Wie hoch ist mein Energieverbrauch im WoMo? – Auslegung Aufbaubatterie –

Aber gehen wir mal von diesem Worst-Case aus, es ergeben sich dann notwendige Akkukapazitäten von 110Ah/107Ah im Sommer bzw. 131Ah/127Ah im Winter (hauptsächlich Übergangszeit).

Optimierungsmöglichkeit bietet der Verbrauch für das E-Bike aufladen. Dieses kann man durchaus zeitlich so arrangieren, das es in die Tageszeit fällt, wo die Solarmodule sowieso im Überschußbetrieb arbeiten, d.h. die Aufbaubatterie bereits wieder voll ist; dann läuft halt der Kühlschrank nicht AES-gesteuert auf Strom und verbraucht ein bisserl Gas, dafür muss man aber nicht die ganze Energie für die E-Bike-Akku’s im Aufbauakku vorhalten. Der Bedarf lässt sich so durchaus auf etwa 90Ah/Tag im Sommer beschränken.

Wenn wir nun eine 4 tägige Autarkie im Sommer, im Winter übers Wochenende, also >2 Tage erreichen wollten, müssten wir demnach

• bei Einsatz von AGM-Batterien mit 50% DoD  für den Sommerbetrieb eine Akku-Kapazität von sage und schreibe 720Ah vorhalten, im Winterbetrieb würde das dann etwa 2.75 Tage reichen. Dazu müssten wir z.B.  3 Stück AGM-Akku mit je 240Ah parallel betreiben, die wiegen dann mal schlappe 207kg.
• Bei Einsatz von LiFePo – Akkumulatoren mit 80% DoD müssten wir für den Sommerbetrieb eine Akku-Kapazität von immer noch 450Ah vorhalten. Dazu müssten wir z.B.  3 Stück LiFePo – 160Ah Zellen parallel betreiben, die dann natürlich 4-fach in Serie. Die wiegen dann allerdings nur knapp 70kg.

Dies ist allerdings ein Milchmädchenrechnung, eine sehr teure vor allem!

Warum?

Wie ich oben und auch in den vorherigen Beiträgen erwähnt habe, macht meines Erachtens eine solch komfortable Energieversorgung nur dann Sinn, wenn sie mit einer solaren Energiegewinnung verbunden ist.

Und diese liefert ja täglich Energie, auch bei schlechtem Wetter. Wie viel dies ist, hängt jedoch sehr stark auch von der Qualität der Solarladeregler ab, genaueres hierzu in einem der nächsten Artikel. Natürlich haben wir im Sommer auch mal schlechtes Wetter, im Winter (besser der kälteren Jahreszeit) natürlich häufiger.

Aber gute Solar-Laderegler holen auch bei Regenwetter und geschlossener Wolkendecke immer noch 15-20% der installierten Leistung aus den Modulen. Im Sommer können wir die Zeit, in der dies funktioniert mit >10h ansetzen, im Winter allerdings nur mit etwa 5h Wir rechnen hier den flacheren Einstrahlwinkel und die geringere Einstrahlung vereinfacht in eine kürzere (halbierte)  Beleuchtungszeit um –> Erfahrungswerte aus beruflich umgesetzten Energieversorgungen von Geräten mittels Solarmodulen.

Solarmodulleistung

Gleichzeitig sollte die Solartechnik leistungsmäßig so ausgelegt sein, das sie im Sommer die notwendige Tagesenergie so innerhalb von etwa 5h hereinholt, so haben wir dann hier auch bei teilweise bedecktem Wetter noch eine 100% Abdeckung bei der Energiegewinnung (zumindest über den 4-Tages Zyklus).

Dies bedeutet für unseren Energiebedarf von 1365Wh, bei einem Solarregler-Wirkungsgrad von 95% und einer Nennleistung der Solarmodule von gemittelt 75% der Peakleistung (Einstrahlwinkel der Sonne in Mitteleuropa), das wir ca. 385W Peak Solarleistung benötigen, um eine Vollladung innerhalb 5h zu erreichen.

So haben wir nun schon einmal errechnet, was an Solarmodul-Leistung auf unser WoMo – Dach geschraubt/montiert/geklebt werden muß.

Mindestertrag je Tag

Wenn wir nun von obiger Abschätzung mit 20% Mindestertrag im Sommer, bei verdoppelter Ertragszeit (10h) ausgehen (ist ja trotz bedecktem Himmel lange hell), werden wir auch bei der errechneten Peakleistung der Solarmodule immer noch rund 530Wh „ernten“, d.h unser Tagesverbrauch (entnommene Akkukapazität) sinkt von 1365Wh auf rund 835Wh. Hier können wir natürlich nicht mehr davon ausgehen, das uns noch „Reserveenergie“ aus dem Überschussbetrieb zur Verfügung steht.

Hieraus errechnet sich dann ein Tagesbedarf von 67Ah (Bleibatterie) und 66Ah (LiFePo) im Sommer.

Nun dasselbe noch für den Winterbetrieb. Da dort die Sonne noch flacher steht und die Tageshellzeiten verkürzt sind, können wir nur von einer reduzierten 5h Nutzzeit ausgehen. Der „Ernte“-Ertrag ist dann mit etwa 265Wh halbiert, dennoch senkt es unseren Tagesenergiebedarf, der den Akku’s entnommen werden muss, auf 1363Wh. Dies entspricht dann 110Ah/106Ah (wieder für Beiakku und LiFePo).

Wenn wir nun wieder die 4 tägige Autarkie im Sommer, im Winter übers Wochenende, also >2 Tage erreichen wollten, müssten wir also nur noch

• bei Einsatz von Bleibatterien mit 50% DoD im Sommerbetrieb eine Akku-Kapazität von 536Ah vorhalten, im Winterbetrieb würde das dann noch 2,33 Tage reichen, unsere Vorgabe (>2d) wäre also erfüllt. Dazu müssten wir nur noch 3 Stück AGM-Akku mit je 180Ah parallel betreiben, die wiegen dann schlappe 156kg, hätten aber ein bisserl Reserve.
• Bei Einsatz von LiFePo – Akkumulatoren mit 80% DoD müssten wir für den Sommerbetrieb eine Akku-Kapazität von nur noch 330Ah vorhalten. Dazu müssten wir mindestens 2 Stück LiFePo – 160Ah Zellen parallel betreiben, die dann natürlich 4-fach in Serie. Die wiegen dann nur knapp 46kg.

Fazit

Um es hier auch schon vorweg zu nehmen, ich werde auf Basis LiFePO meinen Aufbauakku realisieren, denn die großen Bleiakku’s müsste ich in der Heckgarage unterbringen, was die Achslastverteilung aber gar nicht positiv verändert.

Die obige Berechnung der notwendigen Kapazitäten ist doch schon stark „Worst-Case“ gerechnet, ich denke der LiFePO-Akku wird aus 100 (3P4S) /160 (2P4S) /200 (2P4S) /240Ah (1P4S) oder 300Ah (1P4S) Zellen aufgebaut werden, je nachdem, was am besten am Einbauort rein passt; und auch wie die Tagespreise und Verfügbarkeiten der Zellen liegen. Vielleicht werden es ja auch 400Ah (1P4S), mal sehen …..

Die Zellenanordnung wird sich im wesentlichen aus den möglichen Einbauort ergeben, Euramobil VI’s haben die Aufbaubatterie normalerweise im ungenutzten rechten Einstiegsbereich (Innentrittbrett) in der Fahrerkabine eingebaut. Macht an dieser Stelle sehr viel Sinn, da extrem kurze Leitungsweg zur 12V – Energieverteilung (die ist ja gerade darüber angeordnet). Aber vielleicht muss ich aber auch auf die Beifahrersitzkonsole nutzen, mal schauen.

Die errechnete Solarmodul-Peakleistung hatte ich schon einmal abgeschätzt mit 320-400W_p, mit persönlicher Tendenz zu 400W_p, nun ist auch der notwendige Größenordnung errechnet und die passt zu meiner „Pi x Daumen“ – Schätzung sehr genau 😛 .