Solaranlage im Wohnmobil
Eine Solaranlage im Wohnmobil ermöglicht eine große Unabhängigkeit und längeres Verweilen an einem Stellplatz ohne Stromanschluss. Mittlerweile sind Solaranlagen für Wohnmobile so günstig, dass der Einbau auch mit kleinem Budget leicht möglich ist. Die Montage einer Solaranlage auf dem Wohnmobil ist mit etwas handwerklichem Geschick selbst gut durchzuführen.
Solaranlage im Wohnmobil – das gilt es zu beachten!
Die benötigte Leistung des Solar-Moduls oder: wie hoch ist Dein Energiebedarf?
Die Leistung von Solarmodulen ist in der Einheit Wp angegeben. Wp steht dabei für „Watt Peak“, also „Watt Spitzenleistung“. Hat eine Solaranlage z.B. 200 Wp, so leistet diese unter optimalen Bedingungen 200 Watt. Die tatsächlich erreichte, durchschnittliche Leistung weicht dabei aber erheblich von dieser Angabe ab.
Beispiel: unsere Solaranlage hat ein Leistungsvermögen von 200 Wp. Hier in Schweden (von wo ich diesen Artikel schreibe) leistet die Anlage bisher zwischen 0 und 120 Watt. Jetzt, um 9 Uhr morgens, lese ich auf dem Batteriecomputer einen Ladestrom der Solaranlage von 4,5A, also eine Leistung von 54 Watt ab (4,5 Ampere x 12 Volt = 54 Watt). Dabei steht die Sonne noch sehr tief- sobald diese höher steht erhöht sich auch die Ladeleistung der Solaranlage erheblich.
Um unseren Energiebedarf zu berechnen, haben wir uns eine Tabelle mit allen Strom-Verbrauchern erstellt und deren Leistung sowie durchschnittliche, tägliche Nutzungsdauer eingetragen. Beispielhaft kannst Du unten unsere Kalkulation sehen:
Verbraucher | Leistung (W) | Strom (A) | Laufzeit/Tag (h) | Energie/Tag (Ah) |
|---|---|---|---|---|
| Standheizung | 20 | 1,67 | 4,00 | 6,67 |
| Laptop Ladegerät | 40 | 3,33 | 2,50 | 8,33 |
| Kamera Ladegerät | 10 | 0,83 | 0,50 | 0,42 |
| Wasserpumpe | 25 | 2,08 | 0,25 | 0,52 |
| Wohnraum-Beleuchtung | 12 | 1,00 | 5,00 | 5,00 |
| Handy Ladegerät | 20 | 1,67 | 4,00 | 6,67 |
| Musikanlage über Zweitbatterie | 15 | 1,25 | 5,00 | 6,25 |
| WLAN-Antenne | 15 | 1,25 | 1,50 | 1,88 |
| Summe: | 35,73 | |||
| Wirkungsgrad der Solaranlage (% der Nennleistung): | 25% | |||
| Erwartete, durchschnittliche Sonnenschein-Dauer (Stunden): | 8,00 | |||
| Leistung der benötigten Solaranlage (Watt): | 220 |
Um deinen eigenen Energiebedarf zu berechnen kannst Du Dir die Excel-Kalkulationsdatei hier per E-Mail zusenden lassen:
E-MAIL-FORMULAR
Die Wahl der passenden Solaranlage ist eng mit der Kapazität der eingebauten Zweitbatterie verbunden. Ist die Batterie zu klein, so hilft eine leistungsstarke Solaranlage im Wohnmobil wenig. Ist die Batterie sehr groß, die Solaranlage aber zu klein, so wird die Batterie möglicherweise selten vollständig geladen und die Batterie kann dadurch beschädigt werden.
Der richtige Laderegler für Solaranlagen im Wohnmobil
Ein Solar-Laderegler verbindet das Solarmodul mit der Batterie. 12V-Solarmodule verfügen in der Regel über eine Maximalspannung (Umpp) von 18V (36 Zellen mit je 0,5V in Reihe geschaltet). Würde diese Spannung direkt an der Batterie anliegen, so würde diese zwar geladen, müsste aber nach vollständiger Ladung vom Solarmodul getrennt werden da die Batterie aufgrund der hohen Spannung schnell beschädigt würde. Aus diesem Grund wird zwischen dem Solarmodul und der Batterie ein Laderegler verbaut, der die Überwachung der Ladespannung übernimmt.
Bei Solar-Ladereglern wird zwischen zwei Technologien unterschieden: PWM-Laderegler und MPPT-Laderegler. Beide Laderegler-Typen laden nach so genannten IOuO-Kennlinien.
PWM-Laderegler
Wie oben bereits geschrieben, kann das Solarmodul direkt an die Batterie angeschlossen werden. Die Spannung des Solarmoduls bricht dabei fast bis auf die Spannung der Batterie ein. Dasselbe passiert auch bei Verwendung eines PWM-Solar-Ladereglers. Sobald die Batterie vollgeladen, also die Absorptionsspannung erreicht ist, trennt der Laderegler das Solarmodul von der Batterie. Die Batteriespannung sinkt nun um einige Zehntel- oder Hundertstel-Volt und der Laderegler stellt die Verbindung wieder her. Dies passiert nun immer wieder, mehrmals pro Sekunde. Jedes Mal bricht die Solarmodul-Spannung fast bis auf die Batteriespannung ein und es fließt ein kleiner Strom, der die Batterie mit der Absorptionsladung und später Erhaltungsladung versorgt. Dieses „puldierende“ Unterbrechen der Ladung wird Pulsweitenmodulation genannt- daher die Bezeichnung PWM-Laderegler.
MPPT-Laderegler
Ein MPPT-Regler analysiert in Echtzeit, bei welcher Spannung die Solarmodule die höchste Leistung erbringen. Dies ist in der Regel kurz unterhalb der maximalen Spannung von 18V der Fall. Der MPPT-Regler transformiert die Modulspannung dann in die für die Batterieladung optimale Ladespannung nach IOuO-Kennlinie.
Und was ist jetzt der Vorteil gegenüber einem einfachen PWM-Laderegler?
Um den Vorteil des MPPT-Reglers zu verstehen ist eine Besonderheit der Solarmodule wichtig zu wissen: der Ladestrom, welchen diese erzeugen, ist unabhängig von der Betriebsspannung. Warum das von Bedeutung ist? Hier noch einmal die Definition der elektrischen Leistung:
P (Leistung) = U (Spannung) x I (Strom)
Das bedeutet für unsere Solaranlage: Wenn der Strom „I“ konstant ist, und wir die Spannung „U“ erhöhen können, erhöhen wir die Leistung „P“!
Da der MPPT-Regler (Maximum Power Point Tracker) den „Höchstleistungspunkt“ erkennt, wird die Maximale Leistung des Solarmoduls genutzt. Diese steht dann ohne Unterbrechung (welche beim PWM-Regler notwendig ist) zur Verfügung. Selbst die Transformationsverluste im Regler werden durch die erhöhte Leistung mehr als kompensiert und die Batterie wird schneller geladen.
Wie groß ist der Vorteil MPPT vs. PWM?
In einem eigenen Versuch habe ich einen STECA PR 3030 (PWM) und unseren selbst genutzten Votronic MPP 250 DuoDig (MPPT-Laderegler) gegeneinander getestet.
Das Fazit: der MPPT-Laderegler erreicht unter identischen Bedingungen eine Mehrleistung von durchschnittlich 20%!
Welche Solaranlage kaufen?
Ich hoffe, Dir bei der Auswahl einer passenden Solar-Anlage mit diesem Artikel geholfen zu haben. Wir haben uns aufgrund unseres Bedarfs für eine 200 Wp Solaranlage mit MPPT-Regler entschieden (hier zu finden). Grundsätzlich empfehlen wir, ein Solaranlagen-Komplettset zu kaufen, da die enthaltenen Teile aufeinander abgestimmt sind.