Autark unterwegs – Solaranlage für Camping & Wohnmobil

Camping ist die ultimative Freiheit. Wenn da nicht das Problem mit der Stromversorgung wäre. Jeder von uns führt heute in irgendeiner Form technische Geräte mit sich, deren Akkus früher oder später wieder aufgeladen werden müssen. Smartphone, Kamera, Laptop, oder ganz trivial – eine Kühlbox. Also kommt man nicht drum herum, spätestens alle paar Tage auf einem Campingplatz die Batterien wieder aufzuladen.

Elektrizität im Auto / Wohnmobil

Bislang habe ich den einfachsten Weg genutzt, um unterwegs Strom zu nutzen – die 12V-Bordsteckdose. Jedes Fahrzeug besitzt mindestens eine dieser Bordsteckdosen und dank Adaptern kann man per USB so ziemlich alle technischen Geräte aufladen. Problem dabei ist bloß, dass man die Steckdose auf Dauer nur während dem Fahren nutzen kann. Um über Nacht eine Kühlbox zu betreiben, ist das also völlig ungeeignet.

Eine andere Variante habe ich unter anderem in meinem Mietwagen in Neuseeland kennen gelernt. Eine eingebaute zweite Autobatterie, die während der Fahrt ebenfalls über die Lichtmaschine geladen wird und über Nacht leergesaugt werden kann. Für kürzere Zeit ist das auch schon ein Mehrwert, aber länger als 1-2 Tage kann die zusätzliche Batterie auch keine Abhilfe schaffen. Das Gute – es gibt eine hervorragende und saubere Lösung für das Problem: Solarenergie!

Egal ob Pkw, Wohnwagen oder Wohnmobil, eine Solaranlage kann man so ziemlich auf jedem fahrbaren Untersatz montieren und damit der ultimativen Camping-Autarkie ein Stückchen näher kommen. Schon eine kleine Anlage reicht völlig aus, um alle gängigen Verbraucher täglich aufzuladen. Und für den Bau muss man kein ausgebildeter Elektriker sein. Auch ich als kompletter Elektro-Anfänger habe in meinem Pkw-Kombi eine funktionierende Solaranlage eingebaut.

Disclaimer: Das hier beschriebene Vorgehen und die verwendeten Komponenten sind für meine spezifischen Zwecke ausgelegt. Die Anleitung ist als Orientierung zu verstehen, ersetzt aber keine ausführliche eigene individuelle Planung. Auch kleine Abweichungen bei den Rahmenbedingungen können schnell zu völlig anderen Anforderungen führen (z. B. andere Kabeldurchmesser oder Sicherungen wegen höherer Stromstärken). Die Komponenten müssen dementsprechend angepasst werden. Ich übernehme keine Haftung für etwaige Probleme oder Schäden. Wenn du dir unsicher bist, ziehe unbedingt eine Fachperson zu Rate!

Komponenten der mobilen Solaranlage

Grundsätzlich besteht eine mobile Solaranlage aus vier wesentlichen Komponenten:

• Das Solarpanel als Energielieferant
• Die Batterie als Energiespeicher
• Der Laderegler als Verknüpfung aller Komponenten
• Der Anschluss für Verbraucher

Der Laderegler ist dabei das zentrale Verbindungsstück, an die die drei anderen Komponenten angeschlossen werden. Die von dem Solarpanel erzeugte Energie wird über den Laderegler der Batterie zugeführt und genauso können die Verbraucher die Energie aus der Batterie über den Laderegler beziehen. Dabei überwacht der Laderegler die Energiezufuhr zur Batterie und zu den Verbrauchern, sodass die Batterie nicht zu stark entladen wird, keine Überladung oder Überhitzung stattfindet und kein Strom von der Batterie zum Solarpanel fließen kann. Zusätzlich sollten auf den einzelnen Verbindungsstrecken Sicherungen eingebaut werden, um bei einem Kurzschluss die Komponenten zu schützen.

Berechnung des täglichen Energiebedarfs

Wie groß die Solaranlage dimensioniert sein sollte, hängt natürlich entscheidend davon ab, wie der tägliche Stromverbrauch ausfällt und in welchen Regionen die Anlage betrieben wird. Denn naturgemäß liefert die Anlage bei schlechtem Wetter nur einen Bruchteil der Energie, die bei direkter Sonneneinstrahlung erzeugt wird. Und auch der Sonnenstand spielt eine entscheidende Rolle. Im südfranzösischen Sommer wird die Anlage mehr Energie liefern als im norwegischen Winter.

Ich habe im ersten Schritt für die Dimensionierung meiner Solaranlage den Energiebedarf meiner Verbraucher für 24 Stunden ausgerechnet:

• Laptop: 58 Wh
• Smartphone: 12 Wh
• Kameraakkus: 13 Wh
• LTE-Router: 40 Wh
• Kühlbox: 190 Wh
• Summe: 313 Wh

Die Überlegungen basieren darauf, dass ich die Kühlbox und den LTE-Router permanent laufen lasse und die Akkus für Laptop, Smartphone und Kameras jeweils einmal komplett auflade. Das ist eher großzügig bemessen, denn den Router betreibe ich nur, wenn ich ihn auch nutze, und die Akkus für die technischen Geräte muss ich auch nicht jeden Tag aufladen. Alles in allem komme ich so auf einen täglichen Energiebedarf von rund einer Drittel kWh.

Ausrechnen kann man sich den Energieverbrauch – sofern er nicht sowieso auf den Geräten angegeben ist – übrigens recht einfach über eine Formel. Auf den Akkus ist meistens die Kapazität in mAh angegeben sowie die Spannung in V. Die Energie in Wh lässt sich durch Multiplikation von Kapazität (physikalisch korrekt: maximale Ladungsmenge) und Spannung errechnen: E = Q*U, z. B. E = 2000 mAh * 5 V = 2 Ah * 5 V = 10 Wh.

Dimensionierung des Solarpanels

Wie viel Energie ein bestimmtes Solarpanel liefert, ist meistens herstellerseitig ungefähr angegeben. Als Richtwert: Ich habe mich beispielsweise für ein 130W-Panel* entschieden, das in den Sommermonaten in Mitteleuropa im Schnitt 0,5 kWh pro Tag liefern soll. Das dürfte optimistisch gerechnet sein, aber die erforderlichen 0,33 kWh sollten damit durchaus realistisch sein.

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Ein größeres Solarpanel liefert entsprechend mehr Energie, benötigt aber auch mehr Platz. Auf meinem Autodach nimmt das 130W-Panel eine Fläche von etwa 130x67cm² ein, was so ziemlich dem maximal möglichen entspricht. Auf einem Wohnmobildach wäre natürlich mehr Platz, hier könnte man entsprechend auch ein größeres Panel verbauen oder mehrere kleinere Solarpanels zusammenschalten.

Bei der Wahl des Solarpanels gilt es auch die zugrundeliegende Technologie zu beachten. Der Wirkungsgrad unterscheidet sich je nach Technologie erheblich. Ich habe mich für ein monokristallines Solarpanel entschieden, das zwar etwas teurer ist als ein polykristallines Panel oder ein flexibles Panel, dafür aber einen deutlich höheren Wirkungsgrad besitzt.

Dimensionierung der Solarbatterie

Von Bedeutung ist zunächst die Spannung, mit der die mobile Solaranlage betrieben wird. Da die Bordspannung über die Kfz-Steckdose 12V beträgt und die Anschlüsse meiner Verbraucher ebenfalls darauf ausgelegt sind, habe ich mich entsprechend für eine Bordspannung von 12V entschieden. Geräte, die mit den haushaltsüblichen 230V und Wechselstrom betrieben werden müssen, können auch bei diesem System über einen Wechselrichter angeschlossen werden (s. u.), sodass es auch in diesem Fall keine Einschränkungen gibt.

Ähnlich wie bei dem Solarpanel empfiehlt es sich auch bei der Batterie, genauer hinzusehen. Häufig werden handelsübliche Autobatterien als Solarbatterien verkauft. Problem dabei: Diese Starterbatterien sind dafür ausgelegt, kurzzeitig hohen Strom zum Starten des Motors zu liefern, aber nicht permanent geringe Ströme über längere Zeiträume. Auch bezüglich der Wartung der Batterie ist es sinnvoll, lieber etwas tiefer in die Tasche zu greifen und eine wartungsfreie Gel- oder AGM-Batterie zu wählen. Ich habe mich für letzteren Typ entschieden, der wartungsfrei ist und nicht auslaufen kann.

Hinsichtlich der Dimensionierung der Kapazität der Batterie kommt es entscheidend darauf an, wie lange man auch bei schlechtem Wetter autark bleiben möchte. Da die Batterie mit Abstand die teuerste Komponente der ganzen Anlage ist (s. u.), empfiehlt es sich, hier im Vorfeld gut darüber nachzudenken.

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• DC-Batterien mit AGM-Technologie sind durch ihre Bauart absolut wartungsfrei, vollverschlossen, gasungsfrei, auslaufsicher, vollkommen kippsicher und können ohne Probleme lageunabhängig und in Schräglage im Innenraum verbaut werden.
• Die DC-Modelle von ECTIVE sind wahre Versorgungskönige unter den Batterien. Das Kürzel DC (für Deep Cyle) steht nicht nur für eine hohe Zyklenfestigkeit, sondern auch für die Möglichkeit, diese Batterien besonders tief entladen zu können.
• AGM-Batterien sind vor allem dann empfehlenswert, wenn besonders stromintensive Verbraucher (wie die moderne Kaffeemaschine, der leistungsstarke Haartrockner oder Wasserkocher) im Wohnmobil oder Camper betrieben werden sollen.

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Ich habe mich aus verschiedenen Gründen für eine Batterie mit einer Kapazität von 100 Ah* entschieden. Bei einer Bordspannung von 12V kann die Batterie 1,2 kWh Energie speichern, was bei meinem Verbrauch (theoretisch) vier Tagen entspricht. Da die Batterie jedoch nicht mehr als 50% entladen werden sollte, kann ich maximal zwei Tage ohne erneutes Aufladen verbringen, bevor die Lichter ausgehen. Allerdings lädt die Solaranlage auch bei schlechtem Wetter zumindest ein bisschen, sodass die Energie auch im schlimmsten Fall etwas länger als zwei Tage reichen sollte.

Dimensionierung der Kabel und des Ladereglers

Die Dimensionierung der Kabel und des Ladereglers hängt letztlich davon ab, wie groß das Solarpanel und damit die mögliche Energiezufuhr ausfällt. Grundsätzlich gilt, je dicker das Kabel, desto größer die mögliche Stromstärke (Berechnungsbeispiel hier). Die Stromzufuhr meines Solarpanels beträgt im besten Fall ca. 6A, der Kurzschlussstrom beträgt 8A. Um auf der sicheren Seite zu sein, setze ich Kabel mit 4mm Durchmesser* ein, die theoretisch eine Stromstärke von 25A vertragen. Zwischen der Batterie und dem Laderegler sind es 6mm-Kabel*, für die auch 30A noch im grünen Bereich liegen. Zudem ist dieser Strang mit einer 30A-Sicherung versehen, die den Stromkreis im Fall der Fälle unterbricht.

Auch der Laderegler sollte passend zu den Kabeln mit 25-30A zurechtkommen. Diese Werte werde ich im Normalfall mit meiner derzeitigen Anlage niemals erreichen. Für den Fall, dass ich in Zukunft aber doch einmal die Anlage vergrößern möchte, habe ich mich für einen Laderegler mit 30A* entschieden. Der Preisunterschied zu den kleineren Varianten fällt hier ohnehin kaum ins Gewicht.

Bei dem von mir verwendeten Modell handelt es sich um einen sogenannten PWM-Laderegler, der sich vor allem für kleinere Anlagen eignet. Die höherwertigen Maximum-Point-Power-Tracking-Regler (MPPT) sind besser und können mehr Energie über das gleiche Solarpanel beziehen, sind aber auch deutlich teurer. Mir war es den Aufpreis nicht wert.

Wichtig ist lediglich, dass der Laderegler für den entsprechenden Batterietyp passend ist. Gel- und AGM-Batterien erfordern spezielle Laderegler. In meinem Fall lässt sich am Laderegler zwischen einem Modus für Gel- / AGM-Batterien und einem Modus für Liquid-Batterien umschalten.

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Verbraucherausgang und Wechselrichter

Um letztlich Verbraucher an die Solaranlage anzuschließen, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zum einen ist es natürlich möglich, direkt an die Batterie Verbraucher anzuschließen. Es empfiehlt sich aber, den Anschluss des Ladereglers zu nutzen, damit dieser seine volle Schutzwirkung (s. o.) entfalten kann.

Ich habe mich der Einfachheit halber für eine simple Kfz-Steckdose* entschieden, die ich an den Laderegler angeschlossen habe. An diese kann ich genau wie bei der Bordsteckdose einen Adapter anschließen und kann damit meine Akkus per USB und gleichzeitig die Kühlbox* über den 12V-Stecker aufladen. Je nachdem, welche Verbraucher angedacht sind, sollte der Adapter entsprechende Anschlüsse besitzen, also beispielsweise USB-A- oder USB-C-Anschlüsse. Ebenfalls ist unbedingt darauf zu achten, dass der Verbrauch für die Kfz-Steckdose und die verwendeten Kabel nicht zu hoch ausfällt. Im Zweifelsfall sollte hier also ein wenig Reserve eingeplant werden.

Möglich ist es wie bereits erwähnt ebenfalls, einen Adapter mit integriertem Wechselrichter oder einen separaten Wechselrichter zu nutzen. Bei den Wechselrichtern ist allerdings zu beachten, dass die günstigen Modelle meist „nur“ eine modifizierte Sinuskurve ausgeben. Das ist kein Problem für einfachere elektronische Geräte, z. B. typische Küchengeräte. Für höherwertige Elektronik empfiehlt sich aber gegebenenfalls auch der Einsatz eines (deutlich teureren) Wechselrichters mit reiner Sinuskurve*. Ich persönlich nutze einen einfachen Wechselrichter nur für meinen Rasierapparat, sodass mich die modifizierte Sinuskurve nicht stört. Alle anderen Geräte betreibe ich über USB oder direkt über die 12V-Steckdose. In jedem Fall ist auch beim Einsatz eines Wechselrichters darauf zu achten, dass die verwendeten Komponenten die resultierenden Ströme vertragen.

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Noch ein Nachtrag zu der verwendeten Kühlbox: Wie einige Kommentarschreiber richtig angemerkt haben, gibt es inzwischen deutlich effizientere mobile Kompressor-Kühlschränke*. Trotz des deutlich höheren Preises empfiehlt sich gegebenenfalls die Wahl eines solchen Modells. In meinem Fall war die Kühlbox schon länger vorhanden, sodass ich mich gegen einen Neukauf entschieden habe. Auch nach mittlerweile über fünf Jahren verrichtet sie aber noch immer tadellos ihren Dienst.

Montage der Solaranlage auf einem Pkw

Stellt sich die Frage, wie kann man die ganzen Komponenten in einem Pkw unterbringen? Auf den ersten Blick gar nicht so einfach, denn ein paar Bedingungen muss das Auto erfüllen. Zum einen muss es eine geeignete Möglichkeit geben, das Solarpanel auf dem Dach zu befestigen. Je nach Befestigungsvariante sollte gegebenenfalls der Tüv für eine fachkundige Beurteilung respektive Zulassung herangezogen werden.

Eine vor allem bei Wohnmobilen häufig anzutreffende Variante ist es, das Panel auf dem Dach festzukleben. Diese Variante schied bei mir aus, da ich die Anlage auch jederzeit komplett demontieren können möchte, wenn ich das Fahrzeug nicht zum Campen verwende. Aus diesem Grund verwende ich handelsübliche Dachträger*, auf denen ich das Panel an vier Punkten festgeschraubt habe. So kann die Anlage jederzeit ohne Rückstände abgebaut werden. Für diese Art der Befestigung muss das Auto aber eine Dachrehling besitzen.

Das Panel selbst besitzt einen Rahmen mit Löchern zum Festschrauben. Die Dachträger sind flexibel und können an die passende Position gesetzt werden. Zur Fixierung habe ich an den entsprechenden Stellen Löcher durch die Träger gebohrt und das Panel an vier Stellen mit Schrauben vom Typ M6x40mm fixiert. Es empfiehlt sich, zuerst das Panel auf den Trägern festzuschrauben und dann die Träger auf dem Auto anzubringen.

Kabel in den Innenraum führen

Das zweite Problem ist die Verlegung der Kabel, die vom Dach in den Innenraum führen. Auch hierfür gibt es speziell für Wohnmobile dedizierte Dachdurchführungen, für die man aber ein Loch durch das Dach bohren muss. Aus den gleichen Gründen wie beim Festkleben kam diese Möglichkeit für mich nicht in Frage. Ich führe die Kabel aus diesem Grund ganz einfach durch die Türschwelle der hinteren Tür in den Innenraum. Die Gummidichtungen der Tür sind so weich, dass die Kabel dadurch nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Befestigt sind die Kabel darüber hinaus an der Dachrehling mit Klebeband, sodass während der Fahrt nichts flattern kann.

Im Fahrzeug selbst braucht es dann noch einen geeigneten Standort für die Batterie. Ich habe hierfür den Fußraum hinter dem Fahrersitz gewählt, wo die (schwere) Batterie sicher und geschützt stehen kann. Laderegler und Steckdose sind gleich daneben hinter der Mittelkonsole fixiert, können bei Bedarf aber auch problemlos abmontiert und an einen anderen Ort gestellt werden. Dadurch bleiben sogar noch zwei Sitze der Rückbank nutzbar.

Solaranlage anschließen

Sind alle Bestandteile der Anlage fest montiert, geht es ans Anschließen der Teile. Dabei sollten die Bestandteile in einer festen Reihenfolge an den Solarladeregler angeschlossen werden (immer jeweils zuerst den Plus-Pol und dann den Minus-Pol). Als erstes die Kabel der Batterie am Laderegler, dann an der Batterie. Der Laderegler sollte jetzt die Spannung und den Ladestand der Batterie anzeigen. Wie bereits oben beschrieben ist gegebenenfalls an dieser Stelle der richtige Modus am Laderegler einzustellen, je nachdem, ob eine Gel- / AGM-Batterie oder eine Liquid-Batterie verwendet wird.

Im zweiten Schritt folgt das Solarpanel. Auch hier zunächst die Kabel in den entsprechenden Buchsen im Laderegler stecken, dann die Kabel am Panel zusammenstecken. Der Laderegler sollte nun anzeigen, dass Strom vom Panel zur Batterie fließt. Zu guter Letzt folgen die Verbraucher. Auch bei diesem Ausgang zeigt der Laderegler die Stromstärke an, sofern Verbraucher angeschlossen sind.

Unbedingt vor dem Anschließen nochmal vergewissern, was Plus- und was Minus-Pol ist. Bei meiner Ausrüstung war das anhand der Farbe der Kabel keineswegs erkennbar und teils unterschiedlich (mal war Minus rot, mal Plus!).

Kosten der Solaranlage

Eine Solaranlage kostet nicht die Welt und hat sich je nach Nutzungsintensität schnell amortisiert. Meine Anlage hat inklusive aller Bestandteile etwa 550 € gekostet:

• Solarpanel 130W*: 129,90 €
• AGM-Batterie 100Ah*: 173,90 €
• Solarladeregler 30A*: 109,80 €
• Verbindungskabel Solarpanel – Laderegler 4mm*: 28,49 €
• Verbindungskabel Batterie – Laderegler 6mm mit Polklemmen und Sicherung*: 23,90 €
• Kfz-Steckdose mit Kabel zum Laderegler*: 5,99 €
• USB-Adapter mit integriertem Wechselrichter für 230V-Geräte*: 26,50 €
• Dachträger*: 49,95 €
• Schrauben: 5,72 €
• Summe: 554,15 €

Gehe ich nun davon aus, dass mich der Strom auf Campingplätzen für eine Nacht üblicherweise 5 € extra kostet, hat sich die Anlage zwar erst nach 110 Nächten amortisiert. Da ich mir aber durch die Anlage die meisten Campingplatzübernachtungen komplett sparen kann, sind die Kosten viel schneller wieder ausgeglichen. Und die gesteigerte Flexibilität ist sowieso unbezahlbar. Von dem Gefühl, völlig umweltneutral erzeugten Strom zu nutzen, ganz zu schweigen!

Felix Gross

Felix ist Fotograf und Autor, spezialisiert auf Landschafts- und Reisefotografie und zu Hause im Saarland und der ganzen Welt. Wenn er nicht gerade in der Natur oder den Bergen unterwegs ist, schreibt er hier über seine Reisen, die Fotografie oder über sein liebstes Fortbewegungsmittel, die Seilbahn.