Was sich Tiny Houses von Wohnmobilen abschauen können (5)

Gastartikel von Ulrich Dolde – Fortsetzung des Kapitels über „Wohnmobil-Elektrik für Tiny Houses“.

Stromgewinnung:

Die Gewinnung von Strom funktioniert in unserem Expeditionsmobil auf dreierlei Art und Weise. Erstens während der Fahrt durch die Lichtmaschine. Je nach Leistung der Lichtmaschine und der des Ladewandlers werden während der Fahrt nicht nur die Starterbatterien sondern auch die des Wohnaufbaus geladen. Ein 45 A‐Ladewandler von Votronic sorgt in unserem Fahrzeug dafür, dass die Aufbaubatterien mit bis zu 45 Ampere pro Stunde geladen werden. Das bedeutet, dass leere Batterien nach wenigen Stunden Fahrt wieder voll sind. Zum Thema leere Batterien und wie diese geladen sollen komme ich noch beim nächsten Punkt Stromspeicherung.

Der zweite Weg zur Stromgewinnung erfolgt durch die Solarzellen auf dem Dach unserer Wohnschachtel. Dazu habe ich nach anfänglich zwei Solarmodulen mit je 100 Wp Leistung mittlerweile ein drittes mit weiteren 115 Wp Leistung installiert. Die sorgen bei Sonnenschein dafür, dass die Batterien mit bis zu 15 Ampere pro Stunde geladen werden. An einem sonnigen Tag können schon mal rund 100 Ah und mehr zusammenkommen, die dafür sorgen, dass die Batterien in der Regel immer voll sind, selbst wenn wir mit 2 Laptops dauerhaft arbeiten. Scheint die Sonne jedoch nicht, fällt die Stromernte damit weitgehend aus, was einen je nach Batterienkapazität und Stromverbrauch früher oder später dazu zwingt, entweder weiterzufahren, um über die Lichtmaschine zu laden, oder das Fahrzeug an ein Stromnetz, beispielsweise auf einem Campingplatz anzuschließen.

Damit wäre auch der dritte Weg zur Stromgewinnung angesprochen, den wir in unserem Fahrzeug verbaut haben. Nämlich ein 50 A‐Ladegerät, das bei Zugang zu Landstrom die Aufbaubatterien mit bis zu 50 Ampere pro Stunde lädt. Auf unserer letzten, längeren Reise von Februar bis Juni durch Marokko und die Westsahara mussten wir dies nie in Anspruch nehmen, weil unsere Batteriekapazität und die Solarleistung (mittlerweile!) ausreichen, dass wir während dieser vier Monate völlig autark von jeglichem Stromnetz waren. Das war aber nicht immer so und funktioniert erst nach zweimaligem Nachoptimieren unseres Elektrokonzeptes wirklich reibungslos.

Damit sind alle in unserem Fahrzeug verbauten Stromquellen behandelt, allerdings sind das noch lange nicht alle, die verfügbar sind, wenn es darum geht, Strom zu erzeugen. Wer dauerhaft in seinem Bau‐ oder Zirkuswagen oder Microhaus nicht am Stromnetz hängt, der wird über weitere Optionen der Stromgewinnung nachdenken. Dazu drängt sich zunächst einmal der Klassiker auf: der Stromgenerator. Also Benziner oder Diesel gibt es sie in vielfältigen Leistungs‐ und Preisdimensionen und dürfte in jedem Heim ohne Stromanschluss zumindest als Backup im Keller stehen, um im Falle eines Falles für Spannung in der Leitung zu sorgen. Allen Stromgeneratoren gemein ist, dass sie mit ihren Verbrennungsmotoren mehr oder weniger Lärm und Gestank erzeugen, was nicht unbedingt zur Erheiterung der Hausbewohner und möglicher Nachbarn beiträgt. Es handelt sich hier also um eine Stromgewinnungsmethode, die nur bedingt sozialverträglich ist und die wir selbst ebenso wenig schätzen, weil wir mit unserem Expeditionsmobil einsame Plätze und Strände ansteuern können und dort die Ruhe genießen möchten. Sich hier von einem Stromaggregat 8 Stunden lang die Ohren vollplärren zu lassen, ist mehr als kontraproduktiv.

Brennstoffzellen können eine deutlich leisere Alternative zur Stromerzeugung darstellen, als klassische Generatoren. Dabei findet bei einer sogenannten „kalten Verbrennung“ von Gas oder Methanol eine Stromerzeugung statt. Die Firma sfc setzt mit ihren drei unterschiedlich leistungsstarken EFOY‐Brennstoffzellen auf den Brennstoff Methanol, der in geschlossenen Kanistern erworben an das System angeschlossen wird.

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EFOY‐Brennstoffzelle von der Firma sfc

Auf den Brennstoff Gas setzt die Firma Truma bei ihrer Brennstoffzelle VeGa. Sie produziert aus einer 11 kg Gasflasche ca. 28 kWh Strom, womit das Kilowatt in etwa bei 0,71 Euro liegt. Nicht billig im Vergleich zum Netzstrom. Aber wenn der nicht verfügbar ist, dann kann der Strom aus Gas oder Methanol eine willkommene und vor allem leise Art der Stromgewinnung darstellen.

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Truma‐Brennstoffzelle VeGa im Wohnmobil verbaut.

Allerdings sollte man sich bewusst sein, dass für eine Brennstoffzelle je nach Leistung zwischen € 2.600,‐ für das kleinste EFOY‐Gerät und € 7.000,‐ für die VeGa von Truma zu veranschlagen sind.

Ein Vorteil von Generatoren jeglicher Art ist der, dass man den Strom dann erzeugen kann, wenn man ihn braucht, während Solarstrom nur dann bereitgestellt wird, wenn die Sonne scheint und die Solarmodule nicht abgeschattet sind. Das setzt voraus, dass der Strom gespeichert werden muss.

Stromspeicherung:

Zur Speicherung von Strom verwendet man Batterien, die eigentlich Akkus sind, weil sie immer wieder geladen werden können. Da der landläufige Begriff aber Batterie ist, werde auch ich hier im weiteren Verlauf von Batterien sprechen, wohlwissentlich, dass es sich um Akkus handelt. Zur Speicherung von Strom stehen generell 4 verschiedene Arten von BAttiern zur Verfügung, die alle ihre Vor‐ und Nachteile haben.

1. Blei‐Säure Batterien
2. Gel‐Batterien
3. AGM‐Batterien und Spiralzell‐AGM‐Batterien
4. Lithium‐Ionen‐Batterien

Dabei ist die obige Reihenfolge auch gleichzeitig Rangfolge in Sachen Leistungsfähigkeit und Preis. Blei‐Säure‐Batterien sind die günstigsten, aber auch die mit der geringsten Leistung.

Wo es am wenigsten auf Platz und Gewicht ankommt, können Blei‐Säure‐Batterien eine günstige Lösung darstellen, den wie auch immer produzierten Strom zu speichern. Ihr Nachteil liegt einerseits im höheren Gewicht, andererseits im höheren Innenwiderstand, weshalb sie zur Speicherung von Solarstrom nicht ganz so geeignet sind, wie alle anderen Batterietypen. Man sollte jedoch darauf achten, dass es sich um geschlossenzellige und damit wartungsfreie Batterien handelt, da ansonsten die sich bildenden Gase ins Freie geleitet werden müssen. Ein weiterer Nachteil von Blei‐Säure‐ Batterien ist die Tatsache, dass sie bereits nach wenigen Tiefentladungen (>12 Volt) das Zeitliche segnet. Wer also sein Ferienhäuschen nur einmal im Jahr besucht und sich nicht um die ordnungsgemäße Ladung der Batterien kümmern kann, sollte evtl. nicht zu Blei‐Säure‐Batterien greifen. 10 Tiefentladungen können dafür sorgen, dass den schweren Burschen im wahrsten Sinne des Wortes der Saft ausgeht. Eine 100 Ah Blei‐Säure‐Batterie ist bereits ab ca. € 70,‐ erhältlich.

Gel‐Batterien haben einen etwas geringeren Innenwiderstand als Blei‐Säure‐Batterien. Deshalb eigenen sie sich schon besser für die Speicherung von Solarstrom, da auch geringere Ströme noch aufgenommen werden können, die den höheren Innenwiderstand von Blei‐Säure‐Batterien gar nicht überwinden können. Allerdings haben Gel‐Batterien den Nachteil, dass sie weniger Hochstromfähig sind. Das bedeutet, dass bei der Entnahme von hohen Strömen, wie dies beispielsweise bei einem leistungsstarken Föhn, dem Backofen, einer Flex oder einer starken Bohrmaschine der Fall ist, dann geht die Spannung gerne mal in die Knie und kann dabei kurzfristig die 12 Volt unterschreiten. Sind andere 12‐Volt‐Verbraucher wie beispielsweise ein Kühlschrank oder eine Kühlbox angeschlossen, können diese Verbraucher in den Störungsmodus gehen, wenn ihre Mindestspannung von 12,0 Volt unterschritten wird. 100 Gel‐Ah kosten ab ca. € 100,‐.

Deshalb eignen sich hier AGM‐Batterien besser. Hier sind die Bleiplatten in Glasmatten eingepackt (AGM = absorbent glas mat), was den Bleiplatten eine höhere mechanische Festigkeit verleiht. Dadurch kann noch reineres Blei eingesetzt werden, weshalb der Innenwiderstand weiter sinkt. In Blei‐Säure‐Batterien werden die Bleiplatten jeweils nur oben und unten fixiert, weshalb dem Blei weitere Metalle zugemischt werden, die die Platten fester machen – mit dem Nachteil, dass diese Legierungen einen höheren Innenwiderstand mit sich bringen.
Für eine 100 Ah AGM‐Batterie muss man schon ca. € 200,‐ auf den Tisch legen.

Eine Sonderform der AGM‐Batterie ist die Spiralzell‐AGM‐Batterie, in der die Bleiplatten spiralförmig angeordnet sind und in Glasfasermatten eingebunden sind. Dies ergibt eine noch größere Festigkeit, weshalb noch reineres Blei (99,9 prozentig) eingesetzt werden kann, was den Innenwiderstand weiter senkt und die Rüttelfestigkeit der Batterie erhöht. Gerade bei Expeditionsmobilen wie dem unserem, das häufig über holprige Pisten gescheucht wird, bietet sich diese Form der Batterie an. In Verbindung mit einem MPP (maximum power point) Solarregler kann auch aus diffusem Licht und in der Morgen‐ und Abenddämmerung noch das letzte Quäntchen Strom aus herausgekitzelt werden. Beim Wohnmobil sicherlich relevanter, als in einem Häuschen, wo man mehr Platz für weitere Solarpanele auf dem Dach hat. Bei Spiralzell‐Batterien liegt der Preis für 100 Ah bei ca. € 250,‐. (Alle Preise beziehen sich auf Markenbatterien).

Zu beachten ist, dass all die oben genannten Batterien jedoch maximal zu 50 Prozent entladen werden dürfen, wenn man sie nicht nachhaltig schädigen will. So geht die nominelle Zyklenzahl (Lebensdauer der Batterie bei einer Entladung und Ladung = 1 Zyklus) von 1200 Zyklen bereits auf 600 Zyklen zurück, wenn man die Batterie ständig zu 50% entlädt. Das gilt umso mehr, je größer der Innenwiderstand der Batterie ist. Dementsprechend halten Spiralzell‐AGM‐Batterien starken Entladungen besser Stand als Blei‐Säure‐Batterien. Das muss man natürlich bei der Dimensionierung seiner Batteriekapazität im Minihaus oder im Zirkuswagen berücksichtigen. Die ursprünglich in unserem Wohnmobil verbauten 300 Ah haben sich in der Reisepraxis als zu gering erwiesen, weshalb wir mit Lithium‐Ionen‐Batterien nachgerüstet haben.

Die stellen das Nonplusultra in Sachen Batterien dar, und sind mittlerweile in aller Munde, weil sie eben auch in Elektroautos zum Einsatz kommen. Nicht zu Unrecht, denn sie sind deutlich leistungsfähiger als alle anderen Batterien bei deutlich reduziertem Gewicht. Das ist bei Fahrzeugen mit Gewichtslimits ein höchst relevantes Thema, weniger aber im immobilen Bereich, wo Gewicht in der Regel keine Rolle spielt. Neben dem Gewichtsthema ist es aber vor allem die Leistung, die Lithium‐Ionen‐Batterien so interessant machen. Denn sie können bis zu 20 % entladen werden, weshalb man in einem Fahrzeug weniger Batteriekapazität mit sich herumschleppen muss. Sie erleichtern allerdings auch den Geldbeutel erheblich, denn für 100 Ah in Lithium‐Ionen‐Ausführung muss man ca. € 1.500 bis 2.000,‐ auf den Tisch blättern. Deshalb werden diese Art von Batterien wohl eher seltener für kleine Häuser in Betracht gezogen werden.

ultra-lithium-ionen-batterie

Zwei Mastervolt‐MLI‐Ultra‐Lithium‐Ionen‐Batterien sorgen für ausreichend Spannung in unserem Stromnetz. Für die Spannung auf Reisen sind wir selbst verantwortlich.

Eine äußerst clevere und sinnvolle Variante ist allerdings die Nutzung der Lithium‐Ionen‐Batterien eines Elektroautos als Pufferspeicher im immobilen Bereich. Dazu findet man im Internet bereits zahlreiche Lösungen, die dazu beitragen, die im Haus verbaute Batteriekapazität so gering und kostengünstig wie möglich zu halten, Belastungsspitzen aber durch die im Fahrzeug verbauten Batterien abzupuffern und umgekehrt mit dem zu viel erzeugten Solarstrom die Batterien des Autos zu laden.

[Fortsetzung > Wasserversorgung in Tiny Houses]

Über den Gastautor

Buch_-Wohnmobile_selbst_ausbauen_und_optimieren_arUlrich Dolde ist Verfasser des Buches „Wohnmobile selbst ausbauen und optimieren – 1000 Tipps und Tricks für alle Wohnmobil-Selbstausbauer und Wohnmobil-Optimierer“, welches aufgrund der fundierten, umfassenden Abhandlung aller relevanten Themen gut und gerne als „Wohnmobil-Ausbau- und Optimierungs-Bibel“ bezeichnet werden kann und das inzwischen in einer 3. überarbeiteten und erweiterten Auflage erschienen ist. Das Buch ist als Hardcover-Version mit 512 Seiten zum Preis von € 67,90 (versandkostenfrei nach D und A) oder als E-Book für € 38,90 erhältlich – jeweils mit Online-Zugang zu digitalen Planungstools.

Der Autor, der dank der geländegangigen Lkw-Basis seines Wohnmobils gemeinsam mit seiner Frau bevorzugt in nordafrikanischen Wüstenregionen herumkurvt, plaudert in unserer sechsteiligen Artikelserie sehr anschaulich aus dem Nähkästchen: In seinem selbst ausgebauten Wohnmobil hat er auf 8 m² alles untergebracht, was man zum Leben braucht. Und da es, gerade was die Technik in Sachen Strom-, Wasser- und Heizungsinstallation anbelangt, im Wohnmobil-Sektor eine Vielzahl von technischen Lösungen gibt, die sich auch im Tiny House anbieten, wenn nicht sogar aufdrängen, sind seine Tipps sicher auch für unsere Leser besonders wertvoll.

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