Autark nachrüsten

allo zusammen,

aufgrund einiger Fragen zu dem Thema "Autark nachzurüsten", möchte ich euch meine Erfahrungen mit einem älteren Wohnwagen schildern.

Vor zwei Jahren haben wir uns kurz vor dem Urlaub den 540UK im originalen Zustand ohne Autarkpaket und ohne Mover von privat gekauft. Nach dem ersten Urlaub haben wir uns schnell einen Mover mit Akku und Ladegerät eingebaut.

Ein zusätzlicher Wunsch war ein kleines Autarkpaket. "Wenn man sich schon einen Akku und einen Wohnwagen mit einem "modernen" 12V System hat, könnte man doch einfach beides miteinander verbinden." Die Idee ist gar nicht so abwegig.

Bitte versteht das nicht als DIY Anleitung, denn derartige Änderungen sollten grundsätzlich von einer Fachwerkstatt gemacht werden. Ich erkläre alles Weitere nur schematisch, ohne Vollständigkeit auf beispielsweise KFZ-Sicherungen und Kabelquerschnitte.

Einfach autark, aber wie?

Im Gegensatz zu noch älteren Hobby Wohnwägen lässt sich bei den Modelljahren ab 2009 relativ einfach kleines Autarkpaket nachrüsten. Denn mit dieser Generation zog meines Wissens erstmalig das Lichtsteuersystem oder auch (Lichtsteuergerät genannt (LSG)) und die vollständige 12V Beleuchtung ein. Zudem wurden die Modelle mit einem optionalen Autarkpaket angeboten, bestehend aus einer Batterie und einem Ladebooster.

Technik im Kleiderschrank.jpg
Sicherungskasten links, Umformer mitte, LSG rechts

Variante 1 Batt+
Die einfache Variante ist die Erweiterung mit dem Dometic Umformer im Kleiderschrank. Das Gerät hat einen Batt+ Eingang an dem sich eine 12V Batterie oder ein Akku direkt anschließen lässt. Ist der Akku am Batt+ des Umformers angeschlossen, steht die 12V Betriebsspannung dem LSG bereit. Der Umformer versorgt das LSG mit 12V. Licht, Pumpen und Lüftung funktionieren so über einen Akku. Fertig ist das DIY Autarkpaket.

Der 12V Kühlschrank funktioniert allerdings nicht über den Umformer, aber dazu später.

Liegt am Wohnwagen 230V Landstrom an, schaltet der Umformer einfach auf Trafobetrieb um, aber versorgt weiterhin das LSG mit einer 12V Betriebsspannung, nur nicht mehr durch den Akku. Gleichzeitig kann der Akku je nach Typ mit einem Ladegerät oder Netzteil über eine 230V Steckdose aufgeladen werden.

Bei späteren Generationen hat Hobby den Umformer mit dem Batt+ Eingang leider wieder aus dem Programm genommen.

Variante 2 S41
Die zweite Möglichkeit ist nicht so einfach wie Batt+, weil ein Eingriff in die werkseitige Verkabelung notwendig ist.

Das LSG hat also einen weiteren 12V Eingang, den Port S41. Das zuführende Kabel hat die gleiche Bezeichnung S41.

Übrigens. Das originale Hobby Autarkpaket versorgt das LSG mit 12V über S41.

Diese Spannungsversorgung ist komplett unabhängig vom Dometic Umwandler, weil der Umwandler einen anderen 12V Eingangport am LSG verwendet.

Bei den Modellen mit Autarkpaket, ist am S41 Eingang eine Batterie und ein Ladebooster mit dem am 12V Verteiler im Bug verbunden. Das nur nebenbei erwähnt, wir gehen hier von einem Wohnwagen ohne das Autarkpaket aus.

Ohne das werkseitige Autarkpaket hat der 12V Eingangsport S41 eine wichtige Funktion, und zwar die Stromversorgung über das Zugfahrzeug.
Genau gesagt, ist das Kabel S41 der AHK mit Dauerplus und dessen Masse, sowie Zündplus und dessen Masse, auf die 12V Verteilerbox im Bug aufgelegt.

2021-05-02 10_13_24-Zeichnung1 - Visio Professional.jpgSchematische Darstellung S41 ohne das werkseitige Autarkpaket.

Der Port S41 ist über ein langes Kabel mit Dauerplus verbunden und genau das Kabel lässt sich zum Nachrüsten eines Autarksystems nutzen.

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Schematische Darstellung der "Variante 2 S41"

Eigentlich wird ein Akku samt Booster nur in die Leitung S41 zwischen geklemmt. Die Stromquelle ist somit nicht mehr Dauerplus, sondern Zündplus.

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Hier das offene LSG (230V CEE Stecker gezogen).
Das originale S41 Kabel hängt mit dem Stecker frei nach vorne, da es bereits durch ein neues, aber viel kürzeres Kabel ersetzt wurde.

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Das neue Kabel S41 ist hier mit einem vierpoligen Hobby Systemstecker neu aufgebaut worden und steckt am LSG auf Port S41.

12V Kühlschrank

Das ist ein Thema für sich. Ab Werk ist der 12V Kühlschrank über ein separates Kabel mit Zündplus verbunden und ist somit nicht im Stromkreis des Autarkbetrieb eingebunden. Aufgrund des hohen Stromverbrauchs eines Absorberkühlschranks ist der Betrieb mit einem kleinen Autarksystem nicht zu empfehlen.

Für den Kühlschrank sehe ich zwei Möglichkeiten.
- Die einfachste wäre, auf den 12V Betrieb verzichten, also abklemmen.

- Den Kühlschrank auf Dauerplus klemmen, aber mit einem KFZ Trennreleais die Zuleitung schalten. Das Relais kann mit Zündplus getriggert werden. Genau so habe es ich es gelöst.

Ich würde auf keinen Fall empfehlen, beides, also Kühlschrank und den Ladebooster am Zündplus zu betreiben. Die Leistung könnte zu hoch für das Zugfahrzeug sein. Außerdem könnte die Steckverbindung an der Anhängerkupplung zu heiß werden.

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Hier der offene 12V Verteilerkasten im Bug. Oben rechts das Relais für den Kühlschrank.

In der Betriebsanleitung sind die Pole des 13-poligen Anhängersteckers im Verteilerkasten genau und farblich erläutert. Außerdem findet ihr im Handbuch den Kontaktplan des LSG u.a. mit der Position des S41.

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Jumper

Auf der Platine des LSG befindet sich ein Jumper für den Autarkbetrieb.
- Mit Jumper: Das LSG lässt im Autarkbetrieb nur drei 12V Verbraucher gleichzeitig zu.
- Ohne Jumper: Das LSG erlaubt im Autarkbetrieb alle 12V Verbraucher gleichzeitig.
(beides gilt auch für den Zugfahrzeugbetrieb)

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Hier der Jumper Jump1

Fazit
Variante 1 ist definitiv einfacher. Ich habe mich damals für die zweite Variante entschieden, weil diese unabhängig vom Umformer ist und ich mich in das Thema S41 bereits eingearbeitet hatte.

Ist-Aufnahme

Um etwas Überblick zu verschaffen, empfehle ich mit dem Multimeter alle Leitungen und Pole bei Landstrom und im KFZ Betrieb zumessen und zu dokumentiert. Denn es gibt noch mehr Leitung als nur S41.

Die Ist-Aufnahme ist auch meiner Sicht absolut notwendig. Die Zustände von Landstrom und Zünd- und Dauerplus sollten dabei unbedingt mitbetrachtet werden.

Wichtig! Arbeiten am Stromnetz dürfen nur vom Fachpersonal vorgenommen werden. Siehe Handbuch.

Außerdem möchte ich nochmal erwähnen, dass dies keine Anleitung für den Umbau eines Wohnwagens darstellt.
Verwendet diese Information gerne zur Steigerung der Eigenkompetenz, aber lasst jegliche Änderungen von autorisierten Fachwerkstätten durchführen.

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An der Stelle möchte ich den Beitrag zunächst unterbrechen und euch Gelegenheit für Fragen, Hinweise, Kommentare zu lassen. Ich bin mir nicht sicher, ob ich es richtig erklärt habe. Ich bin selbst kein Wohnwagenfachmann, sondern habe mir selbst alle Information aus dem Internet zusammen gesucht.

Die verstaubten Kenntnisse meiner Ausbildung zum Kommunikationselektroniker aus Anfang der 90er waren mir jedenfalls sehr nützlich, auch für die weiteren Änderungen von den ich später berichten möchte.

VG
Joe

Freut mich dass es euch gefällt. Dann mache ich gleich mal weiter.

Akku

Victron PPP 40AH. Dieser Akku hat einen internen Laderegler, an dem ich das Kabel S41 angeschlossen habe. So ist Zündplus direkt in den Akku eingespeist. Das Auto lädt mit ca. 5,4A.

Des Weiteren ist am 12V Ausgang des Akkus (Anschluss domestic) das LSG an Port S41 angeschlossen. Damit ist die zuvor beschriebene Variante 2 S41 fertig aufgebaut.

Anschlüsse.jpg
Der Akku hat zwei 12V Ausgänge. Einen für 12V Verbraucher, einen für den Mover (per Kabel oder App schaltbar)

Ein 230V Netzteil das den Akku bei Landstromverbindung automatisch auflädt.

Stauraum.jpg
Das Netzteil liegt provisorisch aus dem Akku.

12V Sicherungsverteiler

Weitere 12V Verbraucher, wie zusätzliche 12V KFZ-Steckdosen und USB Ladeports, sind an einem 12V Sicherungsverteiler angeschossen.

SV (2).jpg
Der Sicherungsverteiler im Aufbau.

SV.jpg
Das LSG ist hier über Sicherung 1 abgesichert.

Nun ist das kleine Autarksystem mit Ladefunktion über Landstrom oder dem Zugfahrzeug komplett. Naja, nicht ganz, denn es geht noch weiter

Batteriemonitor

Zugegeben, 40Ah sind nicht viel. Da ich bei autarken Zwischenübernachtungen gerne wissen würde, wie voll bzw. wie leer der Akku ist, habe ich mir einen Batteriemonitor mit 100A Shunt eingebaut.

BM (3).jpg
Die Akkukapazität kann frei eingestellt werden. Hier 40Ah = 100% Akku. Der BM zeigt zuverlässig die Restkapazität an.

Der BM ist mit einem Mess-Shunt verbunden, der direkt am Minuspol des Akkus angeschlossen ist. Alle 12V Verbraucher sind mit Minus auf den Shunt geführt. So müssen alle Ströme über den Shunt laufen. Der Shunt misst Strom und Spannung.

Shunt (2).jpg
Der Shunt sitzt in Reihe in der Minusleitung unmittelbar vor dem Minus-Pol des Akkus. Das Kabel mit dem weißen Stecker ist der Anschluss für den Batteriemonitor.

Ein tolles Helferlein das ich nicht mehr missen möchte.

BM (2).jpg
Mit einem kleinen Winkel habe ich den BM zunächst an einem Oberschrank befestigt.

Wer sägt schon gerne für vergängliche Technik Löcher in Möbel

Problem! Laden per Landstrom

Eigentlich wird der Akku mit seinem 230V Netzteil bei Landstromverbindung automatisch geladen. Doch leider wird der Ladestrom des Netzteils nicht vom Batteriemonitor erfasst, weil der Ladestrom nicht über den Shunt fließen kann. Das verfälscht die Kalkulation des Batteriemonitors. Daher musste eine andere Lösung her.

Stattdessen lade ich jetzt den Akku über einen 12V Ausgang des Dometic Umformer in den internen Laderegler. Dieser Ladestrom wird auch über den Shunt erfasst und der BM kalkuliert wieder richtig.

Außerdem ist der Ladestrom durch den Umformer mit 5,3A etwas höher als der vom 230V Netzteil (3A).

Noch ein Problem.

An dem internen Laderegler ist doch bereits das Zündplus des Zugfahrzeugs angeschlossen. Umformer und das Zündplus am gleichen Ladeport hat mir nicht gefallen.

Mit zwei KFZ-Relais habe ich eine Wechselschaltung aufgebaut.
Bei Landstrom lädt der Umformer, bei laufendem Zugfahrzeug lädt Zündplus.

Relais.jpg
Zwei einfache KFZ-Wechselrelais.

Mit den Relais ist sichergestellt, dass nur eine Stromquelle laden kann. Viel wichtiger, das Fahrzeug ist immer getrennt, wenn es nicht läuft, obwohl das AHK Kabel nach dem Abstellen des Motors noch angeschlossen ist. Rückströme zum Auto sind damit ausgeschlossen. Masse wollte ich auch trennen, daher zwei Relais.

Zu kompliziert erklärt? Hier der Schaltplan.
Verkabelungsplan.540UK.jpg

Bald geht es weiter, denn das kleine Autarksystem wird größer

Die Solarmodule 2x 100W stehen bereits im Keller und warten auf schöneres Wetter.

VG
Joe

Solarmodule

Der Kauf der richtigen Solarmodule hat sich über mehrere Wochen hingezogen, weil die Qualität und Leistung einiger Module nicht optimal war.

1. Kauf
- Victron MPPT 100/75 Smartsolar
- Renogy Extrem Flexibles, 12V monokristallines Solarpanel 100W

Ein sehr gutes Einsteigerset. Ein Victron MPPT Regler ist mit der App easy zu bedienen.

Solarmodule und Regler (6).jpg

Das Renogy hat optimale Solarleistung. Am besten Tag lieferte es unglaubliche 104 Watt - allerdings nicht auf dem Dach, sondern im perfekten Winkel zur vollen Sonne ausgerichtet. Für mich ein klarer Leistungsfavorit bei voller Sonne. Jedoch Flex, was nicht auf einen Wohnwagen der im Hochsommer in Spanien steht aufgeklebt werden sollte. Ein Solarmodul braucht bei der Hitze Unterlüftung, sonst bricht die Solarleistung zusammen und das Dach wird heiß.

renogy volle Sonne.jpg

Das Flexmodul diente nur zu dazu, mich mit der Technik vertraut zu machen und ein wenig zu spielen.

2. Kauf
- 2 Stück Schindel Solarmodule 100W 24V mit PERC von der Fa. PreVent

Diese Module habe ich mir in voller Überzeugung sie auf das Dach meines Wohnwagens zu kleben gekauft. Das Set bestand aus Modulen, Modulhalter (Alu-Spolier), Kabel, MC4 Stecker, Dachdurchführung, Kleber und Aktivator.

Doch die Enttäuschung war groß. Die Module waren hinter der Glasscheibe verkratzt und die Metallfolie hinter den Zellen war an einigen Stellen ungleichmäßig verarbeitet bzw. verschoben (siehe Bild).

Solarmodule und Regler (2).jpg

Außerdem hatten die Module im Vergleich zu dem Renogy Extrem 100W immer schlechtere Solarleistung. Über eine Woche habe ich die Module bei diversen Wetterlagen verglichen. Bei allen Tests hatten beide preVent Module (im Wechsel) zwischen 3 - 10 % weniger Leistung als das Renogy Flexmodul.

Kauf 2b
Ich habe mir bei Amazon sogar einen zweiten Victron Solarregler (MPPT 20/100) gekauft um die Module nicht ständig umstecken zu müssen. Im Übrigen war der Regler bei Amazon im Angebot und damit kaum teurer als der 75/100. Da musste ich selbstverständlich zuschlagen.

Dennoch fielen die Tests der preVent Module negativ aus. Nach zwei Tage telefonischen Support mit der Fa. PreVent habe ich aufgegeben und die Ware komplett zurückgeschickt.

3. Kauf
Offgridtec 100W 12V Schindel Module mit PERC

Das erste Offgridtec Modul habe ich über Amazon gekauft. Nach der schlechten Erfahrung war ich nun vorsichtig und kaufte daher nur ein Modul ohne Zubehör. Die Leistung war sehr zufriedenstellend. Im Vergleich zum Renogy hatte es auf dem Dach nahezu gleiche Leistung. Leider gab es an den Tagen kaum Sonne.

Solarmodule und Regler (4).jpg

Daraufhin habe ich mir ein zweites Offgridtec Modul über Amazon gekauft. Die Ware kam schnell an, aber ich war wieder enttäuscht, denn die Zellstruktur war ganz anders als die des ersten Moduls. Außerdem was die Farbe der Module ehr blau und der Rahmen war verkratzt. Leistungsmäßig war das zweite Modul glücklicherweise gleich. Mittlerweile schien die Sonne wieder voll, so konnte ich gut testen und war auch bei voller Sonne von der Leistung der Offgridtec Module überzeugt.

Dennoch störe mich die unterschiedliche Optik - ja, auch wenn sie nur auf das Dach geklebt werden. Der Anblick würde mich beim Reinigen irgendwie nerven.

Solarmodule und Regler (3).jpg
Hier die beiden Module von Offgridtec im direkten links-rechts Vergleich. Unterschiedliche Charge? Wie auch immer, die Module samt Verpackung sind ansonsten identisch. Daher habe ich beide Module zurück an Amazon geschickt.

Der Aufwand aller Käufe hatte einen Vorteil, es war sehr lehrreich. Ich habe entschieden einfach höherwertige Solarmodule zu kaufen und das war gut so.

4. Kauf
Offgridtec Hochleistungsmodule 110W mit Zellen von Sunpower (US Hersteller).

Mir war bereits nach den ersten drei Käufen klar, dass die Leistung der getesteten Module an wolkigen Tagen nicht wirklich ausreichen wird. Wohl oder übel werde ich an bewölkten Tagen meinen Kaffee mit Wasser vom Gasherd von Hand aufschütten müssen, denn Solarstrom erntet man nur ergiebig, wenn die Sonne scheint.

Mit hochwertigen Zellen sollte der Ertag bei Wolken angeblich etwas besser sein, nicht viel aber etwas. Diverse Berichte und Bewertungen bestätigten besseren Ertrag bei diffusen Lichtverhältnissen. Laut Produktbeschreibung der Hochleistungsmodule sollte die Lichtausbeute bei schlechteren Bedingungen höher sein als die der normalen Mono-Serie. Auch der Hersteller Wattstunde beschreibt seine Module mit Zellen von Sunpower ähnlich gut. Klingt gut, aber alles nur Blabla oder Promotion? Ich wollte es wissen, also habe ich mir diese Module bestellt und getestet und bin endlich zufrieden.

Die Module sind sehr gut verarbeitet, sehen auch hochwertiger aus und die Leistung ist bei schlechtem Wetter besser als mit den herkömmlichen Mono-Modulen. Schon früh am Morgen und bei bewölktem Himmel kommt mehr Leistung an als mit den zuvor verwendeten Modulen. Da ich ausschließlich Autark stehen möchte war der Kauf der Sunpower Module die richtige Entscheidung.

Ich habe die Module mit Solarspoiler und Dekasyl MS-5 auf das Dach geklebt und parallel angeschlossen. 6mm² Solarkabel von Ölflex durch das Dach gezogen und durch den Kleiderschrank direkt zum Solarregler verlegt.

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Den Victron MPPT 100/20 habe ich auch behalten, alles andere ging zurück. Mein Geld hat man mir erstattet. Bei preVent musste ich allerdings den Rückversand selbst zahlen.

Bei dem aktuell bewölktem Wetter reichte die Solarleistung aus um die Kompressorkühlbox im Wohnwagen laufen zu lassen (7°C, ECO Modus). Heute habe ich zusätzlich die Heizung mit Lüfter (beides Stufe1) und den Gaswarner laufen lassen.
Kurzzeitig (etwa 30Min lang) lief der Spannungswandler und der Fernseher. Der Akku war nach Sonnenuntergang bis auf 2,7Ah fast voll.

Samstag geht es trotz schlechter Wettervorhersage in den Pfingsturlaub. Ich bin gespannt.

Sobald ich meinen Schaltplan überarbeitet habe, werde ich von der Installation des Spannungswandlers berichten.

VG
Joe

Ein kleines Upgrade.

Mittlerweile habe ich aufgerüstet und zwei der zuvor genannten 100Wp Flexmodule vom Hersteller Renogy auf das Dach fest verbaut. Insgesamt sind nun vier Solarmodule 420Wp Gesamtleistung installiert. Die 100Wp Renogy-Flex habe ich letztes Jahr als mobile Module bereits verwendet, doch ich war den mobilen Umgang leid, daher habe ich sie nun fest verbaut.

Die Module habe ich nicht flach auf das Dach geklebt, sondern zunächst auf zugeschnittene Alu-U-Profile geschraubt.

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Die Profile selbst habe ich mit Dekasyl MS-5 auf das Dach geklebt, was mit Klebefuge für ca. 27 mm Abstand zum Dach sorgt. Durch den Abstand und der nur teilweise unterbauten Profile ist eine sehr gute Unterlüftung und i.F.d. eine hohe Leistung auch bei Hitze gewährleistet.

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Die neuen Module sind parallel geschaltet und das 6mm² Solarkabel hat eine eigene Dachdurchführung erhalten.

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Die beiden Module sind an einem eigenen Solarregler Victron Smartsolar MPPT 75/15 angeschlossen.

Das Upgrade wurde bereits im März installiert und es ist seitdem täglich aktiv. Die Leistung ist wie von Renogy und Victron zu erwarten hervorragend.

Zitat von MaikS

Irre,

cool gemacht, aber braucht man das wirklich?

Ja, beim totalen Verzicht auf Landstrom braucht man das. Wir haben seit 2 Jahren keinen mehr, obwohl wir Saisoncamper sind.

Genau, ich habe zunächst auf Parallelschaltung gesetzt, aber könnte auf Reihenschaltung umstecken. Da das geöffnete Heki u.U. ein Modul beschattet, bleibe ich erstmal bei parallel.

Das Set läuft sehr gut und die Gesamtwerte der Anlage sind schon hoch. Ich staune oft beim Blick auf den Batteriemonitor. Im Hochsommer erwarte ich bessere Werte und kann dann mehr dazu sagen.

Das ist der aktuelle Verlauf des Reglers der beiden Module. (Heute war der Akku bereits kurz nach 9 Uhr voll und lief fast nur auf "Float")

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Der andere Regler mit den beiden 110Wp Modulen mit den SunPower Zellen bringt etwas mehr

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Jedenfalls ist der Akku bei Sonne sehr früh voll. Selbst bei dem Regen im April und Anfang Mai wurde der Akku täglich voll, obwohl der Komp-Kühlschrank seit März läuft.

Ich habe mir die Option offengehalten im Heckbereich ein weiteres Renogy 100Wp Modul aufzukleben und an den Strang anzuschließen, doch das ist nicht gar nicht mehr nötig.

Die Löcher habe ich selbst gebohrt. Wegen der Bohrungen mache ich mir keine Sorgen. Das Laminat ist sehr gut verklebt und ist an den Kanten werkseitig auch nicht zusätzlich versiegelt.

Leicht sind sie tatsächlich. In der Mitte der Module habe ich ein weiteres kurzes Stück Alu zur Abstützung.