230V aus der Bordbatterie

Wer völlig autark stehen will und Komfort möchte, kommt wohl um einen Inverter nicht herum

Viele elektrische Helferlein sorgen für ein großes Maß an Komfort, auch im Wohnmobil ... Neben dem Notwendigen, wie z.B. der Fön, hat man manch andere Elektrogeräte mit dabei, die alle mit 230V-Wechselstrom versorgt werden müssen. Und einige mit hohem Strombedarf. Sei es die Kaffeemaschine oder der Laptop oder die Ladegeräte für die e-bike-Akkus usw. ... Neben der "Gewissensfrage", warum der Kaffee nicht auf dem Gasherd zubereitet werden kann, wieso es nicht auch ein Batterie-Rasierer tut und warum unbedingt der Laptop auch noch im Urlaub mitgenommen werden muss, ist da auch zu klären, ob für einen Inverter genügend Platz plus Zuladungsreserve vorhanden ist und auch die Batteriekapazität ausreicht. Der Wechselrichter (Inverter) wandelt den 12V-Batteriestrom in 230V-Wechselstrom um und nur wenn er eine echte Sinuskurve erzeugen kann, dürfen auch alle elektronischen Geräte angeschlossen werden. Bevor man sich für den Einbau entscheidet, sollte erst der realistische Strombedarf und die dafür notwendige Batteriekapazität ermittelt werden. Vereinfacht geht das so: Von jeweiligen Gerät die Watt-Angabe durch die Betriebsspannung (230V) teilen, dann hat man den Strom (A), der beim 230V-Betrieb fließt. Da aber der Strom aus einer 12V-Quelle kommen soll, muss noch die 230V durch die 12V geteilt werden und mit diesem Faktor wird die Stromaufnahme (A) multipliziert. Das Ergebnis ist mindestens der  Strom, der für dieses Gerät vom Inverter aus der Batterie gezogen wird. Multipliziert man diesen Wert noch mit der Betriebsdauer (in Stunden), erhält man jene Strommenge in Amperestunden (Ah), die bei der 12V-Batterie zur Verfügung stehen muss. Ein Beispiel: Eine Kaffeemaschine mit 1.450W verursacht einen Stromfluss aus der Batterie von 120,75A, denn: 1.450W : 230V = 6,30A x (230V : 12V) = 120,75A und da wäre, rein theoretisch, eine klassische Säure-Batterie mit 90 Ah (meist Gel oder AGM), die nur zu 50% entladen werden kann, bereits nach einem Dauerbetrieb von ca. 20 Minuten erschöpft, wenn sie das so aushielte. Darum am besten 2 gleiche, ausreichend starke Batterien (oder gleich einen Li-FePO4-Akku) vorsehen und einen Wechselrichter mit etwas mehr Leistung wählen, damit er die Spitzenströme besser verkraftet. Den Einbau eines Inverters in meinem Wohnmobil und die dazu nötige Verdrahtung beschreibe ich im Projekt 35 (Button unten).

Ein Inverter sollte nicht ohne Netzvorrangschaltung (kurz: NVS) betrieben werden, weil diese verhindert, dass Landstrom am 230V-Ausgang des Inverters anliegen kann, was ihn zerstören würde. Wie der Name schon andeutet, wechselt das Bauteil zwischen zwei Stromquellen, je nach dem, welche davon Vorrang (Master/Slave-Schaltung) hat und/oder was zur Verfügung steht: Ist anliegender Landstrom als  Master gewählt, würde dieser genutzt, auch bei eingeschaltetem Inverter (der ist Slave). Bei jedem Stromwegfall (z.B. Strom-Guthaben verbraucht) würde dann die NVS sofort auf Inverter-Strom umschalten. Ist dagegen der Inverter der Master und in Betrieb, dann würde sein Strom und nicht ein gleichfalls zur Verfügung stehende Landstrom verwendet. Ich habe bei meinem Mobil den Inverter als Master angeschlossen, weil er so bei vollen Batterien und anliegendem Solarstrom über den Batteriecomputer automatisch gestartet wird. Damit wird die kostenlose Sonnenenergie genutzt und solange Landstrom gespart. Während dieser Zeit ist der Elektroblock (EBL) vom Landstrom getrennt, sonst begänne er die Batterie zu laden. Erst wenn die Photovoltaik keinen Strom mehr liefert und die Batteriekapazität dann unter 95% fällt, wird der Inverter wieder automatisch abgeschaltet und die NVS wechselt sogleich zurück auf den Landstrom. Für die Kaffeemaschine schalte ich bei schwach abgesichertem Landstrom solange manuell den Inverter zu, damit es nicht die Sicherung im Verteilerkasten vom Stellplatz auslöst.

Wie bereits aufgezeigt, stellen einige Elektrogeräte für die Batterie(n) einen echten Stress dar, der nur dadurch gemildert werden kann, dass möglichst Geräte mit weniger Watt verwendet werden, auch wenn sich dadurch deren Betriebsdauer verlängert, aber der Stromfluss (A) ist dabei deutlich kleiner und das dankt die Batterie mit einer längeren Lebensdauer. Denn die Abgabe von Batteriestrom ist immer noch ein chemischer Vorgang, der dazu Zeit braucht.  Orientierungshilfe können da meine Produktempfehlungen bieten.

pro
pro

Nur Wechselrichter mit echter Sinuskurve sind für den Betrieb von Verbrauchern mit Elektronik geeignet. Die mit modifizierter Sinuskurve eignen sich mehr für ohmsche Lasten und Geräte OHNE empfindliche Elektronik.

Man ist endlich vom Landstrom unabhängig und kann viele vorhandene Elektrogeräte jederzeit weiter nutzen.

Wird die vorhandene  konventionelle Batterie um eine zweite, baugleiche erweitert, erhöht das die Kapazität und schont die Batterien. Und die Anschaffung ist nicht so teuer.

LiFePO4-Akkus geben fast die komplette Kapazität wieder ab und vertragen auch hohe Lasten. Sie sind recht schnell wieder geladen und alles bei einem deutlich geringeren Gewicht und oft mit einer hohen Anzahl an Ladezyklen.

Mit Photovoltaik-Modulen auf dem Dach kann dann auch ohne Landstrom die Batterie tagsüber wieder aufgeladen werden, was somit auch die Inverter-Nutzungsdauer erhöhen hilft.

kontra
kontra

Wechselrichter mit einer echten Sinuskurve sind größer und preislich um ein Vielfaches teurer als jene Inverter mit einer modifizierten Sinuskurve, welche Elektronik schaden kann. Im 12V-Bereich fliessen ca. 20x höhere Ampere als bei 230V.

Wegen der hohen Ströme sind stärkere Kabel für 12V nötig, was einen hohen Installationsaufwand mit sich bringt.

Konventionelle Batterien können nur zu 50% entladen werden und bringen dazu ein sehr hohes Eigengewicht mit, was dann merklich zu Lasten der Zuladungsreserven geht.

LiFePO4-Akkus sind in der Anschaffung noch sehr teuer und vertragen keine Ladung bei frostigen Temperaturen. Sie benötigen ein Betriebsmanagement-System (BMS) und meist andere, besondere Ladekennlinien (ev. anderes Ladegerät).

Nur wenn mehrere Module montiert sind und sie gut in der Sonne stehen, gibt es ausreichend Strom. Dafür sollte das Mobil nicht im Schatten stehen, aber dann heizt es sich auf.


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