ELEKTRIK IM WOHNMOBIL - DAS WICHTIGSTE IN KÜRZE
Ein ganz heisses Thema. Im schlimmsten Fall sogar so heiss, dass es zum Brand kommt. Schon selbst erlebt, oft erzählt und doch sehe und höre ich immer wieder die eigenartigsten Sachen. Zeit sich dem Thema genauer zu widmen.
Die meisten Leute trauen sich nicht an Wechselstromanlagen bzw. Hausinstallationen und predigen wie gefährlich "Strom" sein kann. "Da lass ich mal lieber den Elektriker ran!" Soweit so gut...
Geht es allerdings und die Elektrik im selbst ausgebauten Campervan, so sieht das Ganze plötzlich anders aus. Denn hier traut sich so mancher Selbstausbauer schon mehr zu. Die Begründung liegt oft darin, dass 12V bzw. 24V Gleichstrom-Anlagen “ja nicht gefährlich sind für den Menschen“, oder “Das bisschen Elektrik krieg ich schon hin“. Ausserdem ist hierbei, anders als bei einer 220V Hausinstallation, keine vorgeschriebene Kontrolle der Elektroinstallation vorgeschrieben. Dies bestärkt offensichtlich den Tatendrang und verleitet dazu alles selbst zu machen.
Dazu muss ich sagen, dass ich es grundsätzlich keines Wegs verwerflich finde, die Elektroinstallation im Reisemobil selbst vorzunehmen. Allerdings gehört da dann doch noch etwas mehr dazu, um es mal vorsichtig auszudrücken. Wenn du diesen Artikel aufmerksam liest, dann bist du zumindest schonmal auf dem richtigen Weg.
Ich bin selbstständiger Fahrzeugbauer und gelernter Automobil-Mechatroniker mit rund 14 Jahren Berufserfahrung. Dabei bekommt man so einiges zu sehen...
In diesem Artikel möchte ich informieren und sensibilisieren.
SELBSTREFLEKTION
Tatsächlich habe ich die Erfahrung gemacht, dass vor allem Leute, welche keine oder nur wenig Vorkenntnisse hatten, die besten Ergebnisse erzielten. Und wieso? Na weil diese Leute sich bedeutend mehr informiert bzw. in das Thema eingearbeitet haben.
Die schlimmsten Basteleien hingegen sah ich meistens bei denen, die sich selbst als "technisch begabt" und "Handwerklich eher erfahren" bezeichneten. Tatsächlich geht die grösste Gefahr von Halbwissen, gepaart mit mangelnder Erfahrung aus. Der Grund dafür ist relativ einfach. Es fehlt an Erfahrung und Basiswissen.
DIE RICHTIGE KABELWAHL
Die Theorie lautet wie folgt: Je kleiner die Spannung, desto grösser der Strom. Diese Grundlage besagt das Ohmsche Gesetz (Leistung P= Spannung U x Strom I). Der Verständlichkeit wegen gehen wir mal von einer konstanten Verbraucherleistung von beispielsweise einem 700W Warmwasserboiler aus. Wir berechnen nun den Strom bei einem 220V, 24V und 12V System.
Für die Berechnung unseres Beispiels benötigen wir folgende Formel:
Leistung P : Spannung U = Strom I
220V System: 700Watt : 220Volt = 3.18 Ampere
24V System: 700Watt : 24Volt = 29.17 Ampere
12V System: 700Watt : 12Volt = 58.33 Ampere
Okey, und was bedeutet das jetzt?
Weil wir keinen Stromschlag spüren, wenn wir unter Spannung mit den blossen Händen an einem 12V-System arbeiten, wiegen wir uns womöglich in falscher Sicherheit. Denn je mehr Strom fliesst, desto grösser muss der Leitungsquerschnitt gewählt werden! Doch was heisst das jetzt in der Praxis? Je mehr Strom fliesst, desto mehr Elektronen "wandern" zwischen dem Plus -und dem Minuspol der Batterie durch die Leitungen. Mann kann sich das bildlich wie kleine Arbeiter vorstellen, die durch einen Kanal zu Ihrem Arbeitsort müssen. Ist der Kanal etwas eng, so entstehen Verluste, denn die Arbeiter haben nicht so viel Platz. Je enger der Kanal jedoch wird, umso mehr Reibereien gibt es untereinander. Der Kanal bzw. das Kabel verursacht jetzt nicht nur Verluste, sondern es wird nun auch heiss.
Ganz wichtig: Wenn du mir bis hier hin nicht folgen konntest, dann solltest du auf keinen Fall daran denken deine Elektroinstallation selbst vorzunehmen. Denn bei unsachgemässer Installation der elektrischen Anlage im Van besteht eine grosse Brandgefahr. Diese Gefahr kann nicht nur im Strassenverkehr, sondern auch in der Garage und auf dem Stellplatz verheerende Folgen für dich und deine Mitmenschen haben.
Gerade jetzt, wo das "Vanlife" populärer ist denn je, wird viel Halbwissen verbreitet. Jeder "Hanswurst" erklärt dir in einem YouTube Tutorial wie die Welt funktioniert. Und weil der Mensch vom Affen abstammt wird auch sehr vieles einfach nachgemacht, ohne es zu hinterfragen. Ich möchte dich jedoch keineswegs entmutigen.
Viel mehr möchte ich dich vor unnötigen Kosten, Enttäuschungen und Zeitverschwendung bewahren. Dieser Artikel soll auch keine Werbung für mich sein, um dir eine teure elektrische Anlage anzudrehen. Eins ist jedoch so klar wie das "Amen" in der Kirche: Wer billig kauft, kauft zweimal - ganz sicher!
Aber kommen wir zurück zum Thema. Immer wieder sehe ich, dass der Leitungsquerschnitt von Selbstausbauern berechnet wird. Sogar in bekannten Blogs und auf diversen Websites wird dazu ermutigt.
Das Problem: Für den Laien ist dabei nur schwer einzuschätzen welche Faktoren zu welchen Resultaten führen. Die Fehlerquote ist dadurch hoch.
Wer auf Nummer sicher gehen will, der sollte sich nach den Leitungsquerschnitten für Fahrzeugleitungen nach DIN richten. Das "Deutsche Institut für Normung", kurz DIN, hat diese Leitungsquerschnitt-Empfehlungen unter diversen Aspekten erarbeitet. Wer ein professionelles Ergebnis erzielen möchte, der sollte sich insbesondere bei einem kleinen eigenen Erfahrungsschatz an diese Kabelquerschnitte nach DIN halten. Denn neben dem Sicherheitsaspekt, trägt die Kabelwahl auch massgeblich zur Performance deiner elektrischen Anlage bei!
Somit haben wir die Notwendigkeit des korrekten Kabelquerschnitts geklärt.
Im Download Bereich („Dateien“) dieser Website findest du das Merkblatt Kabelquerschnitte mit allen Nützlichen Informationen. https://www.sandgefluester.com/_files/ugd/db4d3d_0f9bcd7d3ffb462a9b7cd19e44b9c5cd.pdf
ELEKTRISCHE VERBINDUNGEN HERSTELLEN
Doch es gibt noch weitere potenzielle Fehlerquellen. In einem geschlossenen Stromkreis befinden sich neben den Kabeln auch viele Verbindungen, mindestens eine -oft mehrere-Sicherungen, Stromverteiler, mit Aderendhülsen versehene Quetschverbindungen, Schalter, Verbraucher und dergleichen. Insbesondere bei hohen Strömen wie sie in 12V und 24V Systemen auftreten ist mit grösster Sorgfalt zu Arbeiten.
Denn jedes Bauteil, jede Schraub-, Quetsch-, Steck- und Pressverbindung stellt eine potenzielle Fehlerquelle dar. Wann sollte ich löten? Wann darf ich auf keinen Fall löten? Wann ist die Verwendung von Aderendhülsen unabdingbar?
Wir stellen uns nun wieder die Elektronen, also die "Arbeiter" vor, die durch die Leitung "wandern" bzw. fliessen.
Ist eine elektrische Verbindung mangelhaft, so werden die Elektronen Mühe haben diesen Bereich zu überwinden. Man spricht hierbei von einem Übergangswiederstand. Ist dieser Übergangswiederstand zu gross, so wird dieser heiss. Bei einer mangelhaften oder losen elektrischen Verbindung kann zudem ein Funkensprung entstehen. Man spricht hierbei von Kontaktbrand.
Bei der Installation von elektrischen Verbindungen ist grösste Sorgfalt geboten. Neben technischem Know-How ist es hierfür auch unabdingbar das richtige und vor allem auch qualitativ hochwertige Werkzeug zu benutzen. Mit einer "billigen" Crimpzange, wird es beispielsweise fast unmöglich sein genug Kraft aufzubringen um eine anständige Pressverbindung sicherzustellen. Eine 12V Hauptleitung mit einem Kabelquerschnitt von 70mm2 benötigt beim Verpressen des Kabelschuhs beispielsweise einen Druck von 5-10 Tonnen! Eine Vielzahl von guten Handwerkzeugen, sowie das dazugehörige Kleinmaterial ist bei der Installation einer elektrischen Anlage im Wohnmobil unabdingbar.
Wer die elektrische Anlage selbst installieren möchte, der sollte sich auch darüber im Klaren sein. Die Anschaffungskosten für Werkzeuge und Kleinmaterial, sowie der Beschaffungsaufwand sollten dabei nicht ausser Acht gelassen werden.
Wichtigste Werkzeuge:
Seitenschneider, diverse Schraubendreher, Schrauben- und Steckschlüssel, Cuttermesser, Abisolierzange, diverse Crimpzangen, Kabelbresse, Kabelschere oder Winkelschleifer mit 1mm Trennscheibe, Heissluftföhn, Lötstation.
Wichtigstes Kleinmaterial:
Diverse Kabelschuhe, Klemmen, Steckverbinder, Aderendhülsen, Schrauben, Schrumpfschläuche, Lötdraht, Lötfett, Kabelbinder
KURZSCHLÜSSE VERMEIDEN
Mindestens genau so wichtig wie die korrekte elektrische Verbindung an sich, ist es die Leitungen, Pole, Stromschienen und Verbinder voneinander zu trennen. Man spricht hierbei von der Isolierung. Die Spannung, in unserem Fall meistens 12V, beschreibt das Ausgleichsbestreben der Elektronen zwischen dem Plus und dem Minuspol. Können die Elektronen ungehindert zwischen den beiden Polen auf direktem Weg fliessen, spricht man von einem Kurzschluss. Bei Einem Kurzschluss fliessen sehr hohe Ströme. Meistens geht ein Kurzschluss mit grosser Hitze, einem Funkensprung und folglich auch einem Kontaktbrand daher. Es herrscht also eine massive Brandgefahr. Ein Kurzschluss gilt in jedem Fall unter allen Umständen zu verhindern. Die saubere Verlegung der Kabel und korrekte Anordnung der Bauteile, sowie die Isolation der Verbindungen z.B. durch das anbringen von Schrumpfschläuchen spielt hierbei eine essentielle Rolle.
SICHERUNGEN
Sollte es trotz aller bisherigen Sicherheitsvorkehrungen zum Kurzschluss bzw. einer Überlast kommen, so schützen Sicherungen das System. Die Wahl der korrekten Sicherungen, sowie die Einbauposition sind daher unerlässlich.
Doch Welche Sicherung in welcher Grösse muss ich wo Installieren? Spätestens jetzt sind wir an einem Punkt angelangt, der zusätzlich zum Basiswissen auch eine gewisse Erfahrung erfordert. Denn was ich in meinem Arbeitsalltag tatsächlich immer wieder sehe, sind "verschmorte" Sicherungen. Die Sicherung an sich ist war noch in Takt, jedoch ist der Kunstoff durch grosse Hitze verformt worden und auch die Kontakte haben sich dunkel verfärbt und sehen nicht mehr wirklich gut aus. Was ist passiert? Die Sicherung verursacht einen Überganswiderstand, sie wurde zu knapp gewählt! Generell kann man sagen: Die Sicherung sollte so klein wie nötig und dennoch so gross wie möglich sein.
Eine kleine Anekdote meinerseits: Als ausgebildeter Automobil-Mechatroniker mit fast 14 jähriger Berufserfahrung bin selbst ich schon der Theorie zum Opfer gefallen. So könnte man der Meinung sein, dass eine 200 Ampere MEGA Sicherung ausreichend ist, wenn ein Strom von 165 Ampere Fliesst. Doch dem ist nicht so! Ein Paradebeispiel dafür, dass die einfache Theorie versagte. Doch was ist passiert? Durch den konstant hohen Strom vom 165 Ampere wurde die Sicherung aufgrund des immer grösser werdenden Übergangwiederstands der Sicherung selbst, die selbige extrem heiss. Es begann unangenehm zu riechen. Die Sicherung wurde schliesslich so heiss, dass Kabel, welche in unmittelbarer nähe über der Sicherung verlegt waren anfingen zu brennen! Ich hatte es also geschafft, einen Kabelbrand in einem vermeintlich korrekt installiertem System zu verursachen. Genau davor möchte ich dich bewahren. Besonders wenn hohe Ströme fliessen, ist neben der Theorie eine gewisse Erfahrung nicht nur von Vorteil, sondern meiner Meinung nach auch von Nöten. Denn nicht nur die Stromstärke, sondern auch die Art und weise des Stromflusses spielt eine Rolle. Wie lange fliessen welche Ströme in welcher Taktung? Die Antworten darauf würden den Rahmen dieses Artikels sprengen.
ELEKTRISCHE VERBRAUCHER UND GERÄTE
Kommen wir zum Letzten und ausschlaggebendsten Punkt. Die Wahl der elektrischen Verbraucher und die der Spannungsversorgung und Ladegeräte. Gehen wir von folgendem möglichen 12V Setup aus:
700W Warmwasserboiler, 200W/30W Standheizung (Startleistung/Betriebsleistung), 1200W Kaffeemaschine, 40W Kompressorkühlschrank, max. 50W USB Steckdose, 85W Wasserdruckpumpe, 360W Ladebooster, 360W Solarregler, (2500W Wechselrichter), (300Ah Lithium Akku).
Kumuliert man all diese Grössen, so fliesst bei maximaler Last bzw. Ladung von rund 3000W ein Gesamtstrom von rund 250 Ampere. Dies ist ein sehr theoretischer wert, denn der Gesamtstrom bei Last und gleichzeitiger Ladung wird dabei nie durch ein einziges Kabel fliessen. Trotzdem bekommt man ein Gefühl für die Grössenordnung in der man sich befindet. Ein Laptop oder E-Bike Akku, der zusätzlich noch gerade an der Steckdose hängt, ist in diesem Beispiel noch nicht mal mit eingerechnet.
Es gilt nun genau festzulegen durch welches Kabel wie Viel Strom fliesst. Wer sich nun noch immer seiner Sache sicher ist, der wird anhand der logischen Arbeitsabfolge bei der Planung und Installation der elektrischen Anlage im Wohnmobil auf gutem Wege sein.
Doch was ist in diesem Falle eine logische Arbeitsabfolge? Hier ein keiner Überblick:
Was sind meine Bedürfnisse? Brauche ich eine Kaffeemaschine und einen Haarföhn? Möchte ich mit Induktion kochen? Oder reicht es mir wenn ich Abends nicht im Dunkeln sitzen muss und mein Handy sowie mein Laptop laden kann? Achtung: Denk an jeden noch so kleinen Verbraucher!
Anhand dieser Kriterien ermittelst du deinen Stromverbrauch und bestimmst die Grösse und Anzahl der notwendigen Komponenten.
Nun erstellst du einen elektrischen Schaltplan deiner gesamten elektrischen Anlage.
Anhand dieses Schaltplanes und der Leistung, sowie der Betriebsspannung, bestimmst du die Kabeldurchmesser und Sicherungen. Nun geht es noch um die Stückzahlen und Längenangaben, sowie um das benötigte Klein- und Verbrauchsmaterial.
Installation der elektrischen Anlage
Kontrolle: Führe eine ausgiebige Kontrolle unter maximaler Systemlast aus. Lasse ggf. deine Anlage bei mir oder einem anderen Fahrzeugbauer überprüfen.
FAZIT
Die Planung und Installation einer elektrischen Anlage im Wohnmobil erfordert sehr viel Know-How und letztendlich auch Erfahrung. Denn gerade wenn wir mit niedrigen Spannungen arbeiten, fliessen oft sehr hohe Ströme.
Es ist wichtig zu verstehen, dass Fahrzeugelektrik im Gleichspannungs- bzw. Niedervoltbereich eine völlig andere Sache ist, als der gewöhnliche 220V Wechselstrom, der aus unserer Steckdose im Haus kommt. Und obwohl wir keinen Stromschlag spüren, sind doch hohe Risiken im Verborgenen vorhanden.
Ich hoffe ich konnte dich ein wenig sensibilisieren. In diesem Artikel habe ich mich auf das Wesentliche konzentriert. Auf alle Einzelheiten einzugehen würde hier bei Weitem den Rahmen sprengen.
Gerne berate und unterstütze ich dich bei der Umsetzung deiner elektrischen Anlage im Wohnmobil.
Vielen Dank für deine Aufmerksamkeit.
Tobi