Auf diesem Gebiet hat sich viel getan.

Zunächst möchte ich auf diesen Link hinweisen, der diesbezüglich konkret auf den Einbau einer Solaranlage im Wohnmobil eingeht.

So bekommt man schon mal einen Überblick, was einen erwartet.

Wer mehr wisssen will, sollte jetzt weiterlesen.

vom FI-Schalter über die Motorelektrik (Schwerpunkt Batterie-Stromversorgung), Solaranlage bis zur Beleuchtung

VORWORT:
Dieser Leitfaden wendet sich an alle Betreiber kleiner autonomer Gleichstrom-Energieversorgungen. Ausgehend von häufig gestellten Fragen und den Gegebenheiten der Praxis, soll dieser Leitfaden helfen, die passende , Energiequelle auszuwählen, technische Grundlagen zu vermitteln und zur Lösung praktischer Probleme beizutragen. Zu unseren Artikeln finden Sie im Downloadbereich weitere Details.

Last Update: 21 Januar, 2008

Herausgeber : Solarlink GmbH Drangstedter Str. 37 27624 Bad Bederkesa GERMANY Tel.: (0049) 04745 - 78 12 34, mail:info@solarlink.de © Solarlink GmbH 2003, Vervielfältigungen mit Hinweis auf die Quelle unter Angabe der Telefonnummer sind erwünscht !

1. Allgemeines

1.1 12 oder 24 Volt Gleichspannung

1.2 Stromanschluss 220 Volt Wechselspannung

1.2.1 FI-Schalter, Trenntransformator

1.3 Batteriegröße, Wattinventur

1.4 Kabelquerschnitte, Absicherung

2. Motorelektrik

2.1 Anlasser

2.2 Lichtmaschine

2.3 Regler

2.4 Ladekontrolleuchte

3. zyklenfeste Batterien

3.1 Nassbatterien, LF-Technik

3.2. Gelbatterien

3.3 Qualitätsmerkmale Gel- bzw. Nassbatterie

3.4 Starter- und Verbraucherbatterien

3.5 AGM-Batterien

4.Batterielademöglichkeiten

4.1 Drehstromgenerator

4.2 Batterieladegerät, Kennlinien und Ladekurven

4.3

4.4 Regenerative Energiequellen

4.4.1 Solarenergie

4.4.2

4.4.3

5. Batterieladung

5.1 Batteriebänke

5.1.1

5.2 Entkopplung

5.2.1 Trenndioden, Relais oder Wahlschalter

5.3 Spannungsüberwachung

5.3.1 Messgeräte, Messtechniken

5.4 Batteriepflege

5.4.1 Winterlager

6. Spannungsverteilung

6.1 Schaltpanel

6.1.2 Sicherungstechnik, Schmelzsich.,Automaten

6.2 Beleuchtung

6.2.1 LED, Glühbirne, Halogenleuchte, Energiesparlampe

6.3 Verbraucher

6.3.4 „Stromfresser“,Pumpen,Kühlschrank

7. Selbsthilfe

Gleichstromversorgung ist für viele Autofahrer ein Buch mit sieben Siegeln. Wenn Sie einige Grundregeln bei der Installation oder Pflege der Anlagen-Elektrik beachten, werden Sie keine unangenehmen Überraschungen erleben. Hierbei soll Ihnen dieser kleine Leitfaden helfen und Sie in die Lage versetzen, Fehler zu finden oder kleine Reparaturen selbst durchzuführen.

In den meisten Fällen beträgt die Systemspannung im Wohnmobil 12 Volt. Diese Systemspannung ist bis zu einer Batteriekapazität von etwa 400 Ampérestunden und einem maximalen Stromverbrauch von etwa 150 Ampére problemlos verwendbar. Wer noch vor der Wahl der Systemspannung steht, sollte sich bei einem grösseren Projekt Betrieb eines Wechselrichters mit mehr als 1500Watt Dauerleistung für eine 24 Volt Systemspannung entscheiden. Bei gleicher Verbraucherleistung fließt im Vergleich zum 12 Volt Bordnetz nur der halbe Strom. Man spart durch die Verwendung dünnerer Kabel, Gewicht, hat weniger Leitungsverluste und der Anlagen-Wirkungsgrad steigt.

Der Umgang mit Spannungen über 40 Volt kann für Menschen gefährlich sein, wenn die nötigen Schutzmaßnahmen nicht beachtet werden. Grundsätzlich sollten Sie Arbeiten am 230V-Stromanschluß oder Ihrer 230Volt-Versorgung einem Fachmann überlassen. Die 230Volt-Netzspannung muss unmittelbar, nachdem sie ins Wohnmobil gelangt, über einen FI-Schalter (Fehlerstrom-Schutzschalter) geführt werden. Dieser schaltet, sobald eine Stromdifferenz zwischen Hin- und Rückleitung gemessen wird, die Stromversorgung aus. Das geschieht so schnell, dass kein für den Menschen gefährliches Herzkammerflimmern auftritt. Die Funktionsfähigkeit sollte häufiger mit dem Testschalter des FI-Schalters geprüft werden.

Erfahrungsgemäß wird im Laufe des Lebens einer mobilen Stromversorgung vom Nutzer so mancher zusätzliche elektrische Verbraucher eingebaut. Spätestens dann, oder wenn eine Anlage neu ausgerüstet wird, muss man sich Gedanken über die vorhandene Batteriekapazität machen. Hierzu ist kein Fachmann nötig, wenn man folgendermaßen vorgeht:

Um zur leistungsgerechten Batteriekapazität zu gelangen, muss eine Energiebilanz der Stromverbraucher erstellt werden. Die Leistungsangaben der Verbraucher gibt der jeweilige Hersteller in Watt an. Von allen Verbrauchern sind die Wattleistungen tabellarisch aufzuführen und durch die entsprechende Bordspannung zu dividieren: so ermittelt man die Ströme. Die Summe aller ermittelten Ströme, multipliziert mit den Einschaltzeiten der Verbraucher, ergibt die benötigte Batteriekapazität in Ah (ohne Berücksichtigung des Lade-Wirkungsgrades). Außerdem entlädt sich jede Batterie, auch wenn sie ungebraucht ist (Selbstentladung). Die Empfehlung der Batteriehersteller lautet, maximal 60% der Nennkapazität dürfen einer Batterie entnommen werden, ohne dass sie Schaden nimmt. Um nun die richtige Batteriegröße bestimmen zu können, multipliziert man den ermittelten Ah-Bedarf mit dem Sicherheitsfaktor 1,7 (1,3). Bei konventionellen Flüssigsäurebatterien muss ein Sicherheitsfaktor 1,7 - bei Gel-Batterien nur ein Faktor von 1,3 eingesetzt werden.

Beispiel 1: Flüssigsäurebatterie 104 Ah x 1,7 = 176,8 Ah = 180 Ah

Beispiel 2: Gel-Batterie 104 Ah x 1,3 = 135,2 Ah = 130 Ah 1.4 Kabelquerschnitte:

Um unnötige Spannungsverluste auf den elektrischen Leitungen zwischen Stromquelle und Verbrauchern zu verhindern, müssen passend zur Länge des Kabels, immer die richtigen Querschnitte verwendet werden. Der Spannungsverlust soll bei einer 12 Volt-Anlage folgende Werte nicht überschreiten:

4% = 0,48Volt in der Anlasserleitung

7% = 0,84Volt für sonstige Verbraucher

Neben den Spannungsverlusten auf der Leitung gibt es weitere mögliche Verluste an den Verbindungsstellen der Kabel, an den Anschlussklemmen der Sicherungen, Schaltern und Verbrauchern sowie in Sicherungen selbst. Im Extremfall machen sich solche Verluste (Übergangswiderstände) durch Erwärmung der entsprechenden elektrischen Verbindungsstelle bemerkbar.

Die Motorelektrik bei Wohnmobilen steht oder fällt mit der Starterbatterie: ist sie verbraucht oder entladen, wird die benötigte Zeit zum Vorglühen länger, oder der Anlasser dreht nur noch müde durch. Wer die Möglichkeit der Spannungsüberwachung im Startmoment hat, kann das durch einen extremen Spannungsabfall der Starterbatterie (unter 9,5Volt) während des Startvorgangs feststellen. Durch einen eingebauten Batteriebrückenschalter oder durch ein Auto-Startkabel kann zur Not mit Hilfe der Verbraucherbatterie gestartet werden.

Der Anlasser ist ein elektrischer Motor mit erstaunlicher Leistung. Wird der Anlasser betätigt, erhält zunächst eine Magnetspule Strom, die den Anker des Anlassers in das Ritzel der Maschinenschwungscheibe einrasten lässt. Gleichzeitig wird über den am Anlasser angebauten Magnetschalter Spannung auf die Anlasserwicklung gelegt, so dass dieser zu drehen beginnt.

TIP: Macht der Anlasser einmal Probleme, obwohl die Batterie i. O. ist, und hören Sie im Startmoment (Spannung > 11 Volt) ein „Klackgeräusch“ durch das Einrasten des Magnetschalters. Dann ist das Zündschloss (Schalter) und der Kabelweg i. O. Wenn nein, kontrollieren Sie die Plus- und Minusleitung zur Startbatterie auf festen Sitz der Verbindungen. Ist auch das o.k., kann ein dosierter Schlag mit einem Hammer auf das Anlassergehäuse helfen.

Häufige Ursache für hartnäckige Startverweigerung können entweder verbrauchte oder klemmende Schleifbürsten im Anlasser sein. Der Anlasser sollte jedoch nur etwa 15 Sekunden ununterbrochen betätigt werden, damit er nicht überhitzt und durchbrennt.

Die durchschnittlichen LiMa-Drehzahlen liegen zwischen 750/min (Leerlauf) und 5.000/min. In den meisten Wohnmobilen sind Lichtmaschinen eingebaut mit Leistungen zwischen 45 und 90 Ampére. Bitte bedenken Sie, dass erst bei Motordrehzahlen über etwa 900 U/min LiMa-Leistung zu erwarten ist. Der Drehstromgenerator erzeugt zunächst eine um 120° phasenverschobene Wechselspannung. Diese wird mit Dioden gleichgerichtet, denn nur Gleichspannung lässt sich in Batterien speichern. Die Dioden müssen auf Kühlkörpern (Generatorgehäuse) gekühlt werden, da die durch sie fließenden hohen Ströme Wärme erzeugen (ca. 35 bis 60 Amp.). Sehr empfindlich reagieren diese Gleichrichterdioden auf Spannungsspitzen, die sich einstellen, wenn zum Beispiel die Ladeleitung einen Wackelkontakt hat. Eine Zerstörung (Kurzschluss oder Unterbrechung) der Dioden ist dann möglich. Auf der Achse des Generators ist ein Kühlschaufelrad montiert, welches für ausreichende Kühlung der Lichtmaschine sorgt. Beim Einsatz eines elektronischen Lichtmachinenreglers kann die Temperatur der Lichtmaschine steigen.

Grundsätzlich können mehrere Generatoren (LiMa´s) parallel geschaltet werden, um die elektrische Leistung zu erhöhen. Der Ladestrom stellt sich am Stator, der nicht drehenden Wicklung ein, so dass die Ladespannung ohne Schleifkontakte abgegriffen werden kann. Lediglich der geringe Erregerstrom ist über Schleifkontakte der Erregerwicklung auf dem Anker (drehender Teil) zugeführt. Die Leistungsfähigkeit eines Generators darf jedoch durch Batterieerweiterung nicht voll ausgenutzt werden, da neben dem Batterieladestrom auch gleichzeitig betriebene Verbraucher versorgt werden müssen.

Achtung: ein Betrieb ohne angeklemmte Batterie zerstört die Dioden!

Der Drehstromgenerator erzeugt abhängig von der Drehzahl des Motors eine unterschiedlich hohe Spannung, um sie zur Ladung einer Batterie verwenden zu können, muss diese deshalb geregelt werden. Der hiefür benötigte Regler regelt, abhängig von der Batteriespannung, die Höhe der Spannung an einer Erregerwicklung im Drehstromgenerator. Dies geschieht über Schleifringe im Generator relativ verschleißfrei, da in der Erregerwicklung nur geringe Ströme fließen. Der Regler selbst ist häufig in das Generatorgehäuse integriert, so dass ein Ersatz nur vom Fachmann möglich ist. Meist arbeiten die Regler vollelektronisch ohne mechanische Kontakte und sind dadurch sehr langlebig. Da ein Drehstromgenerator schon in den unteren Drehzahlbereichen Leistung abgibt, erfolgt meist schon im Leerlauf (> 900 U/min) Batterieladung. Lichtmaschinen in Wohnmobilen liefern zwischen 35 und 90 Ampére Ladestrom. Erkennt der Regler eine Batteriespannung unterhalb von 13,8 Volt, schaltet er auf die Erregerwicklung eine Spannung. Jetzt kann Ladestrom fließen, bis eine Batteriespannung von 13,8 -14,2Volt erreicht ist und der Regler abschaltet. Stellen Sie fest, dass die Ladeendspannung nie einen Wert von mindestens 13,8 Volt erreicht, werden die Batterien nicht vollgeladen. Ursache hierfür können Übergangswiderstände im Ladekabel oder ein zu früh herabregelnder Regler sein.

TIP: Mit dem Einbau einer Diode (Typ:1N4003) in die aufgetrennte D+ Leitung zwischen dem Generatorausgang und dem Reglereingang lässt sich die Ladeendspannung um ca: 0,7 Volt erhöhen. Mit diesem relativ einfachen Eingriff kann auf kostengünstige Weise ein schlecht arbeitender Regler ausgetrickst werden und so z.B. der Verlust an Trenndioden wettgemacht werden.

Die Lade-Kontrolleuchte ist mit dem D+ Ausgang der Lichtmaschine und dem Plus-Pol der Batterie verbunden. Im Normalfall (LiMa läuft) ist diese Lampe erloschen, da an beiden Seiten 12 Volt anliegen. Fällt jedoch die Lichtmaschine durch einen Fehler aus, stellt sich am Generatorausgang negatives Potential ein und die Lampe leuchtet und zeigt eine Störung an. Ursache kann ein zu loser oder geborstener Keilriemen sein! Über die Ladekontrolleuchte kann, wie beim Bosch-Generator, auch der Selbsterregerstrom für die Erregerwicklung (im Startmoment) des Generators laufen. Es ist immer vor dem Start des Motors (bei eingeschalteter Zündung) zu kontrollieren, ob die Ladekontrolleuchte brennt. Falls der Generator trotz hoher Drehzahl nicht lädt, wurde möglicherweise seine Erregerwicklung nicht mit der entsprechenden Spannung versorgt.

TIP: Ein kurzes Berühren/Verbinden der D+ Klemme des Generators mit dem Batterie-Pluspol kann Abhilfe schaffen.

Unterschieden wird zwischen sogenannten Starter- und Verbraucherbatterien. Setzen Sie im Interesse der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit Ihrer mobilen Stromversorgung nur Batterien entsprechend diesen konstruktiven Unterschieden ein. Häufig werden preiswertere Starterbatterien auch für das übrige Bordnetz verwendet (siehe auch Pkt. 3.4), davon raten wir im Interesse der Betriebssicherheit und der Lebensdauer ab. Selbstverständlich ist bei mobilem Einsatz, dass für eine gute Befestigung der Batterie gesorgt wird, und sich die Batterien auch bei Schlechtwetter oder Kurven nicht aus den Halterungen lösen können.

Je nach Ausführung des Elektrolyts (Batterieflüssigkeit) unterscheidet man zwischen: Flüssigkeits-Batterien Vlies-Batterien Gel-Batterien AGM-Batterien

Diese sind mit flüssigen Elektrolyten (38%ige Schwefelsäure) gefüllt. Sie werden vor allem als stationäre Energiespeicher eingesetzt. Bei ungeeigneten Batterien kann schon bei 15 Grad Batteriesäure auslaufen. Werden solche Batterien verwendet,, müssen diese unbedingt in einem säurefesten (dichten) Behälter untergebracht sein.

Vlies-Batterien (AGM)) haben zwischen den Bleiplatten Seperatoren, die deren gegenseitige Berührung verhindern sollen. Sie bestehen aus Glas-Vlies, in dem der Elektrolyt festgelegt ist. Vlies-Batterien sind für lageunabhängigen Betrieb besonders gut geeignet. Sie sind wartungsfrei, lageunabhängig, zyklenfest sowie bedingt tiefentladungssicher und haben bei zweckmäßigem Gebrauch Lebensdauern von mehr als 5 Jahren.

Diese sind mit einem Elektrolyt ausgestattet, das in einem Kieselsäure-Gel gebunden ist.

ACHTUNG: nur mit geeigneter Ladetechnik laden, nicht über 14,4 Volt bei 25°C Batterietemperatur!

Im Gegensatz zu Flüssigsäure-Batterien haben Gel-Batterien, neben der 2 bis 5fachen Lebensdauer, folgende Vorteile: Absolut wartungsfrei keine Säurestandskontrolle kein Wasser nachfüllen kein leicht zugänglicher Einbauort notwendig Elektrolytdicht kein Säureaustritt, keine Korrosionsschäden in der Umgebung Lageunabhängig selbst im Kopfstand absolut dicht erlaubter Neigungswinkel bis 180° (kurzfristig) Rüttel-, Schock- und Schlagfest Bleiplatten sind in Gel eingebettet entspricht GL und DIN-Normen Tiefentladesicher, verträgt Tiefentladung , tiefentladen noch nach 4 Wochen wiederaufladbar. Kennlinien-Ladegeräte (z.B. IU-Kennlinie) erkennen möglicherweise tiefentladene Batterien nicht, da die Batterie-Spannung u.U. zu niedrig ist. Sehr geringe Selbstentladung, die Batterie kann im Winter ohne Nachladung eingebaut bleiben, nach 28 Monaten noch 50% Nennkapazität. Langlebig, zyklenfest um ein Vielfaches höhere Zyklenzahl, als Starter- und Verbraucherbatterie geeignet

TIP: Schalten Sie eine zweite geladene Batterie zum Starten des IU-Ladegeräts kurzzeitig parallel, dann klappt´s. Achten Sie auch darauf, dass die Batterie, bevor das Wohnmobil ins Winterlager geht, voll geladen ist. Denn bei stark entladenen Batterien besteht die Gefahr, dass diese durch Frost friert und platzt.

Durch die deutlich höhere Lebensdauer (mehr als 10 Jahre bei richtiger Behandlung) und Zuverlässigkeit von Gel- oder AGM-Batterien ist deren höherer Preis gerechtfertigt. Aber vergleichen Sie die Preise.

Als Starterbatterie soll die vom Motorhersteller empfohlene Batteriegröße in Ah (Ampérestunden) verwendet werden (nicht größer). Dadurch wirkt die Batterie wie ein zusätzlicher Schutz für den Anlasser, der im Problemfall nur den durch die Batteriekapazität begrenzten Strom erhält. Je nach Batteriekapazität kann im Anlassmoment bei einer Starterleistung von 1PS ein Strom von 390 bis 430 Ampére fließen.

Auch hier gilt: nur ein ausreichend großer Kabelquerschnitt und gute elektrische Verbindungen können ein zuverlässiges Starten gewährleisten. Starterbatterien sind hierfür konstruiert. Nur kurzfristig geben Sie einen hohen Strom zum Starten des Motors ab, danach erfolgt durch die laufende Lichtmaschine Ladung. Die Konstruktionsmerkmale einer Starterbatterie sind, insbesondere durch dünnere Bleiplatten, darauf abgestellt, kurzfristig hohe Ströme zu liefern. Verbraucherbatterien werden - wie der Name schon sagt - längere Zeit im Entladebetrieb genutzt. Im Gegensatz zu Starterbatterien werden sie deutlich tiefer entladen, bevor durch den notwendigen Ladezyklus wieder Energie gespeichert wird. Sowohl Starter- als auch Verbraucherbatterien dürfen nur in den Bereichen eingesetzt werden, für die sie konstruiert wurden. (Ausnahme: AGM-Batterien) Werden billigere Startakkus auch als Verbraucherbatterien genutzt, sind Batterieprobleme vorprogrammiert !

TIP: Gel- und AGM-Batterien sind auch als Starterbatterien verwendbar; es sollte aber eine Gel-Batterie mit ca. 20% höherer Ah-Leistung (gegenüber einem Flüssigsäureakku) eingesetzt werden.

extrem niedriger Innenwiderstand; dadurch ist eine schnelle Ladung (20% schneller als konventionelle Batterien ) mit hohem Ladestrom möglich. geringste Selbstentladung sehr hohe Entadeströme möglich, dadurch auch als Starter- oder Ankerwinsch-Batterie einsetzbar. extrem rüttelfest, auslaufsicher und wartungsfrei

Batterielebensdauer

Kein Batteriehersteller gibt die zu erwartende Lebensdauer einer Batterie in Jahren an (nur in Zyklenzahlen). Diese hängt im wesentlichen von den Gebrauchsbedingungen ab.

Lebenszeitverkürzend wirken sich u.a.Tiefentladung, Überladung, hohe Zyklentiefe, Ladung die nur selten 100% erreicht aus.

Die maximale Lebensdauer wird erreicht, wenn die Batterie ausreichend groß (Ah) dimensioniert ist (durchschnittlich geringe Entladetiefe in %), mindestens jeder 5te Ladezyklus zur Vollladung führt.

Lebenszeit verlängernd können sich der Einsatz von Akkuwächtern, Batteriepulsern, Ausgleichsladern und akustischen Warnern auswirken.

In der Regel stehen mehrere Ladequellen zur Verfügung. Jede Ladequelle, ob Lichtmaschine, 230Volt-Ladegerät, Solar- Ladequellen haben eigene Laderegler die für die passende Ladeendspannung eingestellt sind. Praktisch können daher verschiedene Ladequellen gleichzeitig aktiv sein ohne sich gegenseitig störend zu beeinflussen.

Sehr wichtig für das korrekte Funktionieren der Lichtmaschine ist eine richtige Keilriemenspannung. Faustregel: max. 1 Fingerbreite durchdrückbar. Zu geringe Keilriemenspannung: Ladekontrolleuchte glimmt (flackert)- die Batterie wird nicht korrekt geladen. Zu hohe Keilriemenspannung: hoher Keilriemen- und Lagerverschleiß. Weiteres siehe Pkt.2.2

Beim Kauf eines Batterieladegerätes ist es von Vorteil, die unterschiedlichen Qualitätsmerkmale (Ladetechniken) der Geräte zu kennen! Die verschiedenen möglichen Ladeverfahren der Batterieladegeräte unterscheiden sich durch den Strom- und Spannungsverlauf während des Ladens und durch deutlich unterschiedliche Ladezeiten. Für die zur Zeit in der Praxis eingesetzten Ladegeräte sind folgende Kurzzeichen der Lade-Kennlinien üblich:

I = Konstantstrom-Kennlinie

U = Konstantspannungs-Kennlinie

W = fallende Kennlinie (Widerstandskennlinie) meist billige Baumarkt Ladegeräte

o = Automatische Umschaltung von einer zur anderen Kennlinie

a = selbständige Umschaltung

Bei zusammengesetzten Kennlinien entspricht die Reihenfolge der Kurzzeichen dem Ablauf des Ladevorgangs, z.B. IU, WoWa, IUIa.

Nachfolgend einige typische Ladeverfahren:

Ia Es wird mit konstantem Strom geladen. Beim Erreichen der Gasungsspannung wird automatisch abgeschaltet. Es wird keine 100%ige Volladung erreicht. Die Ladezeit ist sehr lang, weil mit einem niedrigen Ladestrom geladen wird.

Wa Der Ladevorgang richtet sich nach dem inneren Widerstand der Batterie. Ist die Batterie leer, beginnt der Ladevorgang mit einem kurzzeitig hohen Ladestrom. Wegen der ansteigenden Batteriespannung nimmt der Ladestrom jedoch sehr rasch ab. Hat das W-Kennlinien-Ladegerät die Gasungsspannung erreicht, schaltet es jedoch nicht immer ab Die Batterie hat jetzt einen Füllgrad von nur ca. 75-80%. ( Vorsicht, bei Billig-Baumarktgeräten erfolgt keine Abschaltung, die Batterie gast sich trocken). Die Spannung steigt immer weiter an, was zu dauerhaften Schäden an der Batterie führt.

IUIa Das Ladegerät lädt mit maximalem Ladestrom, bis die Batteriespannung den Gasungspunkt erreicht hat. Jetzt wird mit fallendem Ladestrom weitergeladen, die Spannung jedoch konstant auf 14,4 Volt gehalten, bis der Wert des zweiten Konstantstromes erreicht wird. Die konstante Stromstärke wird bis zur Volladung beibehalten. Die Spannung steigt in dieser Phase in den Gasungsbereich. Die Abschaltung nach Volladung findet automatisch statt. Diese Kennlinie ist speziell für Einzelladungen von Fahrzeugantriebsbatterien gedacht.

IU Das Ladegerät lädt mit maximalem Ladestrom, bis die Batteriespannung den Gasungspunkt (2,4Volt/Zelle) erreicht hat. Nach Erreichen der Gasungsspannung wird die Spannung konstant gehalten, der Ladestrom klingt mit zunehmendem Füllgrad der Batterie ab und erreicht einen Beharrungswert.

IUoU Das Ladegerät lädt mit maximalem Ladestrom, bis zur Gasung. Danach wird die Spannung konstant gehalten, der Strom klingt mit zunehmendem Füllgrad der Batterie ab bis zur Volladung. Jetzt wird auf Erhaltungsladung (2,25Volt/Zelle) umgeschaltet.

Achtung: In keinem Fall dürfen ungeregelte Ladegeräte unbeaufsichtigt an der Batterie angeschlossen bleiben! Batteriegasung… EXPLOSIONGEFAHR !!!

Im Interesse der Lebensdauer sollte jedoch sichergestellt sein, dass die Batterie alle ca. 5 Ladezyklen die Ladeendspannung erreicht, unabhängig davon, welcher Batterietyp verwendet wird. Bei Flüssigsäure-Batterien max. 14,6Volt und Gel-Batterien max. 14,4Volt. (bei 25°C Batterietemperatur).

TIP: Die Lebensdauer einer Gel- oder Nass-Batterie kann durch einen Batteriepulser deutlich verlängert werden, selbst sulfatierte Batterien lassen sich so wieder benutzen.

Erhöhte Stellplatzkosten durch 220Volt-Anschlüsse auf einem Campingplatz mit Stromversorgung müssen nicht sein. Stinkende und lärmende Generatoren sind nicht mehr zeitgemäß. Auch mit Stromanschlüssen unzureichend ausgestattete Campingplätze (meist mit weniger als 6Amp. abgesichert) lassen immer wieder die Frage nach alternativen Batterielademöglichkeiten laut werden.

Besonders Wohnmobilisten auf Kurzfahrt stehen vor dem Problem nicht ausreichender Batterieladung.

-Diese wandeln auf direktem Weg Licht in elektrischen Strom um.

-Die Lebenserwartung liegt bei über 20Jahren.

-Ein 50 Watt Solarmodul kann in den Monaten April bis September (in unseren Breiten) ca. 15 Ah Ladestrom am Tag liefern, bei bedecktem Himmel entsprechend der Resthelligkeit weniger.

-Ein nahezu wartungsfreier Betrieb ist möglich, zeitweise muss die Oberfläche von Schmutz gereinigt werden.

-Ein zwischen Batterie und Solarpanel geschalteter, vollautomatisch arbeitender Regler sorgt dafür, dass die Batterie nicht überlädt.

-Neue, sogenannte MPP-Laderegler (MPP=Maximum-Power-Point) machen es unter Berücksichtigung der Kennlinie eines Solarmoduls möglich, max.30% höhere Ladeerträge in die Batterie einzuladen, als es mit herkömmlichen Shunt- bzw. puls-weiten-modulierten Ladereglern möglich ist. Das heißt zum Beispiel, dass aus einem 50Watt Solarmodul im Sommer statt 200 Wattstunden 260 Wattstunden in die Batterie eingeladen werden können.

Das Elektrodenmaterial eines Bleiakkumulators besteht aus Blei in verschiedenen Zustandsformen, die während des Lade- oder Entladebetriebs umgeformt werden.

Beim Ladevorgang wird das säureunlösliche Bleisulfat der positiven Elektrode in poröses Bleioxyd und das Bleisulfat der negativen Elektrode in reines Blei umgewandelt. Beim Entladevorgang laufen die Vorgänge in umgekehrter Richtung ab. Säuredichte und Zellenspannung nehmen Werte an, die dem gerade vorhandenen Ladezustand entsprechen. Durch Bestimmung dieser Messwerte kann der Ladezustand festgestellt werden.

In jedem Fall empfehlen wir die Nutzung von Temperatursensoren an der(n) Batterie(en). Die Ladeendspannungen sind stark Tempereturabhängig. Ohne Temperatursensor wird von einer 25°C Batterietemperatur ausgegangen. Das heißt: Ist die Batterie wärmer wird Sie überladen, bzw. ist sie kälter wird nicht zu 100% geladen ! Alle qualitativ hochwertigen Ladequellen (z.B. 230V-Ladegerät oder Solar-Laderegler) bieten die Möglichkeit einen Temperatusensor anzuschließen.

Die in der Tabelle angegebenen Spannungen sind die Leerlaufspannungen an den Polen von Blei-Batterien. Um diese Spannungen als Orientierungen für die Ladekapazität zu nutzen, sollte die Batterie ca. 30 Minuten nicht entladen oder geladen worden sein. Diese Spannungen sollten direkt an den Batteriepolen gemessen werden, entfernen Sie hierfür einen der beiden Anschlusspole um sicherzustellen dass der Batterie kein Strom entnommen wird.Leerlaufspannung in Volt Ladekapazität (Zyklentiefe) Kommentar 12,80 oder mehr 100 % 12,55 75 % maximale Lebensdauer, wenn durchschnittlich nicht tiefer entladen wird 12,20 50 % spätestens jetzt sollte nicht weiter entladen werden 11,75 25 % dieser Zustand sollte vermieden werden, die Lebensdauer verkürzt sich 10,5 0 % die Batterie nimmt u.U. keinen Ladestrom mehr an, die Lebensdauer verkürzt sich enorm

Bei Vergrößerung der Batteriekapazität muss bedacht werden, dass etwa 10% der Batterienennkapazität (Ah) als Ladestrom (A) fließen werden. Zum Beispiel benötigt eine entladene 400Ah Batterie-Bank zu Beginn des Ladevorgangs einen Ladestrom von ca. 40Ampére. Die Lichtmaschine und das 220Volt Batterie-Ladegerät sollten diesen Strom liefern können.

TIP: Verdoppelt man die Kapazität der Batterie, halbiert sich die notwendige Ladezeit (bei gleicher Lichtmaschinenleistung). Vergrößert man z.B. eine Batteriekapazität von 80 auf 240Ah, verringert sich auch die Entladetiefe der Batterie. Ergebnis: Die Lebensdauer verlängert sich deutlich durch geringere Entladetiefe.Beispiel: System1 System2 Lichtmaschine 35 A 35 A Stromverbrauch 48 Ah 48 Ah Batteriekapazität 80 Ah 240 Ah Ladestrom 8 A 24 A Ladezeit 6 Std. 2 Std.

Hier wird deutlich, dass schon bei durchschnittlichen Wohnmobilfahrzeiten eine vollständige Nachladung (durch eine größere Batteriekapazität) gegeben sein kann, wenn ein LiMa-Laderegler mit IU-Kennlinie installiert ist.

Grundsätzlich darf eine Bleisäurebatterie jedoch nicht tiefer als 10,5 Volt entladen werden. Wird tiefer entladen, behält die Batterie einen Dauerschaden (Memory-Effekt), der sich in geringerer Lebenserwartung und reduziertem Speichervermögen auswirkt.

ACHTUNG: vermeiden Sie durch Überladung ein Gasen (Kochen) der Flüssigsäure-Batterie. Durch frei werdendes Gas (Knallgas) schon in geringen Mengen ist EXPLOSIONGEFAHR gegeben. Immer für eine gute Entlüftung des Batterie-Behälters sorgen

Aus Sicherheitsgründen sollte immer eine separate Batterie zum Starten des Motors zur Verfügung stehen. Eine weitere Batterie übernimmt die Versorgung aller an Bord vorkommenden elektrischen Verbraucher. Nicht nur Sicherheitsgründe sprechen für eine solche Lösung. So kann zum Starten des Motors eine spezielle Startbatterie zum Einsatz kommen und eine zyklenfeste Batterie versorgt die Verbraucher. Beide Batterien lassen sich, unabhängig vom Alter oder der Entladung, durch Entkopplung aus einer oder mehreren Ladequellen aufladen.

Dies geschieht mit Hilfe von Trenndioden oder Trennrelais vollautomatisch oder durch ein automatisch arbeitendes Ladetrennrelais.

Die Trenndioden entkoppeln ladeseitig beide Batterien voneinander, so dass keine Ausgleichsströme fließen können, aber beide Batterien optimal geladen werden. Die gleiche Funktion übernimmt ein automatisches Trennrelais: beim Laden werden beide Batterien automatisch miteinander verbunden; sobald eine Entladung stattfindet, werden sie voneinander getrennt. Es sind auch Solarladeregler verfügbar, die 2 Batterien laden können.

Einfache Trenndioden haben den Nachteil, dass ca. 0,4 - 0,7 Volt an Ladeendspannung verloren gehen, und dadurch die Batterien nie ganz vollgeladen werden. Dieses Problem, aber auch durch andere Ursachen bedingte Spannungsabfälle, lassen sich mit Hilfe eines regelbaren Ladereglers oder einem Trenndiodenverteiler (der mit einer Kompensationsdiode ausgestattet ist) vermeiden. Natürlich lässt sich die Batterieentkopplung auch manuell mit Hilfe eines Batteriewahlschalters machen, doch :

ACHTUNG! Nie darf, während der Motor läuft, die Lichtmaschine von der Batterie getrennt werden. Die im Generator eingebauten Dioden können zerstört werden.

In jedem Fall sollte eine Möglichkeit vorgesehen sein, die Spannung der Batterien ständig kontrollieren zu können.

Mit Hilfe eines Säurehebers kann eine Flüssigsäure-Batterie ebenfalls kontrolliert und damit der Ladezustand geprüft werden; 1,21kg/ltr. entspricht entladen, 1,28kg/ltr. Säuregewicht voll geladen. Die Säuredichte ist ein Maß für den Ladezustand. Das funktioniert natürlich nur bei einer Flüssigsäurebatterie, bei wartungsfreien Akkus oder Gel-Batterien ist nur eine Spannungskontrolle möglich. Der Spannungsunterschied einer 12Volt-Batterie zwischen den Zuständen voll und leer beträgt im Ruhezustand (min. 2Std. unbelastet) nur 0,86Volt.

Die Zehntel-Volt Unterschiede lassen sich nur annähernd mit einem gespreizten Analog-Voltmeter, besser mit einem genaueren Digital-Voltmeter ablesen. Machen Sie sich schon zu Hause mit den Messmöglichkeiten eines digitalen Vielfachmessgerätes vertraut.

Batteriepflege beginnt mit der ständigen Spannungsüberprüfung. Bewegt sich die Ladespannung immer im Bereich zwischen ca. 11 und 13,8 Volt, kann mit hoher Lebenserwartung der Batterie gerechnet werden. Das gilt auch für Gel-Batterien mit der Ausnahme, dass diese tiefentladesicher sind und selbst bei einer Entladung bis auf wenige Volt nicht entsorgt werden müssen, wenn binnen 1-4 Wochen wieder Ladestrom zugeführt wird. (Natürlich sollte man auch bei Gel-Batterien diesen Zustand verhindern) Tiefentladene Batterien dürfen nur sehr vorsichtig, mit sehr kleinen Strömen, z.B. 10% der normalen Ladeströme, wieder aufgeladen werden.

Häufige Tiefentladung führt zu: Reduzierung der Batteriekapazität Schädigung und schneller Zerstörung (irreversible Sulfatierung an den Bleiplatten) wesentlich verkürzter Lebensdauer

Tiefentladung tritt ein, wenn die Batterie entweder durch Selbstentladung oder durch Belastung mit Verbrauchern unter eine Spannung von 10,5 Volt gerät. Ein Akkuwächter verhindert automatisch durch Abschalten der Verbraucher eine Tiefentladung. Die Ladeschlussspannung wird vom Batteriehersteller angegeben. Sie darf bei der Ladung nicht überschritten werden. Diese Spannung liegt bei ca. 14,8 Volt (bei Gel-Akkus max.14,4V, bei AGM-batterien 15,0 V) bei 25°C Batterietemperatur. Pro Grad Celsius Temperaturänderung sollte sich diese Spannung um 0,025Volt ändern, bei sinkender Temperatur muss die Ladespannung steigen oder umgekehrt. Gute Ladegeräte oder Lichtmaschinenregler verfügen deshalb über einen Temperatursensor, der für die passende Ladespannung sorgt. Erfahrungsgemäß wird diese Spannung jedoch durch aus Sicherheitsgründen früh abschaltende Regler nie erreicht. Nachteil: die Batterie wird nicht 100% vollgeladen.

Gasungsspannung (> 14,4Volt): beim Erreichen dieser beginnt die Blei-Batterie verstärkt zu gasen (kochen); es wird explosives Knallgas frei. Ein längerer Betrieb in diesem Zustand führt zur Schädigung und Zerstörung der Batterie.

ACHTUNG: EXPLOSIONS-GEFAHR

Sollte durch Überladung einer Batterie Gas (Wasserstoff) entwichen sein, kann man das auch riechen. Schon 4% Sättigung der Umgebungsluft mit ausgetretenem Wasserstoff bildet ein explosionsfähiges Gemisch. Das gilt nicht nur für offene Batterien, auch andere Blei-Batterien gasen, wenn zu hohe Spannungen zugeführt werden. In keinem Fall sollten dann Schalter betätigt werden (Einschaltfunke). Auch das Lösen von Batteriepolen darf dann aus dem gleichen Grund nicht erfolgen … EXPLOSIONSGEFAHR Lesen Sie hierzu auch die Pressemitteilung des Bundesinstitutes für Risikobewertung zur Explosionsgefahr von Nass-Batterien.

Die Kapazität ( K oder C Wert) einer Batterie hängt von dem Strom ab, mit dem sie entladen wird. Die nutzbare Kapazität ist um so größer, je kleiner der Entladestrom, d.h. je länger die Entladezeit ist. Der Index „K oder C“ gibt die Entladezeit in Stunden an.

- K5 Kapazität bei 5stündiger Entladung - K10 Kapazität bei 10stündiger Entladung - K20 Kapazität bei 20 stündiger Entladung - K100 Kapazität bei 100stündiger Entladung

Eine Flüssigsäure-Batterie ist mit 38%iger Schwefelsäure gefüllt, die Bleiplatten in der Batterie müssen immer ca. 1cm mit Säure bedeckt sein. Sofern es sich um eine nicht wartungsfreie Batterie handelt, sollte in der Saison häufiger der Säurestand kontolliert werden und wenn nötig, mit destilliertem Wasser nachgefüllt werden. Ein überdurchschnittlicher Flüssigkeitsverlust kann von einem defekten oder ungeregelten Ladegerät herrühren. Der überdurchschnittlich hohe Flüssigkeitsverlust nur einer Zelle deutet auf einen Zellenschluss hin. Ab ca. 13,8 Volt Batteriespannung beginnt die Batterie zunehmend zu gasen, und die Säure verflüchtigt sich u.a. zu (explosivem) Knallgas. Durch Wasserstoffverlust nimmt nicht nur die Flüssigkeitsmenge ab, sondern die Säurekonzentration zu. Das führt zu verstärkter Korrosion an den Bleiplatten und damit zu Lebenszeitverkürzung wenn nicht umgehend destilliertes Wasser nachgefüllt wird.

TIP: Die Anschlusspole der Batterie sollten mit säurefreier Vaseline gefettet sein, um Korrosion durch Säurenebel an den Polen vorzubeugen. Alle Polklemmen und die hiermit verbundenen Kabel müssen fest verschraubt sein um Übergangswiderstände zu verhindern (zeitweise kontrollieren) .

Billigladegeräte dürfen nur unter Aufsicht zum Laden der Batterien verwendet werden und sind nicht empfehlenswert. Diese sind nur unzureichend spannungsgeregelt und können die Batterie zum Gasen bringen.

Dagegen können geregelte Ladegeräte ständig mit der Batterie verbunden bleiben. Weit verbreitet ist der Irrtum, dass zur Pflege der Batterie diese im Winter zeitweise mit einem Verbraucher belastet werden soll, um sie dann wieder zu laden. Das Gegenteil ist der Fall, durch häufigere Lade- und Entladezyklen sinkt die Lebensdauer der Batterie.

Je nach Batterietechnologie ist die Selbstentladung unterschiedlich hoch. Sie bewegt sich zwischen 1% am Tag bei Flüssigsäure-Batterien und 0,1% am Tag oder weniger bei Gel- oder AGM-Batterien. Im Sommer ist durch höhere Temperaturen die Selbstentladung höher. Blauwassersegler sollten daher Gel- oder AGM-Batterien mit niedriger Selbstentladung nutzen.

Bleibt eine Flüssigsäure-Batterie im Winter im Wohnmobil eingebaut, sollte der Verlust an Kapazität durch Selbstentladung mindestens alle 4 Wochen durch erneutes Volladen ausgeglichen werden. Eine entladene Flüssigsäure-Batterie ist durch ihre niedrigere Säurekonzentration (höherer Wasseranteil) frostgefährdet. TIP: Kann nicht für Nachladung gesorgt werden, müssen die Flüssigsäure-Batterien ausgebaut werden. Bitte denken Sie bei auch im Winter angeschlossenen Batterien an den StandBy-Verbrauch (durch z.B. Gaswarnanlage, Alarmanlage). Dieser kann bis zu 0,7 Ampére betragen.

Durch die geringe Selbstentladung von Gel- oder AGM-Batterien ist ein Nachladen in der Winterpause nicht notwendig. Wenn Sie nicht sicher sind, ob kein Strom mehr aus den Batterien entnommen wird, (auch wenn der Hauptschalter ausgeschaltet ist,) dann lösen Sie den Minuspol Ihrer Batterien.

In Gleichstrom-Schaltpanelen sollten nur korrosionsfreie Schalter zum Einsatz kommen, möglichst mit versilberten Kontakten. Bedacht werden muss auch, dass im Gegensatz zu Wechselspannungen (AC) - beim Schalten von Gleichspannungen (DC), an den Schalterkontakten Funken entstehen, die zum Verbrennen der Kontaktflächen führen. Häufig ist auf Schaltern, aber auch anderen Bauteilen das Gleichspannungszeichen DC und der dazugehörige Schaltstrom in Ampére aufgedruckt. Wenn ungeeignete (billige) Schalter verwendet werden, die den Schaltstrom nicht tragen können, verbrennen die Schaltkontakte durch Funkenbildung; dadurch entstehende Übergangswiderstände an den Schaltern, die zu Problemen führen werden.

Auf jeden Fall sollte die Verkabelung in Wohnmobilen zweipolig sein. D.h., zu allen Verbrauchern führen vom Schaltpanel 2 Kabel für den Hin- und den Rückweg. Auf gemeinsame Minus-Leiter (Metallschiffe) sollte verzichtet werden, denn das führt automatisch zu Problemen.

Von der Batterie gelangen in einer korrekt installierten Anlage beide Pole -plus und minus- zu Sammelschienen, von dort erfolgt die weitere Verteilung. Vom Minuspol wird direkt zum Verbraucher ein Kabel passenden Querschnitts verlegt. Soll ein bilanzierendes Messgerät eingebaut werden, muss die Minusleitung der Batterie noch über einen Shunt (Messwiderstand) geführt werden.

Entsprechend dem Kabelquerschnitt und der Länge des Kabels ist nur ein begrenzter Strom möglich. Erhöht sich der Strom über diesen Grenzwert, erhitzt sich das Kabel bis zum eventuellen Entflammpunkt. Die höchstzulässige Erwärmung eines Kabels beträgt lt. Germanischem Lloyd 60°C bei einer Raumtemperatur von 45°C. Z.B. darf ein Kabel mit einem Querschnitt von 2,5mm2 höchstens mit einem Strom von max. 17 Ampére belastet werden und mit einer Sicherung von höchstens 16 Ampére abgesichert sein.

Sicherungen haben die Aufgabe, das Stromnetz gegen Überlastung, Kurzschluss und Kabelbrände zu sichern.

Offene Schmelzsicherungen (Funkenbildung) verbieten sich von selbst. Das ist des Preises wegen nur bei der Hauptsicherung zu vertreten.

Geschlossene Schmelzsicherungen sind durch eine Glasröhre geschützt. Im Falle des Auslösens der Sicherung entstehen keine gefährlichen Funken oder abgeschmolzene Teile der Sicherung können so der übrigen Elektrik nicht gefährlich werden. Schmelzsicherungshalter sind jedoch häufig selbst Fehlerquelle in der Elektrik. Durch nachlassenden Federdruck der Sicherungshalterung entstehen Übergangswiderstände oder Unterbrechungen.

Thermische Überstrom-Automaten schalten durch einen Bimetallauslöser thermisch den Strom ab. Sie haben nur eine bedingte Kurzschlusstauglichkeit. Thermisch-magnetische Überstrom-Automaten haben außerdem eine eingebaute Magnetspule, die im Kurzschlussfall deutlich schneller den Strom unterbricht.

In den letzten Jahren haben sich besonders sparsame, sogenannte Transistor-, LED-Leuchten oder auch Halogenleuchten, durchgesetzt. Im Gegensatz zur Glühbirne ist bei beiden die Lichtausbeute im Verhältnis zum Stromverbrauch deutlich höher.

Die Glühbirne sollte wegen des schlechten Wirkungsgrades und der kurzen Lebensdauer nicht mehr verwendet werden. Ein Großteil der verbrauchten Leistung geht in Wärme verloren. Alternativen sind Xelogen- oder Halogenleuchten.

Die Halogenbeleuchtung erzeugt ein dem natürlichen Tageslicht ähnliches Licht, ist aber im Gegensatz zum stationären Einsatz im mobilen Einsatz nicht von so hoher Lebensdauer. Das liegt an der höheren Bord-Betriebsspannung , die bis zu ca. 14,4Volt betragen kann. Halogenlampen haben eine Nennspannung von 12 Volt und reagieren empfindlich auf Überspannungen.

Transistorleuchten haben ein elektronisches Vorschaltgerät eingebaut, welches zum Zünden der Leuchtröhre nötig ist. Die Lebensdauer ist um das Mehrfache höher als bei Glühbirnen. Die Lichtausbeute z.B. einer 8 Watt-Transistorleuchte entspricht der einer 25Watt Glühbirne.

TIP: Die Bezeichnung „N“ entspricht teilentstört, „K“ entspricht vollentstört.

Für alle elektrischen Stromverbraucher gilt, sie sparsam einzusetzen im Hinblick auf den begrenzten Stromvorrat. Es versteht sich von selbst, möglichst nur energiesparende Verbraucher einzusetzen. Auch permanent angeschlossene Stromverbraucher, z.B. Gaswarner oder analoge Spannungsanzeigen können, auch wenn sie nur Milliampére verbrauchen, im Laufe von Wochen eine Batterie entladen

Pumpen, elektrischer Kühlschrank und Fernsehgerät gehören zu den Großverbrauchern. Auch wenn die Einschaltzeiten nur kurz sind, verbraucht eine Wasserpumpe ca. 5 Amp. oder ein Kompressor-Kühlschrank ca. 6 Amp. Beim Kühlschrank ist besonders auf eine gute Abluftführung für den Wärmetauscher zu achten. Stauluft oder mangelnde Zirkulation verlängern die Einschaltzeiten enorm.

TIP: Häufig kann ein Gleichstromlüfter (Computerlüfter), der am Wärmetauscher montiert wird, die Stromverbrauchsbilanz des Kühlschranks merklich verbessern.

Nehmen Sie sich ein wenig Zeit, um Ihre Gleichstrom-Elektrik und Verkabelung kennen zu lernen. Im Falle von Problemen werden Sie so viel schneller zur Lösung kommen.

Voraussetzung dabei sind eine Mindestausstattung mit geeignetem Werkzeug, dazu gehört auch ein digital anzeigendes Spannungs- und Strommessgerät (Strommessbereich bis 10 Amp.). Nach einer Sichtkontrolle aller in Frage kommenden Batterieklemmen, Sicherungen, Steckverbindungen und Schaltern lässt sich mit einem Messgerät der Fehler (meist eine Unterbrechung) schnell finden. Manchmal hift auch die Nase (es riecht nach Strom=Ampére) oder Fühlen mit den Fingern nach unzulässiger Erwärmung an Steckern, Schaltern oder Sicherungshaltern. Vorhanden sein sollten passende Sicherungen, ein Ende Kabel und Lüsterklemmen. Hiermit lassen sich die meisten Probleme beheben.

—gerald 13:00, 31 March 2018 UTC

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