Van Elektrik

Solarpanels, Ladecontroller, B2B Charger, Wechselrichter, Akkus

Überblick:

Ich habe meinen Van gasfrei gebaut. Das heißt ich habe ausschließlich elektrische Verbraucher (außer der Dieselstandheizung). Das Ziel war nicht auf den elektrischen Komfort von Zuhause zu verzichten und komplett (elektrisch) autark abseits von Campingplätzen zu sein .

Mikrowelle, Induktionskochfelder, Kühlschrank, Ultrawidemonitor, Split Klimaanlage, Warmwasser und immer genug Strom für Beleuchtung, Drohne, Laptops, Tablets, Smartphones, Rasierer, Zahnbürste, Staubsauger und Lüfter.

Mein Van hat ein Solar-Array aus 4 x 280Wp Panel mit einer Gesamtleistung 1.120Wp, die zusammen mit mit dem Sterling B2B Charger (max. 840W) meine beiden Lithium-Ionen-Akkus 2x 2,4kWh (=4,8kwh) laden.

 

Warum 48V?

Anders als die meisten Wohnmobile die auf 12V oder teilweise auch 24V laufen (meist LKW’s), habe ich mich für ein 48V System entschieden.

Zum Einen benutze ich einige leistungshungrige 230V Geräte, zum Anderen wollte ich mir wenig neue Geräte extra für 12V/24V anschaffen, somit läuft einiges auf 230V. Der ausschlaggebende Punkt war aber der Preis, denn 48V Lösungen sind im normalen „Hausbereich“ weit verbreitet und verhältnismäßig günstig.

Pro:
– 48V Lithium-Ionen Akkus und leistungsstarke 48V Wechselrichter sind günstiger als das 12V oder 24V Pendant 
– besserer Wirkungsgrad beim invertieren von 48V DC zu 230V AC (z.B. Victron Phoenix 12V/3000W max. 93% vs. 48V/3000W max. 95%)
– Kabeldimensionen: ein 12V/24V System benötigt für die gleiche Leistung und Effizienz deutlich größere Kabelquerschnitte (24V doppelt so große, 12V viermal so große Querschnitte), da mehr Strom fließt und dadurch mehr Wärme entsteht zudem haben dickere Kabel mehr Gewicht, Platzbedarf und höhere Kosten

Kontra:
– Betrieb von 12V Geräten (Wasserpumpe, LEDs,…) ist ineffizienter, da 48V DC auf 12V DC konvertiert werden muss (mit Verlusten) und zusätzlich ein Spannungswandler benötigt wird (zusätzliche Kosten/Kompenenten)
– der Umgang mit 48V DC ist deutlich gefährlicher als mit 12V/24V

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Victron

 Spannungswandler, Wechselrichter und Solarladeregler stammen von Victron. Nach einiger Recherche stellte ich schnell fest, dass Victron ein großer Player in diesem Bereich ist. Man zahlt einen Premium-Preis, kriegt dafür aber auch hochwertige und zuverlässige Produkte. Produkte die diversen Sicherheitsrichtlinien und Normen entsprechen, gute Effizienz, ein gutes Monitoring bieten (z.B. über Bluetooth oder das VRM Portal) und Leistungsspitzen zuverlässig aushalten.

Dennoch wollte ich persönlich nicht über 1.000€ für einen Wechselrichter ausgeben. Meinen Phoenix Inverter habe ich auf Ebay-Kleinanzeigen für 620€ inklusive Versand geschossen, ein verhältnismäßiges Schnäppchen. Dies hat auch maßgeblich meine Entscheidung für ein 48V System gestärkt. Mittlerweile sind die Preise in dem Sektor enorm gefallen. Für 525€ habe ich mir 2024 einen neuen Multiplus 3000VA 48V mit GX direkt vom Händler gekauft.

Wechselrichter und Spannungswandler:

Victron Phoenix Wechselrichter 48/3000 230V

Für alle 230V Haushaltsgeräte wandelt der Wechselrichter 48V DC in 230V AC um. Dabei hat er eine kontinuierliche Leistung von 3.000W mit einer Peak Leistung von 6.000W bei einer maximalen Effizienz von 95% (bei 25 Grad). Allerdings liegt der Leerlaufverbrauch bei ganzen 25W. Mittlerweile habe ich den Phoenix auf einen Multiplus GX umgestellt. Bei gleichem Leistungsoutput ist der Standbyverbrauch deutlich geringer und das GX Modul ermöglicht die Nutzung des VRM Portals.

Victron Orion-Tr 48/12-20 240W DC-DC Spannungswandler

Für die verwendeten 12V Geräte ist ein Spannungswandler von Nöten, dieser macht aus 48V Gleichspannung 12V Gleichspannung. Der Orion-Tr 48/12V ist in 110W, 240W und 360W verfügbar, mehrere Spannungswandeler können parallel angeschlossen werden.  Ich habe mich für die 240W Variante entschieden, da diese am Ehesten meinen Bedarf entspricht, mit etwas Puffer. Dieser bietet eine kontinuierliche Leistung von 280W bei 25Grad240W bei 40Grad und einen Peak von 300W für 10 Sekunden mit einen maximalen Wirkungsgrad von 87%.

Kühlschrank:

Bei dem Kühlschrank handelt es sich um einen herkömlichen 230V Kühlschrank (AEG SFE88831AF), der laut Herstellerangaben ca. 99kWh/Jahr verbraucht. Er zieht max. 80Watt (typischerweise unter Last nicht mehr als 40-50W). Allerdings ist der Anlaufstrom von Kompressoren um ein vielfaches höher, dies muss bei der Dimensionierung des WR beachtet werden!

 

Kochfeld und Mikrowelle/Ofen

Ich koche fast ausschließlich mit Induktion (Doppel-Induktionsplatte):
1 Platte 1.400W und 1 Platte 2.000W, zusammen 3,4kW max.
(als Backup habe ich einen 2 Flammen Gaskartuschen-Kocher für den Notfall).

Zudem habe ich eine Heißluft-Mikrowelle (Samsung MC28M6055CS/EN), die eine Mikrowelle, Ofen und Grill in einem kompakten Formfaktor bietet. Diese zieht im Mikrowellen-Modus und im Grill-Modus jeweils ca. 1.500W und im Heißluft(Ofen)-Modus bis zu 2.100W.

 

Bei Kühlschränken kann man zwischen Absorberkühlschränken und Kompressor Kühlschränken unterscheiden. Thermoelektrische Kühlschränke sind aufgrund des hohen Stromverbrauchs und schlechter Effizienz nur in speziellen Anwendungen empfehlenswert.

Absorberkühlschränke:

Pro:
– lautlos
– keine beweglichen Teile (kein Kompressor)
– kann auch mit Gas betrieben werden

Kontra:
– teuer
– hoher Stromverbrauch
– Problem bei hohen Außentemperaturen (max. Kühlung ca. 25°C unter der Umgebungstemperatur möglich) 

Kompressorkühlschränke:

Pro:
– große Auswahl an günstigen 230V „Haus“-Kühlschränken und teureren 12V Kühlschränken 
– starke Kühlleistung (ein Kühlschrank mit der Klimaklasse SN-N-ST-T kann Umgebungstemperaturen von +10°C – +43°C ab) somit ist ein Gefrierfach auch im Hochsommer kein Problem

Kontra:
– Geräusche, wenn der Kompressor läuft  
– für einen 230V Kühlschrank muss der Wechselrichter konstant 24/7 laufen, neben dem Wandlungverlust von 48V DC auf 230V AC (mindestens 5%) sollte man an auch an den Eigenverbrauch von dem Wechselrichter denken (in meinem alten Setup ca. 25W), mit dem AES Modus lässt sich der Standby Verbrauch aber erheblich reduzieren 
– man braucht ein potentes Energiesystem oder sonnige Reiseziele und wenig andere Verbraucher, um dauerhaft autark einen 230V Kompressor-Kühlschrank betreiben zu können
-dass 230V Hauskühlschränke „anders“ gebaut sind und deswegen schneller kaputt gehen als „Wohnmobil“ Kühlschränke halte ich für einen unfundierten Mythos, meiner hat die wildesten Pisten (noch) überlebt

 

 

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Solarpanele:

Monokristalline oder polykristalline Solarpanele?

Solarpanels kosten weniger als ich dachte. Man kann zwischen den Monokristallinen und Polykristallinen Panels unterscheiden:

Monokristalline Panels

Pro:
– Wirkungsgrad 18% – 22%
– bei Schwachlicht etwas leistungsstärker
– bei gleicher physischen Panelgröße (Abmessungen) mehr Leistung

 Kontra:
– bei hoher Hitze ineffizienter als polykristalline Panels
– Leistungsverlust 0,3 – 0,5% / Jahr
– teurer (10-20%)

Polykristalline Panels

Pro:
– günstiger (10-20%)
– Leistungsverlust 0,2 – 0,4% / Jahr
– bei hoher Hitze effizienter als monokristalline Panels

Kontra:
– Wirkungsgrad 15% – 20% (ca. 3% weniger)
– bei Schwachlicht marginal leistungsschwächer
– bei gleicher physischen Panelgröße (Abmessungen) weniger Leistung

 

Während des Ausbaus kam es auf jeden Euro an. Zudem war es schwer Solarpanels in der exakt benötigten Größe zu finden. Heute würde ich mich für monokristalline Panels entscheiden. Die reelen Ertragsmengen werden sich in der Realität aber nicht großartig unterscheiden.

Glaspanels oder Flexible Panels?

Im Marine und Womo-Bereich wird man schnell auf flexibele Panels stoßen. Diese dünne Panels sind zu einem Gewissen Grad flexibel biegbar.

Flexible Panels

Pro:
– biegbar (somit auch auf leichten Rundungen anzubringen)
– leicht und dünn (einfacher zu befestigen, geringer Windwiderstand, geringer Aufbauhöhe)

Kontra:
– teuer, die Preise für gute! flexible Panels sind sehr hoch
– mangelnde Langlebigkeit, viele Panels gehen schnell kaputt und sinken gravierend in der Leistung, schon nach wenigen Monaten/Jahren
– schwierig zu kühlen (es ist naheliegend flexible Panels einfach an die Außenwand zu kleben, doch hinter Solarpanels sollte Luft zirkulieren um sie bei starker Sonneneinstrahlung zu kühlen, denn dummerweise sinkt die Leistung bei Solarpanels bei großer Hitze

Glaspanels

Pro:
– deutlich günstiger (insbesondere „Haus“-Panels)
– Langlebigkeit und Robustheit (eine Lebensdauer über mehrere Jahrzehnte ist normal)
– Kühlung ist einfach zu gewährleisten

 Kontra:
– Gewicht (Konstruktion aus Glas und Alurahmen)
benötigen deutlich stärkere/stabilere Befestigungspunkte