Modulares Setup Zweitbatterie/Powerstation für autarkes Camping und Blackout - Solar, LiFePo4, Temperatur und andere Fragen

Hallo liebes Forum und vorneweg vielen Dank für diese großartige Plattform - habe hier schon viel gelesen und bin immer wieder erstaunt was man hier so alles an Information findet!

Nun ist es an der Zeit mal selbst einen Thread zu erstellen um ein paar Fragen zu stellen, weil ich mit dem was die Suchfunktion ausspuckt zwar immer Einzel-Informationen bekomme, aber ich nochmal gerne eure "Gesamtmeinung" lesen würde! Sorry gleich vorneweg für die lange Beschreibung, aber ich denke je mehr Informationen zu Beginn, desto weniger Hin-und-Her ist bei den Antworten notwendig...

Unser Campingverhalten

Grundsätzlich lässt sich unser Campingverhalten in zwei "Modi" unterscheiden:

• Modus A "langes Wochenende": Hier sind wir meistens 2-4 Nächte unterwegs und haben keinen Landstrom, fahren aber jeden Tag an die 50-100 Kilometer. Hier verwenden wir besonders in der kühleren Jahreshälfte die Standheizung (jede Nacht, fast die ganze Nacht durchgehend), eventuell Kühlschrank (meist tagsüber, und in der Nacht ausgeschaltet), und klassisches Handy/Tablet-Aufladen. (Geschätzter Tagesverbrauch: Daumen mal Pi 0,2kWh)

• Modus B "Ferienhaus am Strand": Hier sind wir mehrere Wochen am Stück an einem Ort und fahren nur wenig (alle paar Tage zum Supermarkt und retour), legen aber dafür jeden Tag das Solarpanel auf. Meistens haben wir den Kühlschrank durchgehend laufen, und ca. 8 Stunden am Tag soll auch noch der Laptop angesteckt werden für die Arbeit. Standheizung wird da nicht benötigt da Sommer und warme Temperaturen. (Geschätzter Tagesverbrauch: Daumen mal Pi 0,5kWh)

In beiden Modi kochen wir ausschließlich mit Gas, das fällt also schon mal weg.

Die Idee

Da ja zurzeit nicht nur das Thema Camping aktuell ist, sondern auch das Thema "Blackout" in aller Munde zu sein scheint, war meine Idee bei einer Zweitbatterie-Aufrüstung gleich ein modulares System zu konzipieren, welches man im Auto für's Campen verwendet, aber auch (relativ) einfach aus dem Auto herausnehmen kann um damit in der Wohnung eine Solar-Powerstation für den absoluten Notfall längerfristig betreiben zu können (Radio, Licht, evtl. 12V-Kühlschrank, Handy aufladen - wiederum Kochen extra mit Gas).

Das Fahrzeug

Wie in meiner Profilinfo beschrieben haben wir einen schönen 1996er-T4 mit Zweitbatterie, welche die Standheizung, die Innenbeleuchtung und (über 12V-Stecker) den Kühlschrank betreibt, als auch den Recaro-Fahrersitz.

Das vorhandenes Equipment

• Auto mit Zweitbatterie (72Ah Blei-Säure, etwa ein Jahr alt also noch recht gut in Schuss) und Trennrelais
• Kompressor-Kühlschrank CoolFreeze CDF-25 (12V, zieht so je nach Außen- und Innentemperatur evtl. so 0,5AH-2AH pro Stunde denke ich)
• Laptop-Charger (12V, zieht denke ich so 2AH-4AH pro Stunde, je nach Laptopnutzung)
• Faltbares Solarpanel (120Wp)
• Charge Controller, war beim Panel dabei, 20A Controller der bisher das Solarpanel als Input hatte, an die Zweitbatterie mit Krokodilklemmen gegangen ist, und auch die Möglichkeit hätte die 12V-Verbraucher anzuhängen (Verbraucher waren bisher direkt an der Zweitbatterie angehängt)
• Schaltnetzteil 230V -> 13.8V/7A, mit Ein-Aus-Schalter, um Landstrom auf 12V zu konvertieren
• Spannungswandler 12V -> 230V liegt auch noch irgendwo rum im Keller
• Diverse 12V Stecker/Kabel etc.

Bisherige Überlegungen und konkrete Fragen

• Ziel: Umbau zu "modularem System" mit möglichst geringem finanziellem Aufwand, da ja schon einiges an Equipment da ist und auch Wille/Interesse zum selbst Hand anlegen
• Input sollte können: 230V aus Steckdose, 12V während der Fahrt laden, und über Solarpanel; Output sollte können: 12V (230V Output ist denke ich gar nicht notwendig; USB-Stecker wären noch optional, geht aber auch leicht über 12V)
• Ich würde gerne die (theoretischen) 120Wp/0,5kWh pro Tag Solarenergie von mehreren Tagen speichern können, das würde mal für einen größeren Akku sprechen; unser Stromverbrauch kann durchaus mal mehr als 0,5kWh pro Tag betragen, und wenn auch die Sonne dann nicht so gut scheint, wäre es gut ein wenig Puffer zu haben - Frage: hat jemand ein ähnliches Setup und kann sagen, wieviel Solarpanel + Batteriekapazität erfahrungsgemäß ausreichen für längeres autarkes Stehen?
• Habe die Überlegung, einen größeren LiFePo4-Akku (z.B. 100Ah) inklusive BMS zu kaufen (da überzeugt mich Gewicht/Volumen versus Kapazität/Ladezyklen/Nutzbare %), allerdings fürchte ich würde ich da nicht um einen mit integrierter Heizung herumkommen, da das Auto schon mal in Gegenden mit bis zu -10°C stehen kann - Frage: soll man LiFePo4-Akkus ohne Heizung überhaupt in Betracht ziehen? Und sollen die Akkus unter 0°C nur nicht laden, oder sollen die da überhaupt nicht im Auto stehen/lagern?
• Habe auch gelesen, dass größere LiFePo4-Akkus als Zweitbatterien einen Ladebooster statt eines Trennrelais benötigen würden, das heißt entweder kleineren Akku (bis zu 80Ah?) oder auch Ladebooster statt Trennrelais (zusätzliche Kosten, mehr Platzverbrauch) - Frage: ab welcher LiFePo4-Größe wäre es sinnvoll, einen Ladebooster stat des Trennrelais zu verwenden? Gibt es Empfehlungen für Ladebooster?
• Habe überlegt, den LiFePo4-Akku plus Charge-Controller und Schaltnetzteil in eine größere Werkzeugbox einzubauen, quasi als "DIY-Powerstation" mit USB/12V-Output, die man noch zusätzlich an die Zweitbatterie anhängt und in kalten Nächten mit ins Haus nimmt, also Setup "Starterbatterie-Zweitbatterie-Powerstation"; das würde auf jeden Fall dem "modularen" Charakter am nächsten kommen, braucht aber extra Platz im Auto - Frage: hat jemand eine Powerstation (egal ob DIY oder gekauft) und nutzt sie als "modulare Zweit- oder Drittbatterie" im Auto?
• Ein Modul unter dem Fahrersitz unterbringen, welches man auch einfach herausnehmen kann, ist vermutlich nicht so leicht machbar aus Platzgründen, und man müsste ja dann jedes mal die Verkabelung der Zweitbatterie abtrennen wenn man mal ohne Zweitbatterie fahren möchte; allerdings würde das eh nicht häufig vorkommen, sondern nur in Notfällen wenn mal Stromausfall ist. Dafür könnte eigentlich auch die vorhandene Blei-Säure-Batterie verwendet werden - Frage: Hat jemand ein Setup unter dem Fahrersitz, welches sich leicht herausnehmen lassen kann, und was passiert in diesem Fall mit den Anschlüssen? Gibt es eventuell ein System das man schnell an- und abschließen kann?
  

Puh, das war jetzt einiges an Text Hoffe, dieses Thema ist nicht nur für mich interessant, sondern hilft auch anderen bei ähnlichen Entscheidungen.

Freue mich sehr über die Beantwortung einer oder mehrerer Fragen bzw. sonstigen Ideen und Anregungen!

Zitat von PeZe

LiFePo4 ohne Heizung können auch unter 0° entladen werden.

Winstonzellen(mit Y) laden auch unter 0°

Ich habe Winston 60Ah nur mit Trennrelais benutzt. Die jetzige LiFePo4 150Ah bekommt durch einen Ladebooster max 30A, damit die Starterbatterie auch noch geladen wird und die Leitungen nicht glühen

Wenn die Batterie fest als Zweitbatterie verbaut ist und das Auto unter 0°C über Nacht steht, würde dann das Einschalten des Motors ein Laden unter 0°C bedeuten, oder? Danke für den Tipp mit den Winstonzellen, werde ich mir ansehen!

Zitat von amicar

Erläutere mal was Du mit Pi=0,XX kWh meinst. Leistung pro Stunde oder Tag?

Nur die Luftstandheizung sind schon 40W/h wären also schon mal gut 0,4 kWh am Tag.

Ähnlich dürfte der Verbrauch einer Kompressorkühlbox liegen.

Also ohne 100AH LiFePo und eine Ladegerät deutlich größer 10A wird das nix.

Da habe ich mich wohl verschätzt - habe hier im Forum gelesen dass die Standheizung so durchschnittlich 1-1,5A, beim Anstarten 2A zieht, da habe ich 1,5(A)*12(V)*8(h)=144(Wh) gerechnet, mit ein wenig Licht und Handy somit auf 200Wh/0,2kWh pro Tag; Kompressorkühlbox habe ich ein wenig mehr gerechnet, 0,5AH-2AH/h, im Winter weniger Stunden da es sowieso kalt ist, im Sommer länger aber dafür keine Standheizung habe ich täglich so auf 1,5*12*20(h)=360(W), also 0,36kWh, plus Laptop auf so 0,5kWh/Tag (vermutlich etwas mehr). Liege ich da voll daneben?

Zitat von yellowone

Zitat von silvestro

hat jemand ein ähnliches Setup und kann sagen, wieviel Solarpanel + Batteriekapazität erfahrungsgemäß ausreichen für längeres autarkes Stehen?

Es ist eigentlich ganz einfach: soviel wie möglich und was bezahlbar ist.

Es macht einfach keinen Sinn, so ein komplexes Vorhaben von Anfang an auf Kante zu nähen und im entscheidenden Moment dann doch zu wenig Strom zu haben.

Also lieber "Klotzen statt Kleckern" Ich weiß dass es nach oben hin keine Grenzen gibt, und ich werde schon neidisch wenn ich hier im Forum Setups mit 400Wp Solarpanele und 400Ah Batterien sehe Nachdem das ganze aber auch portabel sein sollte, wird es dann aber irgendwann unrealistisch das Setup aus dem Auto herauszuholen in die Wohnung. Es sei denn, man sieht das Setup im Auto als "Extension" vom Kernsetup, also einfach zusätzlicher Akku und zusätzliche Solarfläche zur eigentlichen Powerstation. Klingt eigentlich auch ganz gut.

Nach längerer Recherche bin ich nun auf diese Winston 12V-Monolithen gestoßen: https://shop.gwl.eu/LiFeYPO4-batte…60Ah.html?cur=1

Winston deshalb, da sie dank Yttrium auch unter 0°C laden können (danke PeZe für den Tipp). Das sind 4 Zellen verbunden in einem Gehäuse, und wenn man sich ausrechnet was eine 3,2V Zelle kosten würde ist das im 12V-Block günstiger. Nachteil ist, dass im Gegensatz zu anderen LiFePo4-Akkus kein BMS verbaut ist, aber das scheint kein großes Problem zu sein wenn man einen externen Über/Unterspannungsschutz noch dazu gibt.

Die Idee wäre jetzt, eine 60Ah Winston LiFeYPo4 Batterie zu kaufen und die zusätzlich / als "Extension" zur Zweitbatterie im Auto zu verwenden, und dann später mal (wenn die Blei-Säure-Zweitbatterie den Geist aufgibt), mit Ladebooster/Unterspannungsschutz unter dem Fahrersitz zu montieren (und eventuell noch eine zweite 60Ah-Batterie dazu, also 120Ah gesamt).

Verkäuferinformation zu den genannten 12V-Blöcken:

Erfahrungsbericht Winston 12V 40Ah / 90Ah, ohne BMS, Blei-Säure Ladegerät: https://hobby-wohnwagenforum.de/index.php?thre…um-li-ion-akku/

Das wäre nun mein Setup mit der neuen Batterie und Rest (vorhanden):

Laden

• Ladung von Steckdose: 13.8V/7A Ladegerät (Profitec Schaltnetzteil habe ich von früher), damit sollte der Akku in 24h zu 85%-90% geladen werden können (siehe zB hier oder hier - man liest öfters dass es für LiFePo4 sogar ratsam ist, regelmäßig nur mit 13.8V zu laden und nur hin-und wieder volle >14V)

• Ladung von Solarpanel: Der solar charge controller der bei meinem Panel dabei ist hat ein verstellbares LiFePo4-Setting (einstellbar 13V-15V), somit könnte ich dann mit Solar hin- und wieder komplett auf die 14,6V laden
• Ladung während der Fahrt von Zweitbatterie: Hier dachte ich die Zweitbatterie über 12V-Stecker als Input für den solar charge controller (max. 50V / 20A) zu nehmen (Zweitbatterie hat während der Fahrt ja so um die 14-14,5V und sollte somit für die 13.8V der LiFeYPo4-Batterie reichen

Entladen

• USB: Solar charge controller hat 2 USB outputs, und kümmert sich um Unterspannungsschutz (einstellbar)
• 12V-Stecker: Am Load Output vom solar charge controller, solar charge controller kümmert sich um Unterspannungsschutz (der controller hat 20A Limit, also sollte Laptop und Kühlbox darüber laufen können), oder direkt an Batterie mit Unterspannungsschutz
• 230V Spannungswandler: Hier habe ich einen 600W Spannungswandler, der wäre dann direkt an der Batterie montiert mit einem extra Unterspannungsschutz, zB ein Victron battery protect 100A, wie im Winston-Video zu sehen)

Theoretisch würde das Spiel dann auch umgekehrt funktionieren, also mit einer voll geladenen Winston-Batterie als Input in den solar charge controller und dann am Batterie-Terminal die Zweitbatterie unterm Fahrersitz, somit könnte die Fahrersitz-Zweitbatterie "aufgetoppt" werden ohn den Motor einzuschalten. Natürlich könnte man auch das Solarpanel + charge controller direkt an die Zweitbatterie anstecken wenn benötigt.

Habe ich da irgendwo grobe Denkfehler oder ist das so machbar?

Danke euch allen für die angeregte Diskussion!

Phydeux3 genau so ein Setup schwebt mir vor, vielen Dank! Ich probier's nur noch um einen deutlich geringeren Preis zu bekommen Ich habe schon so viele Teile (Solarpanel, Regler, Inverter, Ladegerät, Verkabelung) und daher versuche ich durch den Kauf einer Batterie das noch zu komplettieren (Kosten wären dann so um die 400-500€). Klarerweise könnte ich auch alles neu kaufen, dann wäre ich mit 1500€-2000€ sicher sehr gut aufgestellt (Auf das läuft es vielleicht eh hinaus wenn die Teile einfach nicht kompatibel sind).

Noch eine Frage an dich: Habt ihr auch eine Möglichkeit, über Solar die 100Ah Batterie (mit-) zu laden? Oder verwendet ihr ausschließlich den Ecoflow River für Solar, und die 100AH Batterie wird durch die Lichtmaschine geladen?

amicar danke für deine Antwort, ich glaube aber es liegen noch ein paar Missverständnisse vor (vielleicht schreibe ich zu undeutlich):

Zitat von amicar

Ein BMS macht deutlich mehr als nur vor Über oder Unterspannung zu schützen!

Das ist mir bewusst, und bei 4 separat gekauften Zellen würde ich auf jeden Fall ein BMS verwenden, aber siehe Beschreibung des Winston LiFeYPo4-Akkus ("The monolithic 12V batteries do not have any PCM (any electronics) inside. They consist of finely balanced cells with identical perfomace. The battery must be managed and operated as a single monolithic 12V block.") und Erfahrungsbericht mit genau diesem Akku aus dem WoWa-Forum (siehe Link - kein BMS oder Balancer verwendet über Jahre hinweg) und auch aus dem offiziellen Verkäufer-Video ("no BMS needed, just a battery protector between charger/battery + between load/battery"). Den protector zwischen Charger und Batterie würde ich im günstigsten Fall weglassen, weil ich nur mit 13.8V laden würde. Vielleicht traue ich mich es eh nicht und kaufe eine klassische LiFePo4 mit inkludiertem BMS

Zitat von amicar

Die Nächste Frage, wann willst Du die Batterie laden, wenn unter 0 Grad ist?

Wenn das Auto die ganze Nacht draußen steht und die Batterie fest verbaut ist (als Zweitbatterie unter Fahrersitz, z.B. als Nachfolger von der Bleibatterie), in der Früh dann Motor starten - würde dann nicht die Lichtmaschine die LiFePo4 Zweitbatterie laden und somit beschädigen? Der fixe Einbau ist nicht etwas was ich unmittelbar plane, aber es wäre cool wenn die Batterie das grundsätzlich erlauben würde.

Zitat von amicar

Davon abgesehen ist ein 7A Ladegerät einfach nur lächerlich, wenn Deine Standheizung läuft sind schon 3A weg.

Das 7A Ladegerät wäre ja nur für den Fall, wenn die Batterie mal indoor, also zuhause aufgeladen werden würde. Da kann sie ruhig langsam über einen Tag hinweg laden. Im Auto selbst würde sie über den solar charge controller geladen werden, entweder über 12V Stecker oder über Solarpanel. Die "klassischen" LiFePo4 Akkus inklusive Ladegerät haben meistens 10A oder 20A Ladegerät dabei, also nicht soo viel Unterschied.

Zitat von amicar

LiFePo und Bleibatterie gleichzeitig mit nur einem Ladegerät zu laden bzw parallel zu betreiben nix gut

Da bin ich mir tatsächlich noch unsicher. Die Verbindung wäre Bleibatterie -> Solar charge controller (20A, 50V max input, output regelbar z.B. 14,6V) -> LiFePo4, und ich dachte, dass der charge controller die Bleibatterie mit 20A bei 14V "aussaugt" und das der LiFePo4-Batterie übergibt. Oder könnte die LiFePo4 durch den charge controller durch zu viel Ampere ziehen? In dem Fall bräuchte ich dann doch noch einen DC to DC charger. In die andere Richtung die gleiche Frage, bei LiFePo4 -> Solar charge controller -> Bleibatterie - kann das funktionieren?

Zitat von amicar

Wozu brauchst Du einen 600W Spannungswandler, was willst Du damit machen?

Wir haben bereits im Einsatz: 300W Reiskocher (nicht nur für Reis!), 300W Pfanne, 500W Wasserkocher - super für's Campen, man braucht nur ein wenig mehr Zeit Alles andere läuft über 12V

Danke PeZe für die Hintergrundinfos! Habe deinen Thread angeschaut wo du den Einbau des 60Ah setups dokumentiert hast und das sieht super aus! Könntest du mir verraten welches primitive BMS du verwendet hast? Hab ein wenig gesucht, finde aber nur die smart Dinger mit Bluetooth und die sind denke ich Overkill. Danke auch für den Tipp mit dem Ladebooster, wenn ich über 60Ah gehe werde ich definitiv einen solchen verbauen, vor allem auch weils doch schon ein älterer Multivan ist.

Zitat von PeZe

Ach ja, inwzwischen wird empfohlen, die WInston nicht zu legen.

Ach du Schreck, das macht natürlich das Thema "als Zweitbatterie unter der Sitzbank" etwas schwieriger :-/ Das würde dann doch für z.B. 4 von den kleinen dicken 130Ah Zellen sprechen plus primitives BMS... Oder als getrenntes Setup, das nie unter der Sitzbank landen wird, dann kann es aber auch normales LiFePo4 sein und in kalten Nächten im Haus lagern. Hast du da noch nähere Infos dazu?

Zitat von Phydeux3

Im Paket enthalten sind der Inverter (1200W) , Kabel und Gedöns — wenn man ehrlich rechnet, liegt man mit den Einzelkomponenten preislich eher darüber, aber klar, du bekommst dafür eine optimal abgestimmt Anlage.

Die 100Ah Batterie wird tatsächlich nur über die LiMa geladen, aber bei unserem Nutzungsverhalten sind wir noch nie ans Limit geraten.

Phydeux3

Wow, mit Inverter und Kabel inklusive um 200€- super Deal! Da habe ich wohl bei meinem Solarpanel (200€ nur mit charge controller, ohne Inverter, 120Wp) zu viel bezahlt...

Was hängt dann an der 100Ah Batterie dran? Nur die Standheizung und Beleuchtung? Bzw. was hängt an der Ecoflow dran? Könntest du mir euer Setup noch ein wenig genauer beschreiben? Da wäre ich sehr neugierig!

P.S. Könnt ihr die Ecoflow auch über 12V beim Fahren laden?

Vielen Dank euch allen!