Die autarke Stromversorgung im VW Bus. Der T5 ist mein zu Hause. Hier schlafe und esse ich, koche, spüle ab, putze Zähne, arbeite, habe Spaß, ärgere mich, lese und träume – kurzum: Mein Camper ist und hat alles, was ich zum Leben brauche. Die Erfahrungen der letzten Jahre und der Wandel vom Wohnen auf Zeit zum Lebensmittelpunkt hin machten ein paar weitere Anpassungen notwendig, um die es heute gehen soll. Hinzu kommt der befreiende Gedanke, ab und zu autark in allen Bereichen zu sein. Also habe ich in dem Artikel versucht alles zusammenzuschreiben, was man für die Stromversorgung im Van oder Wohnmobil gebrauchen und wie man alle Komponenten platzsparend in einem VW Bus unterbringen könnte.
1. Stromversorgung im Campervan selber planen und einbauen.
Es sind insgesamt drei Möglichkeiten geworden, die den Camper mit Strom versorgen. Der Mann und ich haben dafür diverse Szenarien durchgespielt, um eine möglichst umfassende Versorgung unabhängig von Ort und Zeit zu gewährleisten. Kurz zusammengefasst sieht unser Elektrik-Selbstbau folgendermaßen aus: Zwei zusätzliche 95Ah-AGM-Batterien wurden verbaut, die 1. während der Fahrt, 2. via Landstrom oder 3. mithilfe eines faltbaren 220Wp-Solarmoduls geladen werden. Ein Teil der benötigten Komponenten befindet sich unter dem Fahrersitz, der Rest unter’m Bett. Wir können so Laptops, Kamera und Handys laden, außerdem auch Kompressorkühlbox und selbsteingebaute Planar 2D, eine Diesel-Luftstandheizung, betreiben.
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Es gibt ein paar Fragen, die ihr euch vor dem Ausbau stellen müsst, damit ihr einen Überblick darüber bekommt, was ihr alles benötigt. Vor allem geht es darum:
• Wie viel Strom ihr am Tag verbraucht.
• Woher ihr den Strom beziehen wollt (Landstrom, Lichtmaschine und / oder Solar).
• Wie viel ihr investieren möchtet.
• Wie lange ihr autark sein wollt.
• Wie viel Platz euch im und auf dem Camper zur Verfügung steht.
• Zu welcher Jahreszeit ihr hauptsächlich unterwegs seid.
• Ob ihr eher den Norden bevorzugt oder lieber den Süden genießt.
• Und wie viel ihr beim Einbau selber machen könnt.
Denn ein wichtiger Hinweis vorneweg: Bitte seht die folgenden Zeilen und Produktempfehlungen als Inspiration an, mit keinerlei Gewähr auf 100%ige Richtigkeit und Vollständigkeit. Auch sind wir nicht vom Fach, sondern haben uns das Wissen mit einigen Vorkenntnissen und jeder Menge Recherche selbst angeeignet. Dieses System funktioniert für UNSEREN Bedarf am besten, die benötigten Kapazitäten können bei euch natürlich anders aussehen und höher oder niedriger ausfallen. Jeder hat schlussendlich auch eigene Vorlieben, andere Herangehensweisen und natürlich auch ein anderes Sicherheitsbedürfnis, was Ausführung und / oder Wahl der einzelnen Bauteile angeht. Falls ihr euch also am Anfang unsicher seid, dann empfehle ich euch unbedingt jemanden mit entsprechendem (Fach-)Wissen hinzuzuziehen, da eine falsche Installation Schaden anrichten kann. Denn bedenkt bitte: Strom ist gefährlich!
2. Berechnung vom Strombedarf.
Die Größe von Versorgungsbatterie und Solarmodul richtet sich nach dem persönlichen Strombedarf und dem Wunsch nach Autarkie. Je höher der Bedarf ist und je länger man mit Campervan oder Wohnmobil unabhängig und frei stehen möchte (ohne Landstrom anzuzapfen oder durch Fahrt die Stromspeicher wieder aufzuladen), desto größer müssen Batterie und Paneel sein. Deshalb gilt es ganz am Anfang die Stromverbraucher zu ermitteln und dadurch den Stromverbrauch zu berechnen.
2.1 Die Bedeutung der Kennwerte.
Zuerst möchte ich euch aber einen kurzen Überblick verschaffen, was welcher Wert bedeutet, damit es später zu möglichst wenig Verwirrungen kommt und ein paar Grundlagen wieder aufgefrischt werden.
Strom: Strom an sich ist das Fließen elektrisch geladener Teilchen (Elektronen) in eine Richtung (vergleichbar mit einem Fluss). Damit aber diese Teilchen fließen können, braucht es eine bestimmte Spannung (einen gewissen Druck).
Spannung / Volt (V): Diese elektrische Spannung (U) wird in Volt angegeben und ist quasi der Antrieb der Elektronen – die Kraft oder eben der Druck, mit dem der Strom (der Fluss) zum Fließen gebracht wird. 12V (also relativ wenig Druck) ist die Basis für die Campervan-Elektrik (und auch so in vielen Wohnmobilen verbaut), 230V (also viel Druck) braucht es für diverse haushaltsübliche Geräte (und muss zumindest beim Eigenbau separat installiert werden). Elektrische Spannung ist die Ursache des elektrischen Stroms.
Stromstärke / Ampere (A): Die Stromstärke (I) wird in Ampere angegeben und ist die Menge an Strom (oder Wassermenge, wenn wir wieder beim Vergleich mit dem Fluss bleiben wollen), die durch eine Leitung fließt, also die Menge der elektrisch geladenen Teilchen. Ein Fluss kann aus viel oder wenig Wasser bestehen.
Leistung / Watt (W): Die elektrische Leistung (P) der Geräte wird in Watt angegeben und errechnet sich aus Kraft und Menge der Elektronen, also Volt und Ampere (W = V x A). Je höher die Wattzahl eines Geräts, desto mehr Kraft (Stromspannung) und Menge (Stromstärke) wird benötigt.
2.2 Den eigenen Strombedarf berechnen.
Welche Geräte brauchen wie viel Strom über welchen Zeitraum? Und wie hoch ist der Strombedarf insgesamt? Notiert euch dafür erstmal alle Verbraucher. Folgende weitere Werte werden dann für die Berechnung benötigt: Die Stromstärke in Ampere (steht entweder auf dem Gerät oder errechnet sich aus der Wattzahl (die ebenfalls auf Gerät, Bedienungsanleitung oder im Internet zu finden ist) / 12V Spannung (die an der Batterie anliegende Spannung)) sowie den Nutzungszeitraum am Strom in Stunden (geschätzt).
1. Schreibt alle Geräte zusammen, die Strom verbrauchen – z.B. Laptops, Smartphones, Kühlschrank, Beleuchtung, … .
2. Sucht nach der maximalen Amperezahl (oder berechnet sie aus Wattzahl / 12V Batteriespannung) – z.B. steht beim Netzteil meines MacBooks ein Wert von 3,65A.
3. Multipliziert den Wert mit der Nutzungszeit bzw. Ladezeit – z.B. 3,65A x 4,00h tägliche Nutzung am Strom.
Bei uns sieht das folgendermaßen aus:
Heraus kommt ein Wert in Ah, Amperestunde (Ah ist die Ladungsmenge und gibt die zur Verfügung stehende Ladung einer Batterie an). Zusammengerechnet macht das in unserem Fall einen Verbrauch von ca. 61Ah, wenn alle Geräte zusammen an einem Tag so betrieben bzw. geladen werden, wie beschrieben.
Bedenkt aber, das bei 230V-Geräten und dem dafür benötigten Wechselrichter (siehe weiter unten) eben dieser beim Betrieb auch Strom verbraucht, was ca. 15% mehr Verbrauch bedeutet, aufgerechnet auf diese Geräte. In unserem Fall gehe ich jetzt „Pi mal Daumen“ davon aus, dass noch einmal ca. 4Ah für die Laptops hinzukommen und ich somit mit maximal 65Ah am Tag rechne.
3. Welche Batterie ist die richtige?
Die Batterien im Camper sind das Speichermedium der produzierten und zur Verfügung stehenden Energie. Ab Werk verbaut ist in jedem Fahrzeug die Starterbatterie, die die grundlegenden elektrischen Funktionen gewährleistet – vor allem das Anlassen des Motors. Dann gibt es noch die Versorgungsbatterie (oder auch Aufbaubatterie, Verbraucherbatterie oder Versorgerbatterie genannt), die den täglichen Strombedarf diverser 12V-Geräte (oder mittels Wechselrichter 230V-Geräte) – wie Laden von Laptops, Handy & Co. oder Betrieb der Kompressorkühlbox – deckt. Aber welche Versorgungsbatterie ist die richtige?
3.1 Die Batterie-Arten.
Es gibt vier Batterie-Arten, die man derzeit als Versorgungsbatterie einbauen könnte. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Batterien betreffen Bauart, Preis, Gewicht sowie Ladezyklen und Entladungstiefen. Die Grundlage für welche Art ihr euch entscheidet, sollte euer Nutzungs- und Reiseverhalten sein: Reist ihr nur am Wochenende und 2-3 Wochen im Sommer? Plant ihr eine längere Reise oder lebt ihr sogar im Bus? Wie oft ladet ihr wie viel? Und mögt ihr es lieber kalt oder warm?
Die Nassbatterie (oder Blei-Säure-Batterie) ist die günstigste der vier Arten. Der Aufbau ist ähnlich der klassischen Starterbatterie, wobei hier dickere Bleiplatten im Vergleich eine bessere Zyklenfestigkeit gewährleisten. Die Nassbatterie ist meist nicht wartungsfrei – der Säurestand muss kontrolliert und verdunstetes destilliertes Wasser nachgefüllt werden. Außerdem gast diese Art aus, was eine Ausleitung des Gases aus dem Camper bedingt. Da sie nicht auslaufsicher ist, muss sie in säurefester Umgebung eingebaut werden. Die Nassbatterie gibt es auch als wartungsfreie geschlossene Variante, die für diese Nutzung bevorzugt werden sollte. Beachtet man die genannten Eigenschaften und achtet auf einen richtigen Lade- und Entladevorgang (Ladezyklen und mögliche Entnahmetiefe sind vergleichsweise gering), dann hat man damit (als Wenig-Verbraucher und hauptsächlich Landstromnutzer) sicherlich eine günstige Möglichkeit.
Die Blei-Gel-Batterie ist materialbedingt (Gel statt Säure) wartungsfrei und rüttelfest. Sie ist zwar teurer, aber zyklenfester und kann auch mal eine hohe Entladungstiefe erreichen, wenn sie im Anschluss wieder korrekt aufgeladen wird. Die Stromentnahme durch starke Verbraucher (230V via Wechselrichter) bedingt einen hohen Spannungsabfall und sollte möglichst vermieden werden. Niedrige Temperaturen mag sie nicht, hohe dafür aber schon. Durch die verbauten dickeren Platten im Inneren ist eine geringe Stromentnahme über einen längeren Zeitraum möglich, das Aufladen dauert aber lang, eine Vollladung ist nur mit entsprechendem Ladegerät möglich.
Die AGM-Batterie ist eine Weiterentwicklung der Gel-Batterie und mit einem Glasvlies ausgestattet. Sie ist genauso wartungsfrei und rüttelfest, aber etwas weniger zyklenfest. Sie lässt sich leichter und schneller laden, was ein enormer Vorteil vor allem bei der Solarstromeinspeisung ist. Der Anschluss auch größerer Wechselrichter und somit der Verbrauch von 230V ist hier außerdem möglich. Sie ist jedoch weniger für Tiefenentladungen geeignet, als die Gel-Batterie, mag Hitze nicht so sehr, kommt dafür besser mit Kälte klar. Ein spezielles Ladegerät ist auch hier ein Muss für Vollladung und Schutz vor Überladung.
Lithium-Ionen-Batterien (kurz LiFePo4) sind das i-Tüpfelchen der Versorgungsbatterien. Sie sind kompakter und leichter, wartungsfrei und rüttelfest, speichern viel mehr Strom, eine höhere Tiefenentladung ist möglich, sie sind langlebig, schnell zu laden – sie vereinen quasi alle Vorteile der bereits genannten Batterie-Arten und verstärken sie sogar. Aber, und das ist der große Minuspunkt, sie sind um ein Vielfaches teurer und lohnen sich daher eigentlich nur bei täglichem Gebrauch, völliger Autarkie und Vanlife mit allem Drum und Dran. Bei der Kosten-Nutzen-Rechnung ist zu bedenken, dass man aufgrund der höheren Tiefenentladung von bis zu 95% auf eine geringere Kapazität zurückgreifen kann (was zusätzlich Gewicht und Platz spart). Heißt, eine 80Ah-LiFePo4 ersetzt rein theoretisch eine AGM-Batterie mit fast doppelter Kapazität.
3.2 Entladungstiefe, Ladezyklus und Ladekennlinie.
Die beiden Kennwerte, Entladungstiefe und Ladezyklus, bestimmen die Lebensdauer der Batterien und bedingen sich gegenseitig. Die Entladungstiefe (auch DoD-(Depth of Discharge)-Wert) bezeichnet in % den Wert, wie viel Strom der Batterie maximal entnommen werden sollte. Tatsächlich liegt der meist nur zwischen 30-50% der vollen Kapazität, eher sogar bei 20-40% (die Ausnahme ist hier die LiFePo4 mit bis zu 95%). Der Ladezyklus gibt an, wie oft eine Batterie geladen werden kann – von einigen Hundert Ladezyklen bei der Blei-Säure-Batterie bis hin zu einigen Tausend bei der LiFePo4. Je öfter die Entladungstiefe ausgereizt oder überschritten wird, umso geringer ist die Anzahl der möglichen Ladezyklen der Batterien.
Das Augenmerk liegt auf einer korrekten Entnahme und Ladung je nach Batterie-Art. Deshalb solltet ihr zwecks der Haltbarkeit und optimalen (Voll)Ladung auch auf spezielle Ladegeräte achten. Für Gel- oder AGM-Batterien müssen sie z.B. über eine IUoU-Ladekennlinie verfügen. Das klingt aber komplizierter, als es eigentlich ist, da die meisten benötigten Ladegeräte (z.B. der Ladebooster für das Laden via Lichtmaschine oder der Laderegler für den Anschluss an Solar – siehe weiter unten) bereits über die passende Ladekennlinie verfügen und sie nur eingestellt werden muss. Sie sagt dem jeweiligen Ladegerät wie es die Batterie wann mit wie viel Strom und Spannung laden muss. Die IUoU-Ladekennlinie (für Gel- oder AGM-Batterien, LiFePo4 benötigt eine andere Ladekennlinie) beschreibt eine 3-Phasen-Ladung, bestehend aus Hauptladung, Ausgleichsladung und Erhaltungsladung und sorgt mit jeweils angepasster Ladespannung dafür, dass die Batterie optimal geladen wird – nicht zu schnell, nicht zu langsam, bis zur Vollladung hin und ohne Überladung. Die max. Ladespannung beträgt bei AGM 14.8V, bei Blei-Gel 14.2V und bei Blei-Säure 14.4V und sollte nicht (!) überschritten werden.
Achtet übrigens auch auf eine korrekte Lagerung der Batterien bei längerer Nichtbenutzung – vollgeladen, abgeklemmt (immer zuerst den Minuspol, dann den Pluspol – umgekehrt beim Anklemmen, da startet ihr mit dem Pluspol und danach folgt der Minuspol), kühl und trocken. Falls möglich, auch wenn ihr konstant unterwegs seid, solltet ihr die Batterien aller paar Wochen mal ans 230V-Netz anschließen und wieder komplett aufladen.
3.3 Die Starterbatterie als Versorgungsbatterie?
Eine klassische Starterbatterie ist eigentlich keine Versorgungsbatterie, da sie anderen Anforderungen genügen muss. Eine Starterbatterie muss beim Anlassen des Motors innerhalb kürzester Zeit jede Menge Strom abgeben. Dafür wird eine große Oberfläche benötigt, die durch viele dünne Bleiplatten mit wenig Abstand innerhalb der Batterie gewährleistet wird. Diese Bauweise wiederum eignet sich aber nicht für eine stetige Stromentnahme oder sogar Tiefenentladung.
3.4 Berechnung der Batteriegröße.
Die Kapazität der Batterie wird in Ah, Amperestunde, angegeben. Um herauszufinden, wie hoch die Kapazität sein muss, nehmt ihr erstmal euren errechneten Stromverbrauch. In unserem Fall sind das die 65Ah am Tag. Möchte ich also 2 Tage komplett autark stehen, ohne das die Batterie geladen wird, rechne ich den Verbrauch x2. So komme ich auf einen Bedarf von insgesamt 130Ah. Da ich eine AGM-Batterie verbauen werde, kann ich max. 50% Strom aus dieser entnehmen (eher sogar weniger), um die Batterie nicht zu schädigen. Also rechne ich weiter, 130Ah / 0,5 (50% vom Ganzen, bei 40% wäre es / 0,4) und komme so auf eine benötigte Batteriekapazität von mind. 260Ah (bei einem Verbrauch von 65Ah am Tag, 2 Tagen Autarkie ohne Stromzufuhr von außen und max. Entladungstiefe von 50%).
Der Wert der Kapazität wäre bei einer Blei-Gel-Batterie ähnlich, bei einer Blei-Säure-Batterie höher, bei einer LiFePo4 um einiges niedriger. Der zur Verfügung stehende Platz und das Budget bestimmen außerdem eure Wahl, da eine LiFePo4 um einiges kompakter und leichter, aber sehr teuer ist.
3.5 AGM-Batterie als Versorgungsbatterie.
In meinem Fahrzeug, einem einfachen VW T5 Transporter, ist nur eine Starterbatterie verbaut. Im Umbauprozess und im Zuge der geplanten, teilweise autarken Stromversorgung mussten jetzt zusätzlich Versorgungsbatterien eingebaut werden. Dabei haben wir uns für zwei 95Ah AGM-Batterien* (2 x 95Ah = 190Ah) entschieden (ACHTUNG: gleiche Bauart, gleiche Kapazität!), wobei eine unter dem Fahrersitz (daher zwei kleine, am Platzangebot angepasste, und nicht eine große Batterie) und die andere unter dem Bett verbaut wurde. Somit könnten wir ca. 1,5 Tage autark stehen.
Säure-Batterien haben wir von Anfang an ausgeschlossen. Die LiFePo4 wäre eigentlich perfekt, jedoch im Moment einfach zu teuer (nichtsdestotrotz liebäugele ich noch immer damit). Die Nachteile der Gel-Batterien (möglichst kein Anschluss eines Wechselrichters, Kälteempfindlichkeit, Dauer der Aufladung) sind umgekehrt als Vorteile die Entscheidungserleichterung für die AGM-Batterie.
3.6 Parallelschaltung vs. Reihenschaltung.
Habt ihr nur eine Batterie mit entsprechender Kapazität verbaut (was ihr übrigens bevorzugen solltet)? Dann dürften euch die folgenden Zeilen nicht interessieren. Habt ihr aber, wie wir, zwei Batterien verbaut, dann gibt es folgende Möglichkeiten der Schaltung: Batterien kann man in Reihe oder parallel schalten, man spricht dann von einer Reihenschaltung oder Parallelschaltung. ACHTUNG: Bei der Zusammenschaltung zwei oder mehr Batterien muss unbedingt auf die gleiche Bauart und Kapazität, auf das gleiche Alter und den gleichen Ladezustand geachtet werden, im besten Fall sind sie sogar vom selben Hersteller.
Wir haben beide AGM-Batterien parallel geschaltet. Heißt, die Kapazität bei einer Parallelschaltung verdoppelt sich (2 x 95Ah = 190Ah), wobei die Spannung mit 12V gleich bleibt. Das ist von Vorteil, da wir hauptsächlich 12V-Verbraucher nutzen, die 230V-Verbraucher mit dem Wechselrichter geladen werden. Die Parallelschaltung funktioniert so, dass der Pluspol mit dem Pluspol und der Minuspol mit dem Minuspol verbunden wird. Ein Nachteil der Parallelschaltung ist eine mögliche Verschlechterung der besseren Batterie, deshalb ist es wichtig auf Gleichheit in allen Belangen zu achten. Ein interessantes Video, wie man zwei Batterien parallel schaltet, habe ich bei Youtube für euch gefunden: Zwei Batterien parallel verbinden, von T4_Bastelbus. Bei der Parallelschaltung teilt sich der Stromkreislauf übrigens auf. Das heißt, der ankommende Strom wird geteilt und lädt parallel beide Batterien. Gleiches bei der Stromentnahme.
Eine Reihenschaltung wiederum würde bedeuten, dass sich die Spannung in unserem Fall mit zwei Batterien auf 24V verdoppelt, bei gleichbleibender 95Ah Kapazität. Diese Spannung von 24V findet man oft bei LKWs vor bzw. wird die Reihenschaltung mit dieser Absicht der Volt-Verdopplung ausgeführt. Dabei wird der Minuspol der einen Batterie mit dem Pluspol der anderen Batterie verbunden, es findet quasi eine Art Hintereinanderschaltung statt. Geringere Kabelquerschnitte sind der Vorteil. Bei der Reihenschaltung fließt derselbe Strom durch beide Batterien und lädt sie hintereinander auf. Gleiches bei der Stromentnahmen.
Übrigens ist der Abstand beider Batterien in unserem Fall relativ groß (eine unter dem Fahrersitz, eine unter dem Bett), was nicht optimal gelöst ist. Die Entfernung sollte nämlich so gering wie möglich ausfallen. Wenn ihr die Möglichkeit habt eine große statt zwei kleine Batterien unterzubringen, dann empfehle ich euch das unbedingt.
Außerdem haben wir zwischen den beiden parallel geschalteten Batterien keinen Trennschalter angebracht – was wiederum ein gern diskutiertes Thema ist. Trotz der erforderlichen Gleichheit beider Versorgungsbatterien (Bauart, Kapazität, Ladezustand, Alter) kann es im Laufe der Zeit zu unterschiedlichen Ladezuständen (durch Selbstentladung) kommen. Dieser Prozess kann nicht verhindert werden. Sind beide Akkus permanent miteinander verbunden, gibt es immer einen Stromfluss zwischen beiden Batterien, auch wenn keine Verbraucher angeschlossen sind. Es entsteht ein Ausgleichsstrom, sie entladen sich gegenseitig (einen interessanten Artikel dazu habe ich bei Matsch&Piste gefunden). Das eigentliche Problem ist dabei ein eventuell auftretender Defekt einer der beiden Batterien, einhergehend mit einer zu schnellen Komplettentladung beider Batterien. Eine Trennung würde Abhilfe schaffen. Wir haben darauf verzichtet, da die Ausgleichsströme minimal sind und eine Spannungsüberwachung durch den Batteriecomputer stattfindet. Möchtet ihr aber sicher sein, dann schaut euch Trennungsmöglichkeiten an (Trennschalter, Trennrelais, o.ä.).
3.7 Der Batteriecomputer.
Wie voll ist die Versorgungsbatterie eigentlich noch? Reicht die Restkapazität? Wie kann man die Batteriekapazität und den Ladezustand von Bleibatterien messen? Um alle Werte übersichtlich und schnell ablesen zu können, haben wir einen Batteriecomputer von VOTRONIC* verbaut. Die Funktionsweise ist so simpel wie genial, dank des mitgelieferten Shunts (Widerstand, mit dem sich die Stromstärke messen lässt). Dieser Shunt liefert mir die benötigten Daten und ich kann innerhalb des LC-Displays zwischen der Anzeige der Restkapazität (in h, % oder Ah oder als Füllstandsbalken), wie viel und ob Strom gerade zugeführt („Charge“) oder entnommen (mit einem Minus gekennzeichnet) wird, wechseln.
Das Gerät hat auch einen automatischen Schutz vor Tiefenentladung integriert. Der Smart-Shunt wird mithilfe des Massebandes mit dem Minuspol der Batterie gekoppelt und liefert via Kabel alle Daten an den Computer. Wichtig ist der richtige Einbau nach Anleitung mit den vorgegebenen Anschlüssen aller Verbraucher, Massen und Lademöglichkeiten (da sich für die korrekte Messung am Minuspol der Batterie(n) kein weiterer Anschluss (außer dem Smart-Shunt) befinden darf, wird ein anderer Verteiler, eine sogenannte Busbar bzw. Sammelschiene* benötigt).
Wir haben den Computer am Ende des Busses in eine Schrankwand des Kleiderschrankes integriert und zum Schutz rückseitig mit Holz abgedeckt. Der Shunt befindet sich nahe der einen Batterie unter dem Fahrersitz. Die Angabe 100 in der Bezeichnung richtet sich nach der maximalen Dauerbelastung durch die Verbraucher, also 100A – mehr ist in unserem Fall auch nicht zu erwarten.
4. Stromerzeugung mit Landstrom.
Freistehen oder Campingplatz? Ich mag beides, wobei ich bei letzterem möglichst immer nach nachhaltigen Campingplätzen schaue. Wenn ich dann auf eben so einem für mehrere Tage stehe, nutze ich dort den Strom, lade also die Batterien im Bus via Landstrom. Dafür brauche ich meist einen CEE-Adapter* an der Zapfsäule und ein Verlängerungskabel bis zum Camper hin. Weiter geht’s dann aber nicht, wie bei vielen anderen, durch eine CEE-Außensteckdose ins Wageninnere, sondern durch eine bereits vorhandene Öffnung im Motorraum.
4.1 Das Batterie-Ladegerät.
Jetzt müsste man ein Batterieladegerät installieren, das mit angepasster Ladekennlinie die Batterie auflädt. Um Platz zu sparen, haben wir uns für ein Kombi-Gerät entschieden, einen Wechselrichter mit integriertem Batterie-Ladegerät*. Der Wechselrichter wandelt die 12V-Spannung aus der Batterie in 230V um (weiter unten dazu mehr), das Batterie-Ladegerät lädt unsere AGM-Batterien mittels IUoU-Ladekennlinie, es scheint sogar für LiFePo4 (mit BMS) geeignet. Falls ihr keinen Wechselrichter benötigt, euch eine andere Lösung zur Spannungswandlung überlegt oder bereits einen Wandler verbaut habt, dann reicht ein klassisches Ladegerät mit integrierter, an eure Batterie-Art angepasster Ladekennlinie, wie z.B. das Batterieladegerät von CTEK*.
In dem von uns eingebauten Gerät befindet sich zusätzlich noch eine Netzvorrangschaltung. Das bedeutet, dass es automatisch erkennt, wenn Landstrom eingespeist wird. Verbrauche ich jetzt Strom, z.B. weil das Handy oder der Laptop lädt (via 230V), wird nicht der Strom der Batterie genutzt, sondern direkt der Landstrom durchgeschleust – und dennoch die Batterien parallel geladen. Cool, oder? Die 230V-Stromversorgung erfolgt quasi direkt über den Wechselrichter, die 12V-Stromversorgung in diesem Fall aber weiterhin nur über die Versorgerbatterie.
Noch eine Info bezüglich der Größe des Ladegeräts, egal ob mit oder ohne Zusatzfunktion: Der Ladestrom (A) sollte nicht zu niedrig sein, vor allem dann, wenn beim Laden der Batterie gleichzeitig Verbraucher angeschlossen werden. Zu hoch sollte er aber auch nicht sein, um der Batterie nicht zu schaden. Eine Wissenschaft müsst ihr daraus trotzdem nicht machen. Auf den Webseiten einiger Batterieladegerät-Hersteller kann man recherchieren, bis zu welcher Batterie-Kapazität welches Ladegerät genutzt werden kann.
4.2 Anschluss via dem Motorraum.
Diverse Rostprobleme bei einem VW Bus sind ja relativ bekannt. Unser T5 ist davon nicht ausgeschlossen, ganz im Gegenteil, und deshalb wollten wir auf weitere Problemstellen verzichten. Das ist einer der Gründe, warum wir uns gegen eine Außensteckdose entschieden haben und stattdessen ohne viel Aufwand mit dem Anschluss durch den Motorraum gegangen sind.
Zusammengefasst sieht die Installation folgendermaßen aus: Vom Batterieladegerät (in unserem Fall dem Wechselrichter) verläuft ein normales Verlängerungskabel* bis in den Fahrerraum. Dort geht’s weiter unterhalb der Gummimatte und der Trittstufe der Fahrerseite seitlich unten ins Armaturenbrett hinein und durch eine vorhandene Öffnung mit Gummitülle schlussendlich nach außen. Die Öffnung ist relativ klein, deshalb wurde der Stecker des Verlängerungskabels abgetrennt, das Kabel hindurchgeschoben und auf der anderen Seite ein neuer Stecker* befestigt. Um an die Öffnung zu gelangen, muss man die Spritzwand hinter der Batterie entfernen und überhaupt ist es ein ziemliche Fummelei. Grundsätzlich war es das dann aber auch schon. Das im Batterieraum der Starterbatterie liegende Kabel sollte eine ausreichende Länge habe. Um dann das zur Stromzapfsäule liegende Kabel mit dem beschriebenen Verlängerungskabel zu verbinden, muss die Batterieabdeckung entfernt und beide Kabel mittels normaler Steckverbindung verbunden werden.
Benötigte Komponenten: Ein Batterie-Ladegerät: Meine Empfehlung ist der genannten Wechselrichter mit integriertem Ladegerät. Falls ihr eins ohne Wechselrichterfunktion benötigt, dann achtet auf die passende Ladekennlinie. Vom Ladegerät zur Versorgungsbatterie braucht es außerdem die vom Hersteller empfohlenen Batteriekabel, siehe Montageanleitung. Weiteres Zubehör für diese Lösung ist ein Verlängerungskabel und ein Stecker. Für den direkten Stromanschluss an die Zapfsäule auf dem Campingplatz ist eine Kabeltrommel o.ä. nötig und in den meisten Fällen ein CEE-Stecker.
Wenn ihr nicht, wie wir, mit den Kabeln durch den Motorraum ins Wageninnere gehen wollt, dann wäre eine klassische CEE-Außensteckdose* eine weitere und gebräuchliche Methode. Oder aber ihr verbaut einen DEFA Mini Plug, eine Anleitung vom Küstenbulli via Youtube habe ich euch verlinkt.
5. Stromerzeugung mit Lichtmaschine.
Die Lichtmaschine ist dafür da, diverse Verbraucher im Auto und die Starterbatterie mit Strom zu versorgen bzw. diese während der Fahrt aufzuladen. Sie ist ein elektrischer Generator, angetrieben vom Motor, und wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. Irgendwann brauchen Starterbatterie und Verbraucher aber nicht mehr so viel Energie, wie die Lichtmaschine bei voller Leistung erzeugt, im Normalfall läuft sie jetzt auf Sparflamme.
Deshalb gibt es die Möglichkeit den Strom zum Laden der Versorgungsbatterie(n) während der Fahrt durch die Lichtmaschine erzeugen zu lassen. Sobald die Starterbatterie geladen ist, geht die überschüssige Energie in die Versorgungsbatterie über. Um diese Funktionsweise optimal zu gewährleisten, sind zusätzlich weitere Komponenten nötig.
5.1 Das Trennrelais.
Das Trennrelais wird zwischen Starterbatterie und Versorgungsbatterie gesetzt. Sobald man steht und der Motor abgeschaltet ist, kappt das Trennrelais automatisch die Verbindung zwischen den beiden Batterien. Das ist wichtig, da wir sonst beim längeren Stehen und Nutzen des Stroms aus der Versorgungsbatterie auch irgendwann die Starterbatterie mit leer saugen würden.
5.2 Der Ladebooster.
Dann braucht es noch einen Ladebooster, der Leitungsverluste (durch lange Wege zwischen Starterbatterie und Versorungsbatterie) und Spannungsschwankungen der Lichtmaschine (produziert nicht immer gleichbleibend Strom) ausgleicht. Hinzu kommt, dass bei neuen Fahrzeugen (ab Euro 6) teilweise intelligente Lichtmaschinen verbaut wurden, die sich bei voller Starterbatterie runterregeln und somit weitere Batterien nicht geladen werden würden. Ein Ladebooster ist ein Spannungswandler ist ein B2B Lader ist eine Ladehilfe, die die evtl. geringere Spannung der Lichtmaschine in die benötigte Spannung der Versorgungsbatterie umwandelt, die Ladung bis zur Vollladung hin optimiert und vor Überspannung (Überladung) schützt – Stichwort „Ladekennlinie“.
Unsere Wahl fiel auf einen B2B Ladebooster von VOTRONIC*, der gleichzeitig auch als Trennrelais (!) fungiert und eine Batterie-Rückentladung verhindert. Außerdem aktiviert er sich automatisch beim Start des Motors. Er wird zwischen Starter- und Versorgungsbatterie(n) gesetzt.
Der verlinkte Ladebooster ist für Batteriekapazitäten bis 260Ah geeignet und liefert einen max. Ladestrom von 30A. Habt ihr weniger Kapazitäten verbaut, könntet ihr auf eine Nummer kleiner zurückgreifen (bedenkt aber, dass ihr vielleicht mal nachrüsten wollt) oder im umgekehrten Fall auf ein, zwei Nummern größer.
Die Variante ohne Kommunikation mit der Lichtmaschine ist nur bei Fahrzeugen ohne Energiemanagement (das wäre z.B. ab EURO-Norm 6 verbaut) möglich. Ansonsten braucht es eine Kommunikation zwischen Ladebooster und Lichtmaschine, was mithilfe eines Signalkabels an der D+ – Klemme gelöst werden kann (siehe Montageanleitung).
Benötigte Komponenten: Ein B2B-Ladebooster mit integriertem Trennrelais* sowie die laut Anleitung empfohlenen Kabel (-querschnitte) und Sicherungen.
6. Stromerzeugung mit Solar.
Diese Art der Stromerzeugung ist mir die liebste. Die, die sich ganz mit meinen eigenen Wertvorstellungen vereinbaren lässt sowie grüne und gesunde Energie liefert.
Solarstrom beim Camping lässt sich mithilfe diverser Möglichkeiten erzeugen, die alle mit ihren Vor- und Nachteilen gut überlegt werden sollten. Als Basis dienen an eure Bedürfnisse angepasste Solarpaneele und ein Laderegler. Unsere Entscheidung fiel auf ein möglichst starkes und faltbares Solarmodul, da wir das Dach vom Bus als erweiterten Stauraum nutzen (und somit keinen Platz für 1 bis 2 Module haben) und zudem Kosten für die anstehende Verschiffung nach Kanada sparen wollten (da der Preis sich nach den Kubikmetern des Fahrzeugs mit allen An- und Aufbauten berechnet).
6.1 Wofür braucht man einen Laderegler?
Lasst mich kurz etwas zum Laderegler erzählen, das neben dem Solarpanel wichtigste Bauteil für die Sonnenenergiegewinnung. Der Laderegler versorgt die Batterie mit einer gleichmäßigen Spannung. Das ist wichtig, da die erzeugte Spannung vom Solarpanel über den Tag verteilt nicht konstant ist (durch den Verlauf und die Intensität der Sonne) und diese Schwankungen der Batterie schaden könnten. Ein Laderegler wandelt deshalb die ungleiche Spannung, die vom Panel kommt, in die gleichbleibende Spannung, die die Batterie benötigt, um – er übernimmt den Part der Spannungsüberwachung und trennt bzw. schließt zusätzlich Modul und Batterie, je nach Ladung der Batterie (was zum Teil sekündlich passiert). Mit einem Laderegler wird die Batterie möglichst ideal und schonend geladen und die Lebensdauer eben dieser verlängert. Auch hier ist die angepasste Ladekennlinie wieder das Nonplusultra.
Ich möchte euch dafür einen MPPT-(Maximum Power Point Tracking)-Solarladeregler empfehlen, der das Beste herausholt, bis zu 20-30% mehr Leistung gegenüber günstigerer PWM-Solarladeregler bringt und um einiges effizienter ist (als Recherche dafür habe ich euch einen Artikel von Andre auf AMUMOT verlinkt).
Die MPPT-Solarladeregler von Victron* oder von Votronic* sind dabei die gängigsten. Ich selbst nutze den Victron SmartSolar MPPT Laderegler 75/15* mit integriertem Bluetooth und kann somit via Smartphone-App jederzeit ablesen, wie viel Energie die Solaranlage gerade liefert. Der Solarladeregler muss so nah wie möglich an der Versorgungsbatterie montiert werden.
6.2 Solarzellen.
Monokristallin oder Polykristallin – Zwei bauliche Eigenschaften mit unterschiedlichem Flächenwirkungsgrad und Preis, die die Wahl eures Solarpaneels beeinflussen. Ein Solarmodul besteht aus Solarzellen und die wiederum bestehen aus Silizium. Und diese Siliziumzelle ist entweder ein aufwendig „gezüchteter“ Monokristall oder ein Polykristall, bei dem das Silizium einfach erhitzt, in eine Form gegossen und erkaltet gelassen wird.
Monokristalline Solarzellen haben einen hohen Flächenwirkungsgrad und ein gutes Diffuslichtverhalten. Diese Solarzellen erkennt man an dem gleichmäßigen Schwarz oder Dunkelblau und der 8-eckigen Form (die mit den „abgeschnittenen“ Ecken, wo auf dem Panel dann die weiße Trägerplatte durchscheint). Aufgrund der aufwendigeren Herstellung sind sie teurer in der Anschaffung.
Polykristalline Solarzellen haben einen schlechteren Flächenwirkungsgrad und im Vergleich auch ein schlechtes Diffuslichtverhalten. Ihre Form ist quadratisch und die Farbe ist bläulich-kristallin. Polykristalline Solarmodule sind die günstigeren.
Bisher habe ich bei den Solarmodulen für den Bereich Camping eigentlich ausschließlich monokristalline Paneele verbaut gesehen, aufgrund des meist geringen zur Verfügung stehenden Platzes.
6.3 Berechnung von Panelgröße und Laderegler.
Zum Berechnen der Solaranlage für Camper oder Wohnmobil und um eine ungefähre Vorstellung der erforderlichen Größe zu bekommen, benötigt ihr folgende Angaben: Euren täglichen Verbrauch und eure Batteriekapazität. Außerdem spielt bei der Berechnung euer Reiseverhalten eine enorme Rolle – WANN seid ihr WO. Reist ihr im Sommer in den Süden oder Norden? Seid ihr auch im Winter unterwegs? Denn je nach Jahreszeit und Breitengrad liefert die Sonne einen unterschiedlich hohen Ertrag. Für die Berechnung gibt es leider keine allgemein gültige Formel, da zu viele Faktoren (wie Bewölkung, Sonnenstand, Sonnenintensität, Temperatur, Ausrichtung des Panels zur Sonne, Verschattung) hineinfließen.
Ich möchte euch gerne ein paar Daten anhand unserer verbauten (mobilen) Anlage liefern. Die Solartasche hat eine Nennleistung von 220Wp (Watt Peak (Peak = engl. für „Spitze“) – beziffert die Spitzenleistung unter Standard-Testbedingungen (STC)). Mit den 220Wp an sich kann man erstmal nicht viel anfangen, viel interessanter ist der vom Hersteller angegebene durchschnittliche Tagesertrag in Wh (Wattstunde) mit 1.100Wh. Bedeutet also, unsere Solaranlage liefert (unter Standard-Testbedingungen mit einer Einstrahlung von 1000 W/m², einer Luftmasse AM von 1,5 und einer Zelltemperatur von 25 °C) 1.100Wh am Tag.
Fall 1: Unsere Batteriekapazität beträgt 190Ah. Max. 50% kann ich entnehmen, also müsste die Solaranlage 95Ah aufladen. Um 95Ah mit 1.100Wh in Relation zu setzen, nehmen ich einfach die Formel zur Berechnung der Leistung: A x V = W, anwendbar auch auf Ah und Wh. Also 95Ah x 12Volt Batteriespannung ergeben 1.140Wh. Unter den genannten Bedingungen wird es die Solaranlage nur ganz knapp schaffen, die Batterien von 50% zu 100% voll aufzuladen, wenn in der Zeit keine Verbraucher angeschlossen sind.
Fall 2: Unser Verbrauch liegt bei 65Ah. Wende ich wieder die Formel an, muss die Solaranlage 780Wh am Tag erzeugen, damit ich alle Verbraucher wie errechnet betreiben kann, ohne die Batteriekapazität anzapfen zu müssen (65Ah x 12V = 780Wh).
Fall 3: Lasst mich die Formel noch einmal umstellen (A x V = W ⇒ W / V = A), dann könnte ich am Tag knapp 92Ah verbrauchen, bei dem vom Hersteller angegebenen durchschnittlichen Tagesertrag, bevor ich den Strom aus der Batterie entnehme (1.100Wh / 12V = 91,66Ah).
Ihr seht, unter den Standard-Testbedingungen kommen wir mit 220Wp ganz gut klar. In der Natur selbst ist aber nichts wirklich standardisierbar und schon gar nicht das, was die Sonne an Energie WANN und WO liefert. Die Sonneneinstrahlung wird in (Süd)Deutschland nur im Sommer bei klarem Himmel bei 1000 W/m² liegen, ziehen Wolken auf fällt der Wert, ebenso in den kälteren Monaten. Je weiter man aber Richtung Süden fährt, nimmt die Sonneneinstrahlung weiter zu, umgekehrt ab wiederum Richtung Norden. Die Zelltemperatur von 25°C ist zudem theoretisch und wird im Sommer bei optimaler Sonneneinstrahlung höher liegen, was den Ertrag vermindert.
Um den Laderegler richtig zu dimensionieren, solltet ihr wissen was die angegebenen Werte bedeuten. Als Beispiel nehme ich hier wieder den von uns verbauten MPPT Laderegler 75/15. Die 75 steht für die maximale PV-Leerlaufspannung (Spannung der Photovoltaik-Module, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist), die 15 für den Nennladestrom. Das bedeutet, die Leerlaufspannung (Uoc) darf max. 75V betragen und es dürfen max. 15A Stromstärke in den Laderegler hineinfließen. Den Wert der Leerlaufspannung findet ihr z.B. auf dem Datenblatt des Solarmodulherstellers, er beträgt in unserem Fall 38,90V. Die Stromstärke vom Nennladestrom berechnet ihr aus der max. Anlagenleistung (Wp) / Leerlaufspannung Uoc (V), also bei uns 220Wp / 38,90 = 5,65A.
Überlegt euch, ob es nicht Sinn ergibt gleich eine Nummer größer zu kaufen, um etwas Puffer für eine eventuelle Solarnachrüstung zu haben. Auch findet ihr manchmal direkt bei den Herstellern Angaben, für welche Wp-Größe der Laderegler ausgelegt ist.
6.4 Festes Solarmodul.
Feste bzw. starre Solarmodule* sind die meist verbauten Paneele auf diversen Dächern von Wohnmobil, Campervan oder Wohnwagen. Die Standard-Bauweise besteht aus den Solarzellen und einem Metallrahmen. Fast immer werden sie flach auf dem Dach montiert, geschraubt, geklebt. Als Unterlage dient entweder das Dach an sich (mit Abstandhaltern) oder ein Dachträger bzw. die Dachreling. Kabel müssen durch das Dach geführt und die Durchführungen abgedichtet werden, im Anschluss wird das System via dem Laderegler mit der Batterie verbunden. Dadurch, das die festen Module mit einem Abstand von ein paar Zentimetern montiert werden, erhitzen sie nicht so schnell, da eine, wenn auch kleine, Hinterlüftung stattfindet. Ein möglicher Nachteil ist der damit verbundene höhere Aufbau und ein höheres Gewicht. Alle für die Anlage benötigten Komponenten (Module, Spoiler, diverse Kabel, Laderegler, Dachdurchführungen, Kleber, Stecker, Buchsen usw.) kann man immer einzeln, teilweise aber sogar als Set kaufen.
Ähnlich der Batterien kann man sich auch bei mehreren Solarmodulen zwischen einer Parallel- und Reihenschaltung entscheiden, mit jeweiligen Vor- und Nachteilen – das als Hinweis für eure weitere Recherche. Kurz angerissen, ist der Vorteil bei einer Parallelschaltung eine Schaltung unterschiedlicher Photovoltaik-Module und eine Unabhängigkeit von einer Teilabschattung. Die Spannung bleibt gleich, die Stromstärken addieren sich aber, was als Nachteil höhere Kabelquerschnitte und einen an die hohe Stromstärke angepassten Laderegler bedeutet. Bei einer Reihenschaltung werden die Spannungen addiert, die Stromstärke wiederum bleibt gleich, womit geringere Kabeldurchmesser verbaut werden können. Da der Strom durch alle Paneele fließt, müssen diese in der Leistung gleich sein, eine Teilverschattung wirkt sich negativ aus.
6.5 Flexibles Solarmodul.
Flexible Solarmodule* sind biegsame Solarmodule, die mithilfe eines Klebers (meistens Sikaflex) direkt auf das Blech angebracht werden können. Sie sind extrem flach, sehr leicht und robust und nehmen bis zu einem gewissen Grad Biegungen auf. Die geringe Höhe und Flexibilität ist ein enormer Pluspunkt, wobei es nach meiner Recherche aber auch einige Nachteile gibt, die man beachten sollte: Dadurch, dass die Module aufgeklebt werden, lassen sie sich nur noch schwer wieder entfernen (z.B. mithilfe von Schneidedraht). Außerdem ist eine Hinterlüftung nicht möglich, was dazu führen kann, dass das schwarze Panel in der prallen Sonne heiß wird und an Leistung verliert. Nichtsdestotrotz könnte man hier ein wenig tüfteln und z.B. Doppelstegplatten, den Dachträger o.ä. als Unterlage benutzen, um den Nachteilen entgegenzuwirken. Die benötigten Komponenten sind ähnlich der festen Solarmodule.
6.6 Faltbares Solarmodul.
Unsere Wahl fiel nach einigen Überlegungen auf ein faltbares Solarmodul und zwar auf das faltbare 220Wp-Solarpanel* von WATTSTUNDE, inkl. Victron 75/15 Laderegler und Batteriekabel (HINWEIS: Ich habe auf der Seite des Herstellers gesehen, dass zumindest unser verbautes 220Wp-Faltmodell erst wieder ab August lieferbar, aber vorbestellbar ist). Die Komponenten sind auch einzeln und in unterschiedlichen Leistungsstärken bestellbar. Die Solartasche mit 220Wp Leistung (4 x 55Wp) besteht aus vier Modulen und ist in dem Bereich derzeit eine der leistungsfähigsten faltbaren Solartaschen, die es zu kaufen gibt.
Mithilfe der angebrachten Füße kann ich die Zellen im optimalen Winkel zur Sonne ausrichten und somit den bestmöglichen Ertrag erzielen, außerdem kann der Camper währenddessen im Schatten parken. Zusammengefaltet passt die Tasche platzsparend zwischen Fahrersitz und Küchenzeile, sie ist wasserabweisend und kann sogar bei leichtem Sprühregen eingesetzt oder auch hinter die Windschutzscheibe geklemmt werden (wobei es bei dieser Modulgröße schon etwas eng wird). Falls es euch interessiert, werde ich in einem separaten Testbericht mal genaueres darüber schreiben.
Einbau und Inbetriebnahme sind wirklich unkompliziert und leicht. An der Tasche ist ein 5m langes Anschlusskabel angebracht, das am Ende mit einem Anderson-Stecksystem versehen ist. Aufgrund dieses Stecksystems kann der Anschlussstecker dauerhaft am Laderegler hängen bleiben, man muss nur den Gegenstecker anstecken und schon versorgt das Modul via dem Laderegler die Versorgungsbatterie mit Strom.
Ein Nachteil ist aber, dass ich immer wieder die Module neu ausrichten muss, bei starkem Wind Alternativen zur Befestigung überlegt werden müssen (theoretisch könnte man bei leichtem Wind Zeltheringe in die vorhandenen Ösen stecken) und ich, wenn ich nicht am Bus bin, die Tasche sicherheitshalber wegpacken sollte (evtl. hinter die Windschutzscheibe oder aufgeklappt und gesichert auf’s Dach). Ein faltbares Solarmodul kann übrigens auch eine Ergänzung zur bestehenden Anlage sein.
Benötigte Komponenten: Ein faltbares Solarpanel* mit gewünschter Leistung (in meinem Fall 220Wp, es gibt die Tasche von WATTSTUNDE aber auch mit 80Wp, 120Wp oder 180Wp oder vergleichbar von Offgridtec* bis 200Wp). Außerdem braucht ihr einen Laderegler sowie ein Batterieanschlusskabel mit Sicherung und Polklemmen* – im besten Fall besorgt ihr euch das alles als Set. Zusätzlich kann auch ein 5m oder 10m langes und passendes Verlängerungskabel* Sinn ergeben.
6.7 Solarkoffer.
Der Vollständigkeit halber möchte ich noch die Solarkoffer* erwähnen, faltbare Module mit einem festen Metallrahmen und -untergrund. Die Funktionsweise ist die der Solartasche gleich, nur ist das Element schwerer und massiger. Oft gibt es hier das System auch als Komplettset mit Kabel und Laderegler.
6.8 Anbieter von Solaranlagen bzw. Komplettsets.
Für den Einbau, das Nachrüsten und die Nutzung einer Solaranlage im Bereich Camping sind mir ein paar Anbieter aufgefallen, die ich euch gerne nennen möchte:
Andre von AMUMOT lebt selbst seit mehreren Jahren im Wohnmobil, hat seine autarke Stromversorgung mit viel Wissen und Testen optimiert und bietet in seinem AMUMOT Shop alles rund um Strom und Technik für’s Wohnmobil (inkl. Beratung und Einbauservice) an.
Beim der Recherche nach faltbaren Solarmodulen bin ich auf WATTSTUNDE aus Lüneburg gestoßen, die diverse mobile Anlagen (Einzelkomponenten und Komplettsets, Solartaschen und -koffer, feste und flexible Module) anbieten.
Offgridtec aus Eggenfelden ist ein weiterer bekannter Anbieter aus Deutschland für diverse Solar- und Stromkomponenten, mit einem ähnlichen Angebot sowie Preis-Leistung-Verhältnis.
SolarSwiss aus Reutlingen hat sich auf die Herstellung von Solarmodulen und Solaranlagen für Wohnmobile spezialisiert, komplett Made in Germany, und bietet Diverses auf Anfrage an.
Die Firma autarker.de sitzt in Erding und ist ein kleiner Camping-Fachbetrieb, mit Beratung, Verkauf und Montage, nicht nur Strom und PV betreffend.
7. Wechselrichter und (USB-) Steckdosen.
Jetzt habe ich euch in den letzten Zeilen erzählt, wie wir Strom produzieren und ihn in die Batterie bekommen. Die nächsten Wörter handeln deshalb davon, wie der Strom dann ins Endgerät gelangt.
7.1 Wechselrichter.
Die Funktionsweise eines Wechselrichters lässt sich am besten mit einer weiteren Bezeichnung für das Gerät erklären: Spannungswandler. Er wandelt eine niedrige Spannung (12V Gleichstrom) in eine hohe Spannung (230V Wechselstrom) um. Es gibt einige Geräte, die nur mit 230V geladen werden können. Bei uns sind das z.B. beide Laptops (wobei entsprechende Netzteile auch hier Abhilfe schaffen würden). Manche nutzen im Camper einen Fön oder eine elektrische Zahnbürste, Küchengeräte wie elektrische Kaffeemaschine (Kaffee kann man aber auch ganz einfach ohne Strom kochen) oder Pürierstab. Habt ihr keinerlei Geräte, die mit 230V geladen werden müssen, dann könntet ihr auf diese Investition verzichten.
Unsere Wahl fiel auf den bereits weiter oben erwähnten 3in1 1000W Wechselrichter von ECTIVE* mit reiner (!) Sinuswelle (es gibt Geräte, die eine reine oder eine modifizierte Sinuswelle ausgeben – die reine Sinuswelle sollte für ein störungsfreies Laden bei empfindlichen Verbrauchern bevorzugt werden, auch wenn diese Wechselrichter teurer sind). Diesen Wechselrichter gibt es in mehreren Serien, die verlinkte CSI-Serie vereint Wechselrichterfunktion (12V ⇒ 230V) und Batterieladegerät (für den Landstromanschluss) mit 230V-Netzvorrangschaltung (bei Anschluss wird automatisch der Landstrom und nicht der Strom aus den Batterien genutzt, diese werden dafür aber parallel aufgeladen). Braucht ihr kein Batterieladegerät gibt es den Wechselrichter auch ohne dieser Funktion. Braucht ihr zusätzlich noch ein MPPT-Laderegler, gibt es den Wechselrichter auch inkl. dieser Funktion.
Wir haben die 1000W-Variante verbaut, da theoretisch nur die beiden Laptops über den Wechselrichter geladen werden, praktisch manchmal noch die Kamera-Akkus und der mobile WLan-Router. Spitzenleistungen bis 2000W für 2sec (manche Verbraucher brauchen beim Einschalten kurzzeitig eine hohe Wattzahl) sind mit dem Gerät möglich, sollten aber, wie auch die 1000W, nicht ausgereizt werden.
Übrigens: Trotz eines Spannungswandlers solltet ihr darauf achten so wenig Geräte wie möglich mit 230V zu nutzen. Denn der Wechselrichter, sobald er in Betrieb genommen wird, verbraucht selbst Strom. Schaltet ihn daher bei Nichtbenutzung immer aus, was ihr entweder händisch oder optional mit einer zusätzlichen Fernbedienung* machen könnt.
Der verbaute Wechselrichter ist relativ groß. Für uns war der beste Platz deshalb oberhalb vom linken hinteren Radkasten, unter dem Kleiderschrank. Man kann ihn trotzdem zum Ein- und Ausschalten noch relativ gut erreichen.
7.2 (USB-) Steckdosen.
Um schlussendlich den Strom in die Verbraucher zu bekommen, haben wir eine klassische 230V-Steckdose und insgesamt 4 USB-Steckdosen* (2 Stk. hinten, 2 Stk. vorn) verbaut. In unserem Fall befinden sich jetzt direkt neben dem Bett der Bordcomputer, eine 230V-Steckdose und zwei USB-Steckdosen, zwei weitere USB-Steckdosen wurden einfach ins Armaturenbrett integriert.
Es ist schon sehr faszinierend, wie viel Aufwand und Technik es Bedarf, um schlussendlich durch diese kleinen Öffnungen Strom zu zapfen und die Geräte zu laden.
Der Einbau der Steckdosen ist leicht. Es braucht nach der Platzierung erstmal eine entsprechende (runde) Öffnung, danach kann die 230V-Steckdose oder die 12V-USB-Steckdose schon angebracht werden. Die Kabel für die 230V-Steckdose kommen direkt vom Wechselrichter – eigentlich ist es nur ein handelsübliches Verlängerungskabel, mit abgeschnittenem Ende, das von der Steckdose des Wechselrichters zur 230V-Steckdose führt. Bei der 12V-Steckdose kommen hier Plus und Minus vom Sicherungskasten.
8. Kabel (-querschnitte).
Ein weiteres wichtiges Thema bei unserem VW-Bus-Ausbau und der Elektrik ist die Wahl der richtigen Kabelgrößen und die korrekte Verlegung. Die wenigsten Bauteile werden mit passenden Kabelstärken geliefert, weshalb man selbst noch etwas rechnen und recherchieren muss. Denn: Zu dünne Kabel können einen Spannungsabfall und im schlimmsten Fall einen Kabelbrand verursachen (da zu viel Strom auf einmal hindurch möchte), ebenso können falsch verlegte Kabel zu einem Kabelbruch führen. Zu dicke Kabel wiederum kosten und wiegen mehr.
Die Kabel, die ihr für die Camper-Elektrik verwendet, sollten für den KFZ-Bereich zugelassen und beweglich sein (starre Kabel können brechen). Sie bestehen aus mehreren einzelnen, manchmal ineinander gedrehten Kupferdrähten (Litze genannt) und sind mit einer gummiartigen Isolierung umhüllt.
8.1 Kabelquerschnitte berechnen
Aus den beschriebenen Gründen ist es deshalb notwendig den korrekten Kabelquerschnitt für das jeweilige Bauteil zu berechnen. Der Kabelquerschnitt gibt übrigens in mm² die Querschnittsfläche der Leitung an.
Folgende Anhaltspunkte sind für die Berechnung wichtig:
• Die Stromstärke – Wie viel Ampere sollen durch das Kabel hindurchfließen?
• Die Kabellänge in Meter – Wie groß ist der Abstand zwischen Batterie und Steckdose (oder Batterie und Sicherungskasten oder Sicherungskasten und Steckdose)?
• Der Spannungsabfall – Es gibt einen Verlustfaktor, bezogen v.a. auf die Länge des Kabels.
Bevor ich euch die Formel nenne, möchte ich euch zwei Seiten mit wunderbar ausgearbeiteten Kabelquerschnittsrechnern empfehlen, wo ihr die eigenen Werte nur fix eintragen müsst: Tanja von Crosli liefert gleich 3 verschiedene Kabelrechner, je nach Kabelart. Paul von Passport Diary fasst die Berechnung in einem Online-Konfigurator zusammen.
Eine händische Berechnung sieht folgendermaßen aus:
Kabelquerschnitt = ( I x 0,0175 x L x 2 ) / (DF x U)
I = die maximal durchfließende Stromstärke in Ampere
0,0175 = der spezifische Widerstand von Kupfer
L = die Kabellänge
DF = der Verlustfaktor (der „gewünschte“ maximale Verlust)
U = die anliegende Spannung
Als Rechenbeispiel nehme ich die Wasserpumpe, die mit einer Stromstärke von 2,2A angegeben wird, deren Kabel 1,75m lang ist, mit einem maximalen Verlustfaktor von 2%. Der Kabelquerschnitt ergibt sich aus = (2,2A x 0,0175 x 1,75m x 2) / (0,02 x 12V) = 0,56mm².
Kommt bei der Berechnung eine unrunde Zahl heraus, also z.B. 1,98mm², dann nehmt ihr einfach mindestens die nächst höhere angebotene Querschnittsfläche, also 2,50mm². Zu groß könnt ihr das Kabel immer wählen, niemals aber zu klein.
Der größte Strom fließt zur Batterie hin und von dort zum Sicherungskasten. Deshalb haben wir hier 6mm²-Stromkabel* (Rot für Plus, Schwarz für Minus) verlegt. Um keine zig verschiedenen Querschnitte zu verbauen, laufen dann jeweils immer 2,50mm²-Kabelquerschnitte* (auch hier: Rot für Plus, Schwarz für Minus) zu den Verbrauchern. Die anderen Querschnitte, wie für den Anschluss von Ladebooster oder Laderegler, haben wir den Montageanleitungen entnommen bzw. nach Formel individuell berechnet.
In einigen Bedienungsanleitungen werden je nach Größe des Geräts Batteriekabel empfohlen. Da aber für die Querschnittsgröße die Kabellänge eine Rolle spielt, die wiederum der Hersteller nicht weiß, solltet ihr dennoch selber rechnen und die angegebenen Werte nur als Anhaltspunkt sehen.
8.2 Kabel verlegen.
Wir haben ausschließlich einfache Kabel verwendet, bei denen händisch Kabelschuhe oder Aderendhülsen angebracht werden mussten (es gibt aber auch bereits konfektionierte Kabel zu kaufen). Aderendhülsen braucht es zum Schutz der abisolierten Enden der Litzenleitungen, damit man sie ohne Beschädigung der Einzeldrähte in Klemmen anschließen kann. Kabelschuhe haben den gleichen Effekt, nur kann man damit die Leitung direkt an Schrauben befestigen.
Für das Zurechtschneiden und Isolieren der Kabel benötigt ihr einen Seitenschneider* zum auf die richtige Länge bringen, ein Cuttermesser (für die großen Querschnitte) oder eine Abisolierzange* zur Abisolierung der Enden und eine Crimpzange mit den passenden Kabelschuhen* bzw. Aderendhülsen. Für Kabelquerschnitte über 6mm² braucht es eine größere Crimpzange* sowie auch größere Kabelschuhe* (in dem Fall wäre es eine Überlegung die dickeren Kabel bereits konfektioniert zu bestellen).
Für eine einfachere Übersicht empfehle ich euch die Verwendung roter Kabel für die Plusleitung und schwarzer Kabel für die Minusleitung. Achtet bei der Verlegung auf eine scheuerfeste Umgebung – die Kabel sollten nirgends klemmen, reiben, rutschen oder reißen. Wir haben dafür teilweise Wellrohre* als Leerrohre genutzt und die Kabel dort durchgeführt, alternativ könnt ihr sie auch mit Kabelbindern fixieren. Und ganz wichtig: 12V-Kabel dürfen NIEMALS zusammen mit 230V-Kabeln verlegt werden, sondern immer nur getrennt voneinander.
Aus jedem Verbraucher kommen zwei Kabel – einmal Minus, einmal Plus. Die Plusleitung läuft in den Sicherungskasten (siehe nächstem Abschnitt), die Minusleitung auf eine Neutralleiterklemme (sammelt alle Minusleitungen – in unserem Fall befindet sich diese Klemme auch im Sicherungskasten) und von dort geht’s auf die Karosseriemasse vom Campervan. Strom fließt nur bei einem geschlossenen Stromkreis und zwar durch einen Potenzialausgleich immer von Plus zu Minus. Minus ist dabei die Masse, wobei wiederum das eben auch die Fahrzeugkarosserie sein kann – quasi kann die Karosserie als Minuskabel angesehen werden. Dafür müsst ihr von einem kleinen Bereich der Karosserie den Lack entfernen und das Minuskabel anschließen (z.B. mithilfe einer Blindnietmutter und passender Schraube). Das als kleiner Hinweis für eine mögliche Stromkreisbildung.
9. Sicherungen.
Ihr habt sicherlich alle schon einmal die Situation erlebt, als zu Hause die Sicherung rausgeflogen ist. Meistens dann, wenn zu viele Geräte gleichzeitig betrieben wurden oder es zu einem Kurzschluss gekommen ist. Als Teil des Stromkreislaufes unterbricht eine Sicherung eben diesen, wenn zu viel Stromstärke auf einmal hindurchfließt und verhindert so im schlimmsten Fall einen Kabelbrand.
9.1 12V-Sicherungen und Sicherungskasten
Die einzelnen 12V-Flachsicherungen* werden in einem Sicherungskasten bzw. Sicherungshalter* untergebracht. Die unterschiedlichen Farben der Sicherungen beziehen sich dabei auf die unterschiedlichen Stromstärken der Verbraucher. Das hat folgenden Grund: Wird ein Verbraucher mit einer zu hohen Sicherung gesichert (z.B. 5A mit 15A), dann reagiert die Sicherung nicht oder viel zu spät. Wird er wiederum mit einer zu niedrigen Sicherung gesichert, dann brennt diese jedes Mal sofort durch.
Die Stromstärke eurer Verbraucher habt ihr bei der Bedarfsermittlung bereits herausgefunden. Falls ihr dennoch nur Angaben in Watt vorliegen habt, dann könnt ihr die Stromstärke wieder ganz einfach mit A = W / V berechnen, wobei V = 12V Batteriespannung ist. Denkt auch daran, dass einige Geräte beim Einschalten Stromspitzen haben, weshalb ihr eine Sicherungsnummer größer verwenden könnt. Zum Beispiel braucht unsere Kühlbox eine Stromstärke von 2,9A. Wir nehmen dafür aber keine 3A-Sicherung, sondern gehen auf die 5A-Sicherung. Ihr müsst übrigens nicht alle Verbraucher einzeln mit einer Sicherung versehen, sondern könntet auch sinnvolle Verbrauchergruppen bilden, die dann über eine Sicherung laufen (die Stromstärken werden für die Wahl der Sicherung dafür addiert).
Folgende Verbraucher laufen bei uns einzeln und direkt über den Sicherungskasten: die USB-Steckdosen, die Kühlbox, die Wasserpumpe. Das Prinzip sieht folgendermaßen aus: Vom Pluspol der Batterie läuft ein Kabel zum Sicherungskasten. Der wiederum verteilt den Strom dann via der jeweiligen Sicherung und einem mit einem Kabelschuh bestückten Kabel auf die angeschlossenen Verbraucher. Möchtet ihr einen Schalter zum Ein- und Ausschalten dazwischen klemmen, dann macht ihr das (zwischen Neutralleiterklemme und Verbraucher) auf der Minusleitung, da das schonender ist.
9.2 FI-Schalter
Einen sogenannten FI-Schalter (Fehlerstrom-Schutzschalter) haben wir nicht verbaut, da wir nur die Einzelsteckdose des Wechselrichters verlängert haben und diese Steckdose im Wechselrichter bereits gegen Überspannung abgesichert ist. Solltet ihr mehrere 230V-Steckdosen verbauen wollen, müsst ihr an eine extra Absicherung dieses Stromkreises denken!
9.3 Leistungsschalter
Wir haben bei der Montage des Ladeboosters zusätzlich zwei Leistungsschalter verbaut, einen 40A-Leistungsschalter* und einen 50A-Leistungsschalter*. Leistungsschalter sind Sicherungen nach dem Schalt- und Elektromagnetismusprinzip. Sie sind wiederverwendbar (im Gegensatz zu den durchgebrannten Flachsicherungen), haben einen Ein/Aus-Kippschalter und schützen vor Überlast und Kurzschluss. Der Schutzschalter ist vor allem für hohe Stromstärken ausgelegt. Durch das Kippen des roten Schalters (manuell oder automatisch) wird der Stromfluss unterbrochen.
Die jeweiligen Sicherungen wurden laut Montage-Anleitung des Boosters benötigt, unsere Wahl fiel auf eben diese Leistungsschalter als Sicherung.
9.4 Batterie-Trennschalter
Für noch ein bisschen mehr Sicherheit haben wir zusätzlich einen Batterietrennschalter* seitlich am Fahrersitz angebaut, mit dem die Stromzufuhr manuell unterbrochen werden kann. Zwischen Starterbatterie und Ladebooster installiert, kappt ein Drehen einfach die Verbindung zwischen Fahrzeug- und Versorgerelektronik. Vor allem während längerer Standzeiten kann das von Nutzen sein.
10. Einbauort der Campervan-Elektrik.
Die folgenden Fotos und Zeilen sind ein Beispiel für einen möglichen Einbauort und können als Inspiration dienen – sie sind aber keine exakte Anleitung mit dem Anspruch auf Richtigkeit und sichere Funktionsweise. Auch möchte ich euch um entsprechende Sicherheitsmaßnahmen bitten: Klemmt alle Batterien ab (auch die Starterbatterie) – den Minuspol zuerst, danach folgt der Pluspol (Minus darf nie alleine stehen!). Achtet auch darauf, dass immer die richtigen Pole miteinander verbunden werden (- zu -, + zu +).
Die meisten Bauteile befinden sich unter dem Fahrersitz, da wir den Platz ungern verschenken und stattdessen lieber sinnvoll nutzen möchten. Damit eine der beiden Batterien genau reinpasst, muss ein kleines Blech an der rechten Seite des Gestells umgebogen werden. Ein zurechtgesägtes Holzbrett dient als Befestigungsunterlage für Laderegler (Solar), Ladebooster (Lichtmaschine), Shunt (Batteriecomputer) und Sammelschiene (Verteiler) auf der einen Seite sowie Leistungsschalter auf der anderen.
Sämtliche Bauteile wurden nach den jeweiligen Montageanleitungen verbaut. Zum Beispiel muss der Solarladeregler auf einer feuerfesten Unterlage angebracht werden, was wir mit einem zusätzlichen Wellmetall darunter gelöst haben. Wählt für euren Einbau einen Platz aus, der zum einen gut belüftet und zum anderen relativ leicht erreichbar ist. Skizziert euch grob Einbauort und Schaltplan, um die Übersicht und die Logik hinter euren Gedanken nicht zu verlieren. Haltet alle Abstände möglichst gering und plant diesen Ausbauschritt im besten Fall zusammen mit dem Möbel-Ausbau im Campervan.
11. Weitere Links für eure Recherche.
Da das Thema „Elektrik im Campervan“ ziemlich umfangreich und theoretisch ist, möchte ich euch unbedingt zu einer ausführlichen Recherche raten. Folgende Seiten haben mir dabei weitergeholfen:
Paul von Passport Diary: Wohnmobil Elektrik (Paul hat übrigens ein umfassendes und schön gestaltetes E-Book* zum Camper Ausbau geschrieben, das u.a. auch das Thema „Strom“ beinhaltet).
Tanja von Crosli: Unter Wohnmobiltechnik findet ihre einige Artikel, die zum Beispiel Solaranlage, Batterie oder Kabelquerschnitte beinhalten.
Robby und Stefan von Campofant: Solar / Elektrik ist auf dem Blog die Kategorie, die euch jede Menge Input zum verlinkten Thema liefert.
Andre von AMUMOT: Die Artikel im Ratgeber gehören oft zu meiner ersten Anlaufstelle, wenn es um Strom und Elektrik geht.
Andi und Kathi von Mein Camperausbau: Die Kategorie Elektrik ist hier die Recherchequelle eurer Wahl.
Gerfried von WoMoGuide: Die Solaranlage fürs Wohnmobil beschreibt ausführlichst und verständlich alles, was ihr wissen müsst.
Björn von Bären Squad: Björn hat mit einem VW T5 die gleiche Basis wie wir und beschreibt auf seiner Seite unter anderem auch seinen Elektro-Ausbau.
Via Pinterest: Auf dem Board DIY CAMPER | Campervan Umbauten sammele ich Artikel rund um den Campervan Selbstbau, auch Anleitungen für eine Stromversorgung unterwegs – egal ob VW Bus oder Wohnmobil, neumodischer Campervan oder alteingesessener Wohnwagen. Folgt mir doch dort gerne.
12. Kosten, benötigte Werkzeuge und verwendete Bauteile für den Elektrik-Ausbau im VW T5.
Für die Stromversorgung im VW T5 haben wir folgende Komponenten bzw. Bauteile verwendet:
• 95Ah AGM Batterie* (2 Stk. je ca. 150€ = ca. 300€)
• Batteriecomputer* (inkl. Shunt, Masseband und Kabel = ca. 152€)
• Wechselrichter* (mit Batterieladegerätfunktion = ca. 235€)
• Ladebooster* (inkl. Trennrelais = ca. 162€)
• faltbares Solarpanel* (als Set mit MPPT-Laderegler und Batterieanschlusskabel = ca. 690€)
• USB-Steckdose* (2 x 2 Stk. je 15,50€ = ca. 31€)
• normale Steckdose (ca. 5€)
• diverse Kabel (ca. 100€)
• Kabelschuhe* in unterschiedlichen Stärken (Gesamtpaket ca. 38€)
• Sicherungshalter* (ca. 23€)
• Sicherungen* (Gesamtpaket ca. 11€)
• Batterietrennschalter* (ca. 20€)
• Leistungsschalter (40A* und 50A* = jeweils ca. 13€ = 26€)
Benötigte Werkzeuge:
• Akkuschrauber*
• Seitenschneider*
• Abisolierzange*
• Crimpzange(n)*
• Cuttermesser
• optional: Werkzeug zum Bearbeiten vom Holzuntergrund (Säge o.ä.)
• optional, aber extrem hilfreich: Multimeter* für eine eventuelle Fehlersuche / Strommessung
Was kostet so eine Selbstbau-Stromversorgung im Campervan? Mit ca. 1.750€ alleine für die Bauteile der Stromversorgung ist dieser Ausbauschritt der bisher teuerste. Überlegt euch von Anfang an, was ihr benötigt und wie euer Reiseverhalten ausschaut. Braucht ihr 230V-Geräte? Falls nicht, dann könnt ihr euch diese Investition bereits sparen. Habt ihr Platz auf dem Dach? Feste Module sind billiger als die Faltmodule. Achtet auf eine gute Qualität der Bauteile und Solaranlage (vor allem billige Faltpaneele sind oft minderwertig verarbeitet), so habt ihr viel länger viel Freude daran.
Kauft doch, wenn möglich, direkt beim Hersteller – die euch wiederum bei Fragen sehr behilflich sind. Außerdem findet ihr einige Werkzeuge im nächsten Baumarkt bzw. könnt sie euch, statt zu kaufen, eventuell auch im Freundes- oder Verwandtenkreis leihen.
Noch ein kleiner Produkt-Hinweis zum Schluss: Kennt ihr (portable) Power-Stationen, die teilweise insgesamt Batterie, Wechselrichter, Laderegler und -booster vereinen? Die bekannteste ist wohl die Goal Zero Yeti*, die umfangreichste, mit allen möglichen Anschlüssen und benötigten Komponenten, die LPS von Car Electric.
Ihr habt Fragen oder Anregungen und möchtet mehr zu dem aktuellen Ausbauschritt erfahren? Dann hinterlasst mir einen Kommentar oder schreibt mir eine Email via elisa(at)takeanadVANture.com. Ich freue mich auch sehr über Feedback und eigene Erfahrungsberichte. Dennoch möchte ich euch bitten diesen Artikel als Inspiration anzusehen und nicht als Ausführungsgrundlage.
Folgende Themen erwarten euch noch in zukünftigen Artikeln oder wurden bereits veröffentlicht:
√ Projekt Bus #1 – Umbau VW T5 Transporter: Vorbereitung.
√ Projekt Bus #2 – Umbau VW T5 Transporter: Boden und Untergrund.
√ Projekt Bus #3 – Umbau VW T5 Transporter: Dämmung und Isolierung.
√ Projekt Bus #4 – Umbau VW T5 Transporter: Innenverkleidung Camper.
√ Projekt Bus #5 – Umbau VW T5 Transporter: Bett und Sitzfläche.
√ Projekt Bus #6 – Umbau VW T5 Transporter: Matratze, Polster und Bezug.
√ Projekt Bus #7 – Umbau VW T5 Transporter: ausziehbares Schubfach in XXL.
√ Projekt Bus #8 – Umbau VW T5 Transporter: Schrank und Stauraum.
√ Projekt Bus #9 – Umbau VW T5 Transporter: Einbau einer Drehkonsole für die Doppelsitzbank.
√ Projekt Bus #10 – Umbau VW T5 Transporter: Campervan Elektrik & Solar selber machen.
… to be continued.
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