Der große Report: Energieversorgung für Wohnwagen und Wohnmobil von Theo Gerstl

Strom im Outback
Einfach mal ein paar Tage abseits des Touristenrummels in einer idyllischen Bucht campen oder durch die Lande stromern und jede Nacht an einem neuen abgeschiedenen Ort verbringen – auch darin besteht der ganz besondere Reiz des Reisens mit dem Wohnmobil. Damit man die dazu nötige Unabhängigkeit von den Versorgungsmöglichkeiten der Campingplatz-Infrastruktur hat, ist der Gasvorrat für Wochen bemessen, und auch die Tanks für Frisch- und Brauchwasser sind ausreichend dimensioniert. Doch bleibt immer noch die bange Frage, wann wohl im wahrsten Wortsinne die Lichter ausgehen, da der Stromvorrat als erstes zur Neige geht – falls man nicht entsprechende Vorkehrungen getroffen hat.
Kaum ein Reisemobilist oder Caravaner gibt sich heute noch mit einer 12-Volt-Funzel zufrieden und genießt seinen Sundowner im Kerzenschein. Die Ansprüche haben sich gewandelt, die rollenden Urlaubsdomizile sind zu luxuriösen Hightech-Appartements geworden. Doch egal ob Satelliten-Fernseher, High-End-Soundsystem oder auch nur das Heizungsgebläse: Jedes dieser Komfort-Features benötigt elektrische Energie, um arbeiten zu können. Gleichzeitig fristet die serienmäßig verbaute Stromversorgung ein Schattendasein bei den Reisemobil- und Wohnwagen-Herstellern: Was unauffällig im Verborgenen seinen Dienst versieht, ist kein Verkaufs­argument – ganz im Gegensatz zu den sichtbaren Komfortdetails, mit denen um die Käufergunst gebuhlt wird. Entsprechend ist bei der elektrischen Serienausrüstung nur das Nötigste verbaut, um den Einstiegspreis attraktiv niedrig zu halten. Schwache Ladegeräte und Bordbatterien mit geringer Kapazität finden so ihren Weg in die Basisausstattung, und in der Folge wird es oft schon nach zwei, drei Tagen ohne Landstrom dunkel in Reisemobil oder Caravan.

Grundsätze der Batterietechnik
  • je größer die Kapazität (Ah) der Batterie, umso länger liefert sie Strom
  • die Lebensdauer einer Batterie wird von der Entladetiefe beeinflusst
  • Ladeleistung und Batteriekapazität müssen aufeinander abgestimmt sein
  • keine Batterien mit unterschiedlicher Speicherkapazität (Ah-Zahl) oder Bauweise (Säure, AGM oder Gel-Batterie) miteinander koppeln; Ausnahme: Starterbatterie
  • die Kapazität der Bordbatterie (in Ah) sollte mindestens viermal so hoch sein wie der voraussichtliche Stromverbrauch pro Tag (in Ah)
  • ein 10-Ampere-Ladegerät lädt eine 100-Ah-Batterie in zehn Stunden komplett auf, mit einem 20-Ampere-Ladegerät dauert der Vorgang nur fünf Stunden

Konventionelle Stromgewinnung
Obwohl die Motoren der meisten Reisemobile und Zugfahrzeuge bereits serienmäßig mit einer leistungsfähigen Lichtmaschine ausgerüstet sind, ist selbst nach längeren Fahrten die Bordbatterie noch nicht komplett vollgeladen und auf kurzen Verbindungsetappen steigt der Ladezustand kaum merklich an. Wer nun denkt, durch den Einbau einer leistungsfähigeren Lichtmaschine das Problem lösen zu können, wird schnell eines Besseren belehrt. Von der vollen, während der Standzeit ja unbenutzten Starterbatterie erhält die Lichtmaschine nämlich das Signal, dass nur wenig Ladestrom benötigt wird – unabhängig davon, ob die Aufbaubatterie nun voll oder leer ist. Abhilfe bringt hier der Einbau eines Ladeboosters, der zwischen Starter- und Bordbatterie eingebaut wird. Er überwacht nun den Aufbauakku und sorgt dafür, dass die Ladung erst dann abgeregelt wird, wenn auch dieser voll aufgeladen ist.
Bei Caravan-Gespannen wird – falls der Caravan über eine eigene Bordbatterie verfügt – der Ladebooster im Wohnwagen montiert, wo er die Spannung auf das nötige Niveau erhöht, um die Bordbatterie mit der optimalen Ladekennlinie vollständig aufzuladen. Oft ist aber selbst das 220-Volt-Ladegerät so leistungsschwach, dass die Aufbaubatterie über Nacht nicht komplett geladen wird. Schließlich betragen die „Ruhezeiten“ an Bord oft nur wenige Stunden, wenn Satellitenanlage und Beleuchtung bis in die späte Nacht genutzt werden. In diesem Fall sollte ein hochwertiges Ladegerät mit IU-Kennlinie nachgerüstet werden. Dieses schickt zunächst den kompletten Ladestrom an die Bordbatterie und lädt dann schonend mit geringerer Stromzufuhr, bis die Vollladung erreicht ist. Anschließend wird auf Erhaltungsladung umgeschaltet, während die Verbraucher direkt vom Lader mit Strom versorgt werden. Da viele Technikkomponenten des Ladegeräts die gleichen Aufgaben erfüllen wie jene des Ladeboosters, finden sich im Zubehörhandel auch Kombilösungen zum Nachrüsten, was den Einbau- und Kostenaufwand reduziert – sowohl bei Wohnwagen als auch bei Reisemobilen.

Batterie-Wahl
Blei-Säure-Batterien, Gel- beziehungsweise Vlies-Akkus oder gar Lithium-Ionen-Batterien – die Technik-Vielfalt bei den Stromspeichern ist inzwischen kaum mehr überschaubar. Trotzdem lässt sich eines generell sagen: Die Blei-Säure-Starterbatterien aus dem Autozubehör sind als Bordbatterien grundsätzlich nicht geeignet. Sie wurden nämlich so konstruiert, dass sie zwar kurzzeitig viel Strom an den Anlasser abgeben können, für die zyklischen Belastungen beim „Wohnen“ sind sie jedoch nicht ausgelegt und verlieren deshalb bei einer solchen Nutzung schnell ihre Speicherkapazität. Doch es gibt auch Blei-Batterien, die für den Einsatz in Reisemobil und Wohnwagen geeignet sind. Diese sehen zwar genauso aus wie Starterbatterien, man erkennt sie jedoch am Aufdruck der Werte für die Kapazität und Entladezeit – je höher die beiden Werte, desto besser.
Als Alternativen zu den konventionellen Flüssig-Säure-Batterien bieten sich Gel- oder AGM-Akkus (Absorbent Glass Mat) an, in denen die Batteriesäure in einem Gel beziehungsweise einem Mikrofaser-Vließ gebunden ist. Der Vorteil der beiden letztgenannten Batterietypen besteht darin, dass bei Beschädigung keine Säure auslaufen kann und auch keine Entlüftung nötig ist. Darüber hinaus sind sie wartungsfrei, müssen aber über ein für diese Batterietypen geeignetes Ladegerät regelmäßig aufgeladen werden.
Stünde nicht der Preis im Wege, wären Lithium-Ionen-Batterien optimal für den Einsatz im Reisemobil oder Wohnwagen. Sie wiegen nur rund ein Drittel vergleichbarer konventioneller Batterien, haben die fünffache Lebensdauer und vertragen extrem hohe Lade- und Entladeströme, was die Ladezeiten spürbar verkürzt. Zudem ist der neuartige Energiespeicher absolut wartungsfrei, und kann in seiner Leistung nicht durch eine schleichende Sulfatierung nachlassen.

Solarstrom
Die Sonne liefert uns eine unendliche Menge Energie – warum also nicht ein klein wenig davon abzweigen, um den Energiebedarf auf großer Fahrt zu decken? Eine Solaranlage bringt den Sonnenstrom lautlos und umweltschonend in den Bordakku – völlig unabhängig von externen Versorgungsmöglichkeiten, und das auch noch kostenlos, sobald die Solaranlage erst einmal montiert ist. Bis dahin gilt es aber einiges zu beachten, damit die „kostenlose“ Öko-Energiewende auch klappt.
Prinzipiell ist eine Solaranlage recht simpel aufgebaut: Solarmodule wandeln das Sonnenlicht in Gleichstrom um, dieser lädt dann über eine elektronische Regelung die Bordbatterie auf, von der aus schließlich die Verbraucher mit Strom versorgt werden. Der Regelungselektronik kommen dabei mehrere wichtigen Aufgaben zu: Sie sorgt einerseits dafür, dass die Bordbatterie immer optimal geladen wird und stellt gleichzeitig sicher, dass nachts kein Strom zu den Solarmodulen zurückfließt. Sobald der Bordakku voll ist, versorgt sie die Starterbatterie mit dem nun überschüssigen Strom.
Doch bereits bei der Auswahl der Solarmodule gilt es grundlegende Entscheidungen zu treffen, da verschiedene technische Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften zur Wahl stehen. Als bewährter Standard gelten die „mono-kristallinen“ Solarzellen, die einen hohen Wirkungsgrad aufweisen und im Preis-Leistungsvergleich punkten. Fällt jedoch Schatten auf die Solarzelle, verweigern diese klassischen Solarmodule schnell ihren Dienst: Bereits bei 30-prozentiger Abschattung tendiert deren Leistung gegen null. Für Schattenparker – und wer stellt sein Reisemobil oder den Wohnwagen schon gerne in die südliche Mittagssonne? – bieten sich als Alternative die ebenfalls kristallinen CIS-Solarmodule an, die ganz einfach daran erkannt werden können, dass ihre einzelne Zellen nicht quadratisch, sondern in Längsstreifen angeordnet sind. Die CIS-Solarmodule sind zwar in der Anschaffung teurer, bringen jedoch auch im Halbschatten noch die Hälfte ihrer Gesamtleistung.
Durch Flexibilität glänzen die Solarmodule mit amorphen Zellen, die sich der Form des Untergrundes anpassen können. So lassen sie sich beispielsweise direkt auf das gewölbte Dach von ausgebauten Kastenwagen montieren. Diese Flexibilität bei der Anbringung muss jedoch mit einem relativ hohen Preis und einem niedrigeren Wirkungsgrad bezahlt werden. Ebenfalls für Spezialfälle sind Solarpaneele gedacht, die fest auf einem dreh- oder kippbaren Unterbau montiert sind. Diese lassen sich immer im optimalen Winkel zur Sonne ausrichten oder auch abseits des im Schatten stehenden Fahrzeuges aufstellen, um dort in bester Sonnenlage Energie zu sammeln.

Montage-Frage
Eine unerwünschte Eigenschaft der kristallinen Solarzellen besteht darin, dass sie mit zunehmender Erwärmung an Leistung verlieren. Deshalb sollten sie nicht direkt auf das Dach des Reisemobils oder Wohnwagens geklebt werden – selbst wenn dieses eben ist und so die Direktmontage technisch möglich wäre. Dem Leistungsverlust durch Erhitzung wirken spezielle Halterungen entgegen, die eine Hinterlüftung des Solarmoduls sicherstellen. Natürlich vergrößert das Luftpolster zwischen Fahrzeugdach und Solarzelle die Höhe des Reisemobils. Wer auf Höhenbeschränkungen achten muss (z. B. aufgrund einer Garage, Carport etc.), sollte auf Solarmodule mit amorphen Zellen zurückgreifen, die – wie bereits erwähnt – direkt auf das Fahrzeugdach geklebt werden können.

Brennstoffzellen als Alternative
Seitdem die Elektrifizierung des Automobils in aller Munde ist, gewinnt auch die Brennstoffzelle immer mehr an Beachtung. Während Antriebe, die auf diese Technik als Energiespender setzen, noch absolute Exoten sind, hat sich die Brennstoffzelle als Energielieferant im Reisemobil bereits bewährt – nicht zuletzt auch als Ergänzung zur Solaranlage. Ihre Vorteile liegen schließlich auf der Hand: Unabhängig vom Wetter liefert sie jederzeit Strom, und das in unbegrenzter Menge – zumindest, sofern genügend mit dem Alkohol Methanol gefüllte Tankpatronen mit auf die Reise gegangen sind. Die Alternative, auf den ohnehin vorhandenen Gasvorrat des Reisemobils oder Wohnwagens zurückzugreifen, verfolgen nur noch der US-amerikanische Hersteller Protonex sowie einige Anbieter für den professionellen Bereich, da Truma die Produktion seiner VeGA-Brennstoffzelle eingestellt hat.
In einer katalytischen Reaktion wird in der Methanol-Brennstoffzelle des Herstellers Efoy Alkohol zusammen mit Sauerstoff aus der Luft in elektrische Energie umgewandelt – ohne Verbrennung und ohne mechanische Bewegung. Dabei entstehen neben Strom lediglich Abwärme, Wasserdampf und geringe Mengen an Kohlendioxid. Diese umweltfreundliche Arbeitsweise lässt die Brennstoffzelle unauffällig arbeiten – geruchsfrei und nur von einem leisen Summen begleitet. Fest im Fahrzeug montiert (beispielsweise in einem Staukasten), lädt sie die Aufbaubatterie vollautomatisch. Dabei überwacht die integrierte Elektronik permanent den Ladezustand des Bordakkus und startet/stoppt die Brennstoffzelle automatisch je nach Anforderung. Laut Herstellerangaben liefert eine Zehn-Liter-Tankpatrone Strom für „bis zu vier Wochen“, ihr Preis liegt bei rund 55 Euro.

Generatoren
Früher als lärmende Stinker verschrien, haben die Hersteller von Generatoren in den letzten Jahren viel an der Umweltverträglichkeit ihrer Stromspender gearbeitet – mit dem Resultat, dass die Geräuschentwicklung und die Schadstoffemissionen deutlich gesenkt werden konnten.
Mit Benzin, Diesel oder Gas als Energiequelle produzieren sie Strom mit 12 oder 230 Volt – damit lassen sich dann auch starke Verbraucher wie Klimaanlagen, Küchengeräte oder Werkzeuge betreiben. Je nach Leistungsbedarf passt die Motorsteuerung die Drehzahl automatisch der entnommenen Spannung an und verlängert so die Betriebsdauer des Stromerzeugers, da weniger Treibstoff als bei ungeregeltem „Dauervollgas“ verbraucht wird. Eine Autostart-Funktion lässt einige Generatoren bei geringer Spannung der Bordbatterie automatisch anspringen, um diese wieder aufzuladen. Zur Installation der kompakten Aggregate bieten sich der Fahrzeugboden oder ein von außen zugängliches Staufach an. Die Bedienung erfolgt dann ganz komfortabel per Fernbedienung.

Windräder, die Exoten
Auf Segeltörns sorgen zumeist Windräder für die Stromversorgung der Yacht – warum also nicht auch beim Campen? Gerade bei Wassersportlern, die sich für ihre Stellplätze die „windigsten“ Buchten aussuchen, kann ein Windgenerator als sinnvolle Ergänzung des Energiemanagements im Reisemobil sinnvoll sein, schließlich ist deren Kombination mit Solaranlagen technisch problemlos möglich.
Gegen Windgeneratoren sprechen jedoch ihre stattlichen Ausmaße und der relativ aufwändige Auf- und Abbau; müssen sie samt Mast doch bei jedem Ortswechsel wieder zerlegt im Fahrzeug verstaut werden. Und der Grundsatz „größer ist besser“ gilt bei Windgeneratoren besonders stark: Ein Rotordurchmesser von einem Meter bringt nämlich gleich eine vierfach höhere Leistung als einer mit 50-Zentimeter-Durchmesser. Gleichzeitig bewirkt eine Verdoppelung der Windgeschwindigkeit eine Verachtfachung der Kraft, mit der das Windrad auf den Generator wirkt. Die Physik sorgt also dafür, dass Windräder auch in Zukunft – trotz aller technisch möglichen Fortschritte – nur eine Nebenrolle bei der Stromversorgung von Reisemobilen und Wohnwagen spielen werden.

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