10 Tipps für den Kauf eines Spannungswandlers

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Heutzutage sind wir es gewohnt, im Reisemobil, im Auto, im Strebergarten oder im Boot den gleichen Komfort wie zu Hause zu genießen. Ein Energiesystem wie eine autarke Solaranlage mit Solarpanel, Laderegler und Batterie ist für die Basisversorgung mit Strom notwendig. Deine elektrischen Verbraucher wie LED Lampen, Radios oder 12V Fernseher kannst hier ganz einfach mit 12V Gleichstrom laufen lassen.  Andere größere Verbraucher wie ein Haarfön, eine Bohrmaschine oder ein Küchengerät benötigen eine Stromversorgung mit 230V Wechselstrom, der genau so wie im Haushalt über die Steckdose bezogen wird. Diese 230V Stromversorgung kannst du mit einem Spannungswandler erreichen. Diese Spannungswandler – auch Inverter oder Wechselrichter genannt – wandeln den 12V Gleichstrom aus der Batterie in 230V Wechselstrom für unsere herkömmlichen Netzgeräten wie Fernseher, Laptops oder Kaffeemaschinen um. Somit ist es auch fernab der Zivilisation möglich – ob im Wohnmobil oder in der Gartenhütte – 230V Geräte zu betreiben.

12V besser als 230V?

Ein autarkes elektrisches Energiesystem sollte immer auf höchste Energieeffizienz optimiert sein. Denn deine autark erzeugte und gespeicherte Energie ist besonders rar und wertvoll. Daher ist es sinnvoll, möglichst alle Verbraucher mit 12V laufen zu lassen, da du hier ohne Energiewandlung von Gleich- auf Wechselstrom arbeiten kannst. Wenn du allerdings bereits ein 230V Gerät hast das du mit deiner Batterie betreiben willst, macht es Sinn einen Spannungswandler anzuschaffen. Ein großer Vorteil eines 230V Systems ist, das du über längere Kabelstrecken deine Energieverbraucher versorgen kannst, da sich die Kabelverluste aufgrund der höheren Spannung deutlich reduzieren. Ab ca. 10m Gleichstromkabellänge hast du bei einem 12V System deutliche Kabelverluste und ein 230V System wird interessant.

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Funktion Spannungswandler

Ein Spannungswandler wandelt 12V oder 24V Gleichstrom in 230 V Wechselstrom und wird in Inselsystemen eingesetzt, um den Wechselstrom für normale 230V Geräte Spannungswandler 12Vbereitzustellen. Haupteinsatzgebiet der Spannungswandler ist in Wohnmobilen, Campingbussen, Autos, Gartenhäusern und LKWs. Ein Spannungswandler ist in der Regel über eine Sicherung direkt auf die Batterie geschaltet. Du musst darauf achten, das deine Batterie mit einen Tiefenentladeschutz geschützt ist, da der Spannungswandler ansonsten die Batterie tief-entlädt und somit zerstört. Bei hochwertigen Spannungswandlern ist ein Tiefentladeschutz bereits integriert. Falls dies nicht der Fall ist, sollte ein externer Tiefentladeschutz dem Wechselrichter vorgeschalten werden. Der Tiefentladeschutz der Solarladeregler ist in der Regel für die hohen Ströme des Spannungswandlers zu klein dimensioniert.

Info Spannungswandler

Wenn du dich mit dem Kauf eines Spannungswandlers beschäftigst, sind folgende Punkte bei der Auswahl zu beachten.

konstante Ausgangsleistung

Die konstante Ausgangsleistung beschreibt die Leistung, die der Spannungswandler über einen längeren Zeitraum wie z.B. 1 Stunde erbringen kann. Die Dauerleistung deiner Verbraucher darf die konstante Ausgangsleistung nicht überschreiten. Falls sie dies tun, kannst du nicht alle Verbraucher gleichzeitig an dem Spannungswandler betreiben.

kurzfristige Spitzenleistung

Die Spitzenleistung kann der Spannungswandler nur im Sekundenbereich zur Verfügung stellen, da er ansonsten überhitzt. Die Spitzenleistung ist benötigt, wenn besonders alte Fernseher oder Geräte mit Motoren (alle induktiven Verbraucher mit Spulen/Motoren) die mehrfache Anlaufleistung ihrer Nennleistung oder Dauerleistung benötigen. Rein ohmsche Verbraucher, wie z.B. ein Föhn hat keine höhere Anlaufleistung. Plane daher je nach Verbraucher eine Leistungsreserve beim Spannungswandler ein. Wenn der Spannungswandler zu klein bemessen ist, kann unter Umständen z.B. ein Motor nicht zügig anlaufen.

Wirkungsgrad Spannungswandler

Ein Spannungswandler besitzt einen Wirkungsgrad von 80-95%, d.h. für 100 W Wechselstromleistung benötigt der Spannungswandler 105-125 W Gleichstromleistung. Ein guter Wirkungsgrad reduziert daher die Batteriebelastung und schont dein gesamtes autarkes Energiesystem. Viele Hersteller werben mit hohen Wirkungsgraden bezogen auf einen Arbeitspunkt des Inverters. Wirklich interessant ist allerdings der Wirkungsgrad über den gesamten Teillast- und Nennlastbereich des Spannungswandler. Denn dein Spannungswandler wird in der Praxis häufig im Teillastbereich betrieben.

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Zieht ein Spannungswandler auch ohne Verbraucher Strom?

Ja, auch im Leerlauf zieht ein Wechselrichter eine kleine Menge Strom. Schalte ihn daher immer nach Betrieb aus, da er ansonsten deine Batterie ständig mit einem kleinen Strom entlädt. Wenn du auf das manuelle Ausschalten verzichten willst, wähle einen komfortablen Wechselrichter, der sich bei Last automatisch aus dem „Schlafmodus“ einschalten und im Standby-Betrieb fast keinen Strom mehr benötigen.

Eingangsspannung

Die typische Eingangsspannung des Spannungswandlers entspricht der 12V Gleichspannung (meist 10 bis 15 V DC) deines Akkumulators. Es gibt allerdings Spannungswandler für andere Spannungsebenen wie z.B. 24 V DC oder 48 C DC. Wähle die Eingangsspannung immer basierend auf der Systemspannung deine Batterie.

Ausgangsspannung Spannungswandler

Die typische Ausgangsspannung liegt bei 230V Wechselspannung und 50 Hz Frequenz. Es gibt Spannungswandler für andere Länder mit z.B. 110V Wechselspannung und 60Hz Frequenz (für die USA). Das Ausgangsspannungssignal variert je nach Spannungswandler-Typ zwischen einer Sinus-, Trapez- oder Rechteckform.

Rechteck-Spannungswandler: Das sind die billigsten Spannungswandler mit alter Technik und werden von uns daher nicht mehr zum Kauf empfohlen.

Trapez-Spannungswandler / Wechselrichter mit modifiziertem Sinusausgang: Preiswert Inverter mit denen die meisten elektrischen Geräte funktionieren. Es können bei Audio oder Videoanwendungen allerdings Ton- und Bildstörungen auftreten. Weiterhin versagen elektronische Steuerungen z.B. von Kaffeevollautomaten, Spülmaschinen, Waschmaschinen oder auch LED Lampen.

Sinus-Spannungswandler: Dieser Spannungswandler bietet das hochwertigste Ausgangssignal mit dem sich alle Geräte problemlos betreiben lassen.

 

Für mich gibt es keinen Wahl, da ich immer die reinen Sinus-Wellen-Spannungswandler kaufe. Die sind zwar etwas teurer, aber man kann sicher sein, das alles was man einwandfrei anschließt funktioniert. Modifizierte Trapez-Spannungswandler haben die unangenehme Eigenschaft, einige Geräte mit Strom zu versorgen und andere nicht, und das kann mit der Zeit ziemlich lästig sein.

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Sicherheitsfunktionen

Ein Spannungswandler 12V hat mehrere Sicherheitsfunktionen integriert. Gängig sind ein Überlastungsschutz, ein kurzschlußfester Ausgang, ein Eingangsspannungsschutz  / Polaritätsschutz und einen Tiefenentladeschutz. Diese Schutzfunktionen sollten in jeden Spannungswandler integriert sein.

Anlaufstrom

SpannungswandlerWie unter dem Punkt „kurzfristige Spitzenleistung“ oben bereits angedeutet, haben ältere induktive Verbraucher wie Kreissägen oder Bohrmaschinen hohe Anlaufströme, die das 3-10 fache des Nennstroms betragen. Moderne Geräte besitzen eine Anlaufstrombegrenzung und benötigen keine großen Leistungsreserven des Wechselrichters. Am besten man informiert sich vor Anschaffung des Inverters, welche Anlaufströme die jeweils eingesetzten Verbraucher besitzen und wählt dementsprechend das passende Gerät.

Zusätzliche Ausstattung

  • Einige Wechselrichter sind aktiv mit einem Lüfter gekühlt, während günstigere Modelle keinen Lüfter besitzen.
  • Wechselrichter haben mindestens eine 230V Schuko-Steckdose am Gehäuse montiert. Größere Spannungswandler besitzen 2 oder mehrere Schuko-Steckdosen für den Geräteanschluss. Alternativ kann man einfach eine Mehrfachsteckdose mit dem Inverter benutzen.
  • Mache 12V Spannungswandler besitzen eine Kfz-Zulassung (E-Zeichen) für den geprüften Einsatz im Auto.

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Übersicht Verbraucher Solarinselsystem

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