Windsurfing: Kastenwagen selber ausbauen - Elektrik
In unserem Beispiel lädt ein 80 Wh Solarpanel eine 150 Wh Powerbank, die über eine eingebaute Solarladeelektronik verfügt.

Kastenwagen selber ausbauen

Teil 3: Elektrik

Im dritten Teil der Ausbau-Serie stellen wir einen vergleichsweise kostengünstigen und wenig arbeitsintensiven Aufbau vor, um diverse Akkus per Solarpanel zu laden und die Kühlbox mit Strom zu versorgen.

Es ist wie mit fast allen Details beim Ausbau des Campervans: Allein das Thema Elektrik kann Bücher füllen. Wir haben hier exemplarisch eine Lösung ausprobiert, die einfach zu realisieren ist und dabei kein großes elektrisches Vorwissen erfordert. Für die individuelle Nutzung muss dieses Konzept natürlich mit einer entsprechenden Verbrauchsrechnung angepasst werden.

Als Zielsetzung galt:
  • Ein Solarpanel soll einen Akku aufladen, der seinerseits die Verbraucher zu jeder Tages und Nachtzeit mit Strom versorgen kann.
  • Wir wollten keine Löcher in den Van bohren und wir wollten einen demontierbaren, modularen Aufbau, da das Fahrzeug im Alltag für andere Aufgaben genutzt wird.
  • Wir wollten nicht in die Fahrzeugelektrik eingreifen und den Campingstrom separat halten.
  • Wir wollten auch abseits von Campingplätzen autark sein.
  • Wir wollten eine Lösung, die sich bei Bedarf auch mit Landstrom (z.B. vom Campingplatz) laden lässt.
Windsurfing: Kastenwagen selber ausbauen - Elektrik
Die nur 1.3 kg leichte Powerbank verfügt über diverse Anschlüsse für Verbraucher. Per USB, 12V, 230 Volt können fast alle Abnehmer bedient werden. Das Akku-Cliplicht ist erstaunlich hell und kann gedimmt werden.
Das Ergebnis der Überlegungen ist in diesem Fall ein einfacher Aufbau: Ein 80 Watt Solarpanel lädt eine mobile Power Bank, die über einen eingebauten Solar-Laderegler, 230 Volt Steckdose (Ausgang!), USB Anschlüsse und diverse 12 Volt Anschlüsse verfügt. Die Stromversorgung hat also nur zwei Teile. Das Solarpanel und die Powerbank.

Wir haben das Panel und eine Box, die die mobile Batterie zum Laden aufnimmt, auf das Dach des Vans verbannt.

Mit nur 1,3 Kilo Gewicht kann die Power-Bank im Van bequem dort positioniert werden, wo sie gebraucht wird. Idealerweise stehen zwei Batterien zur Verfügung, so kann eine Batterie genutzt werden und eine lädt. Die geringe Größe und das Gewicht sind nur mit Akkus mit hoher Energiedichte (Li-Io oder besser) möglich. Blei-Gel-Akkus eignen sich für diesen Aufbau aufgrund des hohen Gewichtes und der Größe nicht.
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Windsurfing: Kastenwagen selber ausbauen - Elektrik
Wir haben die Powerbank für den Ladevorgang in einer wasserdichten Box auf das Dach verbannt. Wer 24 Stunden am Tag Strom zapfen möchte, benötigt bei diesem Aufbau zwei Powerbanks. Eine wird genutzt, eine lädt auf dem Dach.
Das Licht im Bus basiert auf stromsparenden LED-Lampen und einer LED Lichterkette, die allesamt über Akkus betrieben werden. Diese Lampen sind mittlerweile so günstig und so sparsam, dass sich die Diskussion um den Wirkungsgrad erübrigt. Außerdem vermeidet man mit diesem Konzept das verlegen von Leitungen. Die Lichterkette mussten wir im dreiwöchigen Urlaub nicht einmal nachladen. Die Leseclips hielten ebenfalls sehr lange ohne Nachladen durch. Bei allen Lampen haben wir darauf geachtet, dass die Lichtfarbe mit "Warmweiß" angegeben ist, damit die Lichtfarbe der Anmutung herkömmlicher Glühbirnen gleicht.

Kosten:
  • 117 Euro - Die SUAOKI Lithium Ionen Power Bank mit 150 Wh Energie verfügt über alle benötigten Anschlüsse und einen Solarlader. Ein Netzteil für das Laden per Landstrom oder über den Zigarettenanzünder des Autos war ebenfalls inklusive.
  • 79,90 Euro - 80 Watt Solarpanel, Monokristallin, hagelfest
  • 10,90 Euro - Solarkabel-Dachdurchführung (für den Koffer)
  • 9,99 Euro - MC4 männlich/weiblich Kabelstecker
  • 10,49 Euro - Solar Kabel, Verlängerung
  • 26 Euro - 2 x Cliplicht zu je 13 Euro, dimmbar, Lichtfarbe änderbar

Die teuerste Einzelkomponente war die Kompressorkühlbox, die mit 289 Euro zu Buche schlug. Die hochwertige Box zum vergleichsweise günstigen Preis fanden wir bei einem Spezialanbieter für Offroadfahrezuge (www.offroadmanni.eu) Die Kompressorkühlbox arbeitet sehr effizient und überansprucht den relativ kleinen Akku der Powerbank nicht. Boxen mit anderen Methoden der Kühlung sind erheblich weniger effizient. Weiteren Strom brauchten wir beim Thema "Küche" nicht, da wir eine handbetriebene Wasserpumpe von Whale (Modell Mk6) aus dem Yachtbereich nutzen.
Windsurfing: Kastenwagen selber ausbauen - Elektrik
Am Ziel der Träume: Der Aufbau hat sich auf einer Skandinavienreise bewährt. Im Alltag wird der Wagen spritsparend ohne Panel und Boxen auf dem Dach genutzt.
Grobes Rechnenexempel:
Die Powerbank speichert 150 Wattstunden Energie. Der größte Abnehmer ist die Kompressorkühlbox und die kühlte in unserem Setup aktiv im Schnitt 15 Minuten pro Stunde, um die Temperatur von 5°C zu halten. Wenn die Box durchgehend kühlen müsste, kommt sie auf einen Verbrauch von 15 Watt pro Stunde. Bei 15 Minuten aktiver Kühltätigkeit kommt sie auf einen realen Verbrauch von 3,75 Watt pro Stunde. Läuft die Box 24 Stunden, beträgt der Energieverbrauch 90 Wh.

Bei manchen Akkus wird die Kapazität in Ah oder mAh (Amperestunden, Milliamperestunden) angegeben. Um daraus die Wattstunden zu berechnen, muss man die Spannung des Akkus in Volt (V) kennen.

Ah * V = Wh

Ein Smartphone-Akku mit 2,8 Ah (=2800mAh) und einer Spannung von 3,8 Volt hat eine Kapazität von 10,64 Wattstunden.

Läuft der Kühlschrank 24 Stunden und wird zusätzlich während dieser Zeit ein Smartphone geladen, werden also von den 150 Wh der Powerbank 100 Wh verbraucht.
Windsurfing: Kastenwagen selber ausbauen - Elektrik
Sonnenernergie
Unser Solarpanel ist mit 80 Wh im Vergleich zur Powerbank üppig dimensioniert, was aber Vorteile hat. Das Panel kann seinen vollen Wirkungsgrad selten entfalten, denn es liegt plan auf dem Dach. Die volle Energie liefert es aber nur bei Sonne und dem richtigen Winkel zur Sonne. Wenn wir zur Planung annehmen, dass das Panel 25% seiner Leistung liefern kann, stellt es etwa 20 Wh zur Verfügung. In etwa 7,5 Stunden wäre die Speicherleistung der Powerbank (150 Wh) erreicht. Damit ist sicher gestellt, dass die Powerbank auch während eines Tages ausreichend geladen werden kann. In der Praxis erreichten wir meist bessere Werte.

Achtung:
  • Die diversen auf dem Markt erhältlichen Powerbanks, die über eingebaute Solarlader verfügen, können nur mit einer bestimmten Maximalleistung der Panels umgehen. Meist liegt die Grenze zwischen 50 Wh und 100 Wh. Liefert das Panel zuviel Leistung, kann die Ladeelektronik der Powerbank zerstört werden. Hier sollten man sich genau nach den Herstellerspezifikationen richten und wenn diese nicht genau angegeben sind, sollte auf jedem Fall beim Händler nachgefragt werden. Handelsübliche Solarpanels werden meist mit wasserdichten MC4 Steckern verkauft. Viele Powerbanks liefern ein Anschlusskabel mit MC4 Steckern gleich mit, so dass das Panel ohne große Bastelei angeschlossen werden kann.
  • Bitte auf keinem Fall einfach eine Powerbank ohne Solarladeelektronik an ein Panel anschließen.
  • Die Befestigung des Panels und des Koffers erfolgte in unserem Beispielmit Nutensteinen auf dem Dachträger. Das Panel und die Box sind Ladung und die muss entsprechend gut gesichert sein. Falls Schrauben und Nutensteine genutzt werden, sollte die Befestigung sporadisch kontrolliert werden, da sich die Schrauben durch Vibrationen lösen können.


Links:
Teil 1 der Serie (Planung)
Teil 2 der Serie (Ausbau)