Solaranlage für Autarkes Reisen

Wohnwagen Stromversorgung

Solaranlage für Autarkes Reisen

Wer mit seinem Wohnwagen oder Wohnmobil nicht jeden Tag auf einem Stellplatz stehen kann oder möchte der muss sich Gedanken um die Stromquelle (z.B. in Form einer Solaranlage für Autarkes Reisen) machen. So erging es auch uns. Ein Stromerzeuger in Form eines Aggregates kam für uns nicht in Frage. Dieses stinkt, macht viel Lärm und ist für einen Wohnwagen zusätzliches Gewicht.

Wenn es bezahlbar bleiben soll ist, nach meiner Meinung, die beste Möglichkeit eine Solar Anlage auf dem Dach des Wohnwagens oder Wohnmobils zur Stromversorgung . Hat man sich jedoch noch nie mit diesem Thema beschäftigt hat weiß man nicht worauf es ankommt und muss sich zum Schluss auf andere verlassen. Aus diesem Grund möchte ich euch nachfolgend eine kleine Hilfestellung zur Dimensionierung einer solchen Anlage für euer Wohnmobil, oder wie bei uns, für eueren Wohnwagen geben.

 

Teil 1 Wohnwagen Stromversorgung, wie ermittelt man die richtige Größe? (Berechnung des Ertrages)

Unser Ziel war und ist es möglichst lange ohne externe Stromzufuhr stehen zu können und unseren Strombedarf über die Solaranlage decke zu können. Um die richtige Größe zu finden, muss man zuerst einmal seinen täglichen Energiebedarf wissen. Dies hört sich kompliziert an, aber am Ende reicht eine überschlägige Ermittlung dieses Bedarfes zum Anfang völlig aus. Als nächstes sollte man bedenken ob man oft Urlaub in den Wintermonaten (frühere Nutzung von Licht) oder den nördlichen Ländern (zum Beispiel Norwegen) machen möchte. Der Platz auf dem Dach, auf welchem die Anlage montiert werden soll, ist begrenzt und bei manchen auch das Budget. Wenn der Bedarf sehr hoch ist, sollte man überlegen ob man an seinen Verbrauchern etwas ändern kann (z.B. Umrüstung auf LED Lichter wenn nicht bereits vorhanden). In der nachfolgenden Tabelle habe ich eine Beispielberechnung für unseren Wohnwagen (Adria Adora 613Pk) Verbrauch einmal durchgeführt.

Tabelle 1: Verbraucher

VerbraucherStrom [A]SommerWinter
Zeit [h/d]Energie [Ah]Zeit [h/d]Energie [Ah]

Beleuchtung

1,5534,655

7,75

Druckpumpe

40,520,5

2

Heizung für Warmwasser

0,410,42

0,8

Heizung läuft (Mittelwert ALDE)

0,810,81713,6

Smartphone Ladegerät

1444

4

Ruhestörung USB Lader

0,03240,7224

0,72

Akkus Drohne

(DJI Spark über USB auf 1 Tag runter gerechnet)

10,250,250,25

0,25

Tagesbedarf (gerundet)13Ah/d

30Ah/d

Achtung: Ich habe nur Geräte mit 12V. Sollte jemand Geräte mit 220V betreiben wollen, so muss man die Energiekosten für die Transformation bei der Berechnung der Wohnwagen Stromversorgung berücksichtigen
Alle oben dargestellten Verbräuche basieren auf unseren eigenen Erfahrungen mit unserem Wohnwagen (Adora 613PK) und gelten als Beispiel für alle weiteren Berechnungen.

 

1.1 Intensität der Sonneneinstrahlung

Nachdem wir nun den täglichen Bedarf ermittelt haben, stellt sich die Frage nach der richten Größe des Solarkollektors. Einen maßgebenden Einfluss auf die Intensität der Sonneneinstrahlung haben die Sonnenhöhe, die Bewölkung und die Witterung. Um dies zu berücksichtigen. Die Sonneneinstrahlung wird von meteorologischen Stationen auf der ganzen Welt gemessen. Unter https://www.dwd.de/DE/Leistungen/Solarenergie/lstrahlungskarten_mi.html findet man zum Beispiel die mittlere Monatsstrahlung für Deutschland. Solche Werte gibt es für überall auf der Welt. Man muss sich also vor der Dimensionierung der Solaranlage Gedanken machen wo man autark (und für wieviel Tage) man Urlaub machen möchte. Es macht einen großen Unterschied ob man in Skandinavien oder am südlichsten Ende von Italien Urlaub mit seinem Wohnmobil oder Wohnwagen macht.

Betrachten wir ein Beispiel:

Wir wollen vornehmlich im Frühjahr Urlaub machen, also nehmen wir den Monat März und hier den Mindestwert (somit ist es egal wo in Deutschlande man Urlaub macht) von 66kWh/m2. Diesen Mittelwert teilen wir durch 31 Tage für den Monat März und bekommen: 66 / 31 = 2,13kWh/m2/d.
Meine Anlage mit einem 120W Modul würde in diesem Fall also 2,13h x 120W = 256Wh Tagesertrag bringen.

Es gibt noch sogenannte Korrekturfaktoren für die Neigung der Solarkollektoren (hier gehe ich davon aus das bei allen 0 Grad Neigung vorhanden ist, aus diesem Grund gehen wir hier nicht näher darauf ein) und zur Berücksichtigung der Zelltemperatur. Bei der Berücksichtigung der Zelltemperatur
reichen nachfolgende Mittelwerte zur Dimensionierung einer Anlage völlig aus.

Tabelle 2: Korrekturfaktoren zur Berücksichtigung der Zelltemperatur

Jan.+ Feb.MärzAprilMaiJuniJuliAug.Sep,Okt.Nov. + Dez.
10,90,90,850,850,850,850,90,91

 

Das bedeutet für unser Beispiel eine Minderung des Ertrages um 10%.
256Wh/d x 0,9 = 230Wh/d = P1

 

Zusammenfassung Teil 1

Die in Teil 1 vorgestellten Werte können wir in einer Formel zusammenfassen:

X1 = Wert der mittleren monatlichen Globalstrahlung (z.B. https://www.dwd.de/DE/Leistungen/Solarenergie/lstrahlungskarten_mi.html)

X2 = Anzahl der Tage des Monats in welchem die Reise stattfindet

X3 = Korrekturfaktor für die Zelltemperatur (siehe Tabelle 2)

P1 = Nennleistung Solarkollektor

P2 = Ertrag Solarkollektor in Wh/d

P1*(X1/X2)* X3= P2

Teil 2 Berücksichtigung weiterer Leistungsverluste einer Solaranlage für Autarkes Reisen

Wir kennen nun unsere Verbrauchswerte (siehe Tab. 1) und können den täglichen Ertrag in Abhängigkeit der geografischen Lage unseres Ziels und der Jahreszeit berechnen.
Nachdem wir mit diesen Werten ein passendes Solarmodul für unseren Wohnwagen oder unser Wohnmobil gewählt haben müssen wir den Ertrag speichern. Hierfür benötigen wir einen Akku und zum Anschluss an diesen eine Kabelverbindung. Mit diesen zwei neuen Komponenten kommen weitere Verluste hinzu und wir müssen eine Anpassung bei der Dimensionierung unserer Anlage vornehmen.

Nimmt man Verluste infolge der Veränderungen im Spannungsniveau, Umwandlungsverluste und Kabelverluste zusammen ergibt sich ein Gesamtverlustfaktor (V):

V=0,79

Zusammenfassung Teil 2 mit den Werten aus Teil 1 (Reise im Monat März):

P1*(X1/X2)*X3*V=P2

120 X (66/31) x 0,9 x 0,79 = 182 Wh/d

Das bedeutet in einer Reise im März können wir für die Verbraucher 387 Wh/d beziehen.

 

Teil 3 Ermittlung der Solargeneratorgröße

Um die Leistung eines Solargenerators (Solarkollektors) zu ermitteln, die unseren Verbrauch im Wohnwagen/ Wohnmobil berücksichtigt, müssen wir die Formel so umstellen, dass wie als Ergebnis die PV Kollektorgröße in Wp erhalten.

((Täglicher Verbrauch))/((X1/X2)*X3* V)=Solarertrag (Wp)

Somit ergibt sich für unseren Wohnwagen:

Für den täglichen Verbrauch im Frühjahr setzen wir den Mittelwert aus Winter und Sommer an, dieser beträgt zirka ((13+30)/2)=22Ah/d. Auf der sicheren Seite nehmen wir zur Dimensionierung der Anlage den im Winter erforderlichen Wert in Höhe von 30Ah/d für die weiteren Berechnungen an.

Zur Umrechnung in Wh/d wird der Wert mit der Betriebsspannung 12V multipliziert.
30Ah/d*12V=360Wh/d. Somit ergibt sich unter Verwendung der zuvor genannten Formel:

(360Wh/d)/((66/31)*0,9*0,79) =240Wp

Das Ergebnis bedeutet, dass wir im Frühjahr (März) eine Solarleistung von 240Wp benötigen würden.

Auslegung unseres Wohnwagens:

Wir haben unseren Wohnwagen nicht selbst ausgerüstet und uns nicht mit dem Thema der Dimensionierung einer Solaranlage für Autarkes Reisen beschäftigt. Aus diesem Grund mussten wir leider feststellen das unsere (durch Beratung des Händlers dimensionierte) Anlage zu gering dimensioniert wurde für einen Winter Urlaub seitdem nutzen wir zusätzlich ein mobiles Solarpanel mit einer Powerbank. Da wir jedoch viel tagsüber unterwegs sind produzieren wir noch Energie über die Lichtmaschine (inkl. Holster) unseres Autos während der Fahrt. Aus unserem Freundeskreis und durchforsten anderer Artikel kann man davon ausgehen das 240Wp für die meisten von uns (egal ob Wahnwagen oder Wohnmobil) ausreichend sind, solange man nicht mehr als 3 Tage autark campen möchte.

 

Auslegung des Akkus einer Solaranlage für Autarkes Reisen

Der Akku soll die Ungleichheit zwischen Energieangebot und Verbrauch auszugleichen. In den Sommermonaten sollte mit einem Vorrat von 2,5 Tagen und für die Wintermonate von 4 Tagen rechnen.

Um eine ausreichend lange Lebensdauer des Akku zu erreichen, dürfen wir nicht die von den Herstellern der Akkus angegebenen Gesamtkapazität einplanen sondern nur zirka 50% dieser Größe.

Tagesverbrauch

Vorrat

Kapazität (doppelter Wert)

Sommer

Winter

Sommer 2,5 Tage

Winter 4 TageSommer

Winter

133032,5Ah120Ah65Ah

240Ah

 

Wie man erkennen kann ist für die Winterzeit ein erheblich größer Akku notwendig da hier ein wesentlich höherer Stromverbrauch der Solaranlage für Autarkes Reisen vorhanden ist. Nicht nur das Reiseverhalten sondern auch die angestrebten Ziele bestimmen die Auswahl. Der Artikel soll zeigen wie man sich eine Anlage selber dimensionieren kann um mit seinem Wohnwagen oder Wohnmobil zu jeder Zeit super versorgt zu sein. Dann viel Spaß mit eurem Gefährt im Urlaub und immer viel Sonne!

Unter dem Punkt Solar und Stromversorgung findet Ihr alle notwendigen Produkte so dass Ihr in kürzester Zeit eure eigene Solaranlage auf dem Dach habt oder ein mobiles Solarpanel um Handy, Powerbank und Tablet schnell laden zu können. Viel Spaß.