Für das Reisen in Van oder Wohnmobil ist eine unabhängige Energieversorgung Voraussetzung. Der Wechselrichter, auch Inverter genannt, spielt in vielen elektrischen Anlagen dafür eine Schlüsselrolle.
Aber nicht alle Wechselrichter sind gleich. Es gibt verschiedene Arten, Leistungsklassen und Funktionen – gute und “nicht so gute” Qualität.
Wir möchten uns in diesem Artikel damit beschäftigen, welche Wechselrichter es gibt, wo die Unterschiede liegen und welche Fehler häufig, vor allem bei der Wahl der passenden “Größe” gemacht werden.
Außerdem gehen wir auf wichtige Punkte bei Installation und Wartung ein.
Nach dem Lesen des Artikels sollst du genau berechnen können, welcher Wechselrichter zu deinem Bedarf passt, sodass deine Verbraucher unterwegs zuverlässig funktionieren und Schäden oder Gefahren für deine Sicherheit im Wohnmobil vermieden werden.
Wechselrichter im Wohnmobil – wann wird er überhaupt gebraucht
Nicht jeder benötigt in seinem Reisefahrzeug zwingend einen Wechselrichter. Es kommt auf die Geräte an, die du verwenden möchtest und welche Art von Strom sie brauchen. Viele Verbraucher können direkt ab Batterie betrieben werden.
Gleichstrom und Wechselstrom
In Wohnmobilen (und auch in Autos, Booten und anderen Fahrzeugen) verwenden wir ein 12 oder 24 Volt-Gleichstromsystem. Das liegt einfach an der Stromquelle: Batterien, also sowohl Starter- wie auch Bordbatterien, erzeugen Gleichstrom (DC = Direct Current).
Gleichstrom bedeutet, dass der elektrische Strom konstant in eine Richtung fließt (Direct). Anders ist das bei Wechselstrom (AC = Alternate Current), bei dem die Stromrichtung regelmäßig wechselt (Alternate – wechselnd).
Die meisten Geräte, die wir in Van und Wohnmobil verwenden (wie Beleuchtung, Pumpen usw), sind für Gleichstrom ausgelegt. Auch eine USB Dose, die für ein 12-Volt-System ausgelegt ist, benötigt keinen Wechselrichter, weil sie in der Lage ist, den Gleichstrom direkt zu nutzen. Sie wandelt den Gleichstrom in eine Form um, die sicher von den USB-Geräten im Wohnmobil verwendet werden kann.
Für welche Geräte im Wohnmobil wird Wechselstrom benötigt
Ein Wechselrichter wird benötigt, wenn Geräte, die für den Betrieb im Haushalt konzipiert sind, verwendet werden sollen. Alles, was mit normalem 230V Stecker betrieben wird, gehört auf jeden Fall dazu.
Wechselrichter-Arten – Modifizierte und reine Sinus-Wechselrichter
Es gibt zwei Haupttypen von Wechselrichtern: Modifizierte Sinus-Wechselrichter und reine Sinus-Wechselrichter.
Modifizierte Sinus-Wechselrichter sind in der Regel günstiger. Für viele einfache Geräte können sie auch durchaus ausreichend sein, sie produzieren jedoch eine Wellenform (Art des Stromflusses), die empfindlichere Geräte stören kann.
Laptops sollten an solchen Wechselrichtern auf keinen Fall betrieben werden, da sie hierdurch beträchtlichen Schaden nehmen können.
Reine Sinus-Wechselrichter hingegen erzeugen eine gleichmäßige, reine Sinuswelle, die identisch mit dem Strom aus dem öffentlichen Stromnetz ist. Sie sind teurer, aber sie sind auch sicherer für den Betrieb von empfindlichen Geräten.
Wechselrichter berechnen
Um den Wechselrichter mit der passenden Leistung auszuwählen, musst du deinen Energiebedarf kennen und dazu noch die folgenden, wichtigen Stolpersteine beachten. So gehst du Schritt für Schritt vor:
Schritt 1:
Definiere, welche Verbraucher du im Wohnmobil betreiben möchtest und ermittle deren Leistung in Watt. In der Regel steht das direkt auf dem Gerät. Suche nach den Angaben Leistung oder Leistungsaufnahme und W oder Watt.
Schritt 2:
Wenn du mehrere Geräte über den Wechselrichter betreiben willst, berechne, wie viel Watt abgerufen werden würden, wenn alle gleichzeitig laufen. Addiere dazu die einzelnen Leistungsangaben, sodass du eine Gesamtleistung / Gesamtwattzahl erhältst.
Schritt 3:
Rechne außerdem einen Leistungspuffer von 20 – 25% dazu, um kurzzeitige Spannungsspitzen (z.B. beim Anlaufen mancher Geräte) zu berücksichtigen.
Mit diesen drei Schritten hast du ermittelt, was dein Wechselrichter leisten muss – damit ist es aber für einen reibungslosen Betrieb der Verbraucher in deinem Reisealltag nicht getan! Beachte deswegen unbedingt auch die folgenden Hinweise.
Spitzenleistung VS. Dauerleistung – Ein häufig gemachter Fehler
Du findest in der Regel (bei vertrauenswürdigen Produkten immer!) nicht nur eine, sondern zwei Leistungsangaben auf dem Datenblatt eines Wechselrichters vor:
Der größere Wert, die Spitzenleistung, kann nur für einen kurzen Zeitraum abgerufen werden. Den Herstellerangaben entsprechend sind das meist nur wenige Sekunden bis hin zu ca. 5 Minuten.
Das bedeutet:
Wenn du eine Kaffemaschine mit 1000 Watt betreiben möchtest und einen Wechselrichter mit 1000 Watt maximaler Leistung verwendest, wird er erst einmal furchtbar warm und schaltet sich (hoffentlich) selbstständig ab, bevor dein Kaffee durchgelaufen ist!
Verwende als Bemessungsgrundlage also immer die Leistung, die der Wechselrichter auf Dauer erbringen kann.
ACHTUNG: Du solltest hellhörig werden, bzw. dich nach einem anderen Produkt / anderen Hersteller umschauen, wenn auf dem Gerät oder dessen Datenblatt:
- Nur eine Leistungsangabe gemacht wird (bei der nicht klar erkenntlich wird, ob es sich um eine Spitzen- oder Dauerleistung handelt).
- Wenn nirgendwo die Rede von einer Leistung im Verhältnis zum abrufbaren Zeitraum ist.
Einflussfaktor Temperatur
Elektronische Geräte erzeugen Wärme, wenn sie arbeiten. Um zu verhindern, dass sie zu heiß werden und dadurch möglicherweise Schaden nehmen, muss müssen sie die Wärme loswerden. Dabei spielt die Umgebungstemperatur natürlich eine wichtige Rolle.
Wenn es um das Gerät herum heiß ist, hat dieses es schwerer, seine Wärme abzuführen – wenn es kalt ist, kann auch das Gerät besser abkühlen – logisch. Das Gerät, in unserem Fall der Wechselrichter, läuft also bei einer hohen Umgebungstemperatur auf einem höheren Temperaturniveau, was seine Leistung auf verschiedene Weise beeinträchtigt.
Es kommt dabei zunächst zu einer Verringerung der Effizienz. Wird eine bestimmte Temperatur überschritten, greifen bei Geräten seriöser Hersteller Sicherungsfunktionen, um es abzuschalten, bevor es überhitzt und gar zu Bränden führen kann (mehr zu den wichtigsten Sicherungsfunktionen, siehe weiter unten).
Doch bleiben wir zunächst bei der Verringerung der Effizienz: Die Angabe zur Leistung von Geräten solcher Art, wird genau aus diesem Grund im Datenblatt in Bezug zu einer bestimmten Umgebungstemperatur gesetzt. Dies sind in der Regel 25° C. Übersteigt die Umgebungstemperatur diese „Normtemperatur“, wird der Wechselrichter die angegebene Nennleistung nicht mehr erbringen können.
Das bedeutet:
Wenn du dir einen Van für den Sommerurlaub in Spanien ausbaust, wird trotz guter Wandisolierung die Umgebungstemperatur im Laufe des Tages wahrscheinlich schon von sich aus die Normtemperatur von 25° C übersteigen.
Dazu kommt noch, dass die elektrischen Geräte am liebsten in einem Fach oder Schrank verbaut werden, damit sie außer Sichtweite sind. Dieser kleine, geschlossene Raum, kann sich durch die Wärmeabgabe der laufenden Geräte selbst bei kühlen Umgebungstemperaturen erstaunlich aufheizen.
Während eines Sommerurlaubs in Spanien kannst du also eher nicht mit der vollen Leistung unseres Wechselrichters rechnen. Beachte diesen Umstand bei der Auswahl eines Gerätes und vor allem: Verbaue deinen Wechselrichter so, dass er möglichst gut belüftet ist und Wärme abführen kann. Wichtige Informationen dazu bietet oft das Begleitblatt oder Manual, das dem Gerät beiliegt. Ist eine empfohlene Einbaulage darin enthalten, kann man feststellen, dass eventuell am Gerät vorhandenen Lüftungslamellen in dieser Lage vertikal verlaufen. Da warme Luft steigt nach oben steigt, wird durch diese Maßnahme eine gute Zirkulation der Umgebungsluft angestrebt.
Geräte ohne Temperaturangabe
Wie wir gerade gesehen haben, macht es einen großen Unterschied, auf welche Umgebungstemperatur sich die Leistungsangabe eines Wechselrichters bezieht. Ein seriöser Hersteller von elektronischen Geräten macht die Bezugstemperatur daher in seinem Datenblatt kenntlich (xx Watt bei xx °C). Hast du ein Gerät oder Datenblatt vor dir, bei dem diese Angabe von vorneherein fehlt, solltest du dich nach Alternativen umsehen.
Stolperfalle Produktbenennung
Um einen Wechselrichter auszuwählen, wird manchmal garnicht erst das Datenblatt zu Rate gezogen, um die oben genannten Werte, wie z.B. Spitzen- oder Dauerleistung zu vergleichen. Schuld daran ist die Namensgebung, die in vielen Fällen aus dem herstellerspezifischen Produktnamen und einer angehängten Zahl besteht. Das macht auch Sinn, denn Wechselrichter werden in verschiedenen „Größen“, also Leistungsstärken angeboten. Zur einfachen Unterscheidung wird das Geräte direkt mit der entsprechenden Leistung benannt.
Doch was ist, wenn die Zahl gar nicht der erwarteten Angabe, nämlich der tatsächlichen Leistung in Watt entspricht?
Hier wird, bewusst oder unbewusst, ein Fallstrick von manchen Herstellern ausgelegt, denn: Große Zahlen hören sich einfach besser an. Deswegen wird manchmal nicht die Größe Watt, sondern Voltampere für die Namensgebung herangezogen. Tatsächlich spiegelt auch Voltampere die Leistung wieder, denn Watt und Voltampere sind eng miteinander verbunden. Es gibt jedoch einen wesentlichen Unterschied zwischen ihnen:
Watt (W) ist die Maßeinheit für die tatsächliche oder „wirkliche“ elektrische Leistung, die in einem System oder einer elektrischen Komponente verwendet wird. Es beschreibt die Menge an elektrischer Energie, die pro Zeiteinheit in andere Energieformen (wie Wärme, Licht usw.) umgewandelt wird.
Voltampere (VA) ist die Maßeinheit für die „scheinbare“ elektrische Leistung. Sie berücksichtigt sowohl die tatsächlich genutzte Leistung (Watt) als auch die Leistung, die aufgrund von Phasenverschiebungen zwischen Strom und Spannung in Wechselstromsystemen zeitweise gespeichert und dann wieder freigegeben wird. Diese zusätzliche Leistung wird als „reaktive“ Leistung bezeichnet und in Var (Voltampere reaktiv) gemessen.
Der Vollständigkeit wegen: Es gibt auch Systeme, in denen alles perfekt synchron läuft und damit keine Phasenverschiebung eintritt, dann sind Watt und Voltampere genau gleich. In unserem Fall gibt es die Phasenverschiebung jedoch, was dazu führt, dass die scheinbare Leistung (VA) größer ist als die tatsächliche Leistung (W).
Veranschaulichung des Verähltnisses Watt zu Voltampere
Stelle dir einen LKW vor, der eine Ladung transportiert. Die gesamte Ladung, die der LKW tragen kann (einschließlich nützlicher und „nutzloser“ Ladung), entspricht der scheinbaren Leistung (VA).
Die nützliche Ladung, die tatsächlich einen Wert hat und genutzt wird, entspricht der wirklichen Leistung (W).
Die „nutzlose“ Ladung, die nur Platz einnimmt, aber nicht wirklich genutzt wird (etwa ein Stapel Transportpaletten), entspricht der reaktiven Leistung (Var).
Das bedeutet:
Ein Wechselrichter der „Bester Wechselrichter Der Welt 3000“ heißt, hat möglicherweise keine 3000 Watt Leistung, obwohl man das von der Logik her erwarten würde. Stattdessen bringt er vielleicht nur 2400 Watt, was für unseren Einsatz im Fahrzeug einen ungeheuren Unterschied macht. Vergewissere dich beim Kauf von technischen Geräten deshalb immer im Datenblatt, was die wirklichen Leistungsdaten sind.
Weitere Merkmale die beim Kauf eines Wechselrichters zu beachten sind
Neben Leistung, Spitzenleistung und modifizierter oder reiner Sinuswelle, gibt es noch eine Reihe anderer Kriterien, die du bei der Auswahl eines Wechselrichters berücksichtigen solltest.
Sicherheitsmerkmale
Achte beim Kauf eines Wechselrichters auf wichtige Sicherheitsfeatures. Sollte ein Billiggerät nicht über die wichtigen Schutzeinrichtungen verfügen, kann es zu Beschädigungen deiner Geräte oder Bordakkus kommen und schlimmstenfalls sogar im Brand deines Reisefahrezgs enden.
- Automatische Abschaltfunktion: Dies ist eine wichtige Sicherheitsfunktion, die den Wechselrichter automatisch abschaltet, wenn die Batteriespannung zu niedrig wird. Dies hilft, eine Tiefentladung der Batterie zu vermeiden, die sie ernsthaft beschädigen könnte.
- Überlastschutz: Dieser schützt den Wechselrichter vor Schäden, wenn die angeschlossenen Geräte mehr Strom verbrauchen, als der Wechselrichter liefern kann.
- Kurzschlussschutz: Eine weitere wichtige Sicherheitsfunktion, die den Wechselrichter vor Schäden schützt, wenn ein Kurzschluss auftritt.
- Thermischer Schutz: Diese Funktion schaltet den Wechselrichter ab, wenn er zu heiß wird, um Überhitzung und mögliche Schäden oder Brandgefahr zu verhindern.
Achte bei der Anschaffung eines Wechselrichters und von technischen Geräten allgemein darauf, dass diese von anerkannten Organisationen auf sicheren Betrieb geprüft und zertifiziert wurden.
Effizienz
Neben der Sicherheit, geht es auch um Effizienz.
Wechselrichter verbrauchen für den Transformationsprozesss von Gleichstrom auf Wechselstrom selbst eine gewisse Menge Strom.
Es wird beim Betrieb von Wechselrichtern also mehr Energie aus den Batterien verbraucht, als in den Geräten landet. Deine Batterien werden schneller leer, was sich natürlich an deiner autarken Stehzeit bemerkbar macht, wenn du gerade keinen guten Stromertrag, z.B. über Solar hast.
Der höhere Verbrauch belastet auch die Batterie(n) durch mehr Ladezyklen, was sich am Ende sogar in deren Lebensdauer niederschlagen kann.
Standby-Verbrauch
Neben den Verlusten beim Betrieb des Wechselrichters, gibt auch einen Energieverbrauch in Form von Standby-Strom. Dieser wird benötigt, um den Wechselrichter betriebsbereit zu halten.
Ein 3 kW Wechselrichter beispielsweise, verbraucht etwa 20 Watt aus den Batterien, selbst wenn er gerade nicht genutzt wird. Da dies eine nicht unerhebliche Menge in Van oder Wohnmobil darstellt, kann es eine gute Idee sein, den Wechselrichter entweder remote aus- und einschaltbar zu machen oder ihn so zu verbauen, dass man den am Gerät selbst verbauten Aus- und Einschalter leicht erreichen kann, um den Verbrauch von Standby-Strom zu vermeiden.
Bauform
Neben der Unterscheidung zwischen Wechselrichtern mit modifizierter oder reiner Sinuswelle, gibt es grundsätzlich noch zwei unterschiedliche Arten von Wechselrichtern, die nach ihrer Bauform unterschieden werden können: Solche mit Transformatoren (Trafo) und solche ohne Transformatoren.
Wechselrichter mit Trafo
Sie verwenden einen Transformator, um die Spannung des ausgangsseitigen Wechselstroms zu erhöhen oder zu senken. Diese Wechselrichter bieten eine galvanische Isolation zwischen der Eingangs- und der Ausgangsseite. Das bedeutet, dass die DC-Seite (also unsere Bordbatterien) und die AC-Seite (die angeschlossenen Geräte) elektrisch voneinander getrennt sind. Dies erhöht die Sicherheit, indem das Risiko von Störungen und Schäden durch Überspannung oder Kurzschluss reduziert werden.
Nachteilig ist, dass sie in der Regel größer, schwerer und teurer sind als Wechselrichter ohne Trafo. Außerdem sind sie unter Umständen etwas weniger effizient, da bei der Umwandlung von Strom durch einen Transformator Energie in Form von Wärme verloren geht.
Wechselrichter ohne Trafo
Sie haben keinen Transformator und wandeln den Gleichstrom direkt in Wechselstrom um.
Sie sind in der Regel leichter und kostengünstiger als Wechselrichter mit Trafo. Außerdem können sie etwas effizienter sein, da sie den Energieverlust durch die Umwandlung in einem Transformator vermeiden.
Transformatorlose Wechselrichter haben jedoch auch einige spezifische Nachteile, darunter Sicherheitsbedenken: Geräte dieser Bauart können ein Sicherheitsrisiko darstellen, da sie nicht das gleiche Maß an elektrischer Isolation zwischen DC- und AC-Kreisen bieten wie ihre transformatorbasierten Gegenstücke.
Wechselrichter ohne Trafo haben eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Spannungsschwankungen. Sie können sensibel auf den Betrieb von Geräten mit hoher Leistungsaufnahme oder auf die Anbindung an unzuverlässige Stromnetze (wie es bei mobilen Anwendungen häufiger der Fall sein kann) reagieren.
Wenn ein Wechselrichter ohne Trafo auf eine plötzliche Änderung in der Stromversorgung trifft, etwa durch eine plötzliche Zunahme der Last oder einen kurzfristigen Ausfall der Energiequelle, könnte er diesen Stoß direkt an die angeschlossenen Geräte weiterleiten. Dies kann dazu führen, dass empfindliche Elektronik beschädigt wird oder vorzeitig ausfällt.
Eine einheitliche oder zumindest typische Bezeichnung, an der du auf Anhieb erkennen kannst, welcher Bauart ein Wechselrichter ist, gibt es nicht.
Wir empfehlen, auf die etwas teureren Geräte mit Transformator zurückzugreifen, wenn du hier sichergehen willst.
Dimensionierung der Kabelanschlüsse
Eine passende Kabelstärke für den Anschluss des Wechselrichters ist aus Gründen der Effizienz und vor allem auch der Sicherheit unabdingbar. Sie wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, wie z.B. durch seine Länge, die durch die Wahl des Montageortes bestimmt wird.
Auch Umgebungsbedingungen wie der Verlauf des Kabels in einem Kanal, kann dazu führen, dass ein dickeres Kabel verwendet werden muss.
Achte bei der Auswahl des Wechselrichters darauf, dass dessen Anschlüsse für die Aufnahme der in deinem Fall geeigneten Kabelstärke mit dafür geeigneten Komponenten geeignet sind.
Welche Kabelstärke du verwenden musst?
Wie du die passenden Kabelquerschnitte für all deine Anschlüsse einfach selbst berechnest, erfährst du hier:
Installation und Wartung von Wechselrichtern
Die Installation des Wechselrichters sollte idealerweise in der Nähe der Batterien erfolgen, um Leistungsverluste zu minimieren.
Zu beachten sind auch Sicherheits- und Leistungsaspekte, wie eine ausreichende Belüftung, wie wir weiter oben bereits ausführlich behandelt haben. Dem Schutz vor Feuchtigkeit kommt ebenfalls eine hohe Bedeutung zu – logisch, bei elektronischen Geräten.
Und auch wenn alles fachgerecht angeschlossen und Installiert wurde: Montiere solche Geräte bitte niemals auf leicht brennbaren Untergründen (gefilzte Wände und Co.)
Was die Wartung angeht, so benötigen Wechselrichter in der Regel wenig Aufmerksamkeit, aber regelmäßige Inspektionen sollten dennoch erfolgen um Probleme durch Staubansammlungen (Stichwort Hitzeabführung) oder eventuell duchs Fahren oder andere Einflüsse locker gewordene Verkabelungen frühzeitig zu erkennen.
Unsere Empfehlung
Wir verwenden und empfehlen die Wechselrichter und Kombigeräte von Victron Energy. Seit vielen Jahren bewähren sich die Komponenten von Victron sowohl in Wohnmobilen, Vans und Booten, wie auch in fest installierten Anlagen im (Tiny) Haus.
Ach in unseren konfigurierbaren Elektrik-Komlettpaketen und unseren individuell geplanten power-pro Systemen sind aus den oben genannten Grünen immer die von uns liebevoll “blaue Kisten” genannten Geräte wie etwa der Phoenix Inverter oder ein MultiPlus enthalten.
Wechselrichter in Van und Wohnmobil – Zusammenfassung
Die Auswahl des richtigen Wechselrichters ist ein entscheidender Schritt, um die Vorteile einer unabhängigen Energieversorgung im Wohnmobil zu maximieren.
Nur durch eine sorgfältige Auswahl, Berechnung und eine fachgerechte Montage, können die mitgeführten Geräte durch den Wechselrichter zuverlässig mit Strom versorgt und vor möglichen Schäden bewahrt werden.
Mit der Auswahl eines hochwertigen Geräts kann außerdem die autarke Zeit und sogar die Lebenszeit der Bordbatterie(n) verlängert werden.
Wenn Du Hilfe bei der Zusammenstellung einer elektrischen Anlage benötigst, bei der nicht nur der Wechselrichter sondern alle Komponenten perfekt zueinander passen, sind unsere Technik-Experten gerne für eine persönliche Beratung am Telefon für dich da.
Informiere dich hier über unsere individuellen power pro und selbst konfigurierbaren power basic Systeme.
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