Lithium-Akku

Hallo Hans,

mit Gel Akkus habe ich im Womo auch nicht die besten Erfahrungen. Die Lebensdauer war
mir im Verhältnis zum Preis mit 5 Jahren ganz einfach zu gering.
Als Alternative verwende ich seitdem zyklenfeste wartungsarme Bleiakkus. Das heisst
1 x im Jahr Säurestand kontrollieren/nachfüllen ist schon notwendig. Aber dafür kosten
sie nur zwei Drittel eines Gel - Akkus. Im Hymer lebte diese Akkutype 8 Jahre.
Im CI Carioca ist er auch schon das fünfte Jahr im Einsatz und hat noch volle Kapazität.

Mit Lithium Akkus für das Womo habe ich noch keine Erfahrungen, wohl aber als Versorgung
für meine diversen Portabel Funk Aktivitäten. Die sind: teuer, kritisch zu laden, sehr
anfällig auf Tiefentladung. Es gibt mittlerweile 3 verschiedene Lithium Technologien, aber
diese 3 Eigenschaften haben alle gemeinsam. Als günstig für den Endverbraucher dürfte sich
mittlerweile der LiPo (Lithium-Polymer) herauskristallisieren.

Bei der Verwendung im Womo müsstest du auf jeden Fall ein neues Ladegerät einbauen und
zwingend einen Balancer verwenden. Dieser muß sein, weil Lithium Zellen extrem kritisch
auf unterschiedliche Lade- Entladespannungen reagieren. Der Balancer verteilt die Ladung
gleichmäßig auf alle Zellen, verbraucht aber den Differenzstrom nutzlos.
Eventuell gibt es auch schon Akkus mit eingebautem Balancer, aber darüber habe ich keine Info.

LG, Walter

Servus Kollege!
Schau mal unter http://www.calira.de das ist ein Hersteller von Ladegeräten in Kaufbeuren. Ich habe mit denen gute Erfahrungen gemacht, die können Dir auch weiterhelfen mit Deinem Batterieproblem.
MfG
Hermann

Hallo Hans,

ich war schon länger nicht mehr im Forum und weis natürlich nicht ob das Akku-Thema für dich noch aktuell ist.
Habe selber im Sommer Lithium-Ionen-Akkus eingebaut, aber keine von den fertigen und völlig überteuerten Systemen, sondern alles selber in Einzelteilen eingekauft und dann verbaut.
Da wir 365 Tage im Wohnmobil wohnen, haben unsere Lithium-Akkus schon 5 Monate Dauerbetrieb hinter sich. Ich, nein wir sind begeistert und dank der damit verbundenen Elektronik haben wir deutlich mehr Sicherheit als mit den alten GEL-Akkus. Klar ist so eine Umrüstung deutlich teurer als einfach defekte Blei-Akkus zu ersetzen. Aber wenn der 3. Austausch hochwertiger Bleiakkus fällig würde, schaut die Rechnung schon anders aus. Zudem handelt man sich mit den Lithium-Akkus bei gleicher Leistung einen erheblichen Gewichtsvorteil ein. Wir haben 150 kg Blei gegen 60 kg Lithium ersetzt und haben mehr Strom zur Verfügung als vorher.
Es ist auch nicht ganz richtig, dass man unbedingt ein neues Ladegerät braucht, wir haben nach wie vor das alte WAECO drin. Funktioniert wunderbar. Aber es wird viel anndere Elektronik um die Akkus herum benötigt.
Lithium-Akkus sind zwar nach einer Tiefentladung hinüber, aber jeden Blei-Akkus ruiniert man mit mehreren Tiefentladungen genau so. Unabhängig vom verbauten Akku-Typ sollte man im Interesse einer langen Akku-Lebensdauer auf jeden Fall einen Batteriecomputer haben, der bei drohender Tiefentladung automatisch die Verbraucher vom Akku trennt. Damit würde so mancher Akku deutlich länger halten.
Also wenn Interesse besteht, würde ich einen detaillierten Bericht vom Einbau der Lithium-Ionen-Akkus ins Forum stellen.

Hallo Gerd,

deine Installation ist auf jeden Fall interessant. Bitte um eine Beschreibung derselben.
Ewald wird sicher ein gutes dauerhaftes Plätzchen für deinen Bericht finden.
Sind die offenen Platinchen balancer, oder sind solche bereits in den Akkus eingebaut?
Es gibt ja beide Bauweisen.

Gruß, Walter

Hallo zusammen,
ja, ich werde nach Weihnachten einen ausführlichen Bericht hier einstellen. Ewald kann ihn ja dann entsprechend platzieren.
Die sichtbaren Platinen sind die Balancer (preisgünstig und gut).
In den Zellen selber ist nichts verbaut (natürlich außer Lithium, Ferrum, Yttrium und Polymer).

Der Walter hat das ganz richtig bemerkt - das ist sicher etwas für die Wissensdatenbank. Ich werde mich in Geduld fassen und harre gespannt den Ausführungen. BITTE schreib sie so, dass auch ich sie verstehen kann. Wie Walter schon am eigenen Leib hat erfahren müssen, bin ich da ein komplettes geistiges Nackerbatzl .

Umrüstung der Aufbauelektrik auf Lithium-Ionen-Akkus
Hallo zusammen,
habe über die Feiertage etwas an dem Beitrag gearbeitet. Er besteht aus 6 Teilen, die ich hintereinander einstellen möchte. Fragen sind natürlich willkommen. Soweit es mir als Laie möglich ist werde ich diese beantworten.

1. Die Planungsphase und Einkauf
Winterabende sind lang, auch in Spanien und so habe ich die Zeit des Überwinterns (2011/12) im warmen Süden dazu genutzt, mich über neue Technologien eingehend zu informieren. Dabei ist folgendes herausgekommen:

Obwohl wir in unserem „Rollenden Altersruhesitz“ sehr gut ausgerüstet sind, wollen wir unsere Stromversorgung modernisieren.
Vom Hersteller unserer GEL-Akkus bekam ich die Auskunft, dass unter den bei uns gegebenen Umständen bei unserem Typ GEL-Akku mit einer Lebensdauer von 3 bis 4 Jahre zu rechnen ist. Das Problem ist sicherlich die tägliche Nutzung und die ausschließliche Ladung über Solar.

Vier Jahre sind bald um, also sollten wir uns mal über Ersatz Gedanken machen.
- Wir wohnen 365 Tage im Jahr im Wohnmobil (= viele Zyklen)
- Haben so gut wie nie Landstrom zur Verfügung (schlecht für Blei)
- Fahren äußerst wenig (kein Strom von der Lichtmaschine)
- Brauchen relativ viel Strom

Zur Energieversorgung haben wir 690 W Solar auf dem Dach und bisher noch nie Landstrom benötigt. Die vorhandene Photovoltaik-Anlage besteht aus:
- 5 Kyocera PV-Module (polykristallin, 36 Zellen, > 16 % Wirkungsgrad) mit zus. 450 W, ca. 25 A an Votronic 500 DUO Solarladeregler
- 2 cbe-PV-Module (32 monokristalline Siliziumzellen) mit zus. 240 W, ca. 16 A an cbe-Solarladeregler prs240
- 3 Exide GEL 145 mit zusammen 148,5 kg und einem Platzbedarf von ca. 52×67×23 cm
- 1 WAECO SinePower MSK1500-012, 1500 W Dauerleistung, kurzfristig 2000W
- 1 WAECO PerfectCharge, bis 500 Ah, 45 A

DSC_6001b

Unsere GEL-Akkus liefern bei 60 % Entladung 3024 Wh und sind dazu mit 800 Zyklen angegeben. Eine tiefere Entladung würde die Lebensdauer deutlich verkürzen, das gilt im Großen und Ganzen übrigens auch für all die vielen Blei-Akkus, welche mit zyklenfest, tiefentladefest und ähnlicher Augenwischerei von Werbestrategen beworben werden.
Blei-Säure-Akkus scheiden generell aus, da die Akkus bei uns relativ unzugänglich im Zwischenboden verbaut sind. Somit kann der Säurestand nicht geprüft werden und Knallgas wollen wir auch nicht im Fahrzeuginnern haben, auch nicht mit Ableitung nach außen.

AGM ist für unsere Anwendung völlig ungeeignet und verursacht bei Kollegen schon genug Probleme, die wir nicht auch noch selber erfahren wollen.

Wieder GEL wäre sicher das einfachste, aber auf lange Sicht gesehen für eine Photovoltaik-Anwendung auch nicht das Optimale. Außerdem, der für unsere Anwendung geeignetere GEL-Typ bereitet von den Abmessungen Probleme. Und überhaupt gibt es deutlich preisgünstigere Lösungen, wenn man die zu erwartende Zyklenzahl und somit die Lebensdauer mit in die Rechnung einbezieht.

Nach monatelanger Erkundigung u. a. in einem englischen Blog und im Photovoltaikforum, wo mir das Mitglied „Sonnentau“ mit seinen Praxiserfahrungen entscheidende Informationen gab, habe ich mich entschlossen, die herkömmliche Blei-Technik durch LiFeYPO4 Zellen von Winston zu ersetzen. Meiner Ansicht nach sind das momentan die einzigen Lithium-Zellen, welche auf Grund ihrer speziellen Eigenschaften für den Einsatz als Aufbau-Akku im Wohnmobil in Frage kommen.

Würde ich mich bei den LiFeYPO4 Zellen mit einer dem jetzigen Zustand vergleichbaren Leistung zufrieden gegeben, was 300 Ah bei 80 % Entladung entspräche, wären die LiFepo4 Zellen nur rund 300 € teurer als die jetzigen hochwertigen Marken-GEL-Akkus (für industriellen Einsatz), würden insgesamt über 100 kg weniger wiegen und zudem die 4-fache Lebensdauer haben (bei 80% Nutzung). Oder anders gerechnet, um die gleiche Zyklenzahl mit hochwertigen GEL-Akkus zu erreichen, müssten die GEL-Akkus 4 mal gekauft werden = 6.000 € gegenüber 1.800 € für LiFeYPO4-Zellen vergleichbarer Leistung.

Wir möchten jedoch etwas mehr Leistung bei sehr schonender Entladetiefe.
Mit den LiFeYPO4 Zellen von Winston bekomme ich aus 400 Ah bei einer für diesen Akkutyp sehr schonenden Nutzung von 70 % = 3584 Wh (bei 80 % Entladung wären es sogar 4096 Wh) und das bei einem Gewicht von nur 57 kg und einem Platzbedarf von nur ca. 47×29×26 cm.
Der Hersteller verspricht eine Lebensdauer bei einer Entladung zu 70 % > 5 000 Zyklen, bei 80 % > 3 000 Zyklen. Von der Technical University Prague liegen über Winston- LiFeYPO4-Cellen Langzeittests mit 13 000 Zyklen vor!!! Gut, Laborwerte, aber beispiellos.
Diese Zellen sind sowohl hervorragend für Photovoltaikanlagen geeignet, da Teilladungen die Lebensdauer nicht beeinträchtigen, sondern sogar verlängern.
Auch für den mobilen Einsatz in Wohnmobilen ist die Energiedichte von 90 bis 110 Wh/kg ideal.
Weitere Vorteile der Lithium-Zellen:
Die Selbstentladung beträgt unter 2% pro Monat, gegenüber Blei-Akkumulatoren, die zwischen 2 und 10% pro Monat an Selbstentladung aufweisen (Quelle Wikipedia).

Wer seine Akkus über Solar lädt, für den ist bestimmt der Ladewirkungsgrad von besonderer Bedeutung. Bei Lithium-Akkus liegt dieser um die 90%, bei Bleiakkumulatoren hingegen nur bei bescheidenen 60-70% (Quelle Wikipedia). Gerade in der schlechten Jahreszeit ist das ein entscheidender Vorteil der LiFePO-Zellen, da der wenige erzeugte Strom effektiver gespeichert wird.

Der Preis der gewählten 400 Ah LiFeYPO4 Zellen liegt zur Zeit (Anfang 2012) ca. 30 % über dem der jetzigen Exide-GEL-Akkus, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, dass bei schonender 70-%-Entladung 18,5 % mehr Strom zur Verfügung steht und etwa 80 kg weniger Gewicht herumgefahren werden muss. Die zu erwartende Lebensdauer beträgt das über 6-fache der GEL-Akkus. Also 2.000 € gegenüber 9.000 € für den GEL-Ersatz über den zu erwartenden Zeitraum.

Zu den LiFeYPO4 Zellen muss allerdings die vorhandene Elektrik im Wohnmobil etwas modifiziert werden.
Die einzelnen LiFeYPO4 Zellen benötigen Balancer, damit die Spannungen der Zellen nicht auseinanderdriften. Zudem berücksichtigt der momentan vorhandene Schutz vor Tiefentladung lediglich die Gesamtspannung und greift zudem zu spät für LiFeYPO4 Zellen.
Es ist ein absolut zuverlässiger Schutz vor Überladung und Tiefentladung JE ZELLE vorzusehen, denn eine richtige Tiefentladung reicht bereits, um die einzelne Zelle zu zerstören.
Diesen Schutz bieten die guten und günstigen neuen LiPro1-1-Balancer der Firma ecs-onine.org, welche übrigens von „Sonnentau“ entwickelt wurden (mein Freund aus dem Photovoltaikforum). Das Geniale an diesem LiPro1-1-Balancer ist, dass hier gleich die Steuerung integriert ist, welche 3 Solid State Relais zum Schutz vor Tiefentladung und in einer weiteren Sicherheitsschleife nochmals 3 Solid State Relais zum Schutz vor Überladung schalten kann. Teure BMS-Systeme, welche bei weitem nicht immer ausreichenden Schutz für die einzelnen Zellen bieten, oder nur vor Tiefentladung schützen, nicht jedoch vor Überladung, entfallen durch die LiPro1-1-Balancer. Manche BMS-Systeme sind auch für den Einsatz in Elektrofahrzeugen oder -booten gedacht, wo völlig andere Beanspruchungen auftreten als bei Aufbauakkus im Wohnmobil. Mit solchen Systemen wäre mit Kanonen auf Spatzen geschossen.

Zum Schutz vor Überladung (OVP) haben wir vorgesehen:
- 1 Stück crydom D06D80 = für Abschaltung der Photovoltaik-Module mit 22,1 V und 690 W
- 1 Stück crydom D06D60 = für Abschaltung der cbe-Photovoltaik-Module mit 20,3 V und 240 W
- 1 Stück crydom D2425 = für Abschaltung Waeco Ladegerät auf Netzseite (elektronisches Relais für Wechselspannung 230V / 10A)
- 1 Stück crydom D1D07 = für die Steuerung vom BUS-Modul der Bordelektrik, damit bei längeren Fahrten die Akkus nicht über die Lichtmaschine überladen werden.

Zum Schutz vor Unterspannung (LVP) haben wir vorgesehen:
1 Stück Philippi TSA 260-12V (260 A), gesteuert über 1 Crydom D1D07

Diese automatischen Trennschalter verkraften bis zu 260 A Dauerbelastung und sind ganz neu, lieferbar seit April 2012. Der TSA 260-12V hat einen Tiefentladungsschutz von 11,2 V und einen Überspannungsschutz von 15,6 V eingebaut, was mir eine zusätzliche Sicherheit bietet. Es gibt den gleichen Schalter auch ohne diesen Schutz.

Es wurden die teuren Crydom-SSR´s gewählt, da diese Industriequalität aufweisen und ohne LED´s weniger Strom verbrauchen, als viele Billigprodukte. Alle SSR´s werden auf Kühlkörper montiert. Hier reichen die kleinen Kühlkörper völlig aus.

Um unsere Solaranlage zu optimieren, wollen wir den cbe-prs240 Solarladeregler gegen einen zweiten Votronic 500 DUO austauschen, zudem sollen beide Laderegler eine zugehörige Fernanzeige bekommen. Ebenso soll ein schon lange überfälliger Philippi Batteriecomputer eingebaut werden. Dies wäre beides technisch nicht unbedingt notwendig, ist also etwas Luxus.

Übrigens, LiFeYPO4 Zellen von Winston brennen nicht, explodieren nicht, gasen nicht, enthalten keine Flüssigkeit, können auch liegend verbaut werden, funktionieren ohne Probleme auch im Winter und bei extremer Hitze, von -45 Grad bis +85 Grad. Die Selbstentladung liegt unter 5 % pro Monat. Schnellladung mit bis zu 3C ist möglich. Das Gewicht liegt bei vergleichbarer Leistung bei etwa 1/3 eines Blei-Akkus. Die einmaligen Anschaffungskosten liegen bei vergleichbarer Leistung nur unwesentlich über denen von hochwertigen Marken-GEL oder AGMs. Eigentlich der ideale Akku für Wohn- und Reisemobile.

Die LiFeYPO4 Zellen von Winston wurden bestellt, ebenso das ganze drum herum.
Das mit dem Bestellen ist natürlich auch nicht so einfach.
LiFeYPO4 Zellen sind begehrt und so muss ich auf die nächste Lieferung aus China warten.
Die hochwertigen Crydom Relais sind nicht überall zu bekommen und wenn, dann nur das eine oder andere und manchmal zu absoluten Wucherpreisen.
Der einzige Shop der im Dland alles von Crydom hat wäre RS Components GmbH, die aber absolut nichts an Privatkunden liefern wollen, also habe ich die Bestellung dort wieder storniert und saß im sonnigen Andalusien bei 38 Grad im Wohnmobil, der Schweiß rann, der Laptop lief heiß, denn wir beide googleten nach den begehrten SSR´s von Crydom. . . .
Dann fanden wir Mouser Electronics, Mansfield, Texas, in dem Shop ist vermutlich alles zu haben, was jemals ein Electronic-Freak irgendwo auf der Welt gebrauchen könnte. Registrieren, bestellen und per Visa bezahlen. Nach 3 Tagen sollen die Teile mit FedEx in Deutschland sein. Alle Preise im Internetshop sind Netto zuzüglich MwSt. Es entstehen keine Zusatzkosten für Versand, Zoll usw. alles im Preis mit drin. Also alles in allem eine völlig unproblematische Abwicklung.

Mouser Electronics, Mansfield, hat die heiß begehrten SSR´s von Crydom schnell und zuverlässig geliefert. Die zugehörigen Kühlkörper bekam ich von Pohltechnik, Aalen.
Die LiFeYPO4 Zellen wurden mir für Anfang bis Mitte Juli von der Firma Faktor, Kolbermoor zugesagt und auch pünktlich geliefert. Vielen Dank an Herrn Eisenbichler.
Die ganze übrige Elektrik wurde nach und nach bestellt und prompt geliefert. Der Philippi Batteriecomputer und ein neuer Philippi Tankmonitor (mit Ultraschallgebern und Durchflusszähler) kamen von Busse Yachtshop;
Stromverteiler, Sicherungshalter, Kabelschuhe, fertig konfektionierte Batteriekabel und vieles mehr kam von svb, ebenfalls ein Yachtausstatter.
Der Hauptschalter Philippi_TSA260-12 kam über den Onlineshop von Philippi.
Die LiPro1-1 Balancer kamen von ECS = Electronic Construction Service; Schweich.
Der zweite Votronic SR_500_Duo_dig inkl. zweier Votronic LCD Solar-Computer kam von preVent GmbH, Limeshain.
Wie hätte man sowas früher ohne Internet bewerkstelligt???

Nicht zu unterschätzen ist der „Kleinkram“ wie z. B. Schrauben, Messing-/Kupfer Beilagscheiben, Ring-Kabelschuhe für verschiedene Kabelquerschnitte mit jeweils verschiedenen Ringdurchmessern, oder Aderhülsen in diversen stärken. Sie waren für mich im Rhein-Main-Gebiet, trotz viel Fahrerei, kaum in den benötigten Abmessungen zu bekommen und wenn, dann im 100er Pack beim Großhandel für Kfz-Bedarf, Preise ab 14 € je Sorte aufwärts. Alle Schrauben gibt’s bei normschrauben.de, den restlichen Kleinkram am besten über ebay bestellen – das spart unheimlich viel Zeit und Nerven.

Bei den ganzen Teilen ist natürlich nicht alles in direktem Zusammenhang mit der Umrüstung auf LiFeYPO4 Zellen zu sehen, z. B. der Philippi Tankmonitor mit sehr genauen Ultraschallgebern und dem Durchflusszähler für Frischwasserverbrauch, oder der Philippi Batteriemonitor, der eigentlich sowieso vorhanden sein sollte.

Verwendete Abkürzungen:
SSR = Solid State Relay
OVP = over voltage protection = Überspannungsschutz
LVP = low voltage protection = Unterspannungsschutz
PV = Photovoltaik (umgangssprachlich Solarmodul, was fachlich richtig gesehen aber ein Modul zur Wärmegewinnung wäre)
RV = recreation vehicle = unser Freizeit- oder Reisemobil

Umrüstung der Aufbauelektrik auf Lithium-Ionen-Akkus

2. Die Montage
Dann sind die Zellen endlich da. . .
Vorsichtig auspacken . . .
Probestapeln, die Kiste passt schon mal.
Messen ist angesagt:
DSC_2913

3,311 V
3,306 V
3,307 V
3,307 V
sind die Werte der 4 Zellen.

Doch irgendwie stimmt da was nicht!
DSC_2918

M14 messe ich für die Polschrauben. Habe ich mich vertan?
Nein, im Datenblatt steht M8, und darauf habe ich auch alles abgestimmt.

Ja und die Prints sind für M10 gemacht, passen ja überhaupt nicht auf M14.
Klar, so ein Projekt geht nicht ganz reibungslos über die Bühne. Mal schauen wie sich das Problem lösen lässt.

Monikas Sohn Jens war die Rettung. Er, Mechatroniker und Maschinenbauingenieur + Master, mit eigener kleiner, computergesteuerter Drehbank, erkannte die einfachste und einzig richtige Lösung. Also ging es Samstagmittag ans Werk:
Die M14er Schrauben wurden in die Drehbank eingespannt um den Kopf plan zu drehen.
Anschließend wurde in der Drehbank eine Zentrierungsbohrung gesetzt.
Dann wurde mit 5mm vorgebohrt und mit 6,8 mm nachgebohrt. . .
um anschließend das 8er Gewinde rein zu schneiden.
Und so sieht die fertig bearbeitete Schraube aus, hier mit eingesetzter 8mm Inbusschraube, über die dann die Anschlüsse verschraubt
werden.

DSC_2934PS

Wir sind sehr froh darüber, dass wir für die Umbauarbeiten mehr oder wenig zufällig neben einer Werkstatt von ganz netten Motorradkampfschraubern stehen dürfen, und deren Werkstatt für so kleine Arbeiten, wie z. B. die Schraubenbearbeitung mitbenutzen dürfen.

Nun können die Umrüstarbeiten doch noch plangerecht weitergehen.
Sonntag um 8 Uhr wurden die 3 Gel-Akkus von den Verbrauchern getrennt und ausgebaut. 3 mal 49,5 kg stehen seither neben unserem Mobil.

DSC_2936

40 Stunden und 45 Minuten sollte es dauern, bis wieder Strom im Mobil fließt. Bisher war Strom einfach immer und zu genüge da. Aber so sieht man mal, wie unentbehrlich dieser ist, zumal wir ja durchgehend im Mobil leben. Nichts geht mehr, kein Gas-Gerät, kein Wasser, kein WC, nicht mal die Einzige Eingangstür. Zu letzterem gibt es natürlich eine Notschaltung. Doch, eines funktionierte noch, das Bett, in welches ich jeweils spät abends, oder besser gesagt nach Mitternacht fiel.

Alle Bauteile waren für den Einbau weitgehend vorbereitet, hier z. B. der zweite (linke) Votronic-Solarladeregler, an dessen Stelle vorher der originale cbm Solarladeregler gesessen hatte. Ganz links oben im Schaltschrank und ganz oben rechts auf Kühlkörpern die beiden Crydom SSRs, welche die Akkus vor Überladung schützen indem sie die Stromzufuhr von den Photovoltaik-Modulen vor den zwei Votronic-Laderegler unterbrechen.

DSC_2945

Es ging trotz detaillierter Planung und umfangreichen Vorbereitungen zäh voran, denn wie bei einem Prototyp üblich gibt es Korrekturen hier und kleine Änderungen dort. Das ganze Batteriefach war natürlich auch erst nach Ausbau der alten Akkus komplett einsehbar. Da musste eine Steckdose versetzt werden, der Kabelverlauf etwas geändert werden, eine Aluschniene entfernt werden, Kabelkanäle verschraubt werden usw.
Mit kleinen Bearbeitungen passte dann jedoch alles. Auch der Kasten, in dem später die 4 Lithium-Zellen untergebracht werden.

DSC_2938

Diese kleinen Arbeiten halten unheimlich auf. Im Vorfeld war es nicht möglich, schon alle Kabel fertig zu verlegen. Man glaubt es ja nicht, wie lange es dauert, bis diese über verschlungene Wege dort raus kommen wo sie benötigt werden. Und dann fängt der Spaß erst richtig an, Ringkabelschuhe und Kabelhülsen in nicht geahnten Größen werden benötigt. Besorgungsfahrten für Kleinkram fallen zusätzlich an. Das hört sich zwar etwas nach Chaos an, aber es treten einfach nicht vorhersehbare Situationen auf, wenn man solch ein Projekt das erste Mal als Greenhorn durchführt. Für verschiedene Unwägbarkeiten hatte ich vorgesorgt und Material für den Fall X besorgt. Das kostet zwar Geld, spart aber unheimlich Zeit, denn es durfte keineswegs der Fall eintreten, dass wir mehrere Tage ohne Strom sind. Trotzdem, an einem Tag war das trotz zeitweiser Hilfe von Jens nicht zu schaffen.

Erst am Montagabend wurden als letzte Arbeit die 4 Lithium-Zellen in Reihe geschaltet, die Balancer verkabelt, diese dann auf die Pole geschraubt und alles mindestens dreimal überprüft. Ein ganz besonders kritischer Punkt ist die Verbindung mit dem Kabelschuh vom 70mm² Kabel zur Schalttafel. Zum Glück hatte ich genügend Schrauben in diversen Längen besorgt, denn zwischen Kabelschuh und Platine mussten einige Beilagscheiben für die nötige Distanz sorgen, denn die kleinen Platinen sind sehr empfindlich. Die Schrauben sind natürlich nicht aus V2A.

Nach Mitternacht soll es soweit sein, nach der x-ten Überprüfung aller Anschlüsse konnte das letzte Kabel am Akku angeschlossen werden. Baustrahler sorgten die ganzen Nachtsunden fast für Tageslicht. Das Massekabel war die letzte noch herzustellende Verbindung. Ein spannender Moment, Monika war extra lange aufgeblieben, dann ran mit dem Kabel, der Hauptschalter klackte, sonst war es still. Also die Schraube festziehen und einige Kontrollmessungen vornehmen. Dann ins Wohnmobil und den cbe Bordcomputer einschalten, er ging, Licht ging auch an, Wasser lief wieder, alles perfekt.
Irgendwie kann man das dann nicht ganz glauben. In der Anspannung der vergangenen 3 Tage saß ich dann in der Heckgarage mit dem Laptop, genoss den kleinen Erfolg und schickte an einzelne Freunde noch eine Mail. Zwischendurch immer wieder Messen und Werte aufschreiben und freuen.

Hier die komplette Anlage:
DSC_2940

DSC_2941

An der linken Wand steht die ca. 35 × 58 cm große Schalttafel, hier kommen Plus- und Minus-Kabel vom Akku an, von hier gehen alle weiteren Verbindungen ab.

Im oberen rechten Viertel der Tafel sind Masseverteiler und Mess-Shunt für den Philippi Batterimonitor BCM1 untergebracht (schwarze Kabel). Hier befindet sich auch ein Sammelpunkt, an dem die Massekabel aller Systemverbraucher angeschlossen sind, z. B. die Sicherheitsschleifen der 4 Crydom-SSRs.

Darunter sitzt eine Sammelschiene für die Plus-Leitungen (rot).
Diese verzweigen zu einem Stromverteiler (rot und rund), der vor dem Hauptschalter sitzt und systemwichtige Verbraucher versorgt, z. B. die Sicherheitsschleifen auf den Platinen.

Die andere Leitung geht zum Trennschalter. Der automatische Trennschalter TSA260-12V von Philippi, erkennbar an dem roten und gelben Punkt, ist ein ganz wichtiges Bauteil (seit April 2012 lieferbar. Damit können Lasten von 260 A geschaltet werden!!! Das reicht eigentlich für jedes Wohnmobil aus. Gesteuert wird dieser ebenfalls über ein SSR von Crydom (ganz links unten). Links daneben eine der 3 Sammelschiene (Heavy Duty Bus 300A) an der u.a. das blaue Kabel an die Bordelektrik ab geht (dies war zuvor direkt an den GEL-Akkus angeschlossen). Darunter ein Sammelpunkt (roter Knopf) welcher diverse andere, nachträglich installierte Verbraucher bedient, z. B. den neuen Philippi Monitor für die Ultraschall-Tankanzeigen. Hier sind auch nachträglich installierte Wasser- und Abwasserpumpen, sowie LED-Stripes in den Staufächern angeschlossen.

Der weiße Kasten in der Mitte ist ein Strombegrenzungsmodul, welches den Eigenverbrauch des Systems etwas einbremst. Dies habe ich von Sonnentau bekommen, ein Freund aus dem PV-Forum, ganz herzlichen Dank an ihn, der mich unheimlich motivierte und mir bei vielen Fragen beratend zur Seite stand. Dies Modul soll in wenigen Wochen auch offiziell zu kaufen sein.

Dann befinden sich noch 3 Sicherungskästchen auf der Schalttafel. Ein richtig dickes, fettes für den Wechselrichter ganz rechts in der Mitte mit dem weißen Deckel.

Ja und dann der Akku, 4 LYP400AHA in Reihe geschaltet und liegend verbaut. Auch das ist möglich und wird häufiger praktiziert als es sich vermuten lässt. Denn nur so waren die Lithium-Zellen im bestehenden Akkufach unterzubringen. Wenn fertige Systeme nachgerüstet werden, stehen die voluminösen Blechkästen oftmals in der Heckgarage. Auch das ist ein Grund für eine individuelle Umrüstung.

Auf allen Pluspolen werden Balancer montiert, in die auch zwei Sicherheitsschleifen integriert sind, eine OVP zum Schutz vor Überspannung und eine LVP zum Schutz vor Unterspannung.
DSC_2943

Eine einmalige Unterspannung von ca. 10 V ist bei diesen Akkus bereits absolut tödlich. Schwarze Leitungen sind LVP, rote Leitungen sind OVP und natürlich in falscher Farbe, der Masseanschluss an den jeweiligen Minuspol der Zelle (hätte ich eigentlich schwarz machen sollen, sorry).

Die Bilder entstanden am Morgen danach. An einigen Stellen muss noch am Finish gearbeitet werden, sprich einige Kabel bedürfen noch einer sicheren Fixierung, damit sie nicht an Kühlkörpern usw. ihre Isolierung durchscheuern können. Aber morgens um 1 Uhr war dafür einfach die Luft raus. Hier wurde inzwischen natürlich am nachgearbeitet.

Unser besonderer Dank gilt an Dieser Stelle “Sonnentau” aus dem Womo- und dem PV-Forum, ohne dessen Beiträge, Überzeugungsarbeit und persönliche Beratung die Umrüstung in der Form für mich als Elektro-Laien kaum möglich wäre, vielen Dank.

Umrüstung der Aufbauelektrik auf Lithium-Ionen-Akkus
3. Zusammenfassung
Ich habe meine Planungsliste (4. Teil) der Realität angepasst und diese auf das reduziert, was mit dem Umbau von Blei auf die Winston LYP400AHA-Zellen bei mir im RV notwendig war. Darin enthalten ist auch ein Batteriemonitor, welcher sehr empfehlenswert, aber nicht unbedingt notwendig wäre, denn die Aufgabe eines BMS übernehmen die LIPRO1-1 Balancer.

In der Liste nicht enthalten ist ein Strombegrenzungsmodul für die OVP + LVP Sicherungsschleifen, welches ich von einem Freund gebaut bekam und welches vermutlich erst demnächst käuflich zu erwerben ist.

Aber Vorsicht ist geboten: diese Teile-Liste lässt sich nur bedingt auf andere Wohnmobile übertragen. Zu unterschiedlich sind die Elektroinstallationen der einzelnen Hersteller und Modelle. Wenn es die Platzverhältnisse erlauben, ist es sicher nicht verkehrt, wenn man zwischen bestehender Bordelektrik und den Winston LYP400AHA-Zellen eine eigene Schalttafel verbaut, so ähnlich wie ich das gemacht habe.
Meine Schalttafel ist dabei etwas komplexer geraten, da ich mich nicht auf das unbedingt Notwendige beschränkte, sondern auch abgesicherte Stromanschlüsse für Verbraucher vorgesehen habe. Wer hier Zeit und Geschick hat, kann sich Sammelschienen selber bauen, die deutlich kostengünstiger und platzsparender sind.

Solarladeregler, Netzladegerät und die Ladung über Lichtmaschine MÜSSEN über die OVP-Schleife abzuschalten sein.
Ich habe zwischen PV-Modul und Solarladeregler ein SSR montiert (auf keinen Fall zwischen Laderegler und Akku!)
Beim Netzladegerät habe ich ein SSR in die Netzzuleitung verbaut (nicht zwischen Laderegler und Akku). Es gibt für den Zweck SSRs, welche mit Gleichstrom gesteuert werden und Wechselstrom schalten.
Die Ladung über Lichtmaschine kann ich mittels SSR an einem vom Wohnmobilhersteller gekauften BUS-Modul unterbinden.

Bei mir waren die Ladekabel vom Solarladeregler und vom Netzladegerät neu zu verlegen, denn diese MÜSSEN jetzt zwischen den Winston LYP400AHA-Zellen und dem Trennschalter an einem Sammelpunkt angeschlossen werden – denn Laden sollte immer gehen, auch wenn die LVP-Sicherung alle Verbraucher (die ganze Bordelektrik) von den Winston LYP400AHA-Zellen getrennt hat.

Manche Verbraucher, in meinem Fall der Wechselrichter, waren direkt an den Blei-Akkus angeschlossen. Das sollte besser über einen Sammelpunkt auf der neuen Schalttafel gemacht werden, da die Akku-Anschlüsse neben Batteriekabel und LIPRO1-1 keinen weiteren Anschluss zulassen. Außerdem muss ein Verbraucher wie ein Wechselrichter unbedingt über die LVP abgeschaltet werden können. Ein direkter Anschluss an die Akkus ist absolut tabu.

Der Mess-Shunt für den Batteriecomputer sollte direkt zwischen dem Minuspol der Winston LYP400AHA-Zellen und dem Minus-Sammelpunkt montiert werden. Nur so ist gewährleistet, dass der gesamte Verbrauch und Ladestrom darüber laufen (außer den 4 LIPRO1-1). Ein Shunt, der irgendwo in der vorhandenen Bordelektrik montiert ist, zeigt nicht mehr richtig an (= Ladeströme, da Solar und Netzladegerät anders angeschlossen werden müssen).

Der Batterie-Trennschalter, über die LVP-Sicherheitsschleife gesteuert, ist ein zentrales Bauteil der Anlage. Die Bordelektrik muss auf jeden Fall über den Trennschalter laufen und muss komplett durch den Trennschalter automatisch über die LVP-Schleife getrennt werden können. Hier darf nicht gemogelt werden, denn eine Tiefentladung reicht und die Zellen sind unwiderruflich defekt (bei Blei sind dafür meist mehrere Tiefentladungen nötig, bei Lithium reicht eine einzige). Meines Wissens gibt es bisher ausschließlich den Philippi Trennschalter (TSA 260-12V) zum Schalten von 260 A, welcher sich über SSRs steuern lässt.
Die Steuerung über LIPRO1-1 Sicherungsschleifen und SSR ist unbedingt notwendig, da hierbei die Spannung jeder einzelnen Zelle berücksichtigt wird. Eine andere Steuerung, z. B. über die Gesamtspannung, ist keinesfalls zielführend und hat zur Folge, dass trotzdem die eine oder andere Zelle in den tödlichen Bereich driftet, obwohl sich die Gesamtspannung noch wunderbar im grünen Bereich befindet.

Je Sicherheitsschleife (LVP + OVP) sollten (ohne Spannungsbegrenzer) max. drei SSRs angeschlossen werden.
Die Platinen der Lipro1-1 müssen sehr vorsichtig auf dem Plus-Pol montiert werden; sie dürfen keinerlei Berührungen und Spannungen ausgesetzt sein. Deshalb sind Messing- oder Kupfer-Beilagscheiben unbedingt erforderlich. Keine V2A-Schrauben und Scheiben verwenden, die elektrische Leitfähigkeit ist ganz schlecht!
Die LIPRO1-1 mit 0,5er bis 0,75er Kabel anschließen.
Alle Kabel, welche in Schraubquetschverbindungen gehen, mit Kabelendhülsen in geeigneter Größe mit spezieller Zange verpressen und diese dann verlöten.
Keine billigen SSRs verbauen (hoher Eigenverbrauch), schon gar keine mit LEDs drauf - das kostet in der Summe viel Strom. Crydoms sind zwar sehr teuer, aber man bekommt erstklassige Qualität und ist damit auf der sicheren Seite.
Die Kühlkörper können problemlos etwas kleiner gewählt werden als ich das getan habe (die Größen der verbauten SSRs und die Schraubabstände sind immer gleich).
Es können die normalen, vorhandenen Solar- und Netzladegeräte verwendet werden. Temperatursensor ganz entfernen, und eine Einstellung wählen, die möglichst um 14 bis 14,4 V liegt, vermutlich GEL.

Je nach Akkugröße muss das Kabel der LIPRO1-1 zum Minuspol durch ein längeres ersetzt werden.
Die LIPRO1-1 sind für max. M10 Befestigungsschrauben gemacht (den aktuellen Auslieferstand bitte beim Hersteller erfragen). Deshalb empfehle ich, bei größeren Polschrauben der Akkus (in meinem Fall M14er) diese auf einer Drehbank aufzubohren und mit einem M8er Gewinde zu versehen (da findet sich bestimmt ein Maschinenbauer in der Nähe, evtl. sind solche Schrauben auch demnächst zusammen mit dem Stromsparmodul zu beziehen). Die LIPRO1-1 müssen unbedingt mit Messing oder Kupfer Beilagscheiben unterlegt werden, da sie sonst ungute Berührungen mit sehr breiten Polschrauben oder übrigen Akkuteilen bekommen können.

Der Zeitaufwand für so einen Umbau ist nicht zu unterschätzen und individuell sicher sehr unterschiedlich.
Ich musste mir erst monatelang das nötige Wissen aneignen, was sicher daran liegt, dass ich alles ganz genau geklärt haben will (weshalb ich dann auch keines der fertigen Systeme von Leab, Mastervolt, Transwatt usw. verbaute – die zudem auch zu raumgreifend sind und teilweise Ladegeräte und Wechselrichter aus dem eigenen Lieferprogramm verlangen = nochmals teurer) Hierbei gilt mein besonderer Dank dem Forumsmitglied Sonnentau.
Zu der Aufklärungszeit kommt die Planungsphase. Es ist ganz wichtig, sich einen Schaltplan zu machen, und wenn es nur eine Handskizze ist. Hierbei treten eigentlich immer klärungsbedürftige Punkte auf.
Und dann kann bestellt werden; die Vorarbeiten können anlaufen.
Höchstwahrscheinlich fehlen dann passende Ringkabelschuhe, Kupfer/Messingscheiben usw., die vermutlich auch mit viel Rennerei nicht vor Ort passend und in kleinen Mengen zu bekommen sind (svb oder ebay helfen hier schnell und zuverlässig, sparen Zeit und Ärger).
Nachdem im Vorfeld etliche Kabel bereits verlegt waren, die SSRs schon neben den Solarladereglern befestigt waren, die komplette Schalttafel und die Kiste für die Akkus fertig waren, konnte die eigentliche Umrüstung beginnen, sprich GEL raus und Winston-Zellen nebst Schalttafel rein. Da wir in unserem RV wohnen, sollte die Zeit ohne Strom möglichst kurz sein, von einem Tag träumte ich, es wurden jedoch 40 Arbeitsstunden an 2 sehr langen Tagen. Dank sorgfältiger Arbeit und min. dreimaliger Überprüfung aller Anschlüsse klappte dann auch alles auf Anhieb. Es ist ein äußerst spannender Moment, wenn am Ende das letzte Kabel (Massekabel) mit den Zellen verbunden wird. Ein kurzes Klacken vom Trennschalter und der Strom ist wieder da, und zwar mehr als je zuvor.

Wissenswertes oder Selbstverständliches:
Die Leitungen von den PV-Modulen dürfen erst mit dem Solar-Laderegler verbunden werden, nachdem dieser mit den Akkus über die Schalttafel verbunden ist! Der Anschluss sollte laut meiner Anleitung auch nur bei abgedeckten PV-Modulen geschehen – oder eben abends oder in einer Halle usw. Bei einer Trennung sollte natürlich in umgekehrter Reihenfolge verfahren werden, erst die PV-Module abhängen, dann die Winston-Zellen
abklemmen.

Der Batteriecomputer sollte erst Strom bekommen, nachdem die Winston-Zellen angeklemmt sind, sprich die Sicherung des Batteriecomputers/Mess-Shunts erst nach Anschluss der Akkus einsetzen.

Bei der Höhe der Winston-Zellen sind durch die LIPRO1-1, deren Verkabelung und diverse Unterlagscheiben min. 5 cm hinzuzurechnen. Am besten gleich den Akkukasten entsprechend höher anfertigen, damit Anschlüsse und LIPO1-1 zuverlässig geschützt sind.

Winston-Zellen sind meines Wissens die einzigen Lithium-Zellen, welche auch bei bis zu 45 Minusgraden C noch geladen/entladen werden können. Somit eignen sie sich auch bestens zum Einbau in nicht beheizte Räumlichkeiten, und sie bereiten im Winterlager keine Probleme. Beim Kauf der Balancer (LIPRO1-1) darauf achten, dass diese lackiert sind, um gegen Kondenswasser geschützt zu sein.

Für die Winston-Zellen sollte man im ungünstigsten Fall eine Lieferzeit von bis zu 3 Monaten einplanen. Mit etwas Glück sind sie auch sofort ab Lager zu bekommen.

Zum Schluss noch einige Voraussetzungen fürs selber machen:

• Gutes Werkzeug, besonders zum Abisolieren und Verpressen, Lötkolben usw.
• Gute Kenntnisse im Verpressen von Kabelschuhen; einfach quetschen reicht nicht, denn bereits ein herausgerutschtes Kabel könnte den schönsten Kabelbrand im Wohnmobil verursachen!!!
  
• Und deshalb sind auch gute Kenntnisse im Löten angebracht, jeden Kabelschuh und jede Rohrhülse nach dem Verpressen so verlöten, dass das Lötmaterial am anderen Ende der Hülse zu sehen ist. Wenn das nicht zu sehen ist, taugen der Lötkolben und/oder das Lötmaterial nichts.
  
• Diverses Hilfsgerät zum durchziehen von Kabeln ist evtl. notwendig, angefangen vom Kabeleinziehdraht aus Perlon, über dünne lange Bambusstöckchen bis hin zum schmalen Lochband kann man alles gebrauchen.
  
• Die dicken Kabel sollte man auf jeden Fall verpressen lassen, am besten in einer Fachwerkstatt hydraulisch; svb liefert sowas innerhalb weniger Tage frei Haus, der Bosch-Dienst ist Fehlanzeige, die LKW-Werkstatt hatte nur schraubbare Verbinder, die sich für den Einsatzzweck nicht eignen sind.
  
• Gute Fertigkeit im Lesen von Schaltplänen und Verkabeln von Geräten usw. Ein falscher Anschluss oder Verpolung kann fatale Folgen haben!
  
• Erfahrung und sehr sorgfältiges Arbeiten, denn die Winston-Zellen können dauerhaft 3C abgeben, bei den 400ern wären das 1200 A kurzfristig sogar 8000 A - Das könnte dann evtl. der letzte Kontakt gewesen sein !!!!
  
• Ruhe, viel Ruhe und Gelassenheit, alles mehrfach überprüfen.
  

Wie wichtig ein BMS bzw. gute Balancer sind, möchte ich mit einem Beitrag aus einem anderen Forum verdeutlichen. bernierapido schrieb dort vor wenigen Tagen über seine Erfahrungen folgendes:
„Wenn du kein wirklich gutes BMS, nimmst, hast du am falschen Ende gespart und wirst nach 2 Jahren spätestens dich in die Phalanx derjenigen einreihen, die sagen dass Li nichts taugt.
Meine ersten LiFePo waren nach 1 1/2 Jahren hinüber, eigentlich nur ein Akku, weil nur eine Gesamtmessung aller Akkus erfolgte. (1000€ Lehrgeld bezahlt). Die Zellen laufen immer ein bisschen auseinander und wenn du nicht am Ladeende mit kleinen Strömen balancierst (bei mir auf 3,62V), dann ist irgendwann eine Batterie nicht mehr fit (wird nicht mehr vollgeladen). Wenn dann auch noch die Unterspannungsabschlatung nicht pro Zelle wirkt, geht irgendwann diese eine Zelle in Unterspannung ohne dass du das an der Gesamtspannung feststellen kannst. das passiert immer wieder, bis dann die Zelle im Eimer ist. Wenn 3 Zellen noch 3V haben kann die schwächste 2,2V haben und der Block hat insgesamt 11,2V, also gerade die Abschaltgrenze. Die 2,2V-Zelle ist dann aber bald hinüber. Das BMS kostet nicht die Welt, ein kaputter Akkublock mit 200Ah schon.“

Umrüstung der Aufbauelektrik auf Lithium-Ionen-Akkus
4. Feinarbeit
Inzwischen wurde etwas Feinarbeit geleistet und die restliche Verkabelung fixiert und/oder in kleine Kabelkanäle gelegt, damit die Kabel nirgends scheuern können. Auch die Schaltung der Steckdose für das Netzladegerät (bei Landstrom) habe ich auch nochmal neu gemacht, da mir die ursprüngliche Baumarktware nicht robust genug erschien.
An das Crydom Relais wird dann links die OVP-Sicherheitsschleife der LiPOS1-1 angeschlossen.
In die Steckdose kommt das Netzkabel vom WAECO PerfectCharge.
Rechts aus der Steckdose kommt jenes weiße Kabel, welches per Stecker an die interne Steckdose angeschlossen wird, über die Landstrom fließen kann.

Von der Steckdose zum SSR geht eine Phase der 220 V Zuleitung. Ist die Sicherheitsschleife geschlossen, kann – sofern vorhanden - Landstrom über die Steckdose fließen, das Netzgerät arbeitet bzw. lädt die LiFeYPO-Zellen. Erkennen die LiPOS1-1 den Soll-Ladezustand, öffnen sie die OVP-Sicherheitsschleife, das Netzladegerät ist stromlos, die Ladung erst mal beendet.

DSC_2957PS

DSC_2959

Die Montageplatte ist rechts neben den Kasten mit den LiFeYPO-Zellen verbaut, davor werden Ladegerät und Wechselrichter positioniert.

Der Kasten mit den LiFeYPO-Zellen erhielt inzwischen eine Plexiglasabdeckung mit Belüftungsmöglichkeit, damit Pole und Balancer vor unbeabsichtigten Kontakten geschützt sind.

Zu Beginn den Arbeiten hatte ich bei Monikas Sohn Jens einen Crashkurs für professionelles Löten und Anbringen von Kabelschuhen gemacht. Die Detailaufnahme schaut doch ganz gut aus und die Kabelschuhe sind bombenfest mit den Kabeln verbunden.

Umrüstung der Aufbauelektrik auf Lithium-Ionen-Akkus
5. Kosten
Von verschiedenen Seiten wurde die Frage an mich herangetragen, was so ein Umbau kostet und woher man die Teile bekommen kann.

Vorab: wie jeder Geschäftsmann weiß, ist ein Kostenvergleich nur unter Berücksichtigung der zu erwartenden Lebensdauer realistisch. Also wie viele Blei-Akkus muss ich austauschen, um die Lebensdauer der Lithium-Zellen zu erreichen?

Im Folgenden nun die Liste der von mir verbauten Teile:
Lieferangaben und vor allem Preise sind ohne Gewähr (Stand Mai-Juli 2012)
Interessant auch, die Ah-Angabe von Blei-Akkus ist nicht mit der von Lithium-Akkus vergleichbar.
Verglichen werden können eigentlich nur die Wh, welche bei lebensdauerschonender Entladung bis zur Restkapazität X entnommen werden können. Vorsicht mit Blei-Werbeschlagworten wie zyklenfest oder tiefentladungssicher, das geht ganz erheblich auf Kosten der Lebensdauer. In einem ehrlichen Vergleich darf nur die Entladetiefe angesetzt werden, mit der die angegebene Zyklenzahl der Akkus auch wirklich erreicht werden kann. Und Vorsicht, die Hersteller definieren Entladetiefe auch unterschiedlich, bei manchen ist es die Restkapazität, bei anderen der entnommene Strom.

Um die Gewichtsersparnis errechnen zu können, wären in meinem Fall (mit der komplexen Schalttafel) zu den Winston-Zellen noch ca. 12 kg für Kiste, Schalttafel, SSRs, Kabel usw. zu veranschlagen. Hier kommt man bei kleineren Anlagen mit deutlich weniger Zusatzballast aus.
Bei mir sieht die Rechnung dann so aus: 148,8 - 57,2 – 12 = 79,3 kg Gewichtsersparnis bei min. 27 % mehr Wh, wobei in dem Vergleich die alten GELs mit einer Entladung bis auf eine fast schon zu tiefe Restkapazität von 40% angesetzt waren, und die Winston-Zellen mit einer Nutzung der möglichen Kapazität zu bescheidenen 75 %

Tabelle:

Mögliche Akkusysteme:

Umrüstung der Aufbauelektrik auf Lithium-Ionen-Akkus
6. Der tägliche Betrieb
Der Tag nach der Montage zeigte es, 3300 Wh lieferten die Solarladeregler, die Akkus sind bei 13,5 V angekommen, siehe Tabelle.
Die LiFeYPO4 Zellen verrichten inzwischen problemlos ihren Dienst. Der Strom ist sicher kein anderer als aus Blei aber er fließt dank großer Solaranlage und guter Speichermöglichkeit reichlich. Wenn wir abends zu Bett gehen, stehen in der neuen Philippi Anzeige noch 13,3 V und 95% Restkapazität.

Natürlich wird die neue Anlage genau beobachtet und vorerst noch täglich überprüft.
Zum einen wird gemessen, was die Photovoltaikmodule an Strom liefern:
PV_120729

Zum anderen wird die Spannung der einzelnen Zellen gemessen:
LFYP400AHA_120802


Weil ich die Zellen vor der Montage nicht einzeln auf exakt 4V aufladen konnte, macht sich in der Folge die leicht erhöhte Spannung von Zelle4 bemerkbar. Die Zelle4 kommt somit deutlich früher, also nachmittags, in den Bereich, in dem die LiPRO1-1 gut zu tun haben. Da Schalten die Sicherheitsschleifen, da arbeiten die Balancer.
Da die Balancer mit < 1 A ausgleichen, wird es noch einige Zeit dauern, bis Zelle4 auf dem Level der übrigen Zellen ist.

Zur Überwachung der Temperaturen habe ich vorübergehend zwei Fernthermometer min min./Max. Anzeige angebracht. Eines am Kühlkörper des SSR vom 450W Solareingang, eines an den LiFeYPO-Zellen. Es ist in beiden Fällen jedoch gegenüber der Raumtemperatur keine erhöhte Wärmeentwicklung zu verzeichnen.

Auch in diesem Punkt sind die Zellen durch die LiPRO1-1 gut geschützt. Bei 60 Grad C werden alle Sicherheitsschleifen getrennt, sodass kein Laden und kein Verbrauch mehr stattfinden kann.

Momentan können wir den zur Verfügung stehenden Strom bei weitem nicht verbrauchen. Wenn wir am Abend zu Bett gehen, sind die Akkus noch immer zu 95% und mehr gefüllt. Es stellt sich mir die Frage, inwieweit Tage mit ca. 5% Stromentnahme und entsprechendem Ladevorgang überhaupt als Zyklus auf die zu erwartende Lebensdauer angerechnet werden können. So wie ich das sehe, dürften damit die 13.000 Zyklen erreicht bzw. überschritten werden, bei denen die Czech Technical University Praque den Test einer Winston LFP90AH-Zelle abbrach, da ein „Ende“ mit defekter oder nicht mehr leistungsfähiger Zelle nicht abzusehen war.

Würden wir uns ausschließlich unter sonnigem Himmel bewegen, also im Winter an der Mittelmeerküste, dann könnten wir sicher einen Kompressorkühlschrank und eine Waschmaschine mit dem Strom betreiben.
Inzwischen haben wir die AES-Steuerung vom Votronic-Solarladeregler zum Dometic Kühlschrank RMT 7855L aktiviert. Dank der Unterstützung des richtigen Mitarbeiters bei unserem RV-Hersteller ging das einfach und problemlos. An Sonnentagen läuft am Nachmittag der Kühlschrank über 12 V Solarstrom und die Akkus sind am Abend trotzdem gefüllt. Eine phantastische Sache welche den überflüssigen Solarstrom sinnvoll vernichtet und dabei noch Gas spart.

Stand 30.12.12
Inzwischen ist unsere Anlage mit den Winston LYP400AHA-Zellen über 5 Monate störungsfrei in Betrieb.

Winter nördlich der Alpen ist schlecht für Solar. Ab Mitte/Ende Oktober deckt eine Solaranlage unseren Strombedarf nicht mehr. Das macht jedoch nichts, wir stehen bei Freunden und haben reichlich Landstrom. Das reduziert gleichzeitig unseren Gasverbrauch.

Die aktuellen Werte unserer Anlage sehen wie folgt aus:


Interessant ist noch die Betrachtung der 2 unterschiedlichen Photovoltaiksysteme auf unserem Fahrzeug.
- 5 Kyocera PV-Module (polykristallin, 36 Zellen, > 16 % Wirkungsgrad) mit zus. 450 W, ca. 25 A an Votronic 500 DUO Solarladeregler
- 2 cbe-PV-Module (32 monokristalline Siliziumzellen) mit zus. 240 W, ca. 16 A an cbe-Solarladeregler prs240

Die cbe-Module haben an Fläche und Nennleistung jeweils einen Anteil von 34,7 % der Gesamtanlage, liefern jedoch nur 30,38% vom gesamten Strom. Nun sind die im Vergleich stehenden Kyocera-Module ganz normale Photovoltaikmodule. Mit Hochleistungsmodulen würde der Unterschied noch viel deutlicher ausfallen. Es lohnt sich also durchaus, beim Kauf der Module auf Qualität und Leistung zu schauen.

In der ersten Tabelle PV_120729 (ganz oben) wird auch deutlich, dass die täglichen Ertragswerte nicht unbedingt die Leistung unserer Solaranlage wiedergeben, sondern in Kombination aus Wetter und Stromverbrauch zu sehen sind. Denn am ersten Tag nach der Montage der Akkus war ein großer Ladebedarf vorhanden, es kamen 200 Ah rein. Ansonsten liegen die Tagesleistungen selbst an herrlichsten Sonnentagen deutlich unter 100 Ah, da die Akkus voll sind und wir einfach nicht mehr verbrauchen.

Nun möchte ich mich bei allen Lesern für eure Aufmerksamkeit bedanken und wünsche allzeit reichlich Strom.

Hut ab!
Ich habe keine Ahnung davon, aber alles in allem steckt sehr viel Arbeit dahinte,

super duty herzlichen dank für deine mühe und auklärungsarbeit beim umrüsten auf lithiumakkus .bin neugierig was walter dazu sagt.

mfg horst der brennerdoktor

Hallo SuperDuty, für diesen Artikel gehört Dir ein Orden verliehen. Ich habe mir erlaubt, ihn in die Wissensdatenbank zu kopieren, damit er nicht verloren geht.
Offensichtlich hast Du zu den Feiertagen zu wenig Arbeit gehabt.
Auf jeden Fall ist das eine Doktorarbeit und ich werde Dich in Zukunft mit Dr. SuperDuty ansprechen.

Wenn ich jetzt ganz ehrlich bin, dann muss ich sagen, dass ich grad mal die Einleitung verstanden habe.......