Wie montiere ich die Solarbatterie, Bordbatterie und Solaranlage im Wohnmobil?
Brauchen Sie Hilfe bei der Stromversorgung im Wohnmobil? Dies ist eine Anleitung um Wohnmobile richtig für Campingausflüge mit einer Zusatzbatterie auszustatten. Alle Designs müssen von einem qualifizierten Elektriker überprüft und installiert werden.
Ein Zwei-Batterie-System hat eine oder mehrere Hilfsbatterien zusätzlich zu der Standard-Starterbatterie eines Autos oder Wohnmobils installiert. Der Aufbau bietet zusätzliche Batteriekapazität, um Geräte wie Kühlschränke oder 12V Fernseher mit Strom zu versorgen. Zusätzlich reduziert eine zweite Bordbatterie die Belastung der Starterbatterie.
Eine oder mehrere Bordbatterien
Zur Einfachheit wird in diesem Artikel auf Bordsysteme mit nur einer Hilfs- oder Zusatzbatterie eingegangen. Eine Bank von parallelen Batterien verhält sich wie eine große Batterie. Batterienbänke funktionieren am besten, wenn sie von der gleichen Art, Alter und Kapazität sind. So ist sichergestellt, dass sie ähnliche Spannungsverläufe und Ströme bei Ladung / Entladung besitzen und keine Ausgleichsströme auftreten, die bessere Batterien „runterziehen“.
Arten von Batterien in Wohnmobilen
Eine Bordbatterie wird sehr wahrscheinlich mit kleineren bis mäßigen Ströme über lange Zeiträume regelmäßig ent- und beladen. Daher macht es Sinn zyklenfeste Batterientypen wie z.B. Solarbatterien, AGM Solarbatterien oder Panzerplattenbatterien zu verwenden. Herkömmliche Starterbatterien sind nicht als Bordbatterie zu empfehlen. Die Zyklenfestigkeit unterscheidet die Bordbatterie von einer Starterbatterie.
Bordbatterien werden unter WoMo Anhängern heiß diskutiert. Dabei werden allerdings oftmals unterschiedliche Systeme miteinander verglichen. Man muss aber genau auf die Bordbatterie mit ihren Einsatzprofil schauen. Wer z.B. nur ab und zu ein Radio und etwas Beleuchtung anschaltet, wird den 50% Kapazitätsverlust seiner Starterbatterie in seiner Solaranlage auch nach Jahren nicht merken. Er verbraucht von der verbleibenden Kapazität sowieso nur einen Bruchteil. Jemand der viele Verbraucher betreibt und dafür schwere Batterien an Bord mitführt, akzeptiert keine frühe Abschaltung der Verbraucher. Er benötigt Solarbatterien, die über Jahre gut performen und be- und entladen werden können.
Bleibatterien für zyklische Anwendungen sind speziell auf Tiefentladungen optimiert, haben allerdings eine reduzierte Hochstromfähigkeit und ein höheres Gewicht. Sie sind als zweite Batterie in Wohnmobilen optimal einsetzbar. Allerdings ist es eine schlecht Lösung eine zyklenfeste Solarbatterie parallel mit einer Starterbatterie zusammenzuschalten. Nur wenn die Ladeprofile und Spannungen der beiden Batteriearten ähnlich sind, können sie problemlos verschalten werden. Prüfe die Datenblätter der beiden Batterien daher auf signifikante Unterschiede zwischen den Ladeendspannungen und Ladekurven.
Wer also eine Starterbatterie als Solarbatterie einsetzt und sein Wohnmobil viel nutzt, muss mindestens einmal die Starterbatterie im Vergleich zur Solarbatterie ersetzen. Starterbatterien kosten zwar etwas weniger, aber rentieren sich nur in wenig intensiv genutzten Solaranlagen. Sogar Wohnmobilausstatter verbauen meinst hochwertige Solarakkus.
AGM Batterien (Absorbent Glass Mat) sind sehr gut als zweite Bordbatterie in Wohnwagen geeignet und besitzen ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Unterschiede gegenüber anderen zyklenfesten Batterien wie der OPZV sind:
- Bis zu 5 mal höhere Laderate. Dies gibt Ihnen die Möglichkeit, die Bordbatterie schneller mit der Lichtmaschine des Fahrzeuges zu laden. Bei einer halben Stunde Fahrt kann eine AGM Batterie über die Lichtmaschine mit 25Ah geladen werden. Eine vergleichbare Panzerplattenbatterie kann im gleichen Zeitraum nur 5 Ah aufnehmen.
- Bessere Hochstromfähigkeiten als Panzerplattenbatterien (kann sinnvoll sein, wenn Sie ein Problem mit Ihrer Starterbatterie haben)
- Verschlossene AGM Batterien können einfach im Innenraum aufgestellt werden und brauchen keine Entlüftung.
- Schnellerer Verlust der Speicherfähigkeit von AGM Batterien durch geringere Zyklenfestigkeit
Batterien haben bei erhöhten Temperaturen eine höhere Selbstentladung und die Lebensdauer halbiert sich alle 8°C über der Standardtemperatur. Versuchen Sie daher, Ihre Bordbatterie an einem kühlen Ort zu installieren, und vermeiden Sie heiße Teile des Motors oder Bereich, die sich durch eine Heizung oder bei Sonnenstrahlung im Wohnmobil stark aufheizen.
Anschluss der Bordbatterie
Es gibt verschiedene Möglichkeiten eine Zusatzbatterie an dein Bordnetz im Wohnmobil anzuschließen:
- Direkter Anschluss einer zweiten Batterie
- Anschluss mit manuellem Handschalter
- Spannungsmessrelais
- Doppeltes Spannungsmessrelais
- DC-DC-Konverter
- DC-DC-Konverter mit Kurzschluss / Bypass Relais
Das einfachste System – Direkter Anschluss einer zweiten Batterie
Ein zweiter Akku kann parallel mit der Starterbatterie angeschlossen werden. Diese Variante ist einfach zu installieren und kostengünstig. Die Lichtmaschine wird beide Batterien laden und alle Lasten über beide Batterien versorgt. Das Hauptproblem bei dieser Anordnung ist, dass die Starterbatterie durch die 12V Verbraucher bei längerer Standzeit entladen wird und der Motor nicht gestartet werden kann.
Anschluss der Bordbatterie mit manuellem Handschalter
Eine einfache Lösung ist es, die Starterbatterie bei längeren Standzeiten manuell oder mit Relais* über einen Schalter zu trennen. Dieser Schalter* kann in der Fahrzeugkabine angebracht werden und über das Relais die Starterbatterie vom Bordnetz trennen. Einfacher ist ein manueller Schalter. Es gibt zwei Positionen für diesen Schalter im Bordnetz.
Bei der ersten Variante sorgt die Starterbatterie weiterhin für die Stromversorgung der originalen Fahrzeugverbraucher wie Innenbeleuchtung, Scheinwerfer, Scheibenwischer oder Autoradio. Damit teilen sich die Batterien die Versorgung des Fahrzeuges auf, wobei die Bordbatterie die Verbraucher im Wohnraum übernimmt. Dadurch verteilt sich die Belastung auf beide Batterien und der Verschleiß der Bordbatterie reduziert sich. Weiterhin kann das Fahrzeug unabhängig von der Schalterposition jederzeit gestartet werden und es fließt kein hoher Anlaufstrom des Anlassers über den Schalter. Es ist so auch einfacher das Fahrzeug wieder in den Werkszustand zurückzusetzen. Der Nachteil ist, dass die Starterbatterie durch die originalen Fahrzeugverbraucher entladen werden kann.
Die zweite Variante isoliert die Starterbatterie völlig von jeglichem Verbraucher und belässt sie vollständig unbelastet. Die Batterie wird (abgesehen von der Selbstentladung) auf längere Zeit aufgeladen bleiben. Allerdings fließt jetzt der volle Anlasserstrom über den Schalter (+60A) und kann ihn über die Zeit verschleißen. Das würde zur Folge haben, dass das Fahrzeug nicht mehr gestartet werden kann.
Spannungsgesteuerte Trennrelais
Ein spannungsgesteuertes Trennrelais* wird sehr häufig bei einer Doppelbatterieanordnung mit Starter- und Solarbatterie in Wohnmobilen verwendet. Das Trennrelais wird zwischen den beiden Batterien eingebaut. Es bleibt offen bis die Starterbatterie über die Lichtmaschine einen bestimmten Spannungswert und Ladezustand erreicht. Ist dieser Ladezustand erreicht, schließt das Relais und schaltet die Bordbatterie mit der Starterbatterie zusammen, die jetzt beide über die Lichtmaschine weiter geladen werden. Wird der Motor abgeschaltet und sinkt die Batteriespannung unter einen zweiten Schwellwert, so öffnet das Relais und trennt beide Batterien. Der Einbau eines spannungsgesteuerten Trennrelais ist einfach und es muss keine Stromversorgung des Relais oder der Steuerverdrahtung vorgenommen werden.
Ist die Starterbatterie entladen und der Motor startet nicht, so können manche Trennrelais per Jumper dazu gezwungen werden, die Bordbatterie zur Starterbatterie hinzuzuschalten.
Doppelte spannungsgesteuerte Trennrelais
Wenn eine Solaranlage die Zusatzbatterie lädt, besitzt der Aufbau mit einem einzigen Trennrelais einen Nachteil. Sobald es geöffnet wird, verhindert es dass die Solaranlage die Starterbatterie mit auflädt. Ein zweites Trennrelais in umgekehrter Richtung löst dieses Problem. Die Batterien werden miteinander verbunden, wenn die Spannung auf jeder Seite ausreichend hoch ist. Neben der Vermeidung von Tiefenentladung Ihre Starterbatterie bei langen Standzeiten, erhöht diese Anordnung der nutzbaren Bordkapazität um die Größe der Starterbatterie. Einige Trennrelais* besitzen diese bidirektionale Funktion standardmäßig.
DC-DC-Konverter
Das Aufladen der Bordbatterie über die Lichtmaschine ist gut, aber nicht perfekt. Denn die Lichtmaschine lädt nicht nach optimierten Ladeprofilen, welche die Sulfatierung reduzieren und die Lebensdauer der Batterie optimieren. Da die Lichtmaschine keine regelbare Ladespannung besitzt, dauert es sehr lange bis die Lichtmaschine die letzten paar Prozent einer Bordbatterie vollgeladen hat. Weiterhin wird durch die Lichtmaschine keine Ausgleichsladung oder Gasungsladung je nach Batterietyp durchgeführt. Daher macht es Sinn einen Gleichspannungswandler einzusetzen, der durch die Lichtmaschine angetrieben wird und die Batterie wie basierend auf ihrer Ladekurven optimal lädt und die volle Kapazität nutzbar macht. Die höheren Ladespannungen reduzieren weiterhin die Sulfatierung und es können die Starterbatterie und die Solarbatterie mit unterschiedlichen Ladekurven über die Lichtmaschine geladen werden.
Ein Nachteil des DC-DC-Wandlers ist, dass er meist vom Ladestrom auf z.B. 20A begenzt ist und daher einer leeren Batterie nicht den vollen Ladestrom von z.B. 40A zur Verfügung stellen kann. Wenn jetzt gleichzeitig 12V Verbraucher im Wohnmobil weiteren Strom über den Wandler ziehen, reduziert sich der Ladestrom für die Solarbatterie weiter.
Ein weiterer Nachteil kann auftreten, wenn ein großer Verbraucher bei laufendem Motor z.B. über den Wechselrichter und die Zusatzbatterie läuft und einen größeren Strom zieht, als über den DC-DC-Wandler von der Lichtmaschine nachgeliefert werden kann. Dies führt bei längerer Laufzeit unter hoher Last zur Entladung der Zusatzbatterie. Weiterhin kannst du mit einem DC-DC-Wandler nicht deine Starterbatterie über deine Bordbatterie oder Solaranlage laden.
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Zusammenfassend kann man sagen, dass ein DC-DC Wandler eine leere Batterie weniger schnell, als die direkt verbundene Lichtmaschine aufladen kann. Nur wenn die Batterie fast voll geladen ist, schafft es der DC-DC-Wandler durch die Spannungsanpassung die letzten paar Prozent der Batterie schneller als die Lichtmaschine einzuladen. Der Nachteil, dass der Motor bei DC-DC Konverter nicht über die Bordbatterie gestartet werden kann, kann durch ein Bypass Relais gelöst werden. Dabei muss man darauf achten, dass das Relais den Wandler stromfrei schaltet, um das Kurzschließen des Eingangs und Ausgangs des Wandlers zu verhindern.
Spannungsvariable Lichtmaschinen
Einige moderne Fahrzeuge besitzen Motormanagement gesteuerte Lichtmaschinen. Dabei hilft das Motormanagement durch die Steuerung der Lichtmaschinen-Ausgangsspannung den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Im Grunde ist das Motormanagement darauf ausgelegt, bei Leerlauf oder Beschleunigung weniger Strom zu erzeugen, sondern beim Bremsen die kinetische Energie des Fahrzeugs zum Aufladen der Batterie zu nutzen. Das hat natürlich Auswirkungen auf das Laden der Batterien.
12V-Systeme über das Netz laden
Eine gängige Möglichkeit ist es mit einem guten 12V Akku-Ladegeräte* den Caravan am Netz zu laden. Es gibt auch einfache ungeregelte Ladegeräte, die ok sind, aber keine optimierte Ladekurve abfahren um Sulfatierung und Gitterkorrosion zu minimieren. Da diese oft keinen Überladeschutz besitzen, sollten diese Ladegeräte nach maximal 48 Stunden manuell vom Bordnetz getrennt werden. Daher ist ein hochwertiges und modernes 12V Ladegerät* zu empfehlen.
Elektronisch geregelte Ladegeräte sind die beste Lösung für die Aufladung von 12V Blei-Säurebatterien. Sie bieten höhere Laderaten, optimierte Ladeprofile und Überladeschutzfunktion für das normale Laden und Gasungsladung zum Durchmischen der Säureschichten und Aufbrechen von Sulfatierungen und erhöhen damit die Lebensdauer von Flüssigbleisäurebatterien (Achtung keine AGM oder GEL Batterien über Gasungsladung laden. Immer vorher Datenblätter und Ladeanleitung beachten).
Einige Vollblutcamper installieren dauerhaft ein 230V Ladegerät* im Fahrzeug oder Wohnanhänger. Dieses ist fest mit dem 12V-Bordsystem verdrahtet und nützlich, wenn Sie regelmäßig Campingplätze anfahren. So muss das Ladegerät nur in die Steckdose gesteckt werden und das Bordnetz wird geladen. Um eine langsame Entladung über das Ladegerät im Bordnetz zu vermeiden, trennen Sie es bei Nichtbenutzung mit einen Schalter vom Bordnetz.
Laden des 12V Wohnmobilnetzes mit einem Generator
Viele Generatoren haben neben dem 230V Ausgang einen 12V-Ausgang zum Aufladen von 12V-Batterien. Normalerweise ist die Stromkapazität des 12V Ausganges relativ gering – rund 8 Ampere. Also ist das Laden über einen Notstrom-Generator mit 12V-Ausgang* meist sehr langsam und es verbraucht viel Kraftstoff, wenn der Generator nahe dem Leerlauf laufen muss. Zusätzlich ist der 12V-Ausgang ungeregelt. Daher ist es besser ein 230V Ladegerät zu kaufen und es zum Laden über den Stromgenerator zu nutzen. Alternativ gibt es 12V Stromgeneratoren mit höheren Gleichstromladeleistungen von bis zu 100 Ampere oder teure Brennstoffzellengeneratoren zu kaufen.
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