Sagte ich nicht mal „Schub“ wäre total wichtig? 😉 Japp. Und deshalb braucht es bei einem Fahrzeug, dass nicht ständig fährt fette Akkus oder eine Stromquelle – am besten autark > Photovoltaik.

 

flexible Solar Module – 200 Watt

So, dass warum ist klar, jetzt ist natürlich die große Frage wie?

Die meisten „Van-life“ Typen, Camper, Expeditions-Mobil Fahrer oder was auch immer greifen auf Zusatzbatterien zurück (Akkus natürlich). Macht idR auch Sinn – in meinem Fall nicht:

  1. Reduzieren des Strom Bedarfs! Also kein „Senso“ Kaffee-Maschinen Schwachsinn. Wer auf Tour geht und glaubt es käme nicht ohne Senseo aus – hat sowieso ein viel größeres Problem, als Stromverbrauch. Ich sehe nur Bedarf für Handy/Notebook/Kamera Akkus, Licht am Abend und Strom für eine Diesel Standheizung.
  2. Läuft die Maschine [;-)] liefert die LiMa 160 Ah. Damit sind die Optima relativ schnell wieder fast voll [„fast“ = Ladeschluss Spannung von AGM = 14,7 Volt. Was keine mir bekannte LiMa leistet. Meine etwa 14,3V].
  3. Ein sehr lästiges Problem, vor allem im Winter, ist der extrem hohe Strom, der vor und zum Starten des Motors benötigt wird:  bis zu 20 Sekunden glühen x 8 (!), plus 2,5 KW Starter. Bei vollen Akkus null Problem aber wenn der Wagen ein paar Wochen steht – sieht das anders aus.

Ergo lassen diese Module zZ direkt meine Optima Akkus auf. Erwähnte ich gerade die Ladeschluss Spannung? Diese lässt sich wunderbar einstellen über den Laderegler 😉 Aber zunächst mal ein Überblick was benötigt wird:

  1. Solar / aka Photovoltaik Modul
  2. Solar Regler
  3. Verkabelung, idR mit sog. MC4 Steckern und Kabeldurchführungen etc.

Das war es schon! Das sah bei mir wie folgt aus:

2,5 qmm Kabel rot/schwarz, MC4 Anschluss Kable, PWM Solar Regler

Welche Module sind zu empfehlen? Ich habe eine Reihe an YT Videos und Artikel dazu gesehen/ gelesen. Die meisten haben keine Ahnung! Da ich kein Elektriker bin – habe ich auch keine. Aber ich kann lesen und verstehen!

  • Mono – vs. Poly Kristallin hat in der Praxis Null Wert, sprich der Effizienz Unterschied ist kaum messbar. Check.
  • Qualität vs. „china“ Ware? Naja nahezu kein Qualitäts- Produkt wird nicht in China in Mega Fabriken gefertigt [alle Apple Produkte zB]. Gerade High Tech Industrie funktioniert nur in Massen Ware, es gibt keine „billige“ Hinterhof Werkstatt, die in der Lage wäre PV zu produzieren. Die Unterschiede in den Preisen ergeben sich durch Endkontrolle und Vertrieb/After Sales und individuelle Anpassungen inkl. Zertifizierungen. Ergo fallen die „billigen“ PV meist vom gleichen Fließband, werden nur anders gelabelt. Meine stammen folglich direkt vom chin. Importeur. Check.
  • Flexible vs. – gerahmte Module > was soll das? Hier kommen die zweit- größten Unkenntnisse zum Anschein. Gerahmte lassen sich besser so anbringen, dass diese unterlüftet sind. Das ist wichtig, da alle Leistungsangaben („Watt Zahlen“) bei 25°C gemessen werden. Das ist die Zelltemperatur, nicht die Lufttemperatur! In der Sommer Sonne ist die Zelltemperatur schnell bei 70° C und mehr! Dann sinkt die Spannung drastisch von ca. 18 Volt auf 13 oder ähnliches. Warum habe ich trotzdem flexible genommen und dann auch noch so nah auf dem Dach montiert? So kann ich die ungenutzte gut 1 qm große Fläche vor der B-Säule nutzen. Andernfalls bleibe nur die kleine Fläche am hinteren Ende des Dachs – das war auch die Idee ganz zu Anfang. 2 x 100 Watt bringen mich aber weiter, als 1 x 100 Watt, egal wie effizient! Logisch. Check.
  • Parallel- oder Serien-Schaltung? Hier kommt bis dato jeder Beitrag, den ich gesehen habe, ins Schleudern. Exakt niemand hat je die Spannung der PV Anlage erhöht – wie blöd! Vorteil 1: Die Kabel können viel dünner sein, sind damit billiger und leichter. Vorteil 2: Der oben erwähnte Spannungsverlust bei höheren Temperaturen kann mit der Serien Schaltung wieder in den optimalen Regel Bereich der PV Anlage gebracht werden. Es gibt dazu ein White Paper von Victron Energy von 2013. Haben selbst VE Händler nicht gelesen!!! Nachteil: Es wird ein MPPT Solar Regler benötigt, der wesentlich teurer ist. Check.
  • PWM vs. MTTP Regler: Es wird am laufenden Band die Mär wiederholt, dass man 30% mehr Energie aus der PV mit einem MPPT Regler holt. Das ist falsch! Das kann möglich sein, wenn eine Anlage parallel läuft (und damit unter die Akku Spannung fallen könnte) und die Module in genau den ungünstigen Temperatur laufen. idR, siehe White Paper Victron Energy (die selbst MPPT Regler herstellen) ist der Mehr Ertrag viel geringer oder Null. PWM Regler, aka Puls width Module, lässt höhere Spannung, als der Akku aufnehmen kann, in Wärme verloren gehen. Ein MPPT, aka maximum power point tracking, kann die Ladekurve so verschieben, dass die maximale PV Leistung genutzt wird. Leistung ist bekanntlich Spannung (gemessen in Volt) x Stromstärke (gemessen in Ampere). In aller Kürze. Check.

Wie sieht mein Setup aus? Ich habe den besten Kompromiss aus Preis vs. Leistung umgesetzt und dabei das Design des Autos nicht kompromittiert. Ein zweites Modul hat mich kam mehr gekostet, als der Aufpreis  eines MPPT. Den kann ich immer noch nachrüsten, wenn ich das möchte. Ergo sind meine PV weder in Serie, noch unterlüftet. Dafür habe ich aber satte 200 Watt! Check.

Den PWM Regler habe ich erstmal zerlegt:

PWM Solar Regler 

PWM Solar Regler 

Nett ist auf jeden Fall, das sich direkt 5 Volt Anschlüsse habe, aka USB ;-). Einmal 2A, einmal 1A. Der Aufbau ist simple, deshalb darf so ein Produkt auch nicht viel kosten! Kurz gecheckt, ob alles funktioniert:

Test mit 100 Watt

Das Modul hat mit geringen Teilschatten 18,4 Volt produziert, open circuit Spannung liegt bei 19,2 Volt, short circuit Current bei 6,87 A. Da war ist sehr positiv überrascht. Sonne war satt am Start allerdings, die Temperatur aber auch bei ~ 25°C Luft.

Meine Module können bis 30% gebogen werden. Ich habe die Module testweise auf das Dach gelegt. Dann die Befestigungen angebracht. Die Module sind 105 cm x 54 cm x 0,3 cm. Der Plan: Ich will nicht vollflächig verkleben! 1. Es ist immer möglich, dass die PV defekt gehen und 2. können sie so abgenommen werden, wenn ich mal im Schatten stehen möchte aber trotzdem Strom haben!!! Macht natürlich nur Sinn, wenn man länger steht. Es gibt 6 Schrauben / PV. Die 8 mm Schrauben passen perfekt und sind mit ca. 4 cm runden Stahl Füßen versehen. Letztere habe ich mit à la Sika 252 auf das Dach geklebt. 3Nm/qmm – das sollte locker reichen. 4 Verschraubungen / PV sind zu sheen, je 2 folgen noch.

Der Kleber [OTTOCOLL P-83] zieht erst nach über 12 Stunden richtig an. Der erste Plan saht eine Markierung in den je 6 Löchern vor und dann darauf genau mittig die Füsse zu setzen. Das hat nicht vernünftig geklappt, da die Ösen exakt 8mm haben und damit fast kein Spiel. Aber da der Kleber erst nach über 15h einigermaßen fest war, konnte ich die ganze Choose noch bewegen, nachdem alles am Dach war. Also Schrauben leicht angezogen und die PV mit Tape in Position gehalten, bis der Kleber fast einen Tag später fest war. 

Das hat gut geklappt, die Klebestellen abgeklebt, so dass minimal Kleber übersteht. Die PV lassen sich jetzt mit einer 13 mm Nuss schnell abnehmen und dann die MC4 disconnecten.

Dann die Durchführung: Das Loch unten war noch von der alten Krankenwagen Funk Antenne vorhanden. Die Kabel Durchführung vor der Anhebung im Dach an zu bringen hätte wohl besser ausgesehen aber dann wären die PV sehr weit unten gewesen und stärker gebogen = ungut. Die Dachluke ist sowieso noch 1-2 Cm höher und von daher war es in dieser Hinsicht egal. Kein zusätzliches Loch – Check.

Die alte Versiegelung, Sika 221 herausgepult.

MC4 Durchführung aufgeklebt und fixiert

Kabeldurchführung

Kaum den Innenraum fertig -wieder alles auseinander. Da kann man gut testen, ob man vernünftig entwickelt hat (also die Verkleidung, inkl. der Befestigung): Dachluke ausgebaut, Dachluken Rahen ausgebaut, Dach Seitenverkleidung ausgebaut, LED Streifen Aluleiste ausgebaut, dann Dachhimmel abgenommen. Das Kabel durchgeführt und ganz links durch die Kabeldurchführung, die ich vor Monaten gebaut hatte, geführt. Dazu das Loch im Dachschweller aufgebohrt. Alles wieder zusammen. Nicht in 5 min zu erledigen!

Läuft:

PWM Solar Regler mit 200 Watt

13,4 Volt aus 2x 100 Watt Solar via PWM – Wolken bedeckter Himmel!

Die Kabel zur Batterie unter den Auto entlang. Diese kommen durch die gleiche Kabelführung, die die 25q Hifi Amp Kabel. Dahinter eine Sicherung und dann mit dem Regler verbunden. Hier ist das ganze noch provisorisch angebracht. Final ist es nun auf 2 cm Holz Stäbchen, die auf dem Amp geklebt sind. Darauf dann der PWM geschraubt. Damit haben die Kühlrippen auf der Unterseite des PWM noch 20 mm Luft zur Zirkulation. 

Der Regler zeigt hier, das die PV die Akkus mit zZ 14,2 Volt lädt. Die USB Buchsen aber nicht mit Strom versorgt werden. Selbst dieser simple Regler lässt eine Ladeschluss Spannungs Einstellung von bis zu 14,8 Volt in 0,1 Volt Schritten zu. Abschaltung von Verbrauchern habe ich auf 12 Volt eingestellt.

Ergebnis: Nach rund 6 Wochen Stillstand und 10° C am frühen Morgen ist der Motor mit der 3. – 4. Umdrehung angesprungen. Voller Saft – geil. Nix Luft im System, nix Rauch, nix unrunder Lauf in der ersten Minute! Ziemlich geil von allen beteiligten 🙂

Was noch kommt: Ein besseres Photo von vorn/seite 😉 Das Einkürzen der MC4 Anschluss Kabel von den PV. Diese sind idR rund 50 – 70 cm lang, ich brauche nur 15 – 25 cm. dazu müssen die MC Stecker ab, Kabel gekürzt und neue Stecker angepresst werden.

Was hat das ganze gekostet? Nun ich habe von 1500€ aufwärts für den Einbau solcher Anlagen Berichte gesehen. Allerdings mit einem 80€ teureren MPPT Regler. Ich habe einen Bruchteil davon bezahlt. 

Update #1: Kürzere Kabel! Ich hatte zunächst Manschetten die Kabel von einem 1a funktionierendem 200€ Solar Panel ab zu schneiden, weil sie für meine Anwendung ein wenig zu lang sind. Nun ist es so, dass ich immer geplant habe, dass diese Panel ohne weitere Umständen vom Dach kommen können, um sie zB im Sommer in die Sonne legen zu können, während das Auto im Schatten steht. Daher: Kann ich nicht einfach die Kabel ins Auto ziehen und dort weiter verlegen; denn zur Verwendung neben dem Truck müssen Verlängerungen daran.

Daher: Kabel kürzen und dabei die MC4 Stecker weiter verwenden. Ergo neue Stecker gekauft, und ran an den Seitenschneider:

Crimp Zange mit Spezial Verbinder Stücken

Das gekaufte Set beinhaltete 4 MC4 Stecker, female und male; sowie die dazugehörigen Einsätze, in die die gekürzten Kabel eingecrimpt werden müssen. Das ist insgesamt nicht teuer, kann aber sehr gut schief gehen!!! Daher Obacht:

Die MC4 stecken sehr fest zusammen und können beim Öffnen gut defekt gehen, bw die Nasen der Klemmungen. Dafür gibt es ein Spezial Werkzeug! Das braucht man nicht unbedingt, geht aber etwas schief, ist ein neuer MC4 fällig oder die Verbindung nicht Wasser dicht.

das Ding ist coool, aufschieben und dabei öffnet sich die Verbindung

auch zur Verschraubung der MC4 gedacht, geht aber auch mit Zange, wenn man vorsichtig ist

Den alten Stecker aufgedreht, in 2,80 Meter Höhe, dann abgezogen.  Immer einen nach dem anderen, um Verwechslungen aus zu schließen! Sowohl die Stecker, wie auch die (Metall) Einsätze MÜSSEN zusammen passen. Ein Anleitung hatte ich natürlich nicht.

WICHTIG: Die Orientierung des Steckers in der Crimpzange, in 2 (!) Richtungen

Den ersten Stecker habe ich falsch herum gecrimpt – hier daher auch nicht gezeigt. Das geht leider schnell, da ich keine Anleitung hatte, wie herum die „Einsätze“ in die Crimpzange kommen. Logisch, dass das offenen Ende, wie gezeigt eingesetzt wird, damit die beiden Enden sich um das Kabel herum legen

falsch

richtig!

Die Klemmung 4-6 ist dabei die korrekte, allerdings muss der „Stecker“/Einsatz, so, wie in der Zange oben herum eingesetzt werden!! Geschieht das nicht, ist die Klemmung nicht fest genug. Die Cimpzange, hat auf der einen Seite, mittig geteilt, eine kleinere Klemmung!

Die gecrimpten neuen Kabelenden in die MC4 einsetzen. Die Gummistücke und die Endverschraubung haben keine Reihenfolge, die bekommt man auch über den Metall Stecker geschoben. Der Gummiring muss natürlich richtig herum drin sein aber die kommen ja schon zusammen gesteckt, einfach denken, vor dem auseinander nehmen.

male

female

Der Gummiring macht die Sache Wetterfest. Das wird sich wohl über den Winter dann zeigen 🙂

hdr

gekürzte MC4 Kabel der 100 semiflex Solar Panel

So sieht das Ganze dann fertig aus. Die Parallel MC4 Stecker bleiben in dieser Position, bekommen aber noch eine Halterung, damit sie TOP Speed und Bäume überstehen, ohne sich zu bewegen. Dafür gibt es auch je eine kleine Bohrung. Ich denke, dass ich zwischen den PV eine kleine Halterung aufklebe, an die dann die beiden MC4 Doppel Stecker befestigt werden.

Oben zur Durchführung hin wird noch eine kleine Halterung angeschraubt, die beiden M8 PV Halter sind ja schon dort, womit die Kabel fixiert werden. Bis dato bewegt sich aber auch so nicht.

Die gekürzten MC4 Kabel werden vermutlich an 2 von den 4 Stellen mit der Durchführung vom PV selbst verklebt, für eine Führung quer zur Fahrtrichtung. Sprich die Kabel, die je nach aussen heraus geführt werden, werden dann 180° gedreht und dann direkt oben fixiert; dann nach vorn geführt, 180° gedreht und in die MC4 Doppelstecker gesteckt. Damit ist das Thema dann fertig.

Was hat das Ganze gebracht? Voller Saft immer und ständig: Es wird tatsächlich auch geladen, wenn es Regnet:

Regen, 13,2 Volt Bord und Solar Spannung

PS: Ich weiss dass Spannung ≠ Stromstärke ≠ Ladung ist, zeigt aber trotzdem, dass Ladung in die Akkus geht, denn die wären nach Minuten schon auf 12,7 Volt und dann fallend. ICH kenne meine blauen Optimas seht gut.