Solaranlage Wohnmobil berechnen

Solaranlage Wohnmobil berechnen

Moderne Wohnmobile haben durch die technischen Ausstattungen einen regelrechten Energiehunger. Möchte man autark und nicht immer nur auf Stell- oder Campingplätzen stehen, kommt man um eine Solaranlage nicht herum.

Wie du deine Solaranlage für dein Wohnmobil einfach berechnest zeige ich dir in diesem Beitrag.

Disclaimer:
Alle Werte sind nur Beispielwerte und vereinfacht ohne jegliche Verluste gerechnet.
Keine Gewähr auf Richtigkeit oder Haftung in irgendeiner Weise. Bitte lasse jegliche Arbeiten und Berechnungen von einer dafür vorgesehenen Fachkraft durchführen.

Warum du eine Solaranlage benötigst

Zu Beginn klären wir Frage: „Warum benötige überhaupt Solar auf meinem Fahrzeug?“

Wir haben während unserer 9-monatigen Langzeitreise festgestellt, dass sich die schönsten Plätze außerhalb von Camping- und Stellplätzen befinden. Der Nachteil hier ist, dass sich auf diesen Plätzen in der Natur keinerlei Infrastruktur befindet – und man somit keine Steckdose hat.

Moderne Wohnmobile haben mittlerweile eine Vielzahl an elektrischen Verbrauchern, zum Beispiel die Heizung, der Kühlschrank, Wasserpumpe, Licht und mehr. Diese werden alle von einer, meist kleinen, Batterie gespeist, die nur über den Außenstromanschluss oder während dem Fahren geladen wird.

Um unabhängig davon zu sein und auch mal mehr als einen Tag an einem Ort zu bleiben, ist eine Solaranlage nötig, die dein Fahrzeug zuverlässig mit Strom versorgt.

Den eigenen Stromverbrauch kennen

Die Basis einer jeden Batterie- sowie Solarberechnung ist der eigene Stromverbrauch. Diesen solltest Du zuerst ermitteln, bevor du eine Solaranlage am Wohnmobil planst beziehungsweise berechnest.
Für unsere weiteren Berechnungen nutzen wir unseren errechneten Verbrauch von ca. 75Ah.

Wie du deinen persönlichen Verbrauch ermittelst, findest du in diesem Beitrag.

Sonnenstunden ermitteln

Beginnen wir mit der Ermittlung der Sonnenstunden. Da wir unsere Fahrzeuge immer ganzjährig auch als mobiles Büro nutzen, nehmen wir für unsere Berechnungen den ganzjährigen Durchschnitt.
Nutzt du dein Wohnmobil saisonbedingt nur bei wärmeren Temperaturen, beispielsweise von April bis September, solltest du nur diesen Zeitraum als Grundlage nutzen.
Grund hier ist, dass du sonst deine Solaranlage überdimensionierst. In den Sommermonaten scheint die Sonne öfter als in den Wintermonaten und somit hast du in diesem Zeitraum einen höheren Ertrag.

Ebenfalls mit berücksichtigen solltest du die Wahl deiner Urlaubsländer. Reist du ausschließlich in südliche Länder, hast du auch hier tendenziell eine höhere Sonnenscheindauer als in den nördlichen Ländern.

Als guten Anhaltspunkt für deine Berechnungen kannst Du die Tabelle von z.B. Statista nutzen. Hier ist ganz klar erkennbar, dass die Sonnenscheindauer im „schlechtesten Monat“ nur knapp 20% von dem Peak-Wert im Sommer beträgt. Auch ist hier der Winkel der Sonne flacher und somit verringert sich dein Solarertrag weiter, das behandeln wir aber weiter unten.

Laut diesen Daten liegt das vieljährige Mittel der Sonnenscheindauer in Deutschland bei ca. 130 Stunden im Monat oder auch 4,3 Stunden pro Tag – mit diesen Daten rechnen wir weiter.

Größe der Solaranlage am Wohnmobil berechnen - Theorie

Wir wissen nun, wie hoch unser täglicher Energieverbrauch ist und wie viel Sonnenstunden wie durchschnittlich pro Tag in Deutschland haben.

Für die Berechnung nehmen wir die Basis der durchschnittlichen Sonnenstunden pro Jahr. Das hat einen einfachen Grund – wir wollen die Anlage weder unter- noch überdimensionieren. Nutzt man die durchschnittlichen Sonnenstunden aus den Wintermonaten, wäre die Solaranlage maßlos überdimensioniert und würde im restlichen Jahr „leer“ laufen. Nimmt man die durchschnittlichen Sonnenstunden der Sommermonate, würdest du von Herbst bis Frühling Probleme mit deiner Energieversorgung bekommen – die Solaranlage würde bei Weitem nicht den benötigten Ertrag bringen.

Vereinfacht gesagt sollte das Ziel der Solaranlage sein, den täglich errechneten Bedarf zu liefern. An Tagen, an denen keine oder wenig Sonne scheint, übernimmt die Batterie / Akku die Versorgung deiner elektrischen Verbraucher. Kommt dann wieder ein Tag mit „normaler“ Sonne, lädt deine Solaranlage diesen Energiespeicher wieder auf und liefert dir parallel noch die benötigte Energie für unsere Verbraucher.

Wichtig ist hier noch zu erwähnen, dass man entstehende Verluste einkalkuliert. Verluste kommen immer da zustand, wo zum Beispiel Strom oder Spannung geregelt oder umgerichtet wird, beispielsweise liefert deine Solaranlage nie die gleiche Spannung wie deine Batterie benötigt, dies gleicht der Laderegler an. Die Verluste können in Summe je nach eingesetzten Komponenten schon mal 20% und mehr betragen.
Auch solltest Du beachten, dass die Solarmodule in der Praxis nie die angegebene Leistung liefern. Das hat unter anderem damit zu tun, dass sich die Solarmodule bei starker Sonneneinstrahlung erhitzen und der Winkel der Sonne auf die Solarmodule nie perfekt ausgerichtet werden kann.

Rechnen wir unsere benötigte Größe nun anhand unserer Daten durch (Die Bordnetzspannung haben wir der Einfachheit halber mit 12 V angesetzt. In der Praxis schwankt diese und liegt oft stabil zwischen 12,5 – 13V oder höher):

  • Unser täglicher Energiebedarf beträgt ca. 75 Ah. Das sind umgerechnet 900 Wh pro Tag (75 Ah x 12 V Bordnetzspannung)
  • Durchschnittlich scheint die Sonne in Deutschland 4,3 Stunden pro Tag. Somit rechnen wir 900 Wh / 4,3 h = 209,3 W.
  • Rechnen wir hier entstehende Verluste von beispielsweise 30% hinzu: 209,3 W / 0,7 = 299 W

Wie du sehen kannst, ist die Berechnung ganz einfach. Wir würden nach unserer Berechnung circa 300 Wp auf dem Dach benötigen. Die variablen Werte kannst Du durch deine persönlichen Werte ersetzen und hast somit deine für dich passende Solaranlage.

Beachte, dass auf den Solarmodulen meist ein Wert mit der Einheit Wp angegeben wird, beispielsweise 100 Wp. Wp bedeutet Watt-Peak und gibt den maximalen, theoretischen Wert unter Laborbedingungen an, den die Solarmodule als Ertrag liefern können.

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Parallel- oder Reihenschaltung bei mehreren Solarmodulen?

Es gibt zwei Arten, deine Module auf dem Dach deines Wohnmobils zu verschalten – die Parallel- oder die Reihenschaltung. In seltenen Fällen und bei stark voneinander abweichenden Modulen kann man eine Mischung von Parallel- und Reihenschaltung in Betracht ziehen, dies wird aber in 98% der Anwendungen nicht benötigt.

Parallelschaltung

Bei der Parallelschaltung werden die Solarmodule mit Plus auf Plus und Minus auf Minus verbunden. Die Verschaltung ist dieselbe wie bei einer zweiten Bordbatterie. Auch hier werden beide Batterien parallel miteinander verbunden.
Bei der Parallelschaltung bleibt die Spannung gleich, der Strom verdoppelt sich (bei zwei identischen Modulen).
Sind Spannung und / oder der Strom der verwendeten Module unterschiedlich, bestimmt im Allgemeinen das Modul mit der geringsten Leistung.
Beispiel: Zwei Solarmodule mit jeweils 18V und 5A Stromstärke in Parallelschaltung ergeben 18V und 10A Stromstärke.

Vorteile Parallelschaltung Solarmodule:

  • Einfache Erweiterung mit z.B. tragbaren Faltpanels (auf gleiche Spannung achten!)
  • Module mit unterschiedlicher Leistung sind miteinander kombinierbar

Nachteile Parallelschaltung Solarmodule:

  • Verkabelung auf dem Dach ist aufwändiger
  • Höhere Stromstärke und dadurch potentiell mehr Verluste
  • Durch höhere Stromstärke sind eventuell dickere Leitungen notwendig
  • Es sollten nur Module mit der gleichen Spannung genutzt werden

Reihenschaltung

Die Reihenschaltung weicht von der Parallelschaltung ab. Die Solarmodule werden hier nacheinander „verkettet“, also beispielsweise der Minuspol von Modul 1 und Pluspol von Modul 2. Übrig bleiben 2 Leitungen, die an den Solarladeregler angeschlossen werden – der Pluspol von Modul 1 und der Minuspol von Modul 2.
Bei der Reihenschaltung bleibt der Strom gleich, die Spannung verdoppelt sich (bei zwei identischen Modulen).
Sind Spannung und / oder der Strom der verwendeten Module unterschiedlich, bestimmt im Allgemeinen das Modul mit der geringsten Leistung.
Beispiel: Zwei Solarmodule mit jeweils 18V und 5A Stromstärke in Reihenschaltung ergeben 36V und 5A Stromstärke.

Vorteile Reihenschaltung Solarmodule:

  • Einfache Verkabelung auf dem Dach
  • Einfache Erweiterung auf dem Dach möglich, auch ohne neue Kabel ziehen zu müssen
  • Geringerer Kabelquerschnitt möglich
  • Durch die höhere Spannung kann dein Laderegler auch bei weniger Licht potentiell mehr verarbeiten und er arbeitet effektiver

Nachteile Reihenschaltung Solarmodule:

  • Solar Laderegler sind mit höherer Spannung teurer
  • Es sollten nur Module mit der gleichen Stromstärke genutzt werden

Was ist besser Parallel- oder Reihenschaltung?

Prinzipiell haben beide Verschaltungen ihre Vor- und auch Nachteile. Solange es keine Mehrkosten verursacht, würde ich persönlich immer die Reihenschaltung bevorzugen.

Was ist bei Teilabschattung oder Defekt?

Prinzipiell kann man sagen, dass die Reihenschaltung meist die bessere Verschaltung bei Teilabschattungen ist. In unserem Beispiel rechnen wir wie oben mit zwei 100 WP Modulen mit jeweils 18V Spannung und 5A Stromstärke und einer Teilabschattung von einer Zelle auf einem Modul.

Bei der Reihenschaltung haben wir eine Spannung von 36V und 5A Stromstärke. Wäre hier ein Strang nicht aktiv, würde die Spannung um 9V sinken, der Strom konstant bleiben. Der MPPT Regler würde dies ausgleichen und wir würden effektiv ca. 25% Leistung verlieren.

Bei der Parallelschaltung haben wir eine Spannung von 18V und 10A Stromstärke. Wäre hier ein Strang nicht aktiv, würde die Spannung bei einem Modul um 9V sinken und somit das Modul unbrauchbar machen, da es unter der Spannung der Batterie liegt und nicht geladen werden kann. Der MPPT Regler würde dies ausgleichen und wir würden effektiv ca. 50% Leistung verlieren, da wir nur noch 1 Modul nutzen können.

Die Berechnungen sind rein theoretisch und können von den verwendeten Solarmodulen stark abweichen. Besitzt ein Solarmodul mehrere Kreise, kann die Betrachtung schon wieder ganz anders aussehen.

Wofür braucht das Solarmodul Dioden?

Ein Solarmodul besteht aus vielen kleinen Solarzellen, die in Reihe geschalten sind. Bei einem Solarmodul mit 36 Zellen ist dies meist auf zwei „Kreise“ aufgeteilt. Jede Solarzelle hat eine Spannung von etwa 0,5 Volt. Das bedeutet, dass die gängigen Solarmodule mit zum Beispiel 36 Zellen eine Nennspannung von ca. 18 Volt haben.

Da die Solarzellen auf dem Solarmodul in Reihe geschalten werden, würde bei einem Ausfall einer Zelle oder bei einer Teilabschattung der ganze Stromfluss gestoppt werden. Du kennst das bestimmt noch von den alten Lichterketten am Weihnachtsbaum – war eine Glühbirne defekt, war die ganze Kette aus.

Dafür werden bei Solarmodulen Bypass Dioden verwendet, die in diesem Fall den Strom „durchleiten“ und nicht das ganze Modul unbrauchbar machen, es fließt weiterhin der gleiche Strom aber nur die Hälfte an Spannung.

Achtung: Ohne integrierte Dioden dürfen deine Module nur parallel angeschlossen werden.

Solar Laderegler auswählen

Wie du den passenden Laderegler auswählst erfährst du hier in unserem extra Artikel zum Solar Laderegler.

Degradation der Solarmodule

Degradation bei Solarmodulen bedeutet, dass das Solarmodul über die Lebenszeit an Leistung verliert. Beispielsweise kann ein neues Solarmodul beim Kauf eine maximale Leistung von 120 Wp erreichen, nach 5 Jahren lediglich nur noch 110 Wp. Das ist leider der Technik geschuldet und ist von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich. Normalerweise findest Du diese Angaben im Datenblatt des Solarmoduls.

Größe der Batterie

Die Größe der Batterie ist abhängig davon, wie viele Tage du freistehen möchtest und wie dein Reiseverhalten ist.

Stehst du beispielsweise maximal eine Nacht frei und fährst jeden Tag viele Kilometer, wird eine Batterie immer zuverlässig vom Fahrzeug geladen. Moderne Ladebooster, die du Werksseitig bestellen kannst, können teilweise 25 A Ladestrom oder mehr liefern. Vereinfacht gerechnet müssten wir jeden Tag 3 Stunden am Stück fahren, um unseren Energieverbrauch von 75 Ah zu „erzeugen“.
Stehst du gerne mehrere Tage frei, solltest Du als Faustformel die nutzbare Kapazität der Batterie 3-Mal so groß auslegen, wie dein täglicher Energieverbrauch ist, also bei 75 Ah circa. 225 Ah.

Beachten solltest du unbedingt, dass hier immer die nutzbare Kapazität und nicht die Gesamtkapazität betrachtet werden sollte. Eine AGM Batterie sollte nicht mehr als circa 60% entladen werden, um Langzeitschäden zu vermeiden. Das wären bei einer 95 Ah Batterie lediglich 57 Ah nutzbare Kapazität.
Warum das so ist klären wir in einem extra Beitrag.

Über- oder Unterdimensionierung der Solaranlage am Wohnmobil

Natürlich kann man die Größe der Solaranlage aus unterschiedlichen Betrachtungsweisen planen. Will man wirklich jeglichen Worst-Case Fall erschließen, wird die Solaranlage schnell überdimensioniert und teuer. Auch kann man natürlich die Solaranlage im Wohnmobil recht trivial planen und hier eventuell in einen Energieengpass steuern.

Du solltest du dir im Vorfeld im Klaren sein, wofür du deine Energieversorgung benötigst. Nutzt Du dein Wohnmobil nur im Urlaub und musst nicht darin arbeiten, kannst du es etwas „lockerer“ angehen. Zur Not kannst Du immer einen Stell- oder Campingplatz ansteuern oder auch mal das Fahrzeug kurz im Stand laufen lassen – wir sind ja schließlich beim Camping und hier ist weniger oft mehr 🙂

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Größe der Solaranlage am Wohnmobil in der Praxis

Da nicht jeder seinen Energiebedarf im Vorfeld kennt, möchte ich dir hier ein paar Avatare oder Anhaltspunkte geben.

Der Standardnutzer

Du reist meist in den warmen Monaten, fährst täglich neue Ziele an, übernachtest ab und zu auf Plätzen mit Stromversorgung und lädst ab und zu beispielsweise dein Mobiltelefon, Tablet oder Laptop, reicht dir im Normalfall die verbaute Standardbatterie (meist 90 Ah AGM Batterie) sowie ein 100 Wp Solarpanel aus.

Der Mehrnutzer

Du reist gerne das ganze Jahr und stehst gerne komplett frei? Fährst du (fast) täglich neue Ziele an und lädst ab und zu beispielsweise dein Mobiltelefon, Tablet oder Laptop solltest du über eine Zusatzbatterie nachdenken. Diese sind meist relativ günstig bei der Wohnmobilkonfiguration wählbar oder auch im Nachgang einfach nachzurüsten. Ein 100 Wp Solarpanel sollte hier normalerweise ausreichen.

Der Vielnutzer

Du reist gerne das ganze Jahr und stehst gerne komplett frei? Du fährst nicht täglich neue Ziele an und lädst dein Mobiltelefon, Tablet oder Laptop und weitere Geräte, wie z.B. Kamera, Drohne und ähnliches und möchtest gerne eine Kaffeemaschine oder Fön nutzen?  Hier würde ich dir mindestens 200 Wp Solar sowie eine Lithium-Batterie mit min. 100Ah Kapazität empfehlen.

Der individuelle Nutzer

Nutzt du dein Wohnmobil beispielsweise mehrere Tage als mobiles Büro, solltest du dir deinen Bedarf wie oben beschrieben ausrechnen. Denn ganz ohne Strom lässt es sich mit dem Laptop nicht arbeiten 🙂
Hier sind keine Grenzen nach oben offen. Wir haben auf unseren Reisen Menschen getroffen, die viele Haushaltsgeräte in ihren Vans betreiben und hier in entsprechende Energieversorgung investiert haben.

Die richtige Beratung ist alles

Nichts ist wichtiger als eine gute Beratung. Denn wer möchte schon, dass unterwegs defekte aufgrund schlechter Materialien auftritt?
Wir empfehlen unseren Partner tigerexped, da man hier von fachkundigen Reisenden beraten wird und einem nicht nur irgendwas aufgeschwatzt wird.

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Erfahrungswerte und Fazit - Unsere Solaranlage

Unser täglicher Worst–Case Energieverbrauch ist wie oben beschrieben circa 75 Ah. Diesen haben wir allerdings nur, wenn wir den kompletten Tag im Auto arbeiten – nicht im Urlaub.

Rein theoretisch sollten wir eine Batterie von 225 Ah nutzbarer Kapazität einbauen, damit wir keine Probleme auch bei schlechtem Wetter bekommen.
Wir haben uns aber bewusst dagegen entschieden, auf teure Lithium Technik umzurüsten. Unser Fahrzeug ist mit einer zweiten AGM Batterie ausgestattet, so dass sich die Kapazität dadurch auf 190 Ah erhöht (95 Ah plus 95 Ah). Da die AGM-Batterien nur maximal 60 % entladen werden sollten, beträgt unsere nutzbare Gesamtkapazität circa 114 Ah – also theoretisch viel zu wenig.
Auf dem Dach haben wir in Summe 300 Wp Solarmodule und einen MPPT-Regler für das Laden der Batterie.

Und ja, wir hatten den ein oder anderen Fall, dass uns die Batterien beim Freistehen leer waren. Meist war dies nach mehreren Tagen schlechtem Wetter der Fall und wir mussten weiterziehen oder uns auf einen Stell- oder Campingplatz stellen.
Das ist unser Kompromiss, den wir bewusst eingegangen sind und uns nicht außerordentlich einschränkt.

Was für dich richtig ist oder passt, ist sehr individuell. Die Solaranlage wie auch das Batteriemanagement sollte nach deinen persönlichen Bedürfnissen angepasst sein.

Was hast Du für eine Solaranlage bei deinem Wohnmobil verbaut?

Schreibe es gerne unten in die Kommentare. Wir sind sehr gespannt. 

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Dieser Beitrag hat 2 Kommentare

  1. Manfred

    Toller Artikel und auch super Vlog dazu bei Youtube!
    Eine Frage: Wie sieht’s eigentlich mit Solar auf einem Aufstelldach aus? Bei unserem free600 würde ich gerne Solar nutzen, nur scheint es sehr schwer zu sein Solar auf das Dach zu bekommen. Habt ihr Erfahrungen?

    1. Basti

      Hey Manfred,
      für Aufstelldächer gibt es extra leichte und dünne Solarmodule, die verschraubt oder auch verklebt werden können. Damit sollte es kein Problem geben, das Aufstelldach zu öffnen.

      Viele Grüße
      Basti

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