bla bla von ТИАГРА

Solaranlage und Stromversorgung

Morgensonne auf dem Solarpanel

Zur Dimensionierung der Solaranlage habe ich mir die Daten für einen Mitteleuropäischen Sommer aus dem Netz gefischt. Ich nehme einfach mal an, dass selbiger ein guter Schnitt für eine Weltreise ist. Im Norden Rußlands wird die Rechnung kaum aufgehen, in Indien oder Südostasien liegt man sicher weit darüber.

Da Batterien teuer und schwer sind, möchte man davon eigentlich nicht sooo viele mitschleppen, maximal so viele wie nötig. Andererseits sind sie die einzige Möglichkeit bewölkte Tage oder sonstiges Mistwetter einigermaßen autark zu überstehen. Da wir im Bus eigentlich auf die meisten elektrischen Kinkerlitzchen verzichten können, ist auch an solchen Tagen problemlos eine drastische Einschränkung des Strombedarfs möglich.

Gerechnet wurde also mit einem mittelmäßig luxoriösem Stromverbrauch sowie ausreichend Reserven. Da unter der hinteren Sitzbank schon die Starterbatterie, ein Frischwassertank und u.U. noch ein 10l Warmwasserwärmetauscher Platz nehmen werden, wäre die Unterbringung der Versorgungsbatterien über der Vorderachse sinnvoll. Die beiden Sitzkästen bieten sich da traditionell an. Hier bekommt man je nach Bauform der Batterie so ca. 70Ah unter, also wurde mit 140Ah Versorgungsbatteriekapazität gerechnet.

Das alles in Excel fix vertüdelt ergibt folgendes Bild:

Solarrechner

Also für 3 Tage mit 140Ah Akkukapazität sind knappe 100Wp Panelleistung von Nöten! Wer mit dem Solarrechner spielen möchte, kann das hier tun. Einen passenden Thread im IG16-Forum gibt es natürlich auch.

Die Montage soll ja möglichst windschnittig und noch dazu gut unterlüftet sein, weshalb das Modul in diesem Fall die aerodynamische Verlängerung des Weinsberg-Daches werden soll. Sozuagen ein Deckel für das hintere Gepäckfach. Unzählige Messungen mit verschiedenen Modulgrößen ergaben: Über 100Wp lassen sich dort einfach nicht unterbringen. Schade aber auch. Unter 100Wp wollen wir nicht. Zwei 50er hätte ich gut gefunden, damit man bei Teilabschattung noch etwas Reserve hat, aber es war absolut kein passendes Modul aufzutreiben, mit welchem man zwei Stück halbwegs schick hätte montieren können. Schick ist natürlich ein großes Kriterium!

Montage Solarpanel

Letztlich fiel die Wahl auf ein etwas preiswerteres Modul von S-Energy: 94Wp bei Außenmaßen von (L/B/H mm): 1030/680/38. Der Lieferant sah sich “leider” nicht in der Lage das bestellte Panel zu liefern und schickte stattdessen das Pendant von Kyocera namens “KD 95 SX-1P”. Das kostet zwar eigentlich knapp 200 EUR mehr, aber so hatten wir auch mal Glück :) Neue Maße sind: 1043/660/36 – nun gut.

Inzwischen ist das Modul geliefert worden… Der Rahmen sieht recht stabil aus, da muss ich wohl keine weiteren Verstärkungen vorsehen. Warum selbst bei einem >400EUR-Modul die Anschlußbox so schweinisch angeklebt wird, ist mir allerdings schleierhaft.

Die Montage des Moduls ist mehr oder minder abgeschlossen… es fehlt nur noch die ganze Elektrik. Später. Integriert wurde das Modul in einen extra abgefertigten universellen Astabweiser und Scheinwerferhalter aus 42,4x2er Edelstahlrohr. Es läßt sich sowohl nach vorne als auch nach hinten mit nicht mehr als 2 Handgriffen klappen. Nach vorne hebt sich das Modul natürlich automatisch über den Rahmen, sodass auch die schlimmsten Restlichtfetischisten voll auf ihre Kosten kommen sollten! Die Scharniere sind aus Gummi-Metalllagern von Simson-Stoßdämpferaugen, gibt es zum Beispiel hier: http://www.mopedstore.de/ Artikelnummer F-5062 (Gelenkbuchse (Hülse) Gummilager Federbein klein). Dazu kommen noch 8er Kugelsperrbolzen aus VA, zum Beispiel diese: http://www.baltimex.de/ Artikelnummer 603 (2 Stk. Steckbolzen m. Kugelsicherung 8 x 46 mm Edelstahl V2A AIS). Alles andere ist aus dem Vollen geschnitzt…

Der Laderegler ist noch nicht ganz entschieden, es wird aber definitiv ein MPPT-Regler. Möglicherweise dieser hier.

Die Versorgungsbatterien sind bestellt da: Es werden sind “echte” Gel-Akkus von CTM – die haben sogar ein Lager in Berlin, was uns den teuren Versand erspart. Weil wir gerade so in Laune waren, haben wir gleich 3x80Ah (Typ CTV80-12) bestellt – damit sollte dann auch an schlechten Tagen mal ein Arbeitstag mit Laptop problemlos drin sein. Es sind 3 Akkus aus der gleichen Produktionscharge mit aufeinanderfolgenden Seriennummern. Das ermöglicht die sonst so unglückliche Parallelschaltung aller Akkus und damit eine Akkubank von 12V und 240Ah.

Das Laden der Gel-Akkus während der Fahrt muss natürlich auch möglich sein. Da die Gel-Akkus aber nicht direkt am Laderegler der Lichtmaschine geladen werden können, muss ein sog. “Ladewandler” her. Dieser stellt sicher, dass die richtige Kennlinie gefahren wird und ist damit die Lebensversicherung unserer teuren Blei-Gel-Akkus.
Da insgesamt 240Ah Akkukapazität in Gel vorhanden sind, sollte man mit mind. mit 25A Dauerstrich laden können – Faustregel: Ladestrom mind. 1/10C. Da der Motor sowieso eine 120A-Lichtmaschine hat, nehmen wir lieber für ein paar Euro mehr die etwas größere Version und können so kürzere Ladezeiten erreichen – viel hilft viel! :) Die Wahl fiel letztlich auf den Ladewandler VCC 1212-45 IU der Firma Votronic (Art.-Nr.: 13317, “marine” – Elektronik gegen Feuchtigkeit geschützt) – 45A Dauerstrich sollten es tun :)
Dazu gibt es noch einen Temperatursensor (Art.-Nr. 2001), mit welchem die Batterietemperatur zur automatischen Kompensation der Ladekennlinie überwacht wird. Mit 1.7kg ist das kein Leichtgewicht, aber für 300 EUR will man ja auch etwas in der Hand haben… um schnell und simpel sowohl Starter- als auch Bordbatterie kontrollieren zu können, gibt es ein “Infopanel”, welches gleich zwei Anzeigen für die Wassertankfüllstände beinhaltet.

7 Comments

  1. Jirka Jirka
    July 21, 2011    

    Hi,

    wie hast Du es denn geschafft, die Akkus vom Typ CTV80-12 unter die Vordersitze zu bekommen? Bei mir passen da nur Akkus mit einer Höhe von max. 175 mm rein…

    Viele Grüße,
    JIrka

  2. July 21, 2011    

    Moin Jirka, ich habe Dir dazu ein paar Zeilen per Mail geschickt! Sobald ich etwas mehr Zeit habe und der Einbau fortgeschritten ist, werde ich die Dokumentation zu den Batterien hier nachtragen…

    Ciao,

    .martin

  3. Jörg Jörg
    April 9, 2013    

    Moin Martin,

    sehr schöne Lösung wie ich finde. Kompliment! Mich würden einige Details zu der Verschaltung interessieren. Insbesondere wie Du Lichtmaschine, Ladewandler, Laderegler der Solaranlage letztendlich an deine Batterien angeschlossen hast.
    Sind die Stromquellen alle permanent an den Batterien dran, oder gibt es eine Art Relaisschaltung, so dass immer nur eine Stromquelle zur Zeit deine Batterien lädt?

    Gruß aus Hamburg,

    Jörg

  4. May 14, 2013    

    Moin Jörg,

    das ist eigentlich ganz einfach: Alles hängt parallel auf den Batterien. Wenn man so will, nimmt sich die Batterie von dem, der die beste/passendste Spannung anbietet. D.h. wenn über Solar nix kommt, dann kann der Solarregler auch nichts liefern. Bringt stattdessen der Ladewandler über die Lichtmaschine eine passende Ladespannung an den Start, kann die Batterie entsprechend Strom aufnehmen. Ist die Lima gut, bleibt die Spannung sogar aufrecht, wenn die Batterie richtig Strom zieht. Ist die Batterie fast voll, wird die Spannung seitens des Ladewandlers zurückgefahren, sodass automatisch der fließende Strom begrenzt wird – Erhaltungsladung. Die Lichtmaschine liefert meist mehr als der Ladewandler verteilen könnte, sodass hier eine Begrenzung im Prinzip ausschließlich aufgrund der Batteriespannung erfolgt.

    Beim Solarregler ist das alles ganz ähnlich, aber hier kommt früher genau das Gegenteil zum Tragen – einfach weil ein Solarpanel meist weniger liefert, als die Batterie abnehmen könnte: So ein Solarpanel liefert nicht bei jeder Spannung die max. Leistung, weshalb der Regler hier ständig versucht, diesen Punkt der max. Leistungsabgabe zu errechnen und entsprechend die “Belastung” des Panels regelt. Hängt man einfach einen dicken Verbraucher an ein Solarpanel, bricht einfach die Spannung zusammen und du kriegst keine großartigen Ergebnisse. Wenn man künstlich die Spannung an einem bestimmten Punkt einpendelt (Stichwort MPP-Regelung), stellt man stets die max. mögliche Stromabgabe sicher. Ob dieser Strom dann von der Batterie auch aufgenommen werden kann (sie könnte ja auch voll sein), steht natürlich auf einem anderen Blatt. Je voller die Batterie wird, desto mehr nähert sich die Spannung am Solarregler der Leerlaufspannung des Solarpanels an.

    Also einfach alles parallel drauf, wer immer was zu bieten hat, spielt mit. So ungefähr ;)

    .martin

  5. May 18, 2013    

    Donnerwetter, diese Loesung hat Stil! Ich selbst habe 3 Stck. Gel (militaerische Version der Exide A 512) seit 2003; die haben nach diesjaehriger Messung noch 224 Ah bei C2. Geladen wird mit einem Fronius Acctiva Prof. und einem 35 qmm Kabel zu dem 14,5V-Regler. Das mit dem Ladewandler will ich nun auch noch zu finanzieren versuchen. Bisherige Rekordladung war fuer Sekunden bei fast leeren Akkus (1 Woche freistehen) 70Ah, dann ging’s runter auf 35 Ah. Meist kommen bei mehr als halbvollen Akkus ca. 10 – 15 Ah an aus der 90A-Lima. Ist deine 120Ah-Lima “pinkompatibel”?

    Als Solarpanele habe ich zwei Stueck 60Wp, von denen nur eins klappbar ist (spezielle Dachform des Dehler) und Votronic MPP 160 Duo Dig. mit Temp.sensor.

  6. May 18, 2013    

    Hallo Gerd, was meinst Du mit “pinkompatibel”? Die hat letztlich die gleichen Anschlüsse wie jede andere Lima, aber vermutlich willst Du wissen, ob sie an deinen Motor passt? Wir fahren 1.9l TDi, da ist die 120er auch serienmäßig verbaut worden. Ist dann eben schon 6PK Keilrippenriemen, wie es das auch teilweise am AAZ schon gab. Es gibt sogar Lösungen wo beim JX auf Keilrippenriemen umgebaut wurde, aber ich erinnere mich nicht genau welche Teile woher genommen wurden – wildes Gemisch von anderen Motoren ;)

    Die 45A des Wandlers gehen bei uns in den 3er Block völlig problemlos für einige Minuten rein. Dabei gehen fast 60A vorne in den Wandler – je nach Temperatur.

    Die ganze Klapperei des Solarpanels hätte ich mir im Nachhinein auch schenken können – klappt man sowieso nicht aus. Lieber würde ich beim nächsten Mal einfach das Doppelte an Modulleistung verbauen. Auch wenn wir eigentlich ganz gut dimensioniert waren. Wenn nix mehr da ist, dann ist eben nichts mehr da – auch kein Beinbruch oder man wirft eben mal den Motor an. Mit 2 Laptops kann man schon ganz schön verbrauchen ;)

    Auf der Seite fehlen noch diverse Fotos… vielleicht pflege ich die mal nach ;)

    Ciao,

    .martin

  7. Markus Markus
    November 23, 2014    

    Hi Martin,
    Ich bin gerade dabei das konzept furmeine stromversorgung zu erstellen. Aktuell stehe ich an dem punkt, das ich meine Batterien positioniere. Du hast geschrieben das du 3x 80ah unter den vordersitzen verbaut hast… wie geht das??
    Wäre auchschon mit 2x 80 zufrieden…..
    .
    Binnuber jeden tip dankbar…..

    Grüße Markus

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