Aufbau meiner Solaranlage

Weil ich auf dem #CCCamp2019 so viele Fragen zum Thema Solaranlage bekam, hier mal eine schriftliche Erklärung meines Setups. Aber zunächst ein Diagramm:

Diagramm der Solaranlage

Die Komponenten von links nach rechts erklärt:

Externes Ladegerät – Dieses wird verwendet, um die Aufbau-Batterien sowie die Fahrzeugbatterie zu laden, wenn das Fahrzeug dauerhaft abgestellt ist oder kurzfristig Strom auf der Anlage gebraucht wird, der von der Solaranlage nicht nachgeliefert werden kann. Genau das ist mir an Tag 3 des #cccamp2019 passiert.

Lichtmaschine – Versorgt das Bordnetz von #MatschRudolf mit Strom, wenn der Motor läuft und lädt die Starterbatterien.

Starterbatterien – Betrieben den Anlasser des Fahrzeugs und versorgen dessen Stromnetz mit 12V für Radio, Licht, ZV etc.

Solarzelle – Energieversorgung, wenn das Fahrzeug nicht fährt und tagsüber rumsteht. Ich habe zwei Solarpanels á 100 Wp, das heißt unter Idealbedingungen liefern mir diese eine Leistung von 200 Watt. Dazu gehört natürlich auch, dass ich beide dabei habe. 😉

4-Wege-Laderegler – Regelt den Energiefluss zwischen Bordnetz, Aufbaubatterien, Solarzellen und teilweise der Verbraucher.

Aufbau-Batterien – Speichern die Energie aus Solarzellen und des externen Ladegeräts, versorgen die am Aufbau angeschlossenen Geräte.

Beleuchtung – Lightbar, Rock Lights (nicht StVO-Konform, daher im Straßenverkehr ohne Stromversorgung) sowie die Vorzelt-Beleuchtung unter dem Dachzelt.

USB-C-Ladegeräte – Notebook, Handy etc.

Kühlbox – Hält Getränke und Lebensmittel kalt.

Inverter – Ein 2kW-Inverter, aus dem ich aufgrund der Absicherung der Zuleitung mit 40A maximal 400 Watt (480 Watt -20% Verluste) entnehmen kann. Reicht für alle Ladegeräte, die nicht mit 12V laufen.

Funkgeräte – Werden nach Bedarf angeschlossen.

Kommen wir zum Kernstück des Setups, dem 4-Wege-Laderegler. Wenn das Fahrzeug steht und kein Licht auf die Solarzellen fällt, gibt dieser Laderegler Strom an daran angeschlossene Verbraucher aus, sofern die Spannung der Aufbaubatterien über 11,2 Volt liegt, in diesem Fall ist die Aufbau-Batterie auf ca. 30% entladen. Fällt diese darunter, werden diese Verbraucher nicht mehr versorgt. Die Kühlbox ist aus diesem Grund direkt mit der Aufbau-Batterie verbunden, da sie bis zur Entladegrenze von 10,5 Volt betrieben werden soll. Wenn ich den Inverter benutze, ist dieser aufgrund des theoretisch hohen Stroms ebenfalls an den Batterien angeschlossen, da der Laderegler maximal 20A an Verbraucher ausgibt. Auch ein temporär angeschlossenes Funkgerät wird direkt mit der Batterie verbunden, da der Laderegler sonst Störsignale einstreut. In diesem Zustand fließt kein Strom zwischen Bordnetz und Aufbaubatterien.

Während der Fahr des Fahrzeugs lädt die Lichtmaschine die Starterbatterien. Diese erreichen im allgemeinen sehr schnell die Ladeschlussspannung von 14,2 Volt (ist ein Toyota G). Sobald der Laderegler das erkennt, entzieht dieser dem Bordnetz Strom, um die Aufbau-Batterien zu laden. Da diese Deep-Cycle-Batterien sind, werden sie mit bis zu 15,2 Volt geladen. Sofern also regelmäßig gefahren wird, sind weder die Solarzellen notwendig noch ein externes Ladegerät.

Wenn das Fahrzeug steht und die Solarzellen hinreichend von der Sonne beschienen werden, fängt der Laderegler an, die Aufbau-Batterien zu laden. Dies wird so lange fortgesetzt, bis diese dauerhaft (>20 Min) eine Spannung von 13,5 Volt halten. Ist dieser Zustand erreicht, leitet der Lademanager die überschüssige Energie ins Bordnetz und lädt nun auch die Starterbatterien, bis diese ebenfalls ihre Endladespannung erreicht haben.

Wenn das Fahrzeug für längere Zeit abgestellt wird oder nach einer langen Pause “wiederbelebt” wird, schließe ich ein externes Ladegerät an die Aufbau-Batterien an. Das wird vom Lademanager erkannt. Das externe Ladegerät kann, ohne die Batterien vom Lademanager zu trennen, diese voll aufladen und ebenfalls Rekonditionieren. Sind die Aufbau-Batterien vollständig geladen, werden wie beim Laden über die Solarzellen die Starterbatterien geladen.

Verwendete Komponenten:

  • 2x PhaeSun 100 Wp Solarpanel
  • 2x 50Ah Kung Long Blei-Vließ-Batterie
  • C-TEK Dual 250 S + C-TEK SmartPass (Laderegler)
  • div. Kabel, Stecker, Sicherungshalter

Das System ist grundsätzlich für den Offroad-Einsatz und längere Standzeiten (2-5 Tage) konzipiert.