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Autarkie und Stromversorgung im Wohnmobil: Brennstoffzelle oder Solarmodul?

Mit Brennstoffzelle und Solarmodul werden Wohnmobilisten selbst zum Energieversorger und unabhängiger vom Landstrom. Gibt es den besseren Stromerzeuger? Welcher eignet sich für wen?

Strom ist im Wohnmobil mindestens so wichtig wie der Wasservorrat. Immer mehr Elektrogeräte lassen den Energiebedarf immer weiter ansteigen.

Nicht überall stehen Stromanschlüsse auf Stellplätzen bereit. Und mancher Wohnmobilist ist es leid, ständig passende Münzen für die Automaten zu sammeln. Auf elektrische Energie will und kann dennoch kein Urlauber verzichten. Das muss auch niemand, denn Strom kann unterwegs einfach selbst produziert werden – umweltschonend und ohne Anstrengung. Aber worin unterscheiden sich Solaranlage und Brennstoffzelle?

Entstehungsgeschichte der beiden Stromerzeuger

Einen Altersunterschied gibt es zwischen den beiden Stromerzeugern überraschenderweise nicht. Sowohl die Brennstoffzelle als auch das Solarmodul gehen auf das Jahr 1839 zurück. Damals gelang es dem Briten Sir William Robert Grove, die erste funktionsfähige Brennstoffzelle zu bauen. Und der Franzose Alexandre Edmond Becquerel entdeckte den photoelektrischen Effekt und damit die Grundlage für die Solaranlage. Bis das erste Modul Strom lieferte, vergingen jedoch 40 Jahre. Erst die Weltraummissionen der 1960er Jahre gaben den Anstoß, das Prinzip zur Einsatzreife zu entwickeln.

Für Wohnmobilisten wurde es ab den 1980er Jahren interessant. Damals brachten AEG und Siemens erste gerahmte Solarmodule auf den Markt. Weitere Anstöße zur Optimierung von Solarmodulen kamen aus der Seefahrt. Mitte der 1990er Jahre wurden Solarmodule entwickelt, welche begehbar und biegsam waren.

Bei der Brennstoffzelle dauerte es deutlich länger bis zum praktischen Einsatz. 2003 verhalf das bayerische Unternehmen SFC Energy der Brennstoffzelle zum Durchbruch. Mit der A25 gab es erstmals eine Brennstoffzelle für den Privatgebrauch. Zuvor waren Brennstoffzellen nur bei industriellen Anwendungen verbreitet. Ein Jahr darauf wurde bereits die zweite Generation namens A50 vorgestellt.

Wirkungsweise im Vergleich: Brennstoffzelle und Solarmodul

Beide mobile Kraftwerke produzieren eigentlich gar keinen Strom. Sie wandeln lediglich Energie um, so dass wir diese für den Betrieb elektrischer Geräte nutzen können. Das Solarmodul macht aus der Strahlungsenergie des Sonnenlichts Strom, die Brennstoffzelle wandelt dagegen chemische Energie in Elektrizität um. 

Damit die Brennstoffzelle Efoy Comfort eine Kilowattstunde elektrische Energie erzeugen kann, benötigt sie 900 Milliliter Methanol. Eine Tankpatrone mit zehn Litern Inhalt reicht für etwa elf Kilowattstunden Strom.

Die Solarzelle kommt ohne Brennstoff aus, ist aber abhängig von der Sonnenstrahlung. Bis vor einigen Jahren sank die Leistung des Moduls rapide, sobald die Solarzellen abgeschattet wurden. Neue 72-zellige Module sind wesentlich unempfindlicher. Da bei diesen Anlagen zwei Solarfelder unabhängig voneinander Energie erzeugen, arbeitet ein Feld mit voller Leistung, auch wenn das andere Feld beeinträchtigt ist.

Beide Technologien haben eine Gemeinsamkeit 

Die gewonnene Energie wird nicht direkt an die Verbraucher geleitet. Stattdessen fließt der Strom in die Bordbatterie. Das hat den Vorteil, dass die Stromerzeuger nicht dauerhaft in Betrieb sein müssen. Erst wenn der Ladestand der Batterie sinkt, gleicht die Brennstoffzelle oder Solaranlage die Energieverluste aus.

Diesen Vorgang steuert ein Laderegler, der bei der Efoy Comfort im Gehäuse integriert ist. Bei der Solaranlage muss der Laderegler gesondert im Fahrzeug installiert werden. Ist die Ladeschlussspannung der Batterie erreicht, stoppt der Laderegler den Stromfluss.

Bauformen und Montage

Ist die Entscheidung zum Kauf einer Brennstoffzelle gefallen, muss der Wohnmobilist lediglich zwischen den angebotenen Leistungsstufen wählen. Die Bauart und die damit verbundenen Montagemöglichkeiten sind bei allen Efoy-Brennstoffzellen gleich. Die Montage erfolgt in einem Staufach. Dort ist das System sicher untergebracht. Da während des Betriebes kaum Geräusche entstehen, kann die Brennstoffzelle auch nachts uneingeschränkt betrieben werden, ohne dabei die Fahrzeuginsassen aus dem Schlaf zu reißen.

Das Solarmodul wird an beliebiger freier Stelle auf dem Fahrzeugdach befestigt – einige tragbare Ausführungen können auch abseits des Fahrzeugs aufgestellt werden.
Ist bereits eine Satellitenantenne montiert, sollte deren Schattenwurf bei der Platzwahl des Solarmoduls berücksichtigt werden, um einen eventuellen Leistungsabfall der einzelnen Zellen durch Abschattung zu verringern. Bei der Platzwahl für das Modul ist die Kabelführung entscheidend. Schließlich müssen das Dach durchbohrt und die Kabel störungsfrei in den Innenraum verlegt werden. Gerahmte Solarmodule werden mit Hilfe einer Halterung auf dem Dach verklebt. Diese sorgt neben der Befestigung für eine Unterlüftung, denn werden die Zellen zu heiß, sinkt ihre Leistungsfähigkeit. Neben gerahmten Modellen werden auch sehr dünne Solarmodule angeboten, die direkt auf das Fahrzeugdach geklebt werden. Diese sind zwar teurer und weniger effizient als herkömmliche Module, haben aber eine niedrige Bauhöhe, was bei Kastenwagen mit Hochdach ein wesentlicher Vorteil ist.

Bestimmte Solaranlagen können auf einem schwenkbaren Sockel montiert werden. Sie lassen sich bei Bedarf aufstellen und richten sich selbstständig zur Sonne hin aus. Ein bis zu 40 Prozent höherer Ertrag ist somit möglich. Das Mehr an Leistung rechtfertigt die hohen Anschaffungskosten aber nicht.

Vor- und Nachteile in der Praxis

Brennstoffzelle oder Solaranlage – womit soll ich meinen Strom erzeugen? Das bessere Kraftwerk gibt es nicht, denn die eigenen Bedürfnisse und das Reiseverhalten sind grundlegend für die Wahl der geeigneten Energieversorgung.

Bei Fahrten in Mittel- und Südeuropa reicht die Sonnenenergie im Regelfall aus, um den Energiebedarf auch ohne Landstrom zu decken. Die Brennstoffzelle sorgt dagegen auch in Schlechtwetterregionen beispielsweise in Teilen Nordeuropas für zuverlässige Stromproduktion mit gleichbleibender Leistung.

Wer einhundertprozentig autark sein möchte, ist mit der Brennstoffzelle unabhängig von Umwelteinflüssen. Zumindest solange die Tankpatrone gefüllt ist, bis nach etwa vier Wochen neuer Brennstoff gekauft werden muss. Wer in sonnenarme Regionen reist oder im Winter unterwegs ist, wird die Brennstoffzelle schätzen. Dann sind auch die rund 3000 Euro Kaufpreis gut angelegtes Geld.

Das Gute an den beiden Technologien ist, dass sie sich bei Bedarf sinnvoll kombinieren lassen. Dann liefert das Solarmodul bei Sonnenlicht Strom, während die Brennstoffzelle bei Schlechtwetter oder in der Nacht den Energiebedarf ausgleicht. Das funktioniert mit dem Hybrid-Autark-System von Büttner Elektronik. Denn dabei fungiert ein intelligent programmierter Batterie-Computer als Schnittstelle zwischen Solarmodul und Brennstoffzelle.

Die mobilen Stromerzeuger im Überblick Brennstoffzellen

Modell und Baujahr: SFC A50, 2004 
Maximale Ladekapazität: 100 Ah/Tag 
Leistungsstufen: 
50 W
Kompatible Batterien: 
Blei-Säure/Blei-Gel
Methanolverbrauch: 
1,3 l/kWh
Gewicht: 
8,0 kg (50 W)
Preis: 
3999 Euro (50 W)
Preis/kWh: 
3,33 Euro

Modell und Baujahr: Efoy Comfort, 2016 
Maximale Ladekapazität: 210 Ah/Tag 
Leistungsstufen: 
40, 72 und 105 W
Kompatible Batterien: 
Alle Blei-Akkutypen
Methanolverbrauch: 
0,9 l/kWh
Gewicht: 
8,5 kg (100 W)
Preis: 
2699 Euro (40 W)
Preis/kWh: 
2,18 Euro

Solarmodule

Modell und Baujahr: Solara S-Serie, 1998
Leistung:
 200-440 Wh/d
Gewicht: 
9,8 kg (200 Wh/d)
Maße: 
104,2 x 46,2 x 3,9 cm
Preis Solarmodul: 
ca. 300 Euro

Modell und Baujahr: Solara S-Serie, 2016
Leistung:
 240-600 Wh/d
Gewicht: 
7,5 kg (240 Wh/d)
Maße: 
150 x 35 x 4 cm
Preis Solarmodul: 
215 Euro

Weitere Brennstoffzellen

Der Markt an Brennstoffzellen ist überschaubar. Aktuell gibt es nur die Efoy Comfort aus dem Hause SFC Energy zu kaufen. Über die Jahre hat sich Efoy zu einem Synonym entwickelt, ähnlich wie Tempo für Taschentücher. 2012 stellte auch Truma eine Brennstoffzelle vor. Das Vega genannte System verschwand aber bereits nach kurzer Zeit wieder vom Markt – trotz vielversprechender Leistungswerte. Mitschuld am Ende der Truma-Brennstoffzelle war wohl ihr Preis von knapp 7000 Euro. Während die Efoy Comfort mit Methanol gespeist wird, setzte Truma dagegen auf Flüssiggas. Einen weiteren Vorstoß gab es durch das Unternehmen FCPower: Bereits seit 2012 wird dort an einer ebenfalls mit Flüssiggas betriebenen Brennstoffzelle namens Enyware gearbeitet. Inzwischen hat sich FCPower jedoch vom Wohnmobilmarkt verabschiedet. Sollte die Enyware eines Tages Marktreife erlangen, will man andere Branchen damit bedienen.

Autor

Foto

promobil

Datum

2. Februar 2017
Dieser Artikel stammt aus Heft promobil 01/2017.
Hier finden Sie alle Artikel dieser Ausgabe im Überblick.
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