Hitze, Solarerträge und Batteriebehandlung

Diese Woche liegen die Temperaturen ständig um die 30°C, und es soll zunächst so bleiben. Wir überlegen schon, für unsere Nürnberg-Fahrt den Pkw zu nehmen und nicht bei dieser Hitze im WoMo zu übernachten.

Da man beim geparkten WoMo in der Stadt außer den Dachluken nichts öffnen kann und die Sonne den ganzen Tag auf die Kabine brennt, entstehen trotz FanTastic Vent Dachlüftern keine Wohlfühltemperaturen, sondern bestenfalls 1° oder 2°C über der Außentemperatur. Wenn man dann abends zum Fahrzeug kommt, ist zunächst an Schlafen nicht zu denken. Es dauert einige Zeit, bis die tagsüber gespeicherte Hitze von über 30°C aus dem Innenraum vertrieben ist. Jeder kennt das. Für die Heimfahrt mit dem Pkw brauchen wir vermutlich auch nicht viel länger.

Schon auf der Hinfahrt lässt sich der Pkw zudem wegen des viel kleineren Innenraumes leichter mit der Motorklimaanlage auf erträgliche Temperaturen bringen, sodass man nicht schon verschwitzt ankommt.

Etwas völlig Anderes ist es, wenn man am Zielort das WoMo bewohnt, alles aufmachen und vor allem auf einem Stell- oder Campingplatz draußen sitzen kann. Manche mögen’s heiß, aber wir empfinden Innenraumtemperaturen über 23°C als suboptimal. Zum Schlafen sollten es bei uns nicht mehr als 18°C sein, lieber sind uns 15°C. Deshalb verreisen wir ungern in der heißesten Zeit des Jahres. Wir bevorzugen die Übergangszeiten und den Winter, bzw. im Sommer nördliche Regionen, wobei wir auch in Skandinavien mitunter schon mehr als 30°C ertragen mussten, als wir noch an die Sommerferien gebunden waren. Allerdings kühlte es dann in der Nacht meist angenehm ab.

Solarerträge und Batterieladung

Die Hitze wirkt sich auch negativ auf die Solarerträge aus. Nachdem ich die Versorgungsbatterie über Nacht auf knapp 50% SOC entladen hatte, interessierte mich heute das Ladeverhalten der beiden Solaranlagen. Dabei ist zu bedenken, dass gleichzeitig ständig Strom verbraucht wird. Neben den üblichen Kleinverbrauchern sind da die Kühl-/Gefrierbox und die diversen Ventilatoren (Kühlschrank und zwei FanTastic Vent Dachlüfter) zu nennen. Bei der Hitze konsumieren alle besonders viel Strom.


Um 10.30 Uhr las ich erstmals ab:   (Zur Vergrößerung auf Fotos klicken!)


Zwei Stunden später:


Solarertrag gegen 15.00 Uhr:


Solarertrag gegen 18.00 Uhr:


Obwohl die Sonne im Juli sehr hoch steht und die Module voll bestrahlt werden, ist der Ertrag geringer als z. B. gleich nach dem Anschluss der neuen LiFeYPO4-Batterie, als die Temperaturen 10°C niedriger lagen.

Immerhin hat sich heute der Ladezustand zwischen 10.00 Uhr und 18.00 Uhr um gut 40% auf über 90% verbessert. Am Ende des Tages werden somit um die 180 Ah im Speicher sein. Für eine 200Ah-Lithium-Batterie ein nahezu idealer Wert! Man erinnere sich: Im Gegensatz zu Bleibatterien nach Möglichkeit nicht ständig vollladen!

Was sich schon länger andeutet, zeigt sich jetzt erneut: Der Ertrag der 200Wp 12V-Anlage mit Morningstar-Regler liegt stets rund 30 W unter dem der 190Wp 24V-Anlage mit Votronic-Regler. Momentan kann ich nicht eindeutig erkennen, woran das liegt. Es kann mehrere Ursachen geben, z. B.:

  • Eines der beiden 100Wp-Module ist defekt, bzw. altersschwach.
  • Der Morningstar Solarladeregler arbeitet nicht optimal.
  • Die Verkabelung ist zu schwach.

Die beiden letzteren Punkte halte ich für wenig wahrscheinlich, denn die fachgerechte Verkabelung stammt von André Bonsch. Auch der Morningstar-Regler ist das Ergebnis der Empfehlung von AMUMOT. Eher vermute ich, dass das 20 Jahre alte 100W-Siemens-Modul inzwischen einen entsprechenden Leistungsverlust aufweist. Das 100W-Klebemodul ist noch zu neu, um bereits Leistungseinbußen erwarten zu lassen.

Im Zusammenhang mit der sowieso geplanten Nachrüstung eines Ersatz-Solar-Moduls für das bereits im Herbst demontierte defekte zweite Siemens-Modul, werde ich auch das verbliebene Siemens-Modul ersetzen und die komplette Verkabelung überprüfen sowie Trennschalter vor den Reglern installieren lassen. Im Sommer steht vorläufig genügend Solarenergie zur Verfügung, um autark zu sein. Somit hat diese Maßnahme keine Eile.

Vor dem Winter möchte ich dann die 190Wp der 24V-Solaranlage erweitern um zwei neue 100Wp 24V-Module. Die sich ergebenden 390Wp sollen dann über den ausreichend dimensionierten Morningstar-Regler (1200Wp bei 24V-Modulen) laufen. Das verbleibende 12V-Klebemodul mit 100Wp soll über den 350Wp verkraftenden Votronic-Regler betrieben werden. Die verbleibende Leistungsreserve kann für den evtl. Anschluss eines Faltmoduls o. ä. genutzt werden. Erforderlichenfalls wären laut Datenblättern bis zu insgesamt etwa 1550Wp möglich. Auf meinem WoMo-Dach haben jedoch gerade mal etwa 500Wp Platz. Das will ich aber auch nutzen. Ich bin gespannt, ob ich damit in Verbindung mit der neuen LYP-Batterie stromautark über den Winter komme.

Behandlung der Lithium-Batterie für langes Leben

Dazu beitragen kann natürlich auch das Sparen vor allem bei Großverbrauchern wie Geräten mit hoher Leistungsaufnahme von über 1000 Watt, was sich nicht nur auf den aktuellen Energiehaushalt auswirkt, sondern letztlich auch positiv auf die Batterie-Lebensdauer. Der Vertreter eines namhaften Herstellers erklärte mir, dass die mögliche Zyklenzahl nicht allein von der Entladetiefe bestimmt werde, sondern auch von der Entlade- und Ladestromstärke sowie von der Ladespannung. Die seriösen Hersteller geben deshalb für Ihre Batterien stets die maßgeblichen Daten an wie

  • die ohne unmittelbaren Schaden möglichen Stromstärken beim Entladen und Laden,
  • die empfohlenen, „bekömmlichen“, also für die Lebensdauer unschädlichen, Stromstärken für Ladung und Entladung,
  • die möglichen Ladeschlussspannungen,
  • die empfohlene Ladeschlussspannung (für längeres Batterie-Leben),
  • die Betriebstemperaturen.

Beispiele:

1. Bei meiner 200Ah LiFeYPO4 Batterie von FraRon werden folgende Daten genannt:

  • Nennkapazität bei 25°C: 200AH (Entladestrom ≤1C), was bedeutet, dass man zwar mit höheren Strömen als 1C (= 200A) Entladen kann, jedoch dann eine geringere Kapazität zur Verfügung steht. Der Lebensdauer wäre das natürlich auch nicht förderlich.
  • Entladestrom: Empfohlen wird bis 200A Dauerentladestrom, möglich ist aber auch 220A für 5 Minuten, max. 400A (5 Sek.), Spitze 1500A (0,2s). Niedrigere Entladeströme bis etwa 150A (= ca. 2000W) sind der Lebensdauer förderlich.
  • Ladestrom: max. 200A (begrenzt durch interne Schutzschalter), normal ~ 100A, wobei Ladeströme von 40 – 50A der Batterielebensdauer förderlich seien.
  • Ladespannungen: zwischen 14V und 15,2V (14,6V optimal)
  • Betriebstemperaturbereich: -25°C bis +50°C, mittlere Betriebstemperaturen sind der Batteriegesundheit förderlich.

2. Das gibt Victron Energy bei seiner 200Ah LiFePO4-Batterie an:

  • max. fortlaufender Entnahmestrom: 500A (ohne angeschlossenes BMS), empfohlener fortlaufender Entnahmestrom: <200A, max. Impulsstrom (10s): 1500A
  • max. Ladestrom: 500A (ohne angeschlossenes BMS), empf. Ladestrom: 100A
  • Ladespannung: zwischen 14V und 15V (14,2 V empfohlen)
  • Betriebstemperatur: -20°C bis +50°C (maximaler Ladestrom, wenn Batterietemperatur < 0°C: 0,05 C, d. h. 10A bei einer 200 Ah Batterie)

An die Empfehlungen der Hersteller sollte man sich tunlichst halten, um keine unangenehmen Überraschungen zu erleben. Je „sanfter“ mit der Lithium-Batterie umgegangen wird, d. h. je seltener ihre Grenzen erreicht werden, umso ergiebiger wird sie sein. In der Praxis erlege ich mir freiwillig folgende Grenzwerte auf: Entladung mit bis zu 100A, Ladung bis zu 50A, Ladespannung 14,6V, Entladetiefe 30% SOC (entspricht einer nutzbaren Kapazität von etwa 140Ah). Die restliche Kapazität betrachte ich als „Reservetank“ für äußerste Notfälle.

Hitze

Nochmals zu den Temperaturen im Schatten und im sonnenbeschienenen WoMo bei geschlossenen Fenstern und Türen:

Erfahrungsgemäß bewegt sich die Innenraumtemperatur bei laufenden FanTastic Vent Dachlüftern im ansonsten geschlossenen Fahrzeug um 0-3°C über der Außentemperatur im Schatten. Schaltet man die Ventilatoren aus, kann sie unter gleichen Bedingungen auf bis zu 40°C ansteigen. Vom geschlossenen Pkw kennt man ja noch höhere Werte.

Und hier die Außentemperatur um 17.57 Uhr! Die Raumtemperatur lag noch 3°C  höher. Bei der jetzigen Wetterlage werden wir deshalb lieber mit dem Pkw nach Nürnberg fahren.

IMG_8090
Sehr sommerlich!

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