nicht entlädt, sofern die Akkus im Aufbau voll sind. Spielt vor allem im Sommer eine Rolle, wenn ausreichend Strom über Photovoltaik kommt und man eine Woche irgendwo steht. Zum Überwintern sollten LiFePO4-Akkus nicht über 80% geladen werden, sodass dieses Feature nicht greift und man hängt lieber ein Ladegerät direkt an die Starterbatterie.
• Separater Lastausgang: Manche Ladegeräte kommen nicht so gut damit klar, wenn gleichzeitig ein großer Verbraucher läuft (meist Klimaanlage oder 230V-Gerät mit Wechselrichter), der Spannungsschwankungen erzeugt. Hierfür gibt es dann einen Anschluss am Ladegerät und der elektrische Aufbau verändert sich ein wenig. In den meisten Fällen unnötig, da stromhungrige Verbraucher nur benutzt werden, wenn man nicht mehr fährt.

Galvanische Isolierung:

Bei drei Anschlüssen (zweimal Plus, einmal Minus) handelt es sich um unisolierte Geräte, die etwas billiger sind; vier Anschlüsse (zweimal Plus, zweimal Minus) haben isolierte Ein- und Ausgänge. Isolierte Geräte bieten mehr Sicherheit, da Starterbatterie/Lichtmaschine/Bordelektronik und Akku sauber voneinander getrennt sind und sich nicht irgendwie gegenseitig beeinflussen können, dafür ist eine zusätzliche Minus-Verbindung nötig. Unisolierte Geräte brauchen nur eine dicke Minus-Verbindung zur Karosserie, die sich beide Stromkreise teilen (Starterbatterie und Akku). Ein isolierter Aufbau ist grundsätzlich besser, da er störunanfälliger ist – notwendig ist er jedoch nicht. Der Wechsel von isolierten auf unisolierte Ladegeräte funktioniert, andersherum sind Umbauten notwendig. Bei modernen Euro6-Fahrzeugen mit sehr empfindlicher Elektronik ist ein galvanisch isolierter Aufbau ratsam, es gibt jedoch vorrangig unisolierte Geräte auf dem Markt.

TL;DR – Ladebooster sind der sichere Weg, einen definierten Ladestrom zu bekommen, kosten jedoch einiges mehr als ein Relais.

Ladegeräte im Überblick:

Ladegerät	Relais	Ladebooster
Hersteller	Victron	Noname	Votronic	Victron	Ective
Modell	Cyrix-ct	Cyrix-Li-ct	VSR, BSR	VCC 1212-30	VCC 1212-70	Orion-Tr Smart 12/12-30	BB 30	BB 60
Ladestrom	120A	120A	140A	30 A	70 A	30 A	30 A	60 A
Preis	50€	80€	40€	200€	425€	245€	180€	275€
Anmerkung	Intelligentes Relais, überwacht Spannungsverlauf und reagiert darauf		Erhaltungsladung der Starterbatterie, wenn Akku voll; isolierte Version verfügbar ohne Erhaltungsladung	Mit Bluetooth und hervorragender App; passiv gekühlt; isolierte Version verfügbar, nur interner Temp.sensor	Bluetooth-Dongle optional für 40€, Erhaltungsladung der Starterbatterie möglich, wenn Akku voll
	Ideal für Blei-Akkus	Optimiert für LiFePO4		Sehr klein und leicht		Wichtig: der „nicht smarte“ Orion-Tr ist kein Ladebooster, sondern nur ein DC-DC-Wandler für stabilisierten 12V-Strom

Namensgebung erklärt:

• 1212, 24/12, 24/24: Eingangs- und Ausgangsspannung der Geräte, die Eingangsspannung entspricht der Lichtmaschine (Pkw/Transporter 12V, Lkw 24V), die Ausgangsspannung dem Akku – Standard ist 12/12 bei Transportern; sind Lichtmaschinen- und Akku-Spannung unterschiedlich, ist immer ein Ladebooster zu nehmen und kein Relais

Ladebooster-Zusatzinfos:

• Votronic: Es gibt isolierte und unisolierte Geräte, wobei die isolierten deutlich größer sind; für LiFePO4 gibt es teilweise separate Ladebooster. Die unisolierten verfügen über eine Erhaltungsladung, die die Starterbatterie lädt, wenn der Akku voll ist (z. B. beim Überwintern des Fahrzeugs, wenn der Aufbauakku an einem Ladegerät hängt). Bluetooth ist nur indirekt möglich und teuer (Anzeigepanel mit Mess-Shunt ab 170€ und Bluetooth Connector 140€). Ein externer Temperatursensor zur genaueren Messung der Akkutemperatur liegt bei.
• Victron: Für 12 und 24V, isoliert und nicht isoliert bis maximal 30A/12V bzw. 17A/24V gibt es verschiedene Geräte, alle mit Bluetooth und passiv gekühlt, ohne Erhaltungsladung der Starterbatterie. Für mehr Ladeleistung müssen mehrere Geräte parallel betrieben werden.
• Ective: Nur unisolierte Geräte verfügbar, Design mit Schwächen (Anschlüsse fummelig und Schrauben/Kleinteile können ins Gehäuse fallen, nerviges Gepiepse bei vollem Akku).

Empfehlung und unsere Erfahrung: 30A-Ladebooster reichen in den allermeisten Fällen aus und werden von allen Akkus ab 120 Ah vertragen, bei 60/70A wird ggf. die Lichtmaschine überlastet und AGM-Akkus sollten mindestens 200 Ah an Kapazität haben, um mit solchen Ladeströmen zurecht zu kommen (vorausgesetzt, es kommt nicht noch Photovoltaik hinzu!). Die Geräte von Victron sind durchweg alle topp (aber groß und schwer), der VCC 1212-30 von Votronic ist ein wahnsinnig verbreitetes und etabliertes Gerät, bei uns aber leider durchgebrannt nach einem Jahr (Reparatur auf Garantie dauerte mehrere Monate). Ective wächst gerade mit einem enormen Tempo, die Geräte besitzen aber noch ein paar Kinderkrankheiten, sind jedoch empfehlenswert. Hat man ein paar Euro mehr zur Verfügung und ärgert sich nicht über 1kg Mehrgewicht und ein klobiges Gerät, sollte man Victron wählen, Ective ist für Sparfüchse und Votronic die goldene Mitte. Ebenfalls einen Blick wert ist Renogy.

Starthilfe und Relais/Ladebooster

Wenn man Starthilfe gibt, soll möglichst viel Strom an das andere Fahrzeug abgegeben werden, um dessen Starterbatterie ein wenig zu laden bzw. den Anlasser mit Strom zu versorgen. Erhält man Starthilfe, soll dementsprechend der ganze Strom des anderen Fahrzeugs bei der eigenen Starterbatterie/dem eigenen Anlasser ankommen. Ein Relais bzw. Ladebooster, das/der Strom abzweigt, um den Akku im Aufbau zu laden, ist in diesem Moment kontraproduktiv – daher sollte man beim Geben oder Erhalten von Starthilfe daran denken, das Ladegerät abzuschalten, sofern das möglich ist, oder komplett abtrennen (ein Kabel abschrauben oder eine Sicherung ziehen).

Hat man Starthilfe gebraucht, liegt oft ein Problem mit der Starterbatterie oder der Lichtmaschine vor, weswegen ein Ladegerät, das beide zusätzlich belastet, erst einmal ausgeschaltet bleiben sollte, bis die Starterbatterie vollständig geladen und das Problem identifiziert und ggf. behoben ist.

Photovoltaik: Solarladeregler

Solarstrom von einer Photovoltaikanlage kann bestenfalls den gesamten Strombedarf bedecken, ist robust und langlebig und liefert den Strom gratis. Der Nachteil liegt in der schlechten Planbarkeit des Ertrages: bei Regen und Gewitterstimmung mit sehr dunklen Wolken, im Schatten, bei tiefstehender Sonne im Winter bzw. sehr weit oben im Norden und natürlich nachts liegt der Ertrag bei quasi null. Daher ist Photovoltaik bestens geeignet, um als sekundäre Energiequelle zu dienen, während der primäre, fest planbare Strom von einem Ladebooster oder auf dem Campingplatz von einem 230V-Ladegerät kommen sollte. Man kann natürlich Unmengen an Solarpanel aufs Dach kleben, sodass diese im Winter hoffentlich noch einen akzeptablen Ertrag liefern, während dies im Sommer absoluter Overkill ist, der unnötig Geld und Gewicht kostet – und im Zweifel Dachfläche verbraucht, die man lieber für ein zusätzliches Fenster oder einen Lüfter/eine Klimaanlage nutzen möchte.

Das Thema Photovoltaik kann man arg zerdenken mit all den verschiedenen Panel, die es auf dem Markt gibt, womit auch die Kosten ganz schön explodieren können, um ein paar Prozent mehr Leistung zu erhalten, die im Schatten/Winter/bei schlechtem Wetter auch nichts nützen.

Mono- oder polykristallin?

Kurz und knapp: Monokristalline Panel kosten minimal mehr als polykristalline, liefern aber deutlich mehr Strom. Daher würde ich immer zu monokristallinen greifen.

Größe der Panel:

Die Leistung eines Panels wird in Wp angegeben, das steht für Watt Peak, also die Spitzenleistung in Watt. Ermittelt wird diese im Labor unter ganz bestimmten Bedingungen – natürlich liefert ein Panel mit 100 Wp nicht von Sonnenauf- bis Sonnenuntergang konstant 100 W, es erreicht aber auch schon mal 105-110 W. Angegeben in Wp gibt es Panel von einigen Watt bis zu mehreren 100 Watt, dementsprechend können diese riesig groß werden. Umso größer ein Panel, desto anfälliger wird es für Beschädigungen, z. B. durch feine Risse und Brüche, wenn sich die Karosserie auf unebenem Untergrund verwindet oder durch starke Temperaturunterschiede ausdehnt und zusammenzieht, wodurch sich die Panel ebenfalls bewegen. Ideal sind daher eher kleine Panel mit 100-150 Wp pro Stück. Zwar mag ein großes 300Wp-Panel reizvoll klingen, in der Praxis sind zweimal 150 Wp oder dreimal 100 Wp aber langlebiger.

Ebenfalls wichtig ist die tatsächliche Größe der Panel: Gewisse Maße haben sich für Photovoltaikanlagen auf Hausdächern etabliert, aber auch diese ändern sich von Zeit zu Zeit und jeder Hersteller bietet im Zweifel sein eigenes Maß an. Während manche Panel sehr länglich sind, haben andere eher eine quadratische Form – und beim einen Modell ist die Fläche (also Länge mal Breite) deutlich größer als beim anderen, obwohl beide gleich viel Wp haben. Die Größe wird auch wichtig, wenn die Fläche auf dem Dach geplant wird, denn Dachausschnitte für Fenster können nicht beliebig positioniert werden, während sich die Panel quasi überall montieren lassen. Ein paar starre Panel im Vergleich:

Anbieter	tigerexped	Amumot	preVent
Modell	black tiger EVO	black tiger sf	KVM5 Rahmen	KVM6Q Rahmen	KVM5 Superflach	PV-100-MBB	PV-100-MBB-S
Leistung	150 Wp	110 Wp	110 Wp	200 Wp	120 Wp	100 Wp	100 Wp
Maße	132×55 cm	108×54 cm	120×54 cm	102×100 cm	135×53 cm	84×67 cm	103×51 cm
Fläche	0,73 m²	0,58 m²	0,65 m²	1,02 m²	0,72 m²	0,56 m²	0,53 m²
Leistungs-dichte	206 Wp/m²	190 Wp/m²	169 Wp/m²	196 Wp/m²	167 Wp/m²	179 Wp/m²	189 Wp/m²
Preis pro 100 Wp	217€	272€	208€	245€	291€	115€	115 €
Gewicht	?	3,5 kg	7,5 kg	11,7 kg	6,7 kg	7,0 kg	7,0 kg
Anmerkung	Für 12 und 24V geeignet, 3 Bypass-Dioden	leicht biegsam für gewölbte Dächer, sehr leicht	Ohne Anschlusskabel	Quadratische Form	Flaches Modul ohne Rahmen, langes Anschlusskabel (2,5m)	Für 12 und 24V geeignet

Flexible und starre Panel, mit oder ohne Rahmen:

Das klassische Panel hat einen etwa 3-4cm hohen Aluminiumrahmen und eine Deckschicht aus Glas, wodurch es ziemlich robust ist gegen tiefhängende Äste, Hagel und dergleichen, man darf aber natürlich nicht drauftreten. Flache Panel ohne den dicken Rahmen gibt es auch, sie müssen direkt auf das Dach geklebt werden und besitzen ebenfalls eine robuste Glasoberfläche. Flexible Panel sind biegsam und können theoretisch sogar begangen werden, sofern sie auf einem glatten Untergrund aufgeklebt sind – Transporter und Vans haben jedoch für gewöhnlich Rillen auf dem Dach, sodass diese Voraussetzung nicht gegeben ist.

• Aluminiumrahmen: Er bringt Stabilität, ermöglicht ein wenig Hinterlüftung, eröffnet viele Möglichkeiten zur Montage ohne die Panel direkt aufs Dach zu kleben, geht jedoch ordentlich ins Gewicht (mehrere Kilogramm extra pro Panel) und erhöht die Aufbauhöhe (Windgeräusche, Luftwiderstand, zum Teil gut von außen sichtbar).
• Flache Panel/rahmenlos: Recht robust gegen Umwelteinflüsse durch die Glasdeckschicht und deutlich leichter, müssen dafür aber verklebt werden und kosten mehr – bei entsprechender Verklebung sind sie zum Teil begehbar (sofern das Dach absolut glatt ist).
• Flexible/biegsame Panel: Noch leichter als rahmenlose Panel, können begangen werden (bei vollflächiger Verklebung auf einem glatten Dach), müssen verklebt werden, deutlich teurer und anfälliger für Beschädigungen wie Kratzer.

Eigene Meinung: Flexible Panel sind bei einer festen Montage auf dem Dach die falsche Wahl, in einem Solarkoffer können sie ihre Vorzüge eher ausspielen. Rahmenlose Panel sind flach und leicht, kosten aber deutlich mehr als klassische mit Rahmen – hier muss man in erster Linie zwischen Gewicht und Kosten abwägen. Muss man ein geklebtes Panel vom Dach entfernen, wird es diese Aktion ggf. nicht überleben und man hat einiges an Kleberresten, die man vom Dach kratzen darf. Panel mit Rahmen brauchen eine zusätzliche Halterung, dafür sind sie mit dieser nur verschraubt, können bei einem Defekt also mit einer Handvoll Schrauben getauscht werden – und die geklebte Halterung ist leichter zu entfernen als ein flächig verklebtes Panel (man denke auch an die Lackschäden, die solch eine Aktion unweigerlich mit sich bringt).

Temperatur (Hinterlüftung, Rahmenfarbe):

Solarpanel mögen es am liebsten kalt, werden in der prallen Sonne aber schnell heiß, wodurch ihre Leistung abnimmt. Spitzenwerte erreicht man daher meist am Morgen, wenn es noch kühl ist, oder nach einem Regenschauer, der die Panel abkühlt. Ein Spalt zwischen Dach und Panel erlaubt eine Hinterlüftung, sodass ein Teil der Hitze, die sich unterm Panel staut, abtransportiert werden kann, sofern Wind geht(!). Panel mit Rahmen und Halterung haben immer einen kleinen Spalt zum Dach hin, rahmenlose Panel werden teilweise mit Abstandshaltern verklebt, die es um einige Millimeter anheben, was jedoch der Stabilität und gleichmäßigen Wärmeverteilung schadet. Insgesamt spielt die Hinterlüftung eine vernachlässigbare Rolle, da das Panel vor allem an der Oberseite heiß wird, eine geringe Luftzirkulation an der Unterseite ist da nicht maßgeblich. Genauso die Farbe des Rahmens: Schwarz sieht schick aus und ist unauffällig, erwärmt sich jedoch um einen Hauch stärker als silber oder weiß.

Ertrag:

1 – Solar resource map © 2021 Solargis. https://solargis.com (CC BY-SA 4.0 – https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)

Wie viel Watt Spitzenleistung und insgesamt über den Tag ein Panel liefert, hängt von vielen Faktoren ab:

• Temperatur
• Intensität der Sonnenstrahlen (hängt von der Höhe über dem Meeresspiegel, der Bewölkung/dem Wetter, der Nähe zum Äquator usw. ab)
• Einfallswinkel des Lichts
• Effizienz der Zellen im Panel sowie technische Features (Aufbau der Zellen, bifaziale Panel, Mikrolinsen-Oberflächenbeschichtung, …)
• Effizienz des Solarladereglers
• Sauberkeit/Verschmutzung der Paneloberfläche

Grundsätzlich ist der Ertrag

Am besten	Am schlechtesten
Bei leicht bewölktem Himmel, da das Licht diffuser und gleichmäßiger ist und sich das Panel nicht so stark erhitzt (blauer Himmel ist etwas schlechter) Bei Wind, der die Panel kühlt Hoch oben im Gebirge, da die Luft klarer ist Wenn es knackig kalt ist Umso näher man dem Äquator kommt Wenn das Panel genau rechtwinklig zur Sonne ausgerichtet ist	Im Schatten unter Bäumen (quasi kein Ertrag) Bei Regen/Gewitter/Schneefall Bei sehr tief stehender Sonne im Winter und/oder im Norden (sofern das Panel horizontal liegt) Bei Smog, Dunst, Nebel etc. Wenn das Panel dreckig ist (z. B. Vogelkot) oder etwas darauf liegt (Ast/Blatt, Schnee), wodurch Schatten entsteht

Da der tatsächliche Ertrag nicht gut abzuschätzen ist, kann man sich nur an Durchschnittswerten orientieren. Bei gutem Wetter können die Erträge im Sommer etwas besser sein (insbesondere in den Bergen durch etwas kühlere Panel), im Winter sind auch fast die doppelten Erträge möglich, da viele Regentage und bewölkter Himmel die durchschnittlichen Werte runterziehen, aber die Sonne hat auch im Winter in Mittel- und Südeuropa Power.

2 – Daten näherungsweise von https://www.solarserver.de/pv-anlage-online-berechnen/, teilweise von uns in der Praxis verifiziert

Gerade im Sommer sind phänomenale Erträge von 500+ Wh pro 100 Wp auf dem Dach möglich, dafür muss man allerdings auch in der Sonne parken, was bei 35 °C und mehr selbst direkt am Strand nicht angenehm ist. Im Schatten ist es deutlich angenehmer, der Photovoltaik-Ertrag bricht aber selbst bei spärlichem Schatten schnell um 80% und mehr ein. Dieser 5-Tages-Verlauf zeigt zwei Tage in der Sonne und drei im Schatten unter ziemlich kahlen Bäumen, wobei jeden Tag ein wenig umgeparkt wurde, um den Ertrag zu verbessern:

Busbars und Bypass-Dioden:

Normalerweise werden alle Panel auf dem Markt mit 4 oder 5 Busbars verbaut, das bedeutet, der erzeugte Strom fließt auf vier bzw. fünf Wegen durch das Panel. Umso mehr Busbars ein Panel hat, desto einfacher kann der Strom fließen und ein beschädigter Busbar kann von den übrigen aufgefangen werden – kurzum: mehr sind besser.

Bild bypass-dioden mit verschattetem panel

Bypass-Dioden sind eigentlich in jedem Panel verbaut, für gewöhnlich mindestens zwei, aber auch hier gilt: mehr sind besser. Jede Bypass-Diode erlaubt, einen Teil des Panels zu überbrücken, wenn dieser Teil keinen Strom produziert oder defekt ist. Liegt auf einem Panel ein Ast oder Blatt, erzeugen die Zellen darunter keinen Strom und die gesamte Leistung des Panels bricht ein. Bei vier Bypass-Dioden wird idealerweise das beschattete Viertel überbrückt und 75% der Leistung stehen noch zur Verfügung. Das bedeutet im Umkehrschluss: liegen auch nur kleine Objekte auf dem Panel oder es fällt Schatten darauf, bricht die Leistung merklich ein (für eine gleichmäßige Staubschicht gilt das aber nicht). Sind mehrere Panel in Reihe geschaltet, bricht schlimmstenfalls die Leistung aller ein, da immer das schwächste Panel die maßgeblich ist.

36 oder 72 Zellen:

Umso mehr Zellen auf einem Solarpanel sind, desto höher ist die Spannung. Für 12V-Akkus verwendet man Panel mit 36 Zellen, bei 24V benötigt man 72 Zellen pro Panel. Manche haben auch um die 50 Zellen und sind somit für 12 und 24V geeignet, andere haben zwei Anschlüsse auf der Rückseite je nach gewünschter Spannung.

Verschaltung mehrerer Panel, Spannung und Stromstärke:

Ein einzelnes Panel verbindet man direkt mit dem Solarladeregler, bei mehreren muss man sich Gedanken machen, ob man sie in Reihe oder parallel verschaltet – wichtig ist, dass alle Panel baugleich sind. Bei einer Reihenschaltung werden die Panel hintereinander geschaltet, wodurch sich die Spannung addiert, bei der Parallelschaltung addiert sich die Stromstärke. Eine Mischung aus Reihen- und Parallelschaltung ist ab vier Panel natürlich auch möglich.

Grafik zwei parallel / reihe, drei/vier in reihe/parallel, vier parallel+reihe

Spannung und Stromstärke werden im Datenblatt für drei Fälle angegeben: Im Leerlauf (offener Stromkreis mit maximaler Spannung, open circuit – OC), im Falle eines Kurzschlusses (maximale Stromstärke, short circuit – SC) und unter maximaler Last (maximum power – MP):

• V_OC: die Leerlaufspannung ist die höchste mögliche Spannung, wenn kein Strom fließt (eigentlich müsste dieser Punkt U_OC heißen, da U das Formelzeichen für die Spannung ist, es hat sich jedoch V_OC etabliert)
• I_SC: der Kurzschlussstrom ist der höchstmögliche Stromfluss
• V_MP: die Spannung bei maximaler Leistung
• I_MP: die Stromstärke bei maximaler Leistung

Etikett panel mit daten; unsere spitzenwerte mit diesem panel: 24,2V – 106Wp

Der Solarladeregler muss mit allem klarkommen, was die Panel liefern, im Extremfall also V_OC und I_SC, im normalen Betrieb V_MP und I_MP. Zwei Panel in Reihe liefern die doppelte V_OC-Spannung (bei obigem Etikett also 2 x 22,4V ≈ 45V), parallel geschaltet den zweifachen I_SC-Strom (2 x 5,72A ≈ 12A). Bei vier Panel, wovon jeweils zwei in Reihe und diese wiederum parallel geschaltet sind, resultiert V_OC x 2 sowie I_SC x 2 (≈45V und ≈12A). Vier Panel können aber auch komplett in Reihe (≈90V und 5,6A) oder parallel geschaltet werden (22,4V und ≈24A), je nachdem, wie man es gern hätte.

Der Solarladeregler muss die Eingangsspannung, die je nach Verschaltung extrem unterschiedlich ausfällt, auf eine Ladespannung von ca. 14V reduzieren. Der Wirkungsgrad ist umso besser, je näher die Betriebsspannung der Panel und die Ladespannung der Akkus beisammen liegen (meist V_MP = 18V und V_Akku ≈ 13V). Bei einer Parallelschaltung mit niedriger Spannung liegt allerdings die Stromstärke deutlich höher und verlangt nach dickeren Kabeln, die mehr kosten und wiegen – die Abwägung hier liegt also zwischen dem Wirkungsgrad des Solarladereglers (niedrige Spannung besser) und der Notwendigkeit dickerer Kabel (niedrige Stromstärke besser) sowie den technischen Grenzen des Geräts.

Wichtig: Mit steigender Spannung wird Gleichstrom gefährlicher, ab 120V besteht Lebensgefahr! Die Sicherheitskleinspannung von maximal 60V sollte im eigenen Interesse nicht überschritten werden.

Nachteile von gemischten Schaltungen (parallel + in Reihe):

Bei reinen Reihen- und Parallelschaltungen steigen Spannung bzw. Stromstärke stark an, dafür sind sie sehr ausfallsicher: Wird ein Panel stark abgeschattet oder ist defekt, wird es durch die Bypass-Dioden komplett überbrückt, die anderen Panel werden jedoch nicht beeinflusst. Liegt eine teilweise Abschattung oder kleiner Defekt vor, überbrückt die zuständige Diode diesen Teil und das Panel kann mit verminderter Leistung weiter Strom produzieren.

Eine gemischte Schaltung besitzt mehrere Gruppen, die vom Solarladeregler gleichermaßen bedient werden müssen, also wird die goldene Mitte gewählt. Liefert ein Panel weniger Leistung, bricht die Spannung der entsprechenden Gruppe ein. Der Laderegler kann das in seltenen Fällen ausgleichen, meistens wird aber ein Betriebspunkt gewählt, der der leistungsstärkeren Gruppe entspricht, wodurch die schwächere Gruppe komplett ausfällt, da sie eine entsprechend hohe Spannung nicht liefern kann.

Wird eine Bypass-Diode in einer gemischten Schaltung aktiv, kann sie als Sicherheitselement Schäden wie im schlimmsten Fall einen Brand durch lokale Überhitzung verhindern, die Leistung aller Panel in der Gruppe bricht jedoch stark ein (häufig 80-100% Leistungsverlust).

Die gemischte Schaltung ab vier Panel in Kürze:

• Gut: Trotz hoher Leistung von mehreren Hundert Wp bleiben Spannung und Stromstärke niedrig, das erhöht die Sicherheit, die Effizienz des Ladereglers und erlaubt dünnere Kabel
• Schlecht: Fällt ein Panel (teilweise) aus, ist mindestens ein weiteres Panel betroffen und beide geben kaum noch Ertrag

Anschlüsse/Stecker:

Solarpanel werden üblicherweise untereinander mit wasserdichten MC4-Steckern verbunden, an den Solarladeregler schließt man sie ohne Stecker an. Sind mehrere Panel geplant, sollten es welche sein, die bereits über Kabel und Stecker verfügen, damit man diese nicht noch extra anbringen muss.

Bild mc-4

Ausrichtung zur Sonne/Aufstellbare Panel:

Bild panel rechtwinklige ausrichtung zur sonne bei zwei sonnenständen

Den idealen Ertrag erreicht ein Panel, wenn es im rechten Winkel zur Sonne ausgerichtet ist, also muss es morgens sehr steil aufgestellt sein, mittags relativ flach und abends wieder steiler. Am Äquator würde das am besten funktionieren, da die Sonne genau senkrecht über einen wandert, in Finnland hingegen macht sie im Sommer einen flachen Bogen über den Himmel, im Winter kommt sie kaum über den Horizont hinaus (und nördlich des Polarkreises gibt’s im Winter gar keine Sonne mehr). In Europa bräuchten wir also am besten Panel auf dem Dach, die wir flach hinlegen, steil aufstellen und entsprechend der Sonne schwenken können – und diese Einstellung passen wir alle paar Minuten an, die steil aufgestellten Panel dürfen sich nicht gegenseitig abschatten und holprige süditalienische Autobahnen soll diese Konstruktion auch noch überleben.

Aufstellbare Panel können vor allem im Winter sowie im hohen Norden die Ausbeute enorm verbessern, dafür muss das Fahrzeug aber immer passend stehen, da die meisten beweglichen Halterungen sich nur hoch- und runterbewegen, nicht aber nach rechts und links schwenken lassen (z. B. muss die Schiebetür möglichst genau nach Süden zeigen, sonst stellt man die Panel in die falsche Richtung auf), man muss am Stellplatz immer hoch aufs Dach und die Panel aufstellen und wieder runterklappen zum Weiterfahren, die ganze Konstruktion muss ausreichend stabil sein, damit eine Windböe die Panel nicht abreißt, und dann muss auch noch die Sonne scheinen.

Kurzum: Aufstellbare Panel sind im Winter/Norden unter ganz bestimmten Umständen toll, ansonsten leider Quatsch (und aus Bequemlichkeit werden sie meist eh nicht genutzt). Hier sind Solarkoffer/faltbare Panel und B2B/Ladebooster besser.

Der Vollständigkeit halber die idealen Neigungswinkel für die Sommersonnenwende (21. Juni, höchster Sonnenstand) und Wintersonnenwende (21. Dezember, tiefster Sonnenstand), wenn die Panel nicht mit der Sonne wandern, sondern für den Tag fest eingestellt werden:

		Sommersonnenwende	Wintersonnenwende
Ort	Breitengrad	Höchster Sonnenstand	Panel-Neigung	Höchster Sonnenstand	Panel-Neigung
Trondheim (Norwegen)	63°	50°	40°	4°	86°
Berlin (Deutschland)	53°	60°	30°	14°	76°
Chania, Kreta (Griechenland)	35°	78°	12°	32°	58°

Bild haus portugal mit panel in winterausrichtung

Wie man sieht, müssen sie in Norwegen im Winter fast im rechten Winkel zum Fahrzeugdach stehen (86° Neigung), weswegen sie bei Häusern oft an der Hauswand und nicht auf dem Dach montiert werden, das wirkt auch Schnee entgegen. Auf Kreta im Sommer ist liegend super (ideal sind 12°), im Winter müssen sie hier mit 58° ganz schön steil aufgestellt werden.

Solarladeregler

Der Solarladeregler hat vor allem zwei Aufgaben:

• die Akkus möglichst mit Ladekennlinie und Temperaturüberwachung laden und
• aus den Panel den maximalen Strom rausholen.

Den besten Ertrag liefern die Panel nicht bei einer festen Spannung und Stromstärke, sondern abhängig von den Bedingungen mal bei einer niedrigeren Spannung mit mehr Stromfluss und dann wieder bei einer höheren Spannung mit niedrigerer Stromstärke. Um diesen idealen Punkt zu ermitteln, gibt es das PWM- (Pulsweitenmodulation) und MPPT-Verfahren (Maximum Power Point Tracking). Letzteres ist deutlich effizienter und daher immer zu bevorzugen, alle bekannten Hersteller bieten ausschließlich MPPT-Geräte (manchmal auch nur „MPP“ genannt). Dabei wird mehrmals pro Sekunde der ideale Betriebspunkt (Maximum Power Point) gesucht.

Jeder Hersteller gibt an, wie hoch die maximale Leerlaufspannung und Kurzschlussstromstärke sowie die Leistung in Wp sein dürfen. Keiner dieser Werte darf überschritten werden und 10% Reserve sollten auch mindestens bleiben, für kalte Regionen empfehlen manche sogar bis 20%.

Als Beispiel nehmen wir das 100-Wp-Durchschnittspanel mit obigem Label in Verbindung mit mehreren Geräten und schauen uns an, was technisch passt. Insbesondere bei Panel mit höherer Leerlaufspannung ändert sich dies gravierend oder wenn größere Panel bis 200Wp verwendet werden. Die Geräte sind mit maximaler Eingangsspannung/Eingangsstrom/Wp-Leistung (12V) beschrieben, bei 24V-Akkus verdoppelt sich die erlaubte Wp-Leistung bei Victron und Ective, nicht jedoch bei Votronic.

	Victron	Votronic	Ective
VOC/ISC/Wp	75/10/145	75/15/220	100/20/290	100/30/440	50/10/165	50/21/350	50/20/480
Ein Panel: 22,4V –  5,7A – 100Wp
	🗸	🗸	🗸	🗸	🗸	🗸	🗸
Zwei Panel in Reihe: 45V – 5,7A – 200Wp
		🗸	🗸	🗸		🗸1	🗸1
Zwei Panel parallel: 22,4V – 11,4A – 200Wp
		🗸	🗸	🗸		🗸	🗸
Drei Panel in Reihe: 67V – 5,7A – 300Wp2
				🗸
Drei Panel parallel: 22,4V – 17A – 300Wp
				🗸		🗸	🗸
Vier Panel, je zwei in Reihe und das parallel: 45V – 11,4A – 400Wp
				🗸			🗸1

¹ 45V Leerlaufspannung sind für 50V-Geräte laut Datenblatt in Ordnung, die Hersteller raten aber zu niedrigeren Spannungen

² 67V übersteigen die ratsame Sicherheitskleinspannung von 60V

Solarladeregler-Übersicht:

	Victron	Votronic	Ective
	SmartSolar MPPT 75/10	SmartSolar MPPT 100/30	MPP 165 Duo Digital	MPP 430 Duo Digital	DSC 12	DSC 25	SC 20	SC 40
Spannung VOC max.	75V	100V	50V	50V	50V	50V	50V	50V
Stromstärke ISC max.	13A	35A	10A	26A	10A	21A	20A	20A
Ladestrom max.	10A	30A	12A	31,5A	12A	25,5A	20A	40A
PV-Leistung max. (12V/24V)	145/290Wp	440/880Wp	165/–Wp	430/–Wp	165/–Wp	350/–Wp	240/480Wp	480/960Wp
Preis	110€	230€	110€	240€	80€	110€	120€	190€
Anmerkung	Erstklassige App-Anbindung, Modelle ohne Bluetooth („BlueSolar“) nicht zu empfehlen, passiv gekühlt, Temperatursensor integriert (externer nicht möglich)	Temp.sensor (20€) für LiFePO4 unbedingt kaufen, Bluetooth Connector 140€, Anzeigepanel 90€, Erhaltungsladung für Starterbatterie (1A) möglich, sehr klein und leicht	Temp.sensor (10€) für LiFePO4 unbedingt kaufen, Bluetooth-Dongle 40€, Anzeigepanel 55€, Erhaltungsladung für Starterbatterie (1A) möglich, sehr klein und leicht	Temp.sensor (10€) für LiFePO4 unbedingt kaufen, Bluetooth-Dongle 40€, Anzeigepanel 55€
		groß und schwer (1,3kg)

Victron: passiv gekühlt und daher recht groß und schwer, sehr zuverlässig, App-Steuerung der SmartSolar-Modelle hervorragend, BlueSolar-Modelle ohne integriertes Bluetooth benötigen zusätzliche Geräte zum Konfigurieren, daher nicht zu empfehlen; alle Modelle für 12 und 24V geeignet, manche sogar bis 48V

Votronic: sehr kleine und leichte Geräte, Bluetooth teuer (140€) und ohne Konfigurationsmöglichkeit des Solarladereglers, Erhaltungsladung für die Starterbatterie (bei langen Standzeiten/beim Überwintern) möglich, spart ggf. das separate Batterieladegerät, als Temperatursensor eignet sich auch der günstigere von Ective, wenn man den Stecker abschneidet, nur 12V-Akkus können geladen werden

Ective: die DSC-Modelle haben exakt die gleichen technischen Daten wie die Votronic-Modelle, es handelt sich aber angeblich um keine Kopie oder Kooperation, Bluetooth ist deutlich billiger per Dongle möglich; SC-Reihe ist für 12 und 24V geeignet, deutlich größer und leistungsfähiger als DSC-Geräte, Erhaltungsladung der Starterbatterie nicht möglich; für Bluetooth-Funktionalität benötigt jedes Gerät einen eigenen Dongle, die App ist aber nicht optimiert für mehrere Geräte

Wie viele Solarladeregler?

Grundsätzlich brauchen unterschiedliche Panel (Spannung/Anzahl Zellen, Leistung, Hersteller, Modell, ggf. auch Alter) getrennte Ladegeräte, da ihr idealer Betriebspunkt enorm weit auseinander liegen kann, wodurch der Solarladeregler aus keinem seine volle Leistung rauskitzeln kann. Gleiches gilt für waagerechte und aufgestellte, also zur Sonne passend ausgerichtete, Panel. Meist verwendet man für alle flach auf dem Dach montierten Panel einen Laderegler, für alle aufstellbaren einen und für den Solarkoffer/abseits vom Fahrzeug aufgestellte Panel ebenfalls einen.

Übersteigen die Kennzahlen mehrerer zusammengeschalteter Panel die Leistungsfähigkeit des Ladereglers oder möchte man ungern mehrere Panel auf eine bestimmte Art verschalten, können problemlos mehrere getrennte Stromkreise mit jeweils einem Laderegler aufgebaut werden. Ein leistungsstarkes Gerät ist im Allgemeinen immer billiger als zwei kleine, ebenso sind Installationsaufwand und Platzbedarf geringer.

Landstrom: Batterieladegerät

Bild ladegerät

Zum Laden mit gewöhnlichem 230V-Wechselstrom, den man bspw. auf dem Campingplatz hat, braucht man ein Batterieladegerät. Auch zum Überwintern des Fahrzeugs ist es sinnvoll, die Starterbatterie und den Aufbauakku ab und an nachzuladen. Für diesen Fall reichen Geräte mit wenig Leistung, da kein Verbraucher läuft, sodass 1-2A schon ausreichen können, um der Selbstentladung und kleinen Standby-Verbräuchen entgegen zu wirken. Soll der Akku schnell über Nacht auf dem Campingplatz geladen werden, sind 10A sinnvoll, bei großen Akkus auch mehr. In 16 Stunden schafft ein 2A-Ladegerät gerade einmal 32Ah, das reicht kaum für eine Kühlbox; ein 10A-Gerät lädt 160Ah, sodass neben allen 12V-Verbrauchern noch etwas zum Laden des Akkus übrig bleibt. Umso weniger Zeit zum Laden vorhanden ist und umso höher der Stromverbrauch der nebenbei zu versorgenden Geräte ist, desto mehr Leistung braucht man.

Ältere und Noname-Geräte sind häufig nicht für LiFePO4 geeignet, da sie vorrangig bei Blei-Starterbatterien zum Einsatz kommen. Die meisten besitzen aber Ladeprogramme für alle Akkutypen und können sogar tiefentladene Akkus regenerieren uvm. Für 24V gibt es nur wenige Ladegeräte, die meisten sind für 12V und untereinander nicht kompatibel.

Ladegeräte gibt es z. B. von CTEK (MXS 5, 7, 10), Ective (Multiload LFP 5-20A), Victron (Blue Smart 5-25A), Votronic (VAC 15-80A) uvm. Die Ective Multiload- und Votronic-VAC-Geräte sind zur festen Montage gedacht und sehr leistungsstark, CTEK MXS, Ective Proload und Victron Blue Smart mobil/tragbar. Victron bietet wie immer Bluetooth und einige Möglichkeiten zum Einstellen an.

Bei ausreichend Photovoltaik kommen Ladegeräte vorrangig bei schlechtem Wetter, im Winter und im Norden zum Einsatz sowie zum Überwintern des Fahrzeugs, weshalb Kombigeräte mit integriertem Batterieladegerät häufig günstiger und praktischer sind (es sei denn, man verwendet das Ladegerät auch beim Zweitwagen oder Motorrad ab und an).

Kombigeräte

Viele Hersteller haben nicht nur einzelne Ladegeräte im Angebot, sondern auch Kombigeräte, die möglichst viele Funktionen vereinen. Im Extremfall steckt alles in einem Gerät: Ladebooster, Solarladeregler, 230V-Ladegerät, Wechselrichter, Netzvorrangschaltung, Sicherungsautomat für Wechselstrom und Sicherungen für Gleichstrom. Der Teufel steckt je nach Hersteller im Detail, daher eine verallgemeinerte Auflistung von Vor- und Nachteilen, die aber nicht immer zutreffen müssen:

Vorteile: minimaler Einbauaufwandalle Bauteile aus einer Hand (und hoffentlich gut auf einander abgestimmt)zentrale Steuerung für alle Gerätealle technischen Daten auf einen Blick, kein großer Rechercheaufwand

Nachteile: kaum Auswahlmöglichkeit bei der Leistungsfähigkeit einzelner Komponentenhäufig funktioniert nicht alles gleichzeitig (z. B. Ladebooster und Solarladeregler nicht gleichzeitig)keine Redundanz – bei einem Defekt fällt schlimmstenfalls alles aus

Gerne werden auch Ladegeräte und ein Akku in einem Gehäuse angeboten, sodass man beinahe keinen Installationsaufwand hat und alles sogar als tragbare Powerbank mit eingebautem Wechselrichter und fertigen Anschlüssen mitnehmen kann.

Akkus richtig laden, entladen, lagern und pflegen

asd

Infos zu den Herstellern

Unsere Erfahrungen beschränken sich vorrangig auf die folgenden drei Firmen:

• Votronic: In Deutschland ist Votronic sehr verbreitet, im Ausland wird’s etwas schwieriger. Der E-Mail-Support ist langsam, dafür aber ziemlich gut. Garantiefälle werden problemlos abgewickelt, brauchen aber ihre Zeit, also besser man hat ein Ersatzgerät zur Hand. Die manuelle Konfiguration ist nicht möglich, die Geräte haben nur voreingestellte Programme.
• Victron: Die Geräte von Victron sind nicht speziell für Camper entwickelt, werden aber als der Goldstandard in Europa und den USA gehandelt. Ersatz ist relativ problemlos zu bekommen. Support gibt es für Endkunden keinen, dafür ist der Verkäufer zuständig. Die Bluetooth-App ist hervorragend und damit lassen sich die Geräte bis ins kleinste Detail konfigurieren und sie können sogar untereinander kommunizieren (hier bieten sich enorme Möglichkeiten für Nerds und Spielkinder, wenn alle Geräte von Victron sind). Die Produktvielfalt mit den feinen Unterschieden kann einen etwas erschlagen.
• Ective: Der günstigste Anbieter unter den dreien mit vernünftigen Geräten. Nicht alle Produkte sind super durchdacht, sie sind aber auf jeden Fall funktional. Der E-Mail-Support ist langsam, Telefonsupport gibt es erst nach dem Kauf und der ist leider sehr durchwachsen. Die Webseite gibt wenige Infos her, bei manchen Produkten steckt der Teufel im Detail, daher sollte man aufmerksam die Broschüren/Datenblätter durchlesen (insbesondere bei den vielen Kombigeräten), die Anleitungen sind teilweise aber sehr knapp gehalten. Viele Geräte sind bei den technischen Details, Design und Funktionalität denen von Votronic sehr ähnlich, aber etwas billiger.

Wechselstrom und Wechselrichter

bilder

Wechselrichter transformieren Gleichstrom zu Wechselstrom, den wir für manche Geräte brauchen (andersherum benötigt man einen Gleichrichter, z. B. ein 230V-Batterieladegerät, das Wechselstrom zu Gleichstrom wandelt). Da dieser Prozess einen Wirkungsgrad von bestenfalls 90% hat, geht hier einiges an Strom verloren, weshalb Wechselstrom-Geräte sparsam verwendet werden sollten – sofern es ein 12V-Pendant gibt, sollte man dieses nehmen.

Alle Geräte, die in irgendeiner Form heizen (Kochfeld, Wasserkocher, Toaster, Kaffeemaschine, Waffeleisen, Föhn, Mikrowelle) verbrauchen enorm viel Strom (häufig um die 2.000W), das erfordert einen entsprechend leistungsstarken Wechselrichter und große Akkus (möglichst LiFePO4, denn insbesondere Gel-Akkus zwingt man sehr schnell in die Knie, wenn sie 200A an Strom liefern müssen). Bei solchen Stromstärken bei 12V müssen selbst kurze Kabel sehr dick sein – 24V-Akkus müssen nur die halbe Stromstärke liefern, wodurch Kabel dünner sein können und der Wechselrichter minimal effizienter läuft, da er bereits die doppelte Spannung zum Transformieren hat. Am besten arbeiten Wechselrichter bei etwa 70-80% ihrer Nennleistung, daher sollten sie nicht unnötig groß sein, z. B. ein 3.000W-Modell für einen Laptop, aber auch nicht zu knapp dimensioniert. Die meisten Motoren (Kompressor im Kühlschrank, Mixer, Bohrmaschine, Schleifgerät, …) brauchen im ersten Moment sehr viel mehr Strom als auf dem Typenschild steht, üblich sind das Zwei- bis Zehnfache, dafür bieten quasi alle Wechselrichter eine kurzzeitig hohe Spitzenleistung.

Die „Qualität“ des Wechselstroms ist manchen Geräten egal, alle mit moderner Elektronik brauchen jedoch eine saubere Sinuswelle, wie man sie im Haushalt hat. Daher ist man immer auf der sicheren Seite, ein Gerät mit echter Sinuswelle und nicht mit modifiziertem Sinus zu nehmen, bevor ein Laptop-Netzteil kaputtgeht.

Ebenfalls wichtig ist eine Netzvorrangschaltung, wenn eine CEE-Steckdose für Landstrom besteht. Sie entscheidet, aus welcher Stromquelle der Wechselstrom im Fahrzeug gespeist wird: Ist Landstrom verfügbar, wird dieser direkt durchgeleitet (daher auch die Bezeichnung Bypass), andernfalls muss der Wechselrichter ran. Idealerweise kann sie innerhalb weniger Millisekunden umschalten, sodass alle angeschlossenen Geräte weiterlaufen, wenn man Landstrom anschließt oder trennt – während des Umschaltvorgangs sind die Geräte kurzzeitig stromlos und müssen von Reserven in Kondensatoren leben. In den meisten Fällen haben die angeschlossenen Geräte einen Akku (Laptop) oder es ist nicht schlimm, wenn sie kurz ausgehen (Mixer, Föhn), bzw. man weiß genau, dass man an den Landstrom geht und somit kritische Geräte ausschalten bzw. Daten sichern kann.

Manche Wechselrichter kommen mit mehreren Schuko-Steckdosen, an die man Geräte direkt anschließen kann, diese sind allerdings nicht abgesichert! Daher sollte eine davon mit dem Sicherungsautomaten verbunden sein und dieser mit allen Steckdosen im Fahrzeug; weitere Steckdosen direkt am Wechselrichter sollten nicht benutzt werden. Sinnvoll ist jedoch ein separater, gut zu erreichender Ein-/Aus-Schalter, denn der am Gerät ist meist schlecht erreichbar. Bei einem Standby-Verbrauch von 1A sind das 24 Ah jeden Tag, obwohl der Wechselrichter meist nur wenige Minuten oder nicht einmal täglich gebraucht wird – ihn jedes mal ein- und wieder auszuschalten, ist eine der einfachsten Maßnahmen zum Stromsparen. Wenige Geräte können per Bluetooth eingeschaltet werden, meist ist ein Bedienpanel hierfür vorgesehen, das noch einige Infos zum Betrieb anzeigt.

Manche Wechselrichter haben als Kombigerät noch Ladegeräte integriert, häufig können allerdings nicht alle Funktionen gleichzeitig genutzt werden. Wichtig ist, vorab genau abzuklären, welche Funktionen vollständig oder nur mit verminderter Leistung parallel genutzt werden können. Mehr dazu im Kapitel über Kombigeräte.

TL;DR

Ein Wechselrichter erzeugt 230V-Wechselstrom, der für manche Geräte zwingend notwendig ist, produziert dabei aber etwa 10% Abwärme durch Verluste. Ein Wechselrichter sollte:

• 20% mehr Leistung haben als der größte Verbraucher,
• kurzzeitig eine deutlich erhöhte Spitzenleistung schaffen,
• eine reine Sinuswelle erzeugen,
• sich bequem für den Betrieb ein- und danach wieder ausschalten lassen, da der Standby-Verbrauch sehr hoch ist (Bedienpanel oder Bluetooth) und
• idealerweise eine Netzvorrangschaltung integriert haben, falls Landstrom geplant ist.

Geräte im Vergleich:

Üblicherweise bieten die Hersteller Wechselrichter zwischen 200 und 3.000W Leistung an, sodass man ein geeignetes Modell wählen kann. Da immer mehr Geräte eine reine Sinuswelle brauchen, werden günstigere Wechselrichter mit modifiziertem Sinus seltener. Häufig gibt es zwei bis drei Modellreihen, die teilweise über eine Netzvorrangschaltung und/oder ein Ladegerät verfügen. Als externer Ein-/Aus-Schalter bietet jeder Hersteller Bedienpanel oder Schalter an, Victron teilweise sogar Bluetooth.

Anbieter	Offgridtec	Victron	Votronic	Ective
Modell	PSI 12-500	PSI-Pro 12-2000	Phoenix 12/500	Phoenix C12/1200	MultiPlus 12/1200/50-16	SMI 300 NVS	SI 3	TSI 10	CSI 20
Nennleistung	400W	2000W	400W	1000W	1200W	300W	300W	1000W	2000W
Spitzenleistung für 2 Sek.	1000W	4000W	900W	2400W	2400W	600W	600W	2000W	4000W
Preis	100€	335€	160€	700€	740€	395€	95€	260€	450€
Anmerkung	PSI-Serie kann trotz reiner Sinuswelle Probleme mit sehr empfindlichen Geräten verursachen				Netzvorrangschaltung und 50A-Ladegerät integriert	Netzvorrangschaltung bis 2.300W integriert		Netzvorrangschaltung integriert	Netzvorrangschaltung und 20A-Ladegerät integriert

Landstrom

Bild cee-steckdose

Den üblichen 230V-Strom im Haushalt nennt man im Allgemeinen Landstrom, meist steht er nur auf dem Campingplatz zur Verfügung, weshalb er im Sinne der Autarkie eine beiläufige Rolle spielt. Während Zuhause immer ausreichend Strom zur Verfügung steht, muss das auf Campingplätzen nicht der Fall sein: Insbesondere in Südeuropa stehen häufig nur 6A (1.300W) zur Verfügung, womit sich viele Geräte problemlos betreiben lassen, oder gegen Aufpreis 10-16A (2.200-3.500W); in Mittel- und Nordeuropa sind volle 16A üblich oder es gibt zusätzlich auch günstigere Stellplätze mit etwa 5A.

Vorgeschrieben sind hierfür dreipolige CEE-Steckdosen/Einspeisestecker, normale Schukosteckdosen sind nicht erlaubt. CEE-Stecker bieten eine erhöhte Sicherheit ggü. anderen Steckern, zudem besitzen sie eine Verriegelung gegen unbeabsichtigtes Herausziehen und sind etwas besser gegen Feuchtigkeit geschützt.

Die CEE-Steckdose muss im Fahrzeug mit der Erdung (grün-gelb) an die Karosserie angeschlossen werden (Kabelquerschnitt 4mm²) und mit einem üblichen Sicherungsautomaten B16A/0,03 (RCD) separat abgesichert werden.

Bild kabel-aufdruck

Offiziell sind als Stromkabel nur robuste mit Gummiummantelung und 2,5mm² Querschnitt erlaubt (3G2,5 H07RN-F oder 3G2,5 H05VV-F), was nicht unbedingt verkehrt ist, wenn auch mal ein anderer Camper drüberfährt. In der Praxis kommen meist dünnere 1,5mm²-Kabel zum Einsatz, da sie deutlich günstiger und leichter sind. Auf vielen Campingplätzen sind CEE-Steckdosen ein Fremdwort, insbesondere in Südeuropa findet man meist gewöhnliche Schukosteckdosen, weshalb ein Adapter ratsam ist.

Bild adapter cee/schuko

Alternativen zu CEE

CEE ist ein sehr weit verbreiteter Standard, die Stecker und Steckdosen passen aber nicht zum hippen Camper heutzutage, weshalb Alternativen wie Melfbox oder DEFA MiniPlug immer beliebter werden. Sie bieten kleinere, schickere Steckdosen und Stecker sowie die ein oder andere Zusatzfunktion. Nicht alle Systeme werden bei der Wohnmobilzulassung akzeptiert (sofern es den Prüfer überhaupt interessiert), da sie die hohen Sicherheitsstandards von CEE nicht erfüllen.

Bild melfbox und stecker, defa miniplug

Persönliche Meinung: CEE-Steckdosen und Kabel mit CEE-Steckern kann man überall nachkaufen bei einem Defekt, bei proprietären Anschlüssen wie Melfbox ist man zwingend auf das herstellereigene Kabel angewiesen und bekommt nicht mal eben so Ersatz. Ich bin inzwischen ein Fan von „hässlich aber funktional“.

Powerstation als Energiequelle

bild powerstation

powerstation=it-netz wie wechselrichter, betrieb direkt an powerstation unproblematisch, einspeisung über cee-dose ins fahrzeug möglich, aber fi außer funktion (spezielles kabel nötig, damit aus it-netz ein tn-netz wird)

https://koenner-soehnen.com/mobile-verwendung/ortsveranderliche-verwendung-im-it-und-tn-system

Licht

Symbolbild beleuchtung

Im Sommer reicht häufig das Tageslicht und eine kleine Lampe, Kerze oder Lichterkette für abends, im Winter jedoch ist vernünftiges Licht im Fahrzeug unverzichtbar. Ob beim Kochen, Schminken, Rasieren, Lesen oder Arbeiten am Laptop: Mit viel Licht klappt das einfach besser.

Um Strom zu sparen, kommen nur LEDs infrage und glücklicherweise gibt es diese inzwischen in allen denkbaren Variationen:

• Spannung: 5V (USB), 12V, 24V, 230V (Wechselstrom)
• Helligkeit: von kaum sichtbar bis Flutlicht ist alles möglich
• Farbe: warmweiß (Glühbirnen ähnlich, rötlich), kaltweiß (wie Leuchtstoffröhren, bläulich), neutralweiß (Tageslicht), farbig
• Sockel/Form: für alle bestehenden Lampenfassungen gibt es LED-Varianten, durch den platzsparenden Aufbau sind auch sehr flache und kleine Leuchten möglich sowie flexible LED-Streifen
• Dimmbar: in Verbindungen mit entsprechenden LED-Dimmern lassen sich geeignete LEDs problemlos dimmen

Darüber hinaus sind LEDs relativ langlebig, leicht, klein und erzeugen wenig Abwärme. Da allerdings immer ein bisschen Elektronik enthalten ist, neigen vor allem günstigere Lampen manchmal zum Flackern oder Brummen und können anfällig für Spannungsschwankungen sein, die insbesondere beim Betrieb eines starken Wechselrichters auftreten können (hier schafft ein DC-DC-Wandler Abhilfe, der die Spannung des Gleichstroms auf einen fest eingestellten Wert bringt).

Deckenlicht

Bilder led-spots

An der Decke sind flache Spots sehr praktisch, leider haben die flachsten Modelle kein austauschbares Leuchtmittel, müssen bei einem Defekt also komplett getauscht werden. Fassungen mit tauschbaren LEDs sind etwas höher und benötigen hinter der Deckenverkleidung mehr Platz, sparen dafür aber auf lange Sicht Geld und Müll, da bei Bedarf lediglich die kleine Platine mit den LEDs getauscht wird. Wenn bei der Stehhöhe im Fahrzeug keine Kompromisse gemacht und die Decke so dünn wie möglich werden soll, können höhere Lampen auf der Deckenverkleidung verbaut werden. Das sieht ggf. nicht so schick aus wie flache, bündige Spots, erlaubt aber mehr Freiheit bei der Auswahl der Lampenfassung.

Damit nicht der Eindruck von OP-Beleuchtung entsteht, reichen 2-4 Spots mit 200-300 Lumen meist aus, um ausreichend Licht zu machen; bei Fahrzeugen über 6m Länge gerne einer mehr. Bevor zu viele Löcher in die Decke gebohrt sind, verkabelt man schnell ein paar Leuchten, um einen groben Eindruck von der Leuchtkraft zu bekommen.

Bei der Position muss man darauf achten, dass die Lampen nicht andauernd verdeckt werden:

• Umso geringer die Stehhöhe, desto mehr Schatten entsteht, wenn man direkt unter einer Lampe steht
• In der Nähe von Oberschränken werden Deckenlampen von geöffneten Schrankklappen schnell verdeckt
• Insbesondere in der Küche lohnt eine Lampe direkt über der Arbeitsfläche, damit man diese nicht beim Kochen verdeckt
• Im Bad sollte nicht der Duschvorhang das Licht blockieren

Bild verdeckte deckenleuchte, bild küchen-unterbauleuchte

Am besten überlegt man sich vorab:

• Wo möchte ich besonders viel Licht haben?
• Bei welchen Tätigkeiten brauche ich Licht und wie muss eine Lampe positioniert sein, damit ich mir nicht selber Schatten werfe?
• Welche Deckenlampen können problemlos ab und an verdeckt werden (v. a. durch Oberschränke)?
• Wo sind Unterbauleuchten sinnvoller?
• Welche Lampen sollen zusammen mit einem Lichtschalter betätigt werden?
• Wo kommen Lichtschalter hin, reicht einer oder sind zwei sinnvoller?
• Soll das Licht dimmbar sein?

Garage, in Schränken

Bild garagenbeleuchtung

Stauraum wie die Garage ist häufig groß und dunkel, deshalb ist hier ein bisschen Licht viel wert, wenn man abends ran muss. Gleiches gilt für Schränke, die besonders beleuchtet sein sollen – wenn sich darin bspw. ein Schminkspiegel befindet. Oftmals reichen kleine LED-Leisten, Unterbauleuchten oder kurze Strips, um ausreichend Licht zu machen, das nicht überragend schön sein muss, sondern vor allem beim Ein- und Ausräumen sowie Suchen hilft.

Ambientebeleuchtung

Bild lichterkette

Sind die Deckenleuchten dimmbar, machen sie abends ein angenehmes, gedämpftes Licht, andernfalls (oder zusätzlich) ist eine Ambientebeleuchtung toll: Mit Lichterketten, LED-Strips oder kleinen Leselampen wird es abends viel gemütlicher. Da viele Strips sehr grell sein können, sollten sie nicht direkt im Sichtfeld montiert sein. Montageschienen mit Milchglasabdeckung machen das Licht sehr viel weicher, kosten teilweise aber eine ganze Menge; günstiger ist es, die Strips in einer Vertiefung/Nut anzubringen bzw. hinter einer kleinen Holzleiste, sodass man nie direkt hineingucken kann.

Außenbeleuchtung

In den meisten Fällen ist eine Lichterkette, kleine Tischlampe oder Kerze die einfachste und flexibelste Lösung für Licht im Außenbereich. Insbesondere in Verbindung mit einer Markise kann auch ein Strip über die gesamte Länge sinnvoll sein, muss sich aber vernünftig an dieser anbringen lassen und erfordert eine Durchführung nach innen für den Strom.

Steckdosen

Bilder 12v-steckdosen; bordspannung, usb, usb-c/power delivery, anderson

Ein gesundes Maß an Steckdosen ist wichtig, um bequem alle Geräte mit Strom zu versorgen. Da mit jeder Steckdose der Verkabelungsaufwand steigt, sollten es nicht zu viele sein.

Für Gleichstrom gibt es drei Typen:

• Bordspannungssteckdosen: Die klassische Kfz-Steckdose mit einem sehr großen Stecker, der weit nach innen reicht und dementsprechend viel Platz braucht. Viele 12V-Geräte oder Kfz-/Travel-Adapter für Laptops etc. kommen mit diesem Stecker. Ausgelegt sind sie bis 15A bzw. 180W, das reicht für die allermeisten Geräte.
• USB: Per USB lassen sich viele Geräte aufladen, Lichterketten/Leuchten, kleine Ventilatoren uvm. betreiben. USB-Steckdosen sind klein und flach, es gibt sie auch als Aufbauvariante, welche keinen Ausschnitt erfordert (werden lediglich auf eine Fläche aufgeschraubt, rückseitig muss nur ein Kabel durchgeführt werden). Üblich sind 5V und 2A, also 10W – mit Power Delivery-Steckdosen sind auch 100W (20V bei 5A) möglich. Billigmodelle liefern kaum 1A pro Anschluss, damit braucht ein Handy ewig zum Laden; 2+A pro Anschluss sollten es schon sein. USB-C mit Power Delivery ist noch besser, damit lassen sich fast alle Geräte schnell laden (und bald kommt eine USB-C-Pflicht für alle Geräte in Europa, sogar für Apple).
• Steckdosen für viel Leistung (z. B. Anderson Powerpole): Für größere Ströme von mehreren zehn Ampere gibt es spezielle Anschlüsse wie bspw. Anderson. Der häufigste Anwendungsfall ist ein Solarkoffer, der außerhalb vom Fahrzeug aufgestellt und mit einem fest montierten Solarladeregler verbunden werden soll.

Bordspannungssteckdosen braucht man ggf. gar nicht, je nachdem, ob man Geräte mit diesem Stecker hat – mindestens eine ist aber sinnvoll, im Zweifel kann man immer noch einen USB-Adapter einstecken. USB ist so viel verbreiteter und kann inzwischen sehr viele Geräte laden, weshalb sich mehrere Steckdosen lohnen: an der Sitzgruppe und in der Nähe des Bettes sind die Klassiker. Für den Akku-Rasierer oder ausgedehnte Klositzungen kann auch ein Anschluss im Bad praktisch sein.

Leider verfügen viele Modelle über eine dauerhafte Beleuchtung, schlimmstenfalls auch noch blinkend oder mit blauen LEDs, die im Dunkeln ganz furchtbar nerven. Umso weniger/schwächer beleuchtet, desto besser. Für Blei-Akkus ist eine Steckdose mit integrierter Anzeige der Spannung nett, um den Ladezustand im Blick zu behalten, da Ruhespannung und Ladezustand korrelieren.

Wichtig ist, dass Steckdosen nicht zu weit unten positioniert werden, sonst beschädigt man schnell die angeschlossenen Stecker: An der Sitzgruppe drückt schnell ein Kissen gegen die Steckdose, gleiches am Bett – es ist schwierig, bei der Planung der Steckdosen genau abzuschätzen, wie viel Platz Lattenrost, Matratze und Kopfkissen bzw. Sitzbank, Polster und eventuelle Kissen zum Anlehnen in Anspruch nehmen. Daher sind Steckdosen an der Unterseite von Oberschränken praktisch, hier stößt man kaum gegen, es eignen sich jedoch nur Aufbaumodelle (Bordspannungs- und Schuko-Steckdosen haben eine zu große Einbautiefe).

Bild schuko-steckdose

Für Wechselstrom sind Schutzkontakt-Steckdosen (Schuko) der Standard, am besten mit Kindersicherung. Benötigt werden sie vorrangig in der Küche, ggf. auch an der Sitzgruppe für ein Laptopladegerät oder einen 230V-Bildschirm, den man nicht fest verkabeln möchte, oder in der Garage/Elektroecke für ein nicht fest montiertes Batterieladegerät, den Akku-Staubsauger oder Ähnliches. Grundsätzlich ist eine feste Verkabelung in einer Abzweigdose besser als eine Steckdose (z. B. für ein Induktionskochfeld), dementsprechend reicht meist eine Steckdose pro Ort, da die Menge an Wechselstromgeräten sowieso limitiert werden sollte. Wie Zuhause auch gehören Steckdosen nicht zu nah ans Kochfeld oder die Spüle. Wichtig: Im Bad sind sämtliche Wechselstrominstallationen verboten!

Wenn Kleinkinder mitreisen oder geplant sind, sollten Steckdosen nicht direkt erreichbar sein für sie, zu schnell werden USB-Stecker schräg abgezogen und dabei beschädigt oder Kurzschlüsse durch Haarspangen erzeugt. Über Kopf/an der Unterseite von Oberschränken oder entsprechend weit oben an der Wand ist ideal, trotzdem muss man immer wachsam sein, was der Nachwuchs auf dem beengten Raum so treibt.

Anzeigen, Bedienpanel, Schalter

Bild panel tagsüber und nachts leuchtend

Je nachdem, wie viele technische Spielereien geplant sind, kommen schnell ein paar Anzeige- und Bedienpanel und Schalter zusammen, die häufig nicht allzu schön sind und je nach Modell auch noch dauerhaft leuchten/blinken:

• Batteriecomputer mit Infos zum Akku
• Solarcomputer für die Photovoltaik
• Füllstand Frischwasser/Grauwasser/Schwarzwasser
• Abschaltung Wasserpumpe
• Temperatur, Wetterinformationen
• Standheizung, ggf. Schalter für elektrischen Betrieb
• Wechselrichterfernsteuerung
• Lichtschalter, Dimmer
• Klimaanlage, Lüfter
• und vielleicht noch mehr

Manches davon kann man in einem Kombipanel zusammenfassen oder sich per Bluetooth anzeigen lassen, es kommen trotzdem schnell ein paar Dinge zusammen. Alles sollte gut erreichbar sein, es spricht jedoch nichts dagegen, sämtliche Panel hinter einer Klappe zu verstecken. Eine für Kleinkinder nicht erreichbare Position ist auf jeden Fall eine Überlegung wert, sonst geht gerne beim Duschen die Wasserpumpe aus oder im Hochsommer wird die Standheizung eingeschaltet.

Für jede kleine Funktion ist ein Kabel nötig, das zu den Anzeigen und Panel gezogen werden muss. Das nachträgliche Ziehen eines Kabels ist recht umständlich, daher ist vorab eine gute Planung sinnvoll und wie man den Kabelsalat vernünftig unterbringt.

Beispiel: Kombipanel Votronic VPC Jupiter

Das Kombipanel VPC Jupiter mit Shunt von Votronic (350€) bietet viele Anzeige- und Bedienmöglichkeiten auf einmal und ist ein gutes Beispiel für die Verkabelung:

• Spannung:
  • Aufbauakku: Kabel von der Plus-Seite des Akkus zum Shunt
  • Starterbatterie: Kabel von der Plus-Seite der Starterbatterie zum Shunt, Shunt mit Minus-Seite der Starterbatterie bzw. Karosserie
• Füllstand: Frisch- und Abwasser
  • Jeweils drei-adriges Kabel vom Frischwasser- und Abwassertank zum Panel
• Temperatur: Innen und Außen
  • Jeweils zwei-adriges Kabel vom Innen- und Außentemperatursensor zum Panel
• Photovoltaik: Anzeige der Daten des Solarladereglers
  • Datenkabel vom Solarladeregler zum Panel
• Wasserpumpe: Ein-/Ausschalter, wenn man das Fahrzeug verlässt etc.
  • Kabel von der Plus-Seite des Akkus zum Panel
  • Kabel vom Panel zur Wasserpumpe
• 12V: Ein-/Ausschalter aller oder bestimmter 12V-Geräte (zusätzliches Relais nötig; ersetzt keinen mechanischen Hauptschalter, )
  • Kabel vom Panel zum Shunt
  • Kabel vom Shunt zum Relais
  • Relais in der Hauptleitung zwischen Plus-Seite des Akkus und der Verbraucher
• Shunt
  • Datenkabel vom Shunt zum Panel
  • Kabel zur Minus-Seite des Akkus
  • Anschluss aller Verbraucher am Shunt
• Panel
  • Kabel zur Karosserie oder zum Shunt

Sollen alle Funktionen dieses Kombipanels genutzt werden, braucht es etwa 14 separate Kabel, von dünn bis dick und kurz bis lang ist alles dabei, und ein paar Sicherungen natürlichen. Weitere Panel für Standheizung und Wechselrichter kommen noch hinzu.

Lichtschalter

Bei Lichtschaltern und Dimmern ist vor allem die Frage, wie viele man braucht, da der Installationsaufwand exponentiell ansteigt:

• 1 – Ein-/Ausschaltung: Vom Akku führt ein Kabel zum Lichtschalter, weiter zur Parallelschaltung aller Leuchten und zurück zum Akku. Der billigste Schalter ist hier vollkommen ausreichend oder ein Dimmer.
• 2 – Wechselschaltung: Vom Akku zum ersten Lichtschalter geht ein Kabel, dann zwei zum zweiten Lichtschalter, von dort eins zur Parallelschaltung der Leuchten und eins zurück zum Akku. Für diese Wechselschaltung sind zwei Wechselschalter nötig, normale Schalter funktionieren nicht. Ein Dimmer kann statt eines Wechselschalters verwendet werden, dann dient ein Wechselschalter zum Ein-/Ausschalten und der Dimmer zum Ein-/Ausschalten sowie zum Dimmen (eine gedimmte Helligkeit wird beibehalten, wenn über den Wechselschalter aus- und wieder eingeschaltet wird).
• 3 – Kreuzschaltung: Vom Akku führt ein Kabel zum ersten Wechselschalter, zwei Kabel zum Kreuzschalter, wieder zwei zum zweiten Wechselschalter, eins zur Parallelschaltung der Leuchten und eins zurück zum Akku. Benötigt werden dementsprechend zwei Wechsel- sowie ein teurer Kreuzschalter. Wie bei der Wechselschaltung kann ein Wechselschalter durch einen Dimmer ersetzt werden.

Den Verkabelungsaufwand sollte man bereits bei einem Schalter nicht unterschätzen: Sitzt der Akku in der Garage und der Lichtschalter/Dimmer an der Schiebetür, sind allein hierfür mehrere Meter Kabel nötig, dann hoch zur Decke, eine Parallelschaltung über sämtliche Deckenleuchten und wieder runter in die Garage. Je nachdem, wie genau alles positioniert ist und wo Kabel gelegt werden können – sie sollen ja schließlich nicht quer über den Boden gezogen werden, es sei denn man hat an geeigneter Stelle einen Doppelboden –, sind 10-15m Kabel nötig. Bei einer Wechselschaltung mit Schaltern an der Schiebetür sowie am Bett sind es einige Meter extra.

Sonstige Verbraucher und Verkabelungen

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Sicherungen

Sicherungen haben die Aufgabe, Kabelbrände und andere Schäden durch Kurzschlüsse zu vermeiden. Schmelzsicherungen brennen wortwörtlich durch, wenn zu viel Strom fließt, und müssen danach ersetzt werden, Sicherungsautomaten besitzen einen hitzeempfindlichen Kontakt, der den Stromfluss unterbricht, können aber über einen Schalter wieder in Betrieb genommen werden, sind also kein Wegwerfartikel.

Gleichstrom: Es kommen sehr unterschiedliche Gleichstromgeräte zum Einsatz, die mal mit 2A und dann wieder mit 100A abgesichert werden müssen, sodass eine Handvoll getrennter Stromkreise entstehen mit je einer eigenen Sicherung. Schmelzsicherungen kosten deutlich weniger als Sicherungsautomaten und sind meistens auch kompakter, daher sind sie die erste Wahl. Für bestimmte Hochstromabsicherungen sind jedoch Sicherungsautomaten besser, da hier Schmelzsicherungen Euros statt Cents kosten. Bei den Schmelzsicherungen sind drei Größen vorherrschend:

Bilder sicherungen/sicherungsautomaten

• Flach-/Kfz-Sicherungen: Standardsicherung im Kfz-Bereich, die in einen Sicherungshalter gesteckt wird und sich somit schnell tauschen lässt. Ströme von 1-40A lassen sich absichern, sie sind klein und günstig, daher perfekt für alle üblichen Verbraucher (Licht, Kühlschrank, Wasserpumpe, 12V-Steckdosen, …).
• Mini-ANL, ANS, Midi-Fuse: Mini-ANL ist vor allem im Car-Hi-Fi-Bereich sehr verbreitet, im Ausland unter Umständen aber schwierig zu bekommen. ANS-Sicherungen und Midi-Fuse (Marke von Victron) sind kompatibel mit Mini-ANL und gut zu bekommen. Sie werden in einen Sicherungshalter geschraubt, sodass ein Tausch etwas umständlicher ist, dafür sind Ströme bis 150A möglich, das reicht sogar für mittelgroße Wechselrichter.
• ANL, Mega-Fuse: Diese beiden Sicherungen gehen bis 500A, sind aber nicht kompatibel. Als große Geschwister von Mini-ANL/ANS/Midi-Fuse sind sie gleich aufgebaut, müssen also für einen Tausch raus- und wieder reingeschraubt werden. Die Verfügbarkeit ist generell gut, jede einzelne Sicherung kostet allerdings ein paar Euro, weshalb ein Sicherungsautomat ratsam sein kann.
• Sicherungsautomat: Über einen Knopf/Hebel lässt er sich wieder in Betrieb nehmen, ein Austausch ist nicht nötig. Es gibt sie in verschiedenen Größen, teilweise für spezielle Sicherungshalter, aber auch für Kfz-Flachsicherungshalter als Ersatz von Schmelzsicherungen. Am beliebtesten sind Aufbau-Sicherungsautomaten bis etwa 300A, die keine separate Halterung erfordern. Wechselstrom-Sicherungsautomaten können ebenfalls verwendet werden, sind aber nur bis etwa 25A verfügbar und erfordern eine Hut-Schiene zur Montage.

Wechselstrom: Sicherungsautomaten (auch Leitungsschutzschalter, LS) sind günstig und daher die beste Wahl, allerdings braucht ein für 16A-Stromkreise ausgelegter LS deutlich höhere Ströme, bevor er auslöst. Wechselrichter können kaum einen so hohen Kurzschlussstrom liefern, vorher schaltet die interne Elektronik sie ab; über Landstrom sind kurzzeitig große Ströme möglich. Das macht einen LS nicht überflüssig, er wird aber hoffentlich niemals auslösen. Pro Stromquelle (meist Wechselrichter und Landstrom) ist eine Absicherung sinnvoll für alle Wechselstrom-Steckdosen und Anschlüsse zusammen. In Kombination mit einem Fehlerstromschutzschalter (FI bzw. RCD) hat man den Personen- und Leitungsschutz direkt in einem als FI/LS bzw. RCBO und ist auf der sicheren Seite.

Sicherungsgröße

In den Handbüchern von Gleichstromgeräten finden sich immer Angaben zur korrekten Sicherungsgröße, kleine Verbraucher wie Licht oder USB-Steckdosen können pauschal mit wenigen Ampere abgesichert werden. Ladegeräte (B2B, Photovoltaik, Batterieladegerät), Wechselrichter und Hauptsicherungen für die Akkus sollten mit Sicherungsautomaten oder größeren Schmelzsicherungen (Mini-ANL, ANL usw.) abgesichert werden, alles andere lässt sich mit kleinen Kfz-Flachsicherungen bis 40A lösen.

Ein paar Beispielwerte für 12V-Sicherungen (nur als Orientierung, bei 24V halbieren sich die Werte):

• Licht: 2-5A
• USB-Steckdose: 7,5A
• USB Power Delivery: 10-15A
• Bordspannungssteckdose: 20A
• Wasserpumpe: 15-40A
• Kühlschrank: 10A
• Ventilator: 5-10A
• Standheizung: 20A
• B2B-Ladegerät: 20-150A
• Solarladeregler: 20-75A
• Hauptsicherung pro Akku: 50-200A
• Wechselrichter: bis zu 400A

Verteiler, Sammelschienen, Trennschalter

Asd

Kabel

Farbe, querschnitt, flexibel, starr, ummantelung (feuchtraum, uv-geschützt/außenbereich)

Kabelquerschnitte

Asd

Kabel im Detail planen und verlegen

auf kleinkram achten: kabel von und zu bedienpaneln/anzeigen/schaltern, kommunikationskabel, temperatursensoren, tankelektroden usw. // jeden verbraucher/jedes kabel planen

gleichstrom und wechselstrom, massepunkte und erdungen, lautsprecherkabel

in holmen verlegen ja/nein <-> unter isolierung // aufgesetzter kabelkanal // doppelter boden // scharfe kanten/knickstellen/aufscheuern

kabel immer beidseitig beschriften; durchgangsprüfung