Vorwort: Die   Energieversorgung   im   Wohnmobil   ist   ein   schier   unerschöpfliches   Thema.   Lösungen,   die   für   den   einen optimal   sind,   können   für   den   anderen   ungeeignet   sein.   Faktoren   wie   Reiseland,   Kosten   und   Gewicht   bestimmen letztendlich Art und Umfang der Anlage. Die   Energieversorgung   sollte   jedenfalls   so   ausgelegt   sein,   dass   man   sorglos   unter   normalen   Bedingungen   für mehrere Tage, besser langfristig autark unterwegs sein kann. Welche Energielieferanten können genutzt werden: Feste   Brennstoffe:   Dazu   gehören   Holz,   Kohle   oder   auch   Esbit   und   Brennpaste.   Als   Rucksackreisender   oft darauf   angewiesen,   sind   diese   Materialen   für   den   Besitzer   eines   Expeditionsfahrzeuges   nicht   wirklich prickelnd, es sei denn für ein romantisches Lagerfeuer. Flüssige   Brennstoffe: Dazu gehören Diesel, Benzin, Petroleum und Methanol. Gasförmige    Stoffe:    Das   sind   vor   allem   Propan   und   Butan,   die   flüssig   unter   hohem   Druck   in   Gasflaschen oder Tanks transportiert und durch Druckreduzierung gasförmig werden. Strom ... aus der Solarenergie (Solarzellen, z.B. 400 W) ... vom Windrad (z.B. 400 W bei 12,5 m/s, Gewicht gesamt 7,2 kg) ... aus der Steckdose (Landanschluss, auf dem Campingplatz ggf. begrenzt) Wofür benötigen wir Energie: Um Wärme zum Heizen, Kochen und zur Warmwasserbereitung zu erzeugen. Um   elektrische   Energie   zur   Kühlung,   Lichterzeugung   (LED)   und   zum   Betreiben   aller   elektrischen   Geräte und für die Steuerungstechnik bereitzustellen. Zum Betreiben von Motoren (Fahrzeug, Generator) Welche Speichermedien für die Energie stehen in den Fahrzeugen zur Verfügung: Batterien (Säure-, Gel-, AGM- oder LiFePO 4  Lithium-Ionen-Batterien) Wasser als Wärmeträger für Brauchwasser oder Warmwasserheizung
Gedanken zur Energieversorgung im Expeditionsfahrzeug (autarkes Wohnmobil, Basis- fahrzeug mit Dieselmotor)
Die   Energieversorgung   auf   einer   Reise   mit   Expeditionscharakter   sieht   anders   aus   als   eine   Campingtour.   Die Nutzung   eines   intelligenten   Energiemixes   im   Outback   ist   Voraussetzung   dafür,   um   über   einen   möglichst   langen Zeitraum   autark   zu   sein.   Nachfolgend   aufgeführte   Energiearten   stehen   zur   Verfügung   und   können   sich   bei   einem durchdachten   Energiekonzept   sinnvoll   ergänzen.   Um   die   Effektivität   der   Brennstoffe   vergleichen   zu   können,   ist als Kennwert jeweils deren Brennwert mit angegeben. Strom: Immer   noch   ist   die   autarke   Stromerzeugung   und   vor   allem   Stromspeicherung   im   Fahrzeug   mit   hohem Aufwand   und   Gewicht   verbunden   sowie   sehr   kostenintensiv,   aber   unverzichtbar.   Deshalb   versteht   es   sich von   selbst,   dass   der   Stromverbrauch   so   gering   wie   möglich   gehalten   werden   sollte.   Dinge   zum   täglichen Leben,   die   auch   ohne   Elektrizität   funktionieren,   sollte   man   nutzen   (Beispiel:   Verwenden   eines   Espresso- Kochers   für   den   Gaskocher   anstelle   einer   elektrischen   Kaffeemaschine).   Eine   Klimatisierung   z.   B.   in   den Tropen    erfordert    mehr    Lade-    und    Speicherkapazität.    Autarke    Ladung    der    Bordbatterien    kann    durch Solarzellen,   Brennstoffzellen   oder   Generatoren   (mobiles   Notstromaggregat,   Windrad   und   Lichtmaschine) erfolgen. Diesel (Brennwert 45,4 MJ/kg): Da   ohnehin   in   größeren   Mengen   an   Bord   und   weltweit   erhältlich,   bietet   Diesel   ein   sinnvolles   Medium   zum Erzeugen   von   Wärme   für   Heizung   und   Warmwasserbereitung   (z.B.   Dieselheizung   mit   Warmwasserboiler). Reicht   der   Solarstrom   zur   Ladung   der   Bordbatterien   bei   ungünstigen   Wetterverhältnissen   nicht   aus,   kann ein Dieselgenerator unterstützend eingesetzt werden. Die Lichtmaschine sollte in jedem Fall während der Fahrt zur Ladung genutzt werden. Gas (Brennwert Propan 50,4 MJ/kg, Butan 49,4 MJ/kg): Gas ist der effektivste Energieträger aller Brennstoffe. Gas ist preiswert und sparsam. Für   Kochen   und   Backen   ist   Gas   wegen   des   hohen   Wirkungsgrades   und   der   überschaubaren   Kosten   für Gasgeräte   ideal.   Speicherung   von   Gas   in   Gastanks   bis   zu   200   Liter   sind   kein   Problem   und   somit   stellt   sich die Frage nach der Verfügbarkeit im Outback nur bedingt. Gas   eignet   sich   auch   zum   Betreiben   von   Brennstoffzellen.   Der   Nachteil:   hoher   Gasverbrauch,   hoher   Preis, hohes Gewicht! Theoretischer Vergleich Gas / Strom: Mit   einer   12-kg-Flasche   Gas   kann   man   1.715   Liter   15°C   warmes   Wasser   zum   Kochen   bringen   (7g   für   1 Liter),   mit   einer   Batterieladung   (Beispiel:   440   Ah   x   30%   =   132   Ah   entspricht   bei   12V   1.584   Wh)   reicht das gerademal für 16 Liter. Benzin (ca. 43 MJ/kg): Stellt   eine   vernünftige   Lösung   zum   Betreiben   von   mobilen   Generatoren   dar,   da   diese   wesentlich   kleiner, leichter   und   preiswerter   sind   als   vergleichbare   Dieselgeneratoren.   Sie   können   unterstützend   bei   der Stromerzeugung eingesetzt werden, wenn es das Wetter über lange Zeit mal nicht so gut meint. Methanol (22,7 MJ/kg): Wird   vorrangig   zum   Betreiben   von   Brennstoffzellen   für   die   Stromerzeugung   verwendet.   Neben   den   sehr hohen   Anschaffungskosten   der   Brennstoffzellen   stellt   sich   hier   auch   die   Frage   nach   der   Versorgungslage mit Methanol in den Reiseländern. Ist also nur bedingt einsetzbar.
Optimierungen: Die Verbrauchswerte durch ein optimales Energiekonzept möglichst geringhalten. Energielieferanten nach ihrem Vorkommen und dem Brennwert einsetzen. Versorgungsgeräte    mit    hohem    Gewicht    und    Anschaffungswert    sowie    aufwändigem    Wartungsintervall vermeiden. Starter- und Bordbatterien mit gleicher Spannung verwenden. Bei   Gewichtsproblemen:   Batterien   der   neuesten   Technologien   und   nur   ein   Batterieblock   für   Starter-   und Bordversorgung verwenden. Bemessung (Standardausführung): anhand eines geschätzten Tagesverbrauchs von  ca. 1.500 - 2.000 Watt (24h) Stromversorgung: Solarpaneele: ca. 400 Wh Lichtmaschine in der Regel ca. 400 - 800 Wh vorhanden Landanschluss mobiler Benzin-Generator max. 2.000 Wh (kostengünstiger als Diesel) zur Unterstützung bei Engpässen (optional: fest eingebauter Dieselgenerator bis ca. 5.000 Wh) (optional: Gas- oder Methanol-Brennstoffzellen) (optional: Windrad, vertikales Windrad funktioniert auch während der Fahrt)   Strommanagement (Beispiel Bordspannung 12V oder 24V): Batterie-Ladegerät ca. 35 A, geeignet für 110 V und 230 V Sinuswechselrichter ca. 600 - 1000 Wh (2000 Wh falls Klimaanlage vorgesehen) DC-DC-Wandler 35 A, wenn Bordbatterie 24 V 2 Farad Power Cap für Spitzenströme, wenn Bordbatterie 24 V Gel-    oder    AGM-Batterien    ca.    440    Ah    bei    max.    30%    Entladung    (dadurch    keine    Einschränkung    der Zyklenzahl), 660 Ah falls Klimaanlage vorgesehen alternativ:   LiFePO 4 -Batterien   ca.   320   Ah   bei   70%   Entladung   (keine   Einschränkung   der   Zyklenzahl),   400   Ah falls Klimaanlage vorgesehen     Preise (inkl. MWSt.) und Gewichte (Batterien und Einzelgeräte): Batterien -  LiFePO 4  z. B. 320 Ah ca.  4.500 EUR ca.   56 kg -  Gel- oder AGM z. B. 440 Ah ca.  1.000 EUR ca. 125 kg Batterie-Ladegerät ca.     700 EUR ca.     4 kg Sinus-Wechselrichter ca.     600 EUR ca.     4 kg (DC-DC-Wandler, bei 24V Bordspannung ca.     130 EUR ca.     1 kg) (2 Farad Power Cap, bei 24V Bordspannung ca.     120 EUR ca.     2 kg) Solarzellen + Lader (Zellen kumulierbar) ca.  1.600 EUR ca.   40 kg     Gesamtpreise und -gewichte der verschiedenen Versorgungsanlagen: Basisfahrzeug 12 V: mit LiFePO 4  Batterien ca.  7.400 EUR ca. 104 kg mit Gel/AGM Batterien ca.  3.900 EUR ca. 173 kg Basisfahrzeug 24 V: mit LiFePO 4  Batterien ca.  7.650 EUR ca. 108 kg mit Gel/AGM Batterien ca.  4.150 EUR ca. 176 kg Vorteile bei Verwendung von LiFePO4-Batterien: Extreme Gewichtseinsparung mind.    10    Jahre    Lebensdauer    =    mind.    200    %    gegenüber    Gel-/AGM-Batterien!    (über    2.500    Zyklen gegenüber   800   Zyklen   bei   AGM-Batterien)   Damit   reduzieren   sich   die   Mehrkosten   um   ca.   1.000   EUR   auf 2.500 EUR, bezogen auf 10 Jahre. Nachteil bei Einsatz von LiFePO4-Batterien: Derzeit   noch   sehr   hoher   Preis.   Die   Mehrkosten   von   ca.   2.500   EUR   sind   jedoch   insbesondere   dann   sinnvoll, wenn Gewicht gespart werden muss. Vorteile bei Verwendung von nur einem Batterieblock: Keine separaten Starterbatterien mehr notwendig Kein B2B-Lader notwendig nur ein Batterieladegerät erforderlich
 Energiekonzept für ein Expeditionsfahrzeug
 Realisierung Vorschlag eines gewichts-, verbrauchs- und kosten- optimierten Energie- konzeptes unter Abwägung von Aufwand und Nutzen für ein Expeditionsmobil mittlerer Größe
 F&F Expedition    Talangerstr. 6 a       85250 Altomünster     Tel. +49 (0) 8254 41 87 21      mail: info @ ff-expedition.de