Planung einer 12-V-Inselanlage für Storebu

Batteriekasten, Solarladung, Verteilung in der Hütte und spätere Stromkreise der geplanten 12-V-Anlage von Storebu.

Storebu soll nach und nach eine aufgeräumte 12-V-Anlage bekommen, bei der möglichst viel vom täglichen Stromverbrauch direkt aus der Batteriebank kommen kann. Die Idee ist, das System verhältnismäßig einfach zu halten: Solar und Laden werden bei den Batterien zusammengefasst, während Licht und andere Geräte in der Hütte eigene Stromkreise bekommen.

Dieser Artikel zeigt, wie ich die Anlage aufbauen möchte – vom Batteriekasten bis zur Verteilung in der Hütte.

Die Anlage ist noch im Bau. Einige Komponenten sind noch nicht ausgewählt, und einzelne Kabelquerschnitte und Sicherungswerte muss ich prüfen, bevor ich die endgültige Lösung festlege. Das Diagramm im Artikel ist deshalb ein Planungsdiagramm und keine fertige As-built-Zeichnung.

Warum 12 V?

Ich möchte 12 V direkt nutzen, wo es sinnvoll ist.

LED-Beleuchtung, Kühlschrank, Lüftung, Kamera und viele andere kleine Verbraucher lassen sich betreiben, ohne den Umweg über 230 V zu gehen. So brauche ich auch keinen Wechselrichter im Dauerbetrieb, nur um Geräte zu versorgen, die ohnehin direkt an der Batteriebank laufen können.

Der größere Wärmebedarf soll ebenfalls nicht aus den Batterien gedeckt werden. Kochen und Wassererwärmung sind mit Gas geplant. Die Raumheizung erfolgt hauptsächlich mit Holz, ergänzt durch eine Wallas- oder Safire-Dieselheizung.

Das heißt nicht, dass die Hütte ganz ohne 230 V auskommen soll. Ein Wechselrichter oder eine separate Powerstation lässt sich einsetzen, wenn es tatsächlich nötig ist, aber ich möchte nicht das gesamte Stromsystem um einen Wechselrichter herum aufbauen.

Verpackungen von Victron BMV-712 Batteriemonitor und SmartSolar MPPT 100/50 vor dem Einbau
Victron BMV-712 und SmartSolar MPPT 100/50 vor Beginn der Montage.

Wie ich die Anlage aufgeteilt habe

Ich habe das System in zwei Hauptteile aufgeteilt.

Batteriebank, Solarladung, Hauptsicherung, Shunt und Sammelschienen sitzen im Batteriekasten. Von dort geht eine eigene Hauptleitung in die Hütte.

In der Hütte kommen der Hauptschalter und ein eigenes Blue-Sea-Sicherungspanel mit getrennten Stromkreisen für Licht und Geräte.

So behalte ich leichter den Überblick, und gleichzeitig kann ich möglichst viel von der Verkabelung in der Einrichtung verstecken. Die Elektrik soll zugänglich sein, wenn ich daran arbeiten muss, aber sonst möglichst wenig zu sehen sein.

Batteriekasten und Energiesystem

Die Batteriebank besteht aus zwei parallel geschalteten 12-V-Batterien.

Im Batteriekasten verwende ich Hauptkabel mit 35 mm². Auf der Plusseite läuft die Batteriebank zuerst durch eine 100-A-ANL-Hauptsicherung, bevor sie zur Plus-Sammelschiene kommt.

Auf der Minusseite führt die Verbindung über den Shunt des Victron BMV-712 und weiter zur Minus-Sammelschiene.

Wichtig ist, dass sowohl Ladung als auch Verbrauch auf der richtigen Seite des Shunts angeschlossen werden. Wird eine Minusverbindung direkt an die Batterie gelegt, erfasst der BMV-712 diesen Strom nicht, und die Messung der Batteriebank wird falsch.

Die Solaranlage besteht aus einem 450-W-PERC-Modul und einem Victron SmartSolar MPPT 100/50. Auf der Plusseite zwischen MPPT und Batteriesystem verwende ich einen 70-A-Schutzschalter.

Solar soll in der hellen Jahreszeit den Großteil der Ladearbeit übernehmen. Auf Senja nützt auch ein großes Solarmodul mitten in der Dunkelzeit wenig, deshalb möchte ich die Batteriebank auch über einen Stromerzeuger oder eine andere verfügbare 230-V-Versorgung laden können.

Dafür habe ich einen Victron Blue Smart IP22 12/30, der bis zu 30 A liefern kann.

Absicherung und Kabelquerschnitt auf der DC-Seite dieses Ladegeräts sind noch nicht festgelegt. Das lege ich nach den Victron-Vorgaben und der tatsächlichen Kabelführung fest, wenn das Ladegerät montiert wird.

KTN-EL-003 Rev A Draft, Seite 1, mit Batteriebank, Solarladung, IP22-Ladegerät, Shunt, Sammelschienen und geplanter Hauptleitung zu Storebu
KTN-EL-003 Rev A / Draft, Seite 1: geplanter Batteriekasten und Energiesystem. Zum Vergrößern auf das Diagramm klicken.

Von den Sammelschienen soll eine eigene Hauptleitung von etwa fünf Metern zur Hütte gehen.

Ausgangspunkt sind 35 mm² sowohl für Plus als auch für Minus. Bevor ich diesen Querschnitt festlege, will ich den tatsächlichen Kabelweg in Storebu prüfen. Diese Beurteilung fällt leichter, wenn ich genau weiß, wo das Kabel verlegt werden kann und wie lang die Verbindung tatsächlich wird.

Mit dem Spannungsabfall-Rechner für 12 V DC von KTN lässt sich der Spannungsabfall in der Hauptleitung abschätzen.

Das Pluskabel zur Hütte soll außerdem eine eigene Sicherung am Batteriesystem bekommen. Der Wert steht noch nicht fest.

Ich möchte den Schutz dieses Kabels nicht allein auf die 100-A-Hauptsicherung der Batteriebank stützen. Die Hauptleitung zur Hütte soll so ausgelegt und abgesichert werden, wie es dem tatsächlichen Stromkreis entspricht.

Batteriekasten im Aufbau mit Victron MPPT 100/50, Blue Smart IP22 12/30, Sammelschienen, BMV-Shunt und ANL-Sicherungshalter
Der Batteriekasten im Aufbau. Das Bild zeigt die Hauptkomponenten, bevor die endgültige Verkabelung geprüft und dokumentiert wurde.

Verteilung in der Hütte

Wenn das Hauptkabel in die Hütte kommt, läuft die Plusseite zuerst durch einen Victron Battery Switch On/Off 275 A.

Ich wollte einen physischen Hauptschalter, mit dem sich die gesamte Hüttenverteilung leicht abtrennen lässt. Das ist praktisch, sowohl wenn die Hütte ungenutzt steht als auch wenn ich später an der Anlage arbeite.

Vom Hauptschalter geht der Strom weiter zu einem Blue-Sea-BS-5026-Sicherungspanel. Das Minuskabel führt zur integrierten Minusschiene im selben Panel.

Das Panel hat zwölf Sicherungsplätze, und der Plan sieht vorerst so aus:

  1. Wallas/Safire-Heizung – Modell nicht gewählt, 6 mm² geplant.
  2. 12-V-Küchenlüfter.
  3. 12-V-Kühlschrank – Modell nicht gewählt.
  4. Bad, Cinderella-Zusatzfunktionen und Beleuchtung.
  5. Licht Nord – 2,5 mm².
  6. Licht Süd – 2,5 mm².
  7. Fassadenbeleuchtung und gegebenenfalls Kamera.
  8. Eigener Stromkreis zum 12-V-Laden der EcoFlow DELTA 2 – 6 mm².
  9. Licht im Lagerraum – künftiger Stromkreis.
  10. Starker Stromkreis oder EcoFlow-Laden im Lagerraum – künftiger 6-mm²-Stromkreis.
  11. Reserve.
  12. Reserve.

Dies ist ein Plan und kein fertiges Stromkreisverzeichnis. Die Sicherungswerte lege ich erst fest, wenn Geräte und Kabelquerschnitte jedes Stromkreises bekannt sind.

KTN-EL-003 Rev A Draft, Seite 2, mit Victron-275-A-Hauptschalter, Blue Sea BS 5026 und geplanten Stromkreisen in Storebu
KTN-EL-003 Rev A / Draft, Seite 2: Hauptschalter, Sicherungspanel und geplante Stromkreise in der Hütte.

Das vollständige zweiseitige Planungsdiagramm als PDF öffnen

Ich habe die Beleuchtung bewusst in einen Nord- und einen Südstromkreis aufgeteilt. Das kostet wenig, wenn die Anlage ohnehin gebaut wird, und mir gefällt der Gedanke, dass nicht die ganze Hütte dunkel wird, wenn ein Lichtstromkreis einen Fehler bekommt.

XT90 als 12-V-Anschluss

Für einige der leistungsstärkeren 12-V-Anschlüsse habe ich schwarze XT90-Einbaubuchsen gewählt.

Ich habe eine klassischere Steckverbindung erwogen, wollte aber etwas, das sich verhältnismäßig unauffällig in die Einrichtung einbauen lässt. XT90 ist kompakt, hält gut zusammen und passt gut zum geplanten 12-V-Laden der EcoFlow DELTA 2.

Möglicherweise nutze ich später dieselbe Lösung auch für andere leistungsstärkere 12-V-Verbraucher.

Es ist aber nicht nur das Kabel, das bestimmt, wie hoch ein solcher Stromkreis abgesichert werden kann. Die Einbaubuchse ist Teil des Strompfads und muss bei der Auslegung berücksichtigt werden. Die Absicherung soll deshalb auf Kabel, Steckverbinder und die tatsächlich angeschlossene Last abgestimmt werden.

Schwarze XT90E-M-Einbaubuchse vor mehreren schwarzen XT90-Kabelsteckern
Schwarze XT90-Einbaubuchse und passende Kabelstecker für unauffällige 12-V-Anschlüsse.

Der Verteilerkasten wird um den Victron-Hauptschalter und das Blue-Sea-Panel herum aufgebaut. Gleichzeitig versuche ich, die Komponenten so anzuordnen, dass Sicherungen und Anschlüsse auch nach Abschluss aller Arbeiten noch gut erreichbar sind.

RS-PRO-Verteilerkasten im Aufbau mit Victron-275-A-Hauptschalter und Blue Sea BS 5026 Sicherungspanel
Der Verteilerkasten im Aufbau mit Victron-Hauptschalter und Blue Sea BS 5026.

Das muss ich klären, bevor die Anlage fertig ist

Einige Punkte habe ich bewusst offen gelassen:

  • Der Kabelweg zwischen Batteriekasten und Hütte muss ausgemessen und geprüft werden, bevor 35 mm² endgültig gewählt werden.
  • Mehrere Sicherungswerte und einzelne Kabelquerschnitte sind noch nicht festgelegt.
  • Das Modell des 12-V-Kühlschranks ist nicht gewählt.
  • Ich habe auch noch nicht entschieden, welche Wallas- oder Safire-Heizung gegebenenfalls zum Einsatz kommt.
  • Die Stromkreise zum Lagerraum sind als künftige Stromkreise eingeplant und werden voraussichtlich erst 2027/28 relevant.
  • Der Sunster TB10PRO dient als separate, vorübergehende Lösung und ist deshalb nicht als Teil des Hauptsystems eingezeichnet.

Ich lasse diese Punkte lieber offen, als Kabel- oder Sicherungswerte ins Diagramm zu schreiben, nur damit die Zeichnung „fertig“ aussieht. Sie lassen sich festlegen, wenn die Komponenten gewählt sind und ich die Installation physisch geprüft habe.

Wie es weitergeht

Das Grundprinzip für Storebu steht jetzt: Batterien, Laden und Energiemessung sitzen im Batteriekasten, während die Hütte einen eigenen Hauptschalter und eine eigene Sicherungsverteilung bekommt.

Der größte Teil des täglichen Verbrauchs soll direkt mit 12 V laufen, während 230 V etwas bleibt, das ich nutze, wenn es tatsächlich nötig ist.

Der nächste Schritt ist, den Kabelweg zwischen Batteriekasten und Hütte zu prüfen und die restlichen Komponenten auszuwählen. Wenn die Anlage nach und nach fertig gebaut wird, kann das Planungsdiagramm durch eine As-built-Version ersetzt werden, die zeigt, wie das System tatsächlich geworden ist.

Dann zeige ich auch Bilder der fertigen Installation.