Solar: Energie für unseren Wohnwagen

Warum eigentlich?

Eigentlich dachte ich, das wir keine Solar benötigen, stehen wir mit unserem Wohnwagen doch meistens auf Campingplätzen mit Strom. Und um Unterwegs ohne 230V die im Wohnwagen vorhandene (LED) Beleuchtung und Wasserpumpe nutzen zu können, ist ja eine 70Ah Autarkbatterie verbaut, die diese Energie auch mal für 5 Tage liefern kann.
Was ich aber nicht beachtet habe:
Der verbaute und ständig laufende GPS-Tracker mit Alarmfunktion benötigt zwar nur ca. 60mA Strom, aber selbst die „große“ Autarkbatterie ist rechnerisch nach spätestens 48 Tagen leer (mit realistischen Werten sogar nach 33 Tagen).
Einen praktischen Akku-Betriebszeiten-Rechner findet man hier bei Akkuline.de

Und nach kurzer Recherche im www fand ich heraus, dass der Kostenaufwand für eine kleine Solaranlage gar nicht mehr so groß ist, und spontan wie ich ich bin fiel die Entscheidung: Ich benötige auch Solar!

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Update Juni 2019:
Es zeigte sich, dass eine größere (und somit stärkere) Solarzelle sinnvoll ist, dauerte das Wiederaufladen doch bei der alten Zelle mit „nur“ 50W manchmal etwas lang, besonders bei schlechtem Wetter und wenn man ohne Landstrom unterwegs ist und die Autark-Batterie durch Licht, Stromwandler (aufladen e-Bike Batterien) und Fernseher beansprucht wurde..
Mit der jetzigen 100W Zelle hoffen wir, dieses Problem zu beseitigen. Die neue 100W Zelle hat auch nur 69 Euro gekostet, letztet Jahr hat die 50W Zelle 49 Euro gekostet ….
Der max. Ladestrom beträgt bei optimalen Wetter jetzt über 5A, zuvor waren es 2.4 Ampere.
Dies bedeutet, dass die 70Ah Batterie, falls sie zu 2/3 entladen ist, nach ca. 10 Sonnenstunden wieder voll ist (also ein Sonnentag, zuvor wären 2 Sonnentage notwendig gewesen).
Zur Dachbefestignung der Solarzelle habe ich nun vorne auch keinen teuren Solarhalter aus Kunststoff verbaut, sondern einen 6x6cm Aluminumwinkel (Stärke: 2mm). Gibts bei Ebay für 12 Euro/m.
Die „alte“ 50W Solarzelle konnte ich auch wieder gut über Ebay-Kleinanzeigen an einen Selbstabholer verkaufen.

Auch wurde mittlerweile ein „richtiger“ Batteriecomputer (Büttner MT IQ Basic) eingebaut (ist nicht zwingend notwendig, liefert aber hilfreiche Infos (Restlaufzeit etc. …)

Update August 2019:
Der „einfache“ (aber im prinzip ausreichende) 17€ Solarregler wurde gegen ein Solarregler mit Bluetooth ausgetauscht:
Dem „Victron SmartSolar MPPT 75/15“ (ca. 110€)

Dieser läßt sich komfortabel per BT konfigurieren, und es werden ständig die Solar-Erträge, der Batterieladestrom und die Entladung (am Lastausgang erfasst und protokolliert.
All diese Daten sind dann per App abrufbar und sind graphisch aufbereitet.

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Im Prinzip ist Solar ganz einfach:

Kurzform:
Solarzelle liefert Engie => geht zum Solar-Regler => dieser regelt sowohl die Ladung des Akkus als auch die Ladungsentnahme des Akkus.

Etwas ausführlicher:
Solarzelle liefert elektrische Energie (bzw. Spannung und Strom, daher wird die Leistung der Zellen in W(att) angegeben: P=U*I).
Die Ausgänge der Solarzelle (Plus und Minus, meistens mittels MC4 Steckern) werden mit einem „Solar Regler“ verbunden.
Der Solar-Regler hat die Aufgabe, den am Regler angeschlossenen Akku kontrolliert zu laden und ihn vor Tiefentladung zu schützen (indem er den Verbraucher bei unterschreiten eines festgelegten Spannung den Strom wegnimmt).
Gleichzeitig haben die meisten Solar-Regler noch ein Display, auf welchem man den von den Solarzellen gelieferten Ladestrom und die Akkuspannung ablesen kann.
Ebenso ist oft auch ein 5V Ausgang mittels USB integriert, so das dort auch direkt Handys etc. geladen werden können.
Und wer 230V Geräte betreiben will, benötigt dann nur noch einen Wandler, welche die gespeicherten 12V der Batterie (genauer Akku) auf 230V umwandelt.
Beim 230V Wandler gibt es preiswerte Geräte (ab 20€), die eine Art „DreieckspannunG“ erzeugen anstelle eines richtigen Sinus wie es zuhause der Fall ist: Manche Verbraucher arbeiten aber nur mit einer saubere Sinus Wechselspannung!

 

Da unser Solar-Modul im Prinzip nur eine Erhaltungsladung liefern soll, um u.a. den geringen, aber stetigen Stromverbrauch (70mA)  des GPS-Trackers in Monaten, wo der Wohnwagen abgestellt ist und keine 230V Verbindung hat, auszugleichen, habe ich mich für eine relativ kleine Variante entschieden: 50W hat das Solarmodul.
Rechnerisch liefert es bei optimalem Wetter und Ausrichtung auch 3A, könnte also auch nach geschätzten 3 Tagen bei optimalem Wetter die verbaute 70Ah Batterie komplett aufladen. Auf jedem Fall gut zu wissen …
ABER die genannten Werte einer Solarzelle müssen mit Vorsicht verwendet werden: Es sind maximal Werte bei optimaler Ausrichtung (90° zur Sonne), keine Wolken und nicht zu warm.

 

Wieviel Watt (genauer WP) benötige ich?

• 30W bis 50W: Reicht für Erhaltungsladung der Autarkbatterie und Betrieb kleiner Verbraucher (LED-Licht)
• 50W bis 70W: Hier können Licht, Radio, Wasserpumpe … ohne Angst betrieben werden
• 80W bis 120W: TV und andere „größere“ Verbraucher können hier betrieben werden
• ab > 140W: Hier kann auch mal ein kleiner Kühlschrank betrieben werden

Auch ist zu beachten, das die abzuschöpfende Solarenergie stark vom Standort (und der Neigung der Zelle zur Sonne) abhängt.
Hier mal ein paar Vergleiche (Calculator)

Und los …

MC4 Stecker

Solarmodule werden i.d.R. mit sogenannten MC4 Anschlüssen ausgeliefert.
Der MC4 „Stecker“ sieht vorne etwas rechteckig aus, die „Buchse“ wiederrum ist vorne nur „rund“ (was oft zu Verwechslungen führt, sieht dies doch aus wie ein „Stecker“).
Belegung abgehend von der Solarzelle ist: Plus Buchse, männlich: Stecker.
Als Kabel sollte man sogenannte PU Kabel verwenden, diese sind UV und Witterungsbeständig. Für kleine bis mittlere Solarzellen genügen Kabel mit 4qmm, ansonsten 6qmm.
Ich habe mir aber auch 6qmm Kabel besorgt, weil die Dichtung der geplanten Wohnwagendurchführung erst mit Kabel ab dieser Stärke dicht ist (sonst muss man mit Silikon abdichten).

 

Man braucht nicht viel

• – Solarzellen (eine oder mehrere)
  – Dachbefestigung für die Solarzelle(n) (Spoiler oder Winkel)
  – Dachdurchführung, wasserdicht
  – Kabel mit MC4 Verbindern
  – Solar-Regler
  – Akku („Autarkbatterie“)
  – Montagekleber

 

 

Planung

Da unser Wohnwagen nicht direkt vor der Tür steht, habe ich zum besseren Planen mit einer Leiter ein Bild vom Wohnwagendach gemacht.
Zollstock ausgelegt, so dass ich auf den Bildern dann auch die Abstände sehen und „ausmessen“ kann (Dachluke, benötigte Kabellängen, …)
Und dann mit einem Grafikprogramm (Visio) kurz etwas „rumgespielt“ und maßstabsgerecht die Solarzelle testweise „montiert“:

 

Um das Gewicht auf der Deichsel nicht weiter zu erhöhen, wollte ich die Solarzelle (Gewicht: ca. 5kg) hinter der Achse montieren.

Mut zum Loch

Ebenso muss geplant und überlegt werden, wo die Kabeldurchführung in das innere des Wohnwagens am besten gelingt. Optimal, wenn man im Kleiderschrank rauskommt, dort lassen sich Kabel und Regler gut und unauffällig verbauen bzw. verlegen.

Dann kommt der Teil für Mutige: Ein Loch durch das Dach des Wohnwagens!
Ich habe ein 16mm Loch gebohrt (mit 3mm vorgebohrt zur Kontrolle, dann mit 8mm aufgebohrt, und schliesslich 16mm).

In das Loch habe ich ein 16mm Kabelrohr (aus Baumarkt) gesteckt und und oben ca. 4mm überstehen lassen. Das Rohr oben zum Dach hin habe ich mit Silikon gut abgedichtet, die Kabel selbst liegen lose im Rohr. In diesen Bereich sollte ja nie Wasser gelangen, kommt doch über das Loch mit dem Rohr und das Kabel die eigentliche Dachdichtung. Sollte aber mal Wasser in das innere der Dachdichtung gelangen, will ich es auch mitbekommen und der Kleiderschrank kann ruhig nass werden. Besser als dass das Wasser sich unbemerkt in der Wohnwagendecke einen Weg sucht …

 

 

Display

Auch wenn die meisten Solar-Regler ein Display eingebaut haben, habe ich mich für den Einbau eines zusätzlichen (selbstgebauten) Displays entschieden … Fertig kann jeder …Bastler eben …
Ich sehe es als Vorteil an, ein kleines, kompaktes Display mit relativ kleinem Gehäuse an einer passenden Stelle im Wohnwagen zu verbauen.
Dazu habe ich mein Dual-Display mit Strom- und Spannungsanzeige bestellt. Ein kleines, 3-stelliges Display aus China für 1 Euro hatte ich noch in der Werkstatt rumliegen. Und da das Dual-Display die Batteriespannung anzeigen soll (und somit auch Nachts leuchtet) und ca. 15 mA Strom verbraucht, habe ich dieses Display mit einem kleinen Kippschalter ausschaltbar gemacht. Der Schalter befindet sich unten am Gehäuse. Das untere, kleine Einzeldisplay hängt direkt an der Solarzelle und zeigt deren Spannung an (und ohne Strom der Solarzelle leuchtet Nachts nichts und auch kein Stromverbrauch).
So sehe ich ständig die aktuelle Batteriespannung, den momentane Ladestrom in die Batterie und die Spannung der Solarzelle, welche die liefern könnte.
Das verwendete  Gehäuse selbst war auch „Altbestand“ und ist 7cm breit, 10cm hoch und 3cm tief. Mit Dremel und Feile dann die Aussparungen für die zwei Displays reingeschnitten. Das Gehäuse passt und hält bei uns exakt zwischen Tür/Fliegengitter und Kleiderschrank (auch ohne Schrauben).

 

 

Und so sieht es nun fertig aus:
Die im Bild sichtbare „Querstange“ ist eine der beiden Montage-Schienen für die Thule Markise,
rechts davon dann die Solarzelle (zwischen markise und Dachluke), gehalten von zwei sogenannten „Spoiler-Haltern“.
Links im Bild oberhalb der Heizungslüftung die verklebte Dachdurchführung.
(und ja, ich habe wie gut zu sehen ist, nur die Klebebereiche reinigt 😉 )

 

 

 

Mittlwerweile ist alles verbaut und funktioniert einwandfrei, der Ladestrom geht bei optimaler Sonne bis auf 3A hoch.

Das kompakte Gehäuse mit dem „Tripple Display“ (oben: Batterie-Spannung; Mitte: Ladestrom; unten: Spannung Solarzelle) passt genau zwischen Eingangstür und dem Kleiderschrank, ist nur mit doppelseitigem Klebeband fixiert.

Nur die Verkabelung vom (20A) Regler im Kleiderschrank muss noch etwas schöner gemacht werden, da zeig ich erst mal keine Bilder von …

 

Tipps in kompakter Form:

• Kabeldurchführung zum Dach mit Leerrohr (16 oder 22mm) auskleiden, und oben etwa 5mm überschauen lassen (zur Not bildet dies dann eine Wasserkante um Wassereinlaufen zu verhindern)
• Der vom Solarpanel abgehende MC4 Stecker ist  männlich („rechteckig“ außen) und führt „Minus“.  „Plus“ ist der kleinere, runde („genannt „Buchse“)
• Die meisten Kabeldurchführungen der Dachabdichtungen sind nur bei > 6 qmm Kabeln dicht, bei dünnerem Kabel muss mit Silikon abgedichtet werden. Also lieber (wenn auch unnötig) in dem Bereich 6 qmm nehmen.
• Die Kabelenden der Solarzelle während der Montage abkleben, nach der Montage auf dem Dach zusätzlich die Solarzelle mit Karton abdunkeln.
• Beim planen, wo die Zelle auf dem Dach montiert wird, beachten, das später evtl. eine weitere Zelle montiert wird. Blöd wenn die zusätzliche Zelle wegen paar zuvor „verschenkten“ cm keinen Platz mehr findet ….

 

Viele nützliche Tipps und ausführliche Hinweise zu den einzelnen Komponenten findest du auch im Reisefroh-Blog von Anne und Sebastian.

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Unsere „Solar-Ausstattung“ sieht nun so aus:

Anzahl	Gegenstand	Bild	Beschreibung	Preis (ca.)
2er Set	Solar-Halterung		Solarhalterung in Spoilerform. Länge 53cm	30€
2	Solarkabel mit Stecker		2x 2m PV Kabel 6mm. Mit montierten MC4 Steckern/Buchsen	12€
1	Solarmodul 50W (Mittlerweile ein 100W Modul)		Monokristallines Solarpanel, 50W, 18V. 70cm x 52cm; 4,1kg (120cm x 54cm x 3,5cm; 9kg)	49€ (69€)
1	Klebeset		Klebeset von Sika, beinhaltet Sika 252, Primer und Reiniger.	39€
1	Solarregler		Solar-Laderegler, 20A. PWM, 2x USB	17€
1	Dachdurchführung		2-fach Dachdurchführung, geeignet für Kabeldurchmesser 5mm bis 10mm	11€
1	Display / Volt & Ampere (optional)		Dual-Anzeige von Spannung und Strom. Bis 10A, mit eingebautem Shunt.	13€
			S U M M E = = >	171€

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