EINFÜHRUNG

STROMERZEUGER

Der Traum – Stellplatz in unberührter Natur mit allem Komfort der Zivilisation.

Mobile Kraftwerke


Stromversorgung ohne Netz im Mobil

Text: Claus-Detlev Bues | Fotos: Mobil Total-Archiv/Werk

Klimawende in der mobilen Freizeit? Kaum, aber Strom ist eine ideale Energiequelle im Van, soweit er in ausreichender Menge zur Verfügung steht. Und spätestens, wenn die E-Mobilität auch bei den Freizeitfahrzeugen Einzug hält, sollte man sich Gedanken um eine möglichst autarke Stromversorgung machen, denn auch der größte Akku muss nachgeladen werden. Fangen wir mit der Stromversorgung an. In Teil 1 informieren wir über Alternativen zum Netzanschluss.

Da geistert der Begriff „autarkes Reisemobil“ in allen Facetten durch die Gemeinde der Mobil-Touristen. Besonders „Van-Lifer“ wünschen sich ein autarkes Mobil, um fernab der Zivilisation ihren Urlaub zu genießen. Aber eine komplette Autarkie ist beim heutigen Stand der Technik nicht zu erreichen, die mögliche Annäherung an den ersehnten Optimalzustand ist teuer und technisch aufwändig.

Wir sind ja so verwöhnt: Stecker in die Steckdose und die Energie Strom steht in unbegrenzter Menge zur Verfügung. Nicht so im mobilen Urlaub, wenn man weitab von Campingplätzen steht und trotzdem nicht auf Laptop, TV oder sonstige, liebgewordene elektrische Verbraucher verzichten will. Oder auch muss, wenn man zum Beispiel an Beatmungsgeräte oder andere medizinische Geräte denkt, die lebensnotwendig sind. Was bietet sich als (vielleicht noch umweltfreundliche) Alternative zum Netzstrom an?

Autarkes Reisemobil

Um den Besserwissern aus der Oberlehrer-Fraktion gleich den Wind aus den Segeln zu nehmen: Ja, es gibt keine autarkes Wohnmobil. Das Basisfahrzeug braucht Kraftstoff, es wird mit Gas oder Kraftstoff gekühlt, geheizt und gekocht, es gibt eine Stromversorgung mit Akkus an Bord sowie Frischwasser und gelegentlich muss auch mal Abwasser und die Toiletten-Cassette entleert werden. Also: Wenn wir hier von einem autarken Reisemobil sprechen, meinen wir ein möglichst autarkes Mobil, in dem die einzelnen Segmente in Richtung Autarkie optimiert werden können.

Auch im Van soll auf die Segnungen der modernen Technik nicht verzichtet werden. Dafür ist Energie nötig.

Der richtige Bord-Akku im Reisemobil – Dreh- und Angelpunkt der Stromversorgung an Bord des Vans ist im 12-Voltbereich der Bordakku. Wer schon einmal mit werksseitig eingebauten Einfachbatterien, die schnell schlapp machen, negative Erfahrung gesammelt hat, weiß, wie wichtig die Wahl des passenden Bordakkus ist. Hier ein kurzer Ausflug in die Batterietypologie.

Herkömmliche Bordakkus müssen umkippsicher und entlüftbar in einem eigenen
Kasten im Mobil untergebracht werden.

Blei-Säure Batterien

Nicht jeder Akku-Typ eignet sich gleichermaßen als Bordbatterie. Blei-Säure Akkus wie etwa reine Starterbatterien taugen als Bordakku kaum, sie können kurzzeitig hohe Ströme abgeben, ihr Aufbau ist nicht zyklenfest, das heißt für eine zyklische Belastung wie das regelmäßige Auf- und Entladen ausgelegt. Blei-Säure-Akkus sind nicht auslaufsicher, verschleißen durch Sulfatisierung und Verschlammung und verlieren ihre Speicherkapazität. Vorteil: Sie sind relativ preiswert.

Gel-Batterien

Anders als bei Nassbatterien ist in Gelbatterien der Elektrolyt nicht flüssig sondern in Gel gebunden. Daher sind sie bei einem Gehäusebruch relativ auslaufsicher, benötigen keine Außenentlüftung und sind wartungsfrei. Gelakkus sind deutlich zyklenfester als Nassbatterien, sie haben sich seit Jahren bewährt und gelten als langlebige Allround-Stromspeicher für Reisemobile.

Serientechnik in Vans: Einbau eines Banner AGM-Akku zur Bordversorgung.

AGM-Batterien

AGM-Akkus dürften heute das Gros der Bordakkus ausmachen. Bei diesem Typ ist der Elektrolyt in einem Glasvlies gebunden. Diese Bauart bedingt, dass AGM-Batterien auch für höhere Strombelastungen gut geeignet sind. Sie haben gegenüber Gel-Akkus mehrere Vorteile. Ihre größere Bleiplatten-Oberfläche erlaubt bei gleichen Einbaumaßen eine etwas höhere Kapazität. Sie lassen sich leichter und etwas schneller laden, was für Fahrzeuge mit einer Solaranlage vorteilhaft ist. Zudem vertragen sie die Abgabe höherer Ströme und sind damit für den Einsatz eines Wechselrichters geeignet. AGM-Akkus sind wartungsfrei, lageunabhängig und können auch bei tiefen Temperaturen wie Wintercamping zuverlässig arbeiten.

Kraftpaket speziell für den Fiat Ducato: Liontron hat ein leistungsstarkes LiFePo4-Powerpaket mit 300 Ah zum Einbau unter dem Beifahrersitz im Angebot.

Clevere Kombi: Ein Batterie-Control-Booster, hier von Büttner Elektronik, wird einfach parallel zur bereits vorhandenen Ladetechnik im Reisefahrzeug integriert und lädt mit zusätzlich 20 A am 230 Volt-Netz und während der Fahrt mit 25 A mit modernster IUoU-Kennlinie.

Bordakkus auf Lithium-Basis

Aktuelle LiFePo4-Stromspeicher sind konventionellen Blei-Batterien in vielen Belangen überlegen. Sie sind leichter, geben mehr Energie und höhere Ströme ab und lassen sich außerdem deutlich schneller laden. Weiterer Vorteil: Auf der Einbaufläche einer konventionelles Batterie im Van können so Akkus mit einer bis zu dreifachen Kapazität verwendet werden. In Reisemobilen kommen ausschließlich Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePo4) als Bordakkus zum Einsatz. Lithium-Ionen-Batterien können sehr tief entladen werden, das heißt, es steht fast die komplette gespeicherte Kapazität zur Verfügung. Außerdem haben Lithium-Ionen-Batterien eine längere Lebensdauer, es stehen mehr Zyklen zur Verfügung. Bei einer Entladung von 70 Prozent spricht man hier von etwa 3.000 Zyklen. Einziges Manko: LiFePo4-Akkus haben einen sehr hohen Anschaffungspreis, für einen 100 Ah-Qualitätsakku muss man mit 1.500-1.900,– Euro rechnen. Lithium-Batterien gibt es inzwischen von vielen Anbietern. Akkus dieses Typs sollten serienmäßig ein integriertes Batterie-Management-System (BMS) besitzen, wird das nur als Option angeboten – Finger weg!

Diese lebenswichtige Elektronik regelt, wie viel Strom die Batterie abgibt, und schützt sie so vor zu starker Entladung. Lithium-Akkus eignen sich zudem sehr gut, um etwa über einen Wechselrichter starke Verbraucher wie Kaffeemaschine oder Fön zu versorgen. Entscheidend bei einer Nachrüstung ist der maximale Entladestrom, der nicht bei allen Speichern gleich hoch ist. Wer einen Campingbus oder ein mittelgroßes Reisemobil mit wenigen und eher schwachen Verbrauchern besitzt, kann mit einer Gel- oder AGM-Batterie prinzipiell lange gut fahren. Wer jedoch öfter frei steht, sich insgesamt mehr Autarkie und Versorgungssicherheit wünscht und verbrauchsstarke Geräte ohne Netzanschluss über einen Wechselrichter betreiben will, der ist mit einem Lithium-Akku langfristig insgesamt besser bedient.

Akku-Fachmann Batterien Müller hat mit Relion Akkus speziell für autarke Vans die passende Energieversorgung auf Lager.

1. Lade-Booster

300 Kilometer gefahren und der Bordakku ist platt? Das bekannte Problem betrifft Reisemobile auf aktuellen Basisfahrzeugen mit Euro-6- Motor und sogenanntem Batterie-Management-System (BMS), auch „Smartcharge“ oder „intelligente Lichtmaschine“ genannt. Im Bestreben, die strengen Abgasnormen und Verbrauchsvorgaben möglichst gut zu erfüllen, versuchen die Entwicklungsingenieure auch kleinste Energieeinsparpotenziale zu nutzen. Darum werden moderne Lichtmaschinen nur noch dann zugeschaltet, wenn unbedingt nötig. Ladebooster für Wohnmobile können das Dilemma lösen. Sie sind Batterie-zu-Batterie-Ladegeräte, die in den Stromkreis zwischen Starter- und Versorgungsbatterie geschaltet werden. Der Booster stellt für die Lichtmaschine einen Verbraucher dar, der solange mit Strom versorgt wird, wie er ihn anfordert. Nur so ist eine vollständige Aufladung der Aufbaubatterien in modernen Fahrzeugen noch realisierbar. Es gibt zwei Varianten: Ladebooster mit IUoU-Kennlinie und mit Festspannung. Ein Ladebooster für einen Van kostet je nach Kapazitätsauslegung etwa 200-350,– Euro.

So funktioniert eine Stromversorgung mit Solartechnik.

2. Solaranlage – die Sonne angezapft

Ganz kurz zum Auffrischen das Prinzip der Solarstromgewinnung: Das Sonnenlicht besteht aus energiegeladenen Teilchen, den Photonen. Treffen diese auf bestimmte Stoffe, setzen sie darin Elektronen in Bewegung, die dadurch wiederum Strom erzeugen. Ein geeigneter Stoff dafür ist das aus Quarzsand gewonnene Silizium. Eine Siliziumscheibe mit definiertem Aufbau, deren eine Seite durch Elektronenüberschuss negativ und die andere Seite durch Elektronenmangel positiv ist, baut zwischen diesen beiden Seiten ein elektrisches Feld auf, das über Metallkontakte angezapft werden kann. In einem Solarmodul werden je nach gewünschter Leistung mehrere Solarzellen zusammengefasst. Ein zwischen Modul und Akku geschalteter Solarregler überwacht dabei ständig und automatisch, dass der Akku immer ausreichend geladen, aber nicht überladen wird. So hat man eine wartungsfreie und über viele Jahre betriebskostenfreie, problemlos laufende Anlage zur Stromgewinnung an Bord. Gute monokristalline Solarmodule haben eine Leistungsgarantie von 20 bis 25 Jahren. Ihr Wirkungsgrad liegt mit ungefähr 15 bis 20 Prozent über dem von polykristallinen Zellen mit etwa 13 bis 15 Prozent. Klar ist natürlich: Nachts und ohne Sonne arbeitet eine Solaranlage nicht! Viele Hersteller bieten mittlerweile Komplettpakete für das Wohnmobil an, die mit etwas handwerklichem Geschick sogar selbst installiert werden können. Preis so einer 100 Wp-Komplettanlage mit Installationsmaterial zur Selbstmontage: 400-500,– Euro.

Green Akku bietet komplette Solar-Sets zur Sebstmontage für das Reisemobil an.

Generatoren als leichte Handgeräte wie der Honda EUi sind überall dort einsetzbar, wo Mobilnachbarn nicht gestört werden können.

Für große Mobile geeignet ist ein Einbaugenerator, der auch mit Gasantrieb funktioniert.

3. Generatoren

Allgemeiner Aufschrei, wenn auf Treffen oder bei Camper-Stammtischen auch nur das Wort Generator genannt wird: Die Geräte stinken, sind furchtbar laut, kaum zum Laufen zu bringen und benötigen Zweitaktgemisch, welches die ganze Gegend verpestet. Alles falsch! Heutige Generatoren modernster Bauart sind, ein paar Meter vom Mobil und Nachbarn entfernt aufgestellt, nur noch in absolut stiller Natur flüsternd zu hören. Ihre Viertaktmotoren sind voll gekapselt und erfüllen je nach Fabrikat teilweise die strengsten Abgasnormen aus Kalifornien. Noch besser wird die Bilanz bei gasbetriebenen Generatoren. Aktuelle Generatoren arbeiten mit einer Inverter-Spannungsregelung, die eine perfekte sinusähnliche Frequenz- und Spannungsstabilität erreicht und ideal für den Betrieb von elektronischen Geräten einschließlich Klimageräten und zur Batterieladung geeignet ist. Damit erreicht man im Direktbetrieb ohne Akkupufferung flimmerfreie Fernseh- und Computerbilder und stabile Ladeströme. Eine Ökoschaltung passt die Motordrehzahl automatisch der entnommenen Leistung an. Trotz der genannten Vorzüge sollte eine Stromversorgung des stehenden Mobils über Generator nur im Notfall und nur dann stattfinden, wenn keine direkten Nachbarn vorhanden sind. Dies gebietet die gegenseitige Rücksichtsnahme. Noch ein wichtiges Argument pro Generator: Bei Stromausfall im häuslichen Bereich können sie zur Versorgung der Tiefkühltruhe und/oder der Heizung dienen. 600-900,– Euro kosten 1 Kw Handgeräte.

Brennstoffzellen werden einfach und problemlos im Stauraum mit Außenentlüftung untergebracht. Daneben die Tankflasche mit dem Brennstoff Methanol.

4. Brennstoffzellen

Mehr und mehr kommen für die Akkunachladung Brennstoffzellen auch in Vans zur Anwendung. Diese handlichen Geräte sind erprobte und robuste Technik und laden automatisch den Bordakku bei Spannungsverlust. Die Brennstoffzellen gibt es je nach Anwendung in verschiedenen Leistungsstufen, aktuelle Modelle vom Marktführer Efoy sind mit einer Tages-Ladeleistung von 80, 150 und 250 Ah im Angebot. Brennstoffzellen sind absolut wartungsfrei, laufen umweltfreundlich und leise und sind kompakt und leicht zu verbauen. Sie werden mit Methanol in Tankpatronen betrieben, es ist also ein zusätzlicher Brennstoff mitzuführen, der nicht flächendeckend erhältlich ist. Außerdem schlagen sie mit ungefähr 2.600,– Euro für die kleinste Zelle mit 40 Watt Leistung bis ungefähr 5.500,– Euro für 250 Watt gewaltige Löcher in die Brieftasche. Dazu kommt der Brennstoff Methanol, der mit ungefähr 60,– Euro für die zehn Liter Tankflasche zu Buche schlägt. Damit soll man laut Hersteller bei einem Van und durchschnittlichem Stromverbrauch ungefähr acht Wochen auskommen. Rechtzeitige Ersatzbeschaffung ist angesagt, da der Brennstoff nicht flächendeckend erhältlich ist, im Ausland und in der speziellen Tankflasche noch schwieriger.

Tragbare Kraftpakete als „Notstromaggregate“ für den Van: Flexibel, leistungsstark und robust stellen sich aktuelle Powerstations vor.

5. Powerstationen

Was mit niedlichen Powerbanks für Handy und Smartphone begann, hat sich heute durch die rasante Entwicklung der Akkutechnik zu regelrechten „Notstromaggregaten“ entwickelt. Tragbare Powerstationen mit Leistungen bis zu zwei Kilowattstunden für Camping, Outdoor und Offraod versorgen ohne Netz zuverlässig und nachhaltig Geräte wie Laptop, Kühlboxen oder Lampen mit Strom. Die handlichen Powerbanks, die mittlerweile viele Zubehör-Multis wie Dometic, Bosswerk, Reimo, Pearl oder Delta Pro im Programm führen, versorgen im mobilen Betrieb extern 12 und 230 Volt-Geräte und können jede Art von USB-Geräte laden. Sie sind meist mit einem Lithium-Ionen-Akku ausgestattet und können bis zu ein Kilowatt leisten. Mit einem integrierten 230 Volt-Netzteil oder im Auto über den Zigarettenanzünder werden sie am Fahrzeug aufgeladen, auf Reisen oder beim Camping lassen sich die Kraftpakete dank integriertem Solar-Regler ganz einfach auch mit Sonnenenergie laden. Schließt man unterwegs das Solar-Panel an, gewinnt man 100 Prozent ökologische und erneuerbare Energie. Ein besonderer Clou ist die Steuerung über eine Smartphone-App und die superschnelle Ladezeit.

6. Windräder

Wer länger an einem windigen Platz steht, kann seinen Akku auch per Windrad laden. Die ursprünglich aus dem Marinebereich stammenden Anlagen werden mehr und mehr auch beim Reisemobil verwendet. Windgeneratoren werden mit Erfolg schon seit längerem im Yachtbereich verwendet, diese kostenfreie Energie, die im Wind steckt, kann auch der Reisemobilfahrer nutzen, um zumindest im Stand seine Energiereserven wieder aufzuladen. Ein Mast oder Dreibein mit dem Windgenerator ist schnell gestellt, das Ladekabel mit dem Regler des Bordakkus verbunden und schon fließt die kostenfreie Energie ab einer Windgeschwindigkeit von 2,2 Metern pro Sekunde, abhängig vom Generatortyp. Ab sechs Metern pro Sekunde, also bei einer mäßigen Brise, kann mit einer Ladeleistung von ungefähr 0,5 Ampere gerechnet werden. Windgeneratoren für das Caravaning haben je nach Fabrikat und Typ Rotorblattdurchmesser von ungefähr 60-100 Zentimeter und sind ab 600,– Euro im Zubehörhandel zu haben. Die neusten Modelle nutzen die Mikroprozessor-Technologie PPT zur Regelung. Der Laderegler, ausgestattet mit dieser Technik, überprüft die Batteriespannung und vergleicht diese mit dem eingestellten Spannungswert. Wenn der Akku geladen ist, wird der Windgenerator langsamer bis zum völligen Stillstand. Fällt die Akkuspannung, beginnt der Windgenerator wieder sich zu drehen, vorausgesetzt es steht ausreichend Windgeschwindigkeit zur Verfügung. |

Windgeneratoren sind an „windigen“ Standorten mit längerem Aufenthalt eine preisgünstige Möglichkeit, den Akku nachzuladen.