Größe von Batterie und Solaranlage für’s Wohnmobil berechnen | Solarrechner 12V / 24V

Im Prinzip geht es bei dem Stromkonzept (und in nachfolgendem Rechner) um zwei Punkte:

1. Wie viel Strom benötigen wir PRO TAG?
2. WIE VIELE TAGE möchten wir Strom aus der Batterie verbrauchen können?

Der tägliche Stromverbrauch ist der wichtigste Faktor, das Reiseverhalten der nächste: Wer ohnehin alle zwei Tage fährt oder gerne auf Campingplätzen steht, braucht weniger Solarleistung und Batteriekapazität. Wer länger autark sein möchte, braucht mehr. Und wer in Skandinavien überwintern möchte, braucht ein ganz besonderes Konzept …

Der Ratgeber zum Rechner: Solaranlage und Wohnmobilbatterie

Wie viel Watt sollte eine Solaranlage auf dem Wohnmobil haben? Eine Frage, die immer wieder auftaucht. Eine pauschale Antwort gibt es nicht, dafür spielen zu viele Faktoren mit. Auf diese Faktoren geht mein Solarrechner ein: Er nimmt den Stromverbrauch im Wohnmobil sowie die Spannung (12V / 24V) als Grundlage für die Berechnung von Solaranlage und Batterie für das (künftig autarke) Wohnmobil.

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Solarrechner für 12V / 24V

Um die sinnvolle Größe einer Solaranlage berechnen zu können, braucht es insbesondere eine wichtige Information: den täglichen Stromverbrauch in Wattstunden (Wh). Weil hier die meisten Reisenden scheitern, gibt es hier einen Solarrechner, in dem grundlegende Verbraucher bereits eingetragen sind: Verbraucher, wie sie in den meisten Wohnmobilen Standard sind, also Kühlschrank und Heizung auf Gas, Licht per LED, ansonsten etwas Fernsehen, Wasserpumpe und Internet. Hier können aber auch Stromverbraucher eingetragen werden, die über den Standard hinausgehen: Heizlüfter, Klimaanlage, Kompressorkühlschrank oder Induktionskochplatte treiben das Ergebnis im Solarrechner schnell nach oben.

Wie viel Watt soll meine Solaranlage fürs Wohnmobil bringen?

Manche kommen mit 100Wp oder 200Wp aus, unsere Solaranlage ist mit 1600Wp etwas größer ausgefallen, angesichts unseres Stromverbrauchs dennoch nicht überdimensioniert. Für den Notfall haben wir außerdem noch eine Solartasche dabei. Und wissen, mit welchen Kniffen wir unseren Stromverbrauch senken können.

Doch nicht für jedes Wohnmobil macht eine Solaranlage überhaupt Sinn. Tägliches Fahren, von einem Campingplatz zum Nächsten, hauptsächlich Wochenendtouren? Oder gar im Winter gen Norden? Das Laden der Batterie im Wohnmobil über Landstrom und die Lichtmaschine (je nach Fahrzeug mit Trennrelais oder Ladebooster) kann die sinnvollere Alternative sein. Eine Solaranlage macht dann Sinn, wenn mehr Unabhängigkeit erwünscht ist.

• Es geht darum, nicht weiter fahren zu müssen, nur weil der Strom alle ist.
• Und darum, sich die 3€ Stromgebühr am Tag auf dem Campingplatz sparen zu können.
• Darum, sich seinen Übernachtungsplatz nach Schönheit auszusuchen und nicht danach, ob es dort eine Steckdose gibt.
• Vor allem geht es darum, den Freiheitsversprechen der Wohnmobil-Werbefilmchen auch Realität werden zu lassen.

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Für das Wohnmobil Solaranlage berechnen – Grundlagen im Solarrechner

Die Größe der Solaranlage …

… sollte so ausgelegt sein, dass sie bei halbwegs sonnigem Wetter den täglichen Verbrauch deckt. Bei einem ermittelten Stromverbrauch von 1000Wh reicht im Sommer, bei Sonnenschein, gemäß meiner Kalkulation eine 200Wp-Solaranlage. Fürs Überwintern in Portugal kommt eine 100Wp-Anlage dagegen nicht weit. Dann heißt es: noch einmal 300Wp aufs Dach oder eine größere Solartasche. Es sei denn, der Winter wird ohnehin auf dem Campingplatz mit Stromflatrate verbracht. Dann lohnt das Nachrechnen: 3€/Tag für Strom × 100 Tage = 300€ Stromkosten in einem Winter.

Die Kapazität der Batterie …

… sollte so groß sein, dass die Bleibatterie (GEL oder AGM) im Normalfall nicht mehr als 50% entladen wird. Je tiefer sie entladen wird, desto weniger Zyklen macht sie, desto eher ist sie also kaputt. Die Bleibatterie ist am liebsten voll. Bei der Lithiumbatterie als Wohnmobilbatterie ist das etwas anders: Sie ist am liebsten fast voll, und eine vollständige Entladung verzeiht sie eher mal. Eine Lithiumbatterie zu schrotten ist deutlich schwieriger.

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Die Größe der Solaranlage berechnen: weiche Faktoren

Der Solarrechner bietet einen guten Anhaltspunkt, wie viel Watt eine Solaranlage auf dem Wohnmobil oder Wohnwagen haben sollte. Es gibt jedoch weitere Faktoren, die bei der Berechnung der benötigten Gesamtleistung der Solarmodule und der Batteriekapazität zu berücksichtigen sind.

Wie werden die Batterien sonst noch geladen?

Solar ist eine Möglichkeit, die Batterien im Wohnmobil zu laden. Von Haus aus haben Wohnmobile eine weitere integriert: das Laden über die Lichtmaschine. Hier ist meist die Starterbatterie mit der Versorgungsbatterie verbunden. Und natürlich lässt sich das Wohnmobil an die Steckdose anschließen: zu Hause, auf dem Campingplatz oder Wohnmobilstellplatz.

• Landstrom und Lichtmaschine

  In Wohnmobilen ist ein Elektroblock (EBL = ElektroBLock) verbaut. Ein Kombigerät aus Trennrelais (Ladung über die Lichtmaschine während der Fahrt) und 230V-Batterieladegerät (Ladung über 230V Landstrom). Wer hier regelmäßig die Möglichkeit hat, die Batterie zu laden, kann mit einer geringeren Leistung der Solaranlage rechnen. Denkbar ist auch, mehr Geld in eine Solaranlage zu investieren, so wie wir es tun: Bei bis zu 3€ am Tag für Strom am Campingplatz und zusätzlichem Dieselverbrauch beim Fahren kann es sich rechnen, zumindest für Vielreisende.

• Stromerzeuger

  

  Ein kleiner Stromerzeuger für den Stromnotfall, mitgeführt in der Heckgarage. Bis hin zum Gasaggregat, fest unter dem Wohnmobil verbaut, damit die Klimaanlage ab 22 Grad durchlaufen kann: hier gibt es verschiedene Ansatzpunkte. Dabei ist im Hinterkopf zu behalten, dass Nachbarn sich am Lärm des Stromerzeugers stören könnten, was auch für einen selbst gelten kann. Ein Generator kommt daher eigentlich nur dann zum Einsatz, wenn das Wetter die letzten Tage schlecht war oder die Solaranlage zu knapp dimensioniert wurde.

• Faltmodul

  Als Ersatz oder Erweiterung der Wohnmobil-Solaranlage ist ein faltbares Solarmodul (auch als Solartasche bezeichnet) insbesondere bei Überwinterern in Südeuropa sehr beliebt. Denn gerade wenn die Sonne tief steht, kann das Faltmodul doppelt so viele Strömlinge einfangen wie eine flach auf dem Dach installierte Solaranlage mit gleicher Nennleistung.
  Das Faltmodul kommt auch gerne in kleinen Fahrzeugen zum Einsatz, wo es nicht möglich ist, eine Solaranlage mit anständiger Leistung aufs Dach zu packen. Überwinterer im Süden nutzen es gerne, um ihre für den Sommer ausgelegte Solaranlage zu erweitern.

Schattenparker

Im Sommer das Wohnmobil in den Schatten stellen? Gar nicht gut für den Solarertrag. Auch Campingplätze mit vielen Bäumen sorgen für eine (teilweise) Verschattung der Solarmodule. In der Stadt zwischen Häusern parken oder im Schatten eines Berges stehen: Wer nicht immer in der prallen Sonne steht, sollte die Wattzahl der Wohnmobil-Solaranlage so berechnen, dass es auch bei Bewölkung reicht. Das gilt auch für Deutschland-Urlauber: Wolken machen Schatten.

Reiseziele: wie hoch steht die Sonne, und wie heiß ist es?

Im Winter sind die Tage kürzer als im Sommer, und die Sonne steht tiefer am Himmel. Den Sonnentiefstand (Wintersonnenwende) gibt es um den 21. Dezember herum. Ab dann werden die Tage wieder länger, was sich auch auf den Solarertrag auswirkt. Je weiter es nach Norden geht, desto kürzer werden die Wintertage. Wer also nach Skandinavien will, um die Polarlichter zu sehen, hat schlechte Karten, die Solaranlage wird kaum für Stromnachschub sorgen. In Andalusien hingegen ist es mit einer entsprechend großzügig dimensionierten Photovoltaikanlage problemlos möglich, stromautark zu überwintern, mit etwas Glück beim Wetter.

Im Sommer spielt die Temperatur eine Rolle: Je heißer es ist, desto niedriger ist der Wirkungsgrad einer Solaranlage. Deshalb lassen sich im Frühjahr oder Herbst oftmals die besten Erträge messen.

• Winter in Südeuropa: viel Sonne, aber tiefer Sonnenstand
• Sommer in Mitteleuropa: mittelmäßig viel Sonne
• Sommer in Südeuropa: viel Sonne, aber hohe Temperaturen

Viel hilft viel: medizinische Gründe für eine große Solaranlage

Reisende mit chronischer Krankheit sollten ein besonderes Augenmerk auf die zuverlässig funktionierende Stromversorgung im Wohnmobil haben und diesen Umstand in die Berechnung der Solaranlage einfließen lassen. Hitzeempfindliche Medikamente, die in der Kühlbox lagern, müssen durchgängig gekühlt werden. Das Apnoe-Gerät sollte nicht morgens um drei Uhr ausfallen. Und wer einen mit Strom betriebenen Rollstuhl benötigt, um vor Ort mobil zu sein, sollte ebenfalls sicherstellen, dass immer genug Strom im Wohnmobil vorhanden ist.

• Apnoe-Gerät
• Kühlbox für Medikamente
• E-Rolli laden

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Solaranlage für Wohnmobile: Solarmodule, Solarregler, Wechselrichter, Batterien …

So ein Solarrechner ist ja gut und schön, aber er sagt bis jetzt nur aus, welche Leistung eine Solaranlage bringen sollte und welche Kapazität die Batterien haben. Wichtige Eckpunkte, doch längst nicht alle Komponenten einer funktionierenden Stromversorgung im Wohnmobil. Gerade beim Wohnmobilausbau zeigt sich schnell, dass zwischen Solarmodul, Wohnmobilbatterie und der Steckdose „irgendwie” noch etwas dazwischen muss.

Strömlinge einfangen: anhand weiterer Stromquellen die Größe der Solaranlage berechnen

Zunächst haben wir keinen Strom, wir müssen ihn erzeugen. Dafür müssen Energiequellen wie die Sonne angezapft und in Strom umgewandelt werden. Wir nutzen Solarmodule, um aus Sonnenenergie Solarstrom zu machen. Wir nutzen die Lichtmaschine des Fahrzeugs, um Strom aus Diesel zu gewinnen. Oder einen Stromerzeuger, um Benzin in Strom umzuwandeln.

Die Frage ist nun, welche die primären Energiequellen sein sollen. Soll Strom ausschließlich via Photovoltaik erzeugt werden, ist die Rechnung ziemlich einfach: Der tägliche Stromverbrauch muss wieder hereinkommen, idealerweise nicht nur bei strahlendem Sonnenschein, sondern auch bei leichter Bewölkung.

Geht es alle paar Tage für ein bis drei Stunden weiter, oder steht das Wohnmobil gerne eine Woche oder zwei an einem schönen Ort? Für alle, die viel und regelmäßig fahren, kann ein Trennrelais oder Ladebooster sinnvoll sein. Der erhöht zwar den Spritverbrauch (bei uns um 1 Liter pro 100km), ist bei entsprechendem Reiseverhalten aber vielleicht sinnvoller, als die Wattzahl der Solaranlage zu erhöhen. Dasselbe gilt für alle, die den frostigen Norden bevorzugen: Wen es im Winter an den Polarkreis zieht, wird mit Solarstrom nicht weit kommen. Hier sollte der Fokus darauf liegen, Strom über Generator und Lichtmaschine zu erzeugen. Auch eine Brennstoffzelle kann sinnvoll sein, ist aber grundsätzlich teuer und hat einen schlechten Wirkungsgrad.

Strömlinge speichern: die richtige Wohnmobil-Batterie auswählen

Die Größe der Solaranlage auf dem Wohnmobil sollte mit der Batterie synchronisiert werden. Eine 100Wp-Anlage auf dem Dach und 300Ah Batterien im Wohnmobil? Das lässt sich eigentlich sparen. Denn wer so viel Batteriekapazität verbaut hat, braucht viel Strom und wird den Verbrauch mit so einer kleinen Anlage nie wieder reinholen.

Strom verbrauchen – weniger ist besser

Wie viel Watt eine Solaranlage haben sollte, da ist der tägliche Stromverbrauch entscheidend. Die Werte können sich saisonal unterscheiden: Ein Kompressorkühlschrank benötigt im Sommer deutlich mehr Strom als im kühlen Herbst. Dafür läuft die Heizung im Sommer idealerweise eher selten. Die Sommermonate sind grundsätzlich das kleinere Problem, denn hier sollte Strom im Überfluss vorhanden sein. Die Frage ist, ob beim Berechnen der Solaranlage nicht gleich durchwachsenes Wetter berücksichtigt wird. In Deutschland scheint nicht jeden Tag die Sonne.

Der Stromverbrauch ist eine Stellschraube, an der jeder drehen kann, ohne am Komfort zu sparen. Sich bewusst zu machen, wohin der Strom geht, ist eine gute Grundlage. Hier können viele Strom sparen:

• Ist die Beleuchtung im Wohnmobil auf LED umgestellt?
• Welche 230V-Geräte ziehen besonders viel Strom? Tipp: alles, was Wärme oder Kälte erzeugt, also Heizlüfter, Haarföhn, Wasserkocher.
• Welche 230V-Geräte könnten auf 12V laufen? Tipp: Laptop, Akkuladegeräte, Fernseher.
• Läuft der Wechselrichter den ganzen Tag durch? Tipp: eine Fernbedienung oder ein Wechselrichter von Victron Energy mit AES-Modus helfen beim Strom sparen.

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Kleiner Exkurs: Strom-Fachchinesisch für Dummies

Die Stromversorgung im Wohnmobil entspricht in etwa dem, was im Physikunterricht der 8. Klasse gelehrt wird. Es ist also verdammt lange her ;-) Hier eine kleine Auffrischung:

• Elektrische Abkürzungen und ihre Bedeutung
  • Ampere (A): Stromstärke, also wie viel Strom ein Gerät liefert oder braucht.
    Beispiel 1: ein 12V-Solarmodul mit 100 Watt Leistung: 100W ÷ 12V = 8,33A
    Beispiel 2: ein 12V-Wasserkocher mit 200 Watt Leistung: 200W ÷ 12V = 16,67A
  • Amperestunden (Ah): Batteriekapazität
    Beispiel: Eine 12V-Batterie mit 100Ah liefert 5 Stunden lang 20 Ampere.
  • Watt (W): Leistung, die ein Gerät liefert oder braucht.
    Beispiel 1: ein Haarföhn braucht 900 Watt.
    Beispiel 2: ein Stromerzeuger liefert 1000 Watt.
  • Wattstunden (Wh): Watt × Stunden
    Beispiel 1: Ein Backofen zieht 1400W und bäckt den Kuchen in ¾ Stunde: 1400 × 0,75 = 1050Wh.
    Beispiel 2: Der Kompressorkühlschrank zieht 50W und läuft pro Stunde etwa 15 Minuten: 50W × 0,25h × 24 = 300Wh/Tag.
  • Volt (V): Spannung eines Stromnetzes
    Beispiel 1: im Wohnmobil liegt eine Bordspannung von rund 12V an.
    Beispiel 2: das Stromnetz in Europa hat eine Spannung von 230V.
• Solarmodule parallel oder in Reihe schalten: 12V-Solarmodule lassen sich in Reihe schalten (ergibt 24V) oder parallel (bleibt bei 12V). Vorteil von 24V: geringere Kabelquerschnitte nötig, weniger Probleme bei teilweiser Verschattung der Module. Wichtig: auch der Laderegler muss die höhere Spannung verarbeiten können.
• PWM und MPPT Laderegler: PWM (Pulsweitenmodulation) sind die einfacheren und günstigeren Laderegler, MPPT (Maximum Power Point Tracking) die effizienteren und teureren. Sie schaufeln die über die Solaranlage gewonnene Energie effizienter in die Batterie. Wir setzen am liebsten auf Solarregler von Victron, sehr gut und zuverlässig.
• Starterbatterie vs. Versorgungsbatterie: Erschreckend viele Wohnmobile haben ab Werk Starterbatterien verbaut. Wie der Name sagt: sie sind zum Starten eines Fahrzeugs konstruiert, hohe Ströme kurz abgeben, ja. Über lange Zeit niedrige Ströme liefern, nein. Deshalb gehören Versorgungsbatterien ins Wohnmobil. Richtig geladen, halten sie viele Jahre. Aber auch hier gibt es Unterschiede:
• Bleibatterie vs. Lithiumbatterie
  • Blei-Säure-Batterie im Wohnmobil: Ich sage nicht, dass es nicht funktioniert. Ich sage nur, dass die „frühzeitig-gestorben-Quote” recht hoch ist. Weshalb ich diese Batterieart außen vor lasse.
  • GEL-Batterie: Langlebig, meist keine Probleme mit vorhandenen Ladegeräten.
  • AGM-Batterie: Achtung mit der Ladekennlinie: bei einigen EBL und Ladereglern nicht einstellbar. Besser für hohe Stromentnahmen über den Wechselrichter.
  • Lithium-Batterie: Teuer, dafür kaum kaputtzubekommen, läuft bei uns seit 5 Jahren, 365 Tage im Jahr. Rechnet sich bei intensiver Nutzung, lohnt kaum für den normalen Urlauber. Wir empfehlen die BullTron LiFePO4-Batterien, zuverlässig und gut verarbeitet.
• 12V vs. 230V im Wohnmobil: Die meisten Wohnmobile verfügen über eine 12V-Bordspannung: Batterie, 12V-Steckdosen, Licht, all das sollte auf 12V laufen. Haushaltsgeräte brauchen 230V. Für Ventilator, Laptop oder Kaffeemaschine ist im normalen Betrieb ein Spannungswandler von 12V auf 230V nötig. Hier ist abzuwägen: 12V-Geräte kaufen, die dauerhaft im Wohnmobil verbleiben und dort stromeffizient arbeiten? Oder vorhandene 230V-Geräte mit einem Wechselrichter nutzen? Jede Umwandlung kostet Strom und lässt sich manchmal günstig vermeiden, z.B. mit einem 12V-Netzteil für den Laptop.
• 12V vs. 24V: Normale Wohnmobile haben eine 12V-Bordspannung. Da die Lichtmaschine von Lkws auf 24V läuft, kann es sinnvoll sein, auch im Bordnetz mit dieser Spannung zu arbeiten. Vorteil: kleinere Kabelquerschnitte. Nachteil: für 12V-Geräte braucht es einen DC/DC-Wandler.
• Spannungswandler: Auch Inverter oder Wechselrichter genannt. Diese Geräte wandeln eine Spannung in eine andere um, z.B. 12V in 230V (Gleichspannung in Wechselspannung) oder 24V in 12V.
• Anlaufstrom: Einige Geräte haben einen hohen Anlaufstrom, der das bis zu 10-fache der eigentlichen Leistung betragen kann. Betroffen sind vor allem Geräte mit Kompressoren und Motoren: Kompressorkühlschrank und elektrisches Werkzeug können im Wohnmobil relevant sein. Dieser Anlaufstrom kann einen zu knapp dimensionierten Wechselrichter in die Knie zwingen.
• Batteriekabel-Querschnitt berechnen: Beim Kabelquerschnitt gilt: viel hilft viel. Je dicker ein Kabel, desto mehr Strom kann fließen. Strom fließt auch durch dünne Kabel, die werden dann aber heiß und können zusammenschmoren. Ein Kabelbrand im Wohnmobil will keiner. Drei Faktoren bestimmen den optimalen Querschnitt:
  • Wie lang ist das Kabel? 50cm oder 5 Meter?
  • Wie viel Strom fließt? 5 Ampere oder 50 Ampere?
  • Welcher Spannungsabfall ist noch akzeptabel? Üblich sind maximal 3%.

  Vereinfacht: Ein Batteriekabel, das zwei Batterien verbindet, muss sehr dick sein, auch wenn es nur 50cm lang ist. Hier fließen je nach Batterie bis zu 200 Ampere. Das Solarkabel einer 200Wp-Anlage vom Dach bis zum Laderegler hat dagegen nur 4mm² auf 3 Meter Länge, denn hier fließen maximal 10 Ampere.

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Billiges aus China vs. Markenware

Mein Camper ist mit günstigen Solarmodulen und Batterien ausgestattet, auch der Sinus-Wechselrichter ist ein Noname-Produkt aus Fernost. Mit dem heutigen Kenntnisstand würde ich nicht alle Komponenten wieder so einbauen. Denn erstens sind die ersten beiden Wechselrichter abgeraucht. Glück gehabt, dass ich es gleich gerochen habe und nichts Schlimmeres passiert ist. Zweitens weiß ich heute, dass gerade beim Solarzeugs aus Fernost nicht alles so gold ist, was glänzt. So wird gerade bei Solarmodulen an allen Ecken und Enden getrickst. Kann ja auch keiner wirklich nachprüfen, ob da jetzt 100Wp oder 110Wp verbaut sind. Auch kommen bei der Produktion preiswerter Solarpanels „geschnittene Zellen” zum Einsatz, also eigentlich kaputte bzw. gebrochene Zellen, die neu zusammengesetzt werden. Bei solchen Modulen kann es zu Leistungsproblemen kommen, bis hin zum Totalausfall. Solche Beispiele finden sich in allen möglichen Komponenten.

Qualität hat ihren Preis, und wer günstig kauft, braucht auch etwas Glück. Nun bekomme ich öfter mit, wie andere Wohnmobilisten weniger Glück hatten, denn diese landen bei mir. Wie dreist die Wohnmobilindustrie teilweise ist, mit ihren Marketingversprechen und in ihrer Preisgestaltung.