Elektrische energie in balans

4.7
(3)

Eén van de belangrijkste voorzieningen in de camper is de stroomvoorziening. Als het moet of kan, wil je ook zonder dat je aan “aan de paal” staat, altijd voldoende stroom aan boord hebben. Je kunt eenvoudig uitrekenen of jouw stroomvoorziening daar aan voldoet; gebruik daarvoor het rekenschema dat je hier kunt downloaden. Maar misschien handig om eerst deze uitleg hieronder te lezen, tenzij je precies weet wat Ah, Wh, V en A is en hun onderlinge verhoudingen kent.

Wat verbruik je zoal gemiddeld?

Hieronder mijn elektriciteits-verbruik per dag gemiddeld in zomer en winter. ‘s Winters staat de kachel aan (heb je een dieselverwarming? kijk dan even naar deze voetnoot 1) ) en heb je de TV en verlichting wat langer aanstaan, in de zomer moet ik mijn fiets-accu’s opladen. Dat laatste doe ik echter alleen als ik ga rijden, zodat de dynamo van de motor het opladen voor zijn rekening neemt. Wil je de finesses daarover weten, neem dan een kijkje op de pagina “Fietsaccu laden” (de pagina opent in een nieuw venster/tabblad). De omvormer wordt ook gebruikt voor de voedsel-blender in de keuken (150 Watt).

Ik heb hier het zogenaamde “worst case” scenario op kaart gezet. Als je dan nog in balans bent, ben je dat altijd! Zoals je kunt zien zijn er twee grootverbruikers: de TV en de laptop. De laptop wordt hoofdzakelijk gebruikt voor opslag van foto’s en het versturen daarvan (tijdens de nachtelijke uren) naar de server thuis; daar valt dus niet veel energie te besparen. De andere grootverbruiker – de TV – heb ik wel apart opgenomen, gewoon om het inzichtelijker te maken.

Het lage verbruik bedraagt ongeveer 360 Wh per dag en het hoge verbruik rond de 530 Wh; daarbij zal mijn accu voor nog geen 30% tot 40% worden ontladen en dat ligt binnen de toegestane marges van de GEL-accu. De energie wordt de volgende dag door het zonnepaneel weer volledig aangevuld: van maart tot september bedraagt de netto opbrengst daarvan tussen 350 Wh en 750 Wh per dag, afhankelijk van de stand van de zon (en natuurlijk de mate van ontlading van de accu: vol is immers vol!). In de winter staan wij altijd aan de paal.

Mocht jouw elektrische energie niet in balans zijn (je verbruikt meer dan dat je opwekt), dan heb je in principe 6 mogelijkheden om wel weer in balans te komen:

  1. gooi een aantal elektrische apparaten de deur uit (m.a.w. beperk jouw energiebehoefte);
  2. gebruik de dynamo volledig met behulp van een scheidingsrelais;
  3. koop een aggregaat-inverter;
  4. schaf een brandstofcel aan;
  5. maak gebruik van windenergie;
  6. leg zonnepanelen op jouw dak.

Sommigen leggen er een tweede accu bij. Dat kan echter nooit een structurele oplossing zijn, want daardoor raakt jouw elektrische energie niet in balans, je krijgt alleen kortstondig meer lucht. Jouw honger gaat immers ook niet voor altijd over als je een brood meer in de voorraadkast legt. Aan een tweede accu zijn een aantal voorwaarden verbonden. Ik verwijs daarvoor naar mijn pagina “Lood, Gel, AGM of LiFePO4

Op de laatste vijf mogelijkheden om de balans te herstellen ga ik op deze pagina nader in, na eerst even een kleine uitleg over de elektrische energie in jouw camper.

Waarschuwing

Veel mensen denken dat de 12V gelijk-stroomvoorziening in de camper ongevaarlijk is, omdat de spanning (12V) nu eenmaal laag is. Dat is niet juist. Één van de belangrijkste elementen in elk 12Volt systeem is dat de apparaten , in tegenstelling tot het 230 V systeem, niet galvanisch gescheiden zijn. Er kunnen enorme massastromen gaan lopen die alles kunnen vernietigen, ook de camper! Voor het gevaar is niet de spanning bepalend, maar het vermogen. Zo kun je een draadje waar 30.000 V op staat gerust aanpakken als de stroomsterkte maar enkele pico-amperes bedraagt (minder dan één miljardste ampere). Een draadje met 12V maar met 300 Ampere kan daarentegen al wel dodelijk zijn. Welke kracht accu’s kunnen hebben lees je maandelijks in de krant, wanneer weer eens een smartphone is “ontploft”. Ziehier het filmpje van een exploderende laptop lithium accu. Als je daarbij bedenkt dat de spanning van een Lion-accu in die smartphone 5 V is en het maximale vermogen van die accu 2,5Ah, dan kun je je misschien voorstellen waartoe een 12V accu met 100 Ah vermogen in staat is; de kracht van die huishoud-accu in jouw camper is immers ruim 100 maal groter dan de smartphone-accu. Bekijk dit filmpje om een oplichtende draad te zien en hier de foto’s van een duitser op weg naar Obelink in Winterswijk toen zijn huishoudaccu begon te branden, geïnstalleerd door de “Fachwerkstatt”.

Ga daarom niet “experimenteren” met de stroomvoorziening en als je wijzigingen aanbrengt zorg er dan voor dat die adequaat zijn afgezekerd. Beter een zekering te veel of te laag, dan helemaal niet gezekerd of de zekering te hoog.

Wat is dat allemaal: V(olt), A(mpère), Ah(Ampère- uur) W(att), Wh(Watt- uur)?

Voor de leken onder ons even een kleine uitleg over al die afkortingen, waar ze voor staan en wat hun onderlinge verhouding is.
V = Volt: aanduiding van spanning
A = Ampère: aanduiding van stroomsterkte
W = Watt: aanduiding van vermogen waarbij geldt dat W = V x A
Wh = Watt-uur: aanduiding van energie (de hoeveel Watt die in 1 uur wordt verbruikt)
en tenslotte nog een beetje een vreemde: Ah = Ampère-uur: aanduiding van de capaciteit van de accu. De totale energie in jouw accu bedraagt dan V x Ah = Wh (en bij een 12-Volts accu van 105 Ah is dat dan dus 1260 Wh)

Bepaal van alle verbruikers de benodigde energie (Wh)

Om een duidelijk inzicht te krijgen in jouw “stroomverbruik” moet je van alle verbruikers (verlichting, koelkast, TV/Radio, laders van smartphones etc. etc.) de benodigde energie per dag vaststellen. Dit gaat het eenvoudigst met behulp van dit excel-formulier

Soms staat het verbruikte vermogen op het apparaat zelf, zoals bij de meeste TV’s; op het type-plaatje staat dan zoiets als 35 Watt. En als je gemiddeld 3 uur per dag TV kijkt, slurp je aan energie 3 x 35 = 105 Wh op.
Soms staat alleen het verbruik aan stroomsterkte in de technische gegevens, zoals jouw vorstbeveiliging voor de boiler; deze verbruikt 40 mA (40 mili Ampere). Omdat de werkspanning van de vorstbeveiliging 12 V bedraagt, gebruikt hij 0,48 Watt aan vermogen (12 x 0,04) en per dag (want hij staat 24 uur aan) 24 x 0,48 = 11,5 Wh. Tel nu al de benodigde energie van alle verbruikers bij elkaar op en je weet hoeveel energie jij gemiddeld per dag verbruikt. Bij mij is dat ongeveer 600 Wh

Wat levert jouw accu?

Het vermogen van een accu wordt aangegeven in Ah; is jouw accu 105 Ah groot, dan kan hij theoretisch 20 uur lang 5,25 A (20 x 5,25 = 105) leveren. Theoretisch, want je mag een accu nooit helemaal ontladen. Sterker nog: hoe verder je de accu ontlaadt, hoe korter de levensduur. Nu wordt levensduur van een accu niet gerekend in jaren maar in oplaadcycli, in het engels de Life-Cycle: het aantal keren dat je een accu kunt opladen. Een goede accu met juist gebruik kan ongeveer 1200 keer worden opgeladen. In onderstaande grafiek zie je de relatie tussen ontlading en levensduur:

D)D=Depth of Discharge (ontladingsdiepte)

Ontlaad je een accu (bijna) geheel, dan gaat hij nog geen 200 opladingen mee, bij ontladen tot 50 % dan kan hij ongeveer 500 keer worden opgeladen en ontlaad je niet verder dan 30%, dan kun je hem tot wel 1200 keer opladen. Je mag er vanuit gaan dat als je de camper alle seizoenen gebruikt, je per jaar ongeveer 250 laadcycli doorloopt, waardoor de accu bij geheel ontladen nog geen jaar mee gaat, bij 50% ontlading ongeveer 1,5 jaar en bij 30% ontlading 5 jaar.
Deze gegevens gelden voor een normale semi-tractie-accu, de meest verkochte huishoud-accu voor campers.
Omdat de verbruikers in de camper hoe langer hoe talrijker werden en er behoefte kwam aan accu’s die je tot een verder niveau kon ontladen, zijn er ook nieuwe accu’s ontwikkeld: de deep-cycle accu, de gel- en de Absorbing Glass Material accu (AGM) en tot slot ook nog “Top of the Bill”, de LiFePO4-accu.
De deep-cyle-accu mag je incidenteel voor 50% ontladen om circa 1200 life-cycles te behouden (levensduur circa 5 jaar) en een AGM-accu mag je incidenteel voor wel 75% ontladen om 1200 life-cycles te behouden. De LiFePO4-accu mag je zelfs geheel ontladen, maar ja een 125 Ah kost dan ook een slordige € 1500,-
Wanneer je de accu geheel ontlaadt en niet onmiddellijk weer geheel oplaadt is hij binnen twee dagen volledig gesulfateerd en daarmee onherstelbaar beschadigd.
Met deze kennis in huis kun je dus bepalen wat jouw accu aan energie kan leveren. Stel je hebt een 12 V accu van 125 Ah (totaal te leveren energie bij 100 % ontlading: 1500 Wh), dan kan die incidenteel, met behoud van de life-cycle, een energie leveren van:
bij semi-tractie: 450 Wh (12 x (125 x 0,3))
bij deep-cycle: 750 Wh (12 x (125 x 0,5))
bij AGM: 1125 Wh (12 x (125 x 0,75))
bij LiFePO4: 1500 Wh (12 x 125)
Wil je de accu echt een lang leven geven, ga dan bij een GEL- en AGM-accu niet verder dan 30% ontlading en incidenteel tot 50%. Dan kan jouw accu wel 8 tot 10 jaar oud worden!

Hoever een accu ontladen is kun je aflezen aan de poolspanning in onbelaste staat (dus zonder een verbruiker er aan!):

Een kanttekening is hier echter wel op zijn plaats. Lood-accu’s (tractie en semi-tractie) vereisen geen bijzonder laadapparaat. Een spanning ergens tussen de 13,0 V en 14,5 V is voldoende om de accu opgeladen te krijgen. Voor deep-cycle, gel en agm-accu’s zijn speciale laders in de handel die het laadproces aanpassen aan het stadium (bijna leeg tot bijna vol) waarin de accu verkeert. Als je overschakelt van de ene soort accu op de andere moet je dus ook even naar jouw laadapparaat kijken. Voor meer informatie zie mijn pagina’s “Lood-, Gel-, AGM of LiFePO4?” en “Acculader: hoe werkt dat?“. In het rekenschema heb ik met een LiFePO4-accu geen rekening gehouden: voorshands zijn ze in een behoorlijke ampère-uur variant nog te prijzig (meer dan € 1000,-)

En wat te doen als jouw accu in onbalans raakt?

Als blijkt dat je dagelijks niet genoeg stroom opwekt om het verbruik te compenseren zul je maatregelen moeten nemen want anders sta je binnen de kortste keren met een lege huishoudaccu. Hieronder stip ik even zes mogelijkheden aan. Drie daarvan zijn verder uitgewerkt in aparte pagina’s op deze site (“Benut de dynamo voor 100%“, “Over aggregaten en Inverters” en “Zonnepaneel, is dat wat?“).

Benut de dynamo/alternator voor de volle 100%

In de Fiat Ducato 2,0 zit een dynamo met een capaciteit van 140 A, in de 2,3 multi-jet eentje met een verhoogde capaciteit tot 180 A. Normaliter heeft de Fiat Ducato maximaal 40 A nodig voor zijn bedrijf (brandstofpomp, verlichting, laden van de start-accu e.d.) zodat 100 A over blijft om jouw huishoudaccu op te laden. Omdat de meeste semi-tractie-accu’s maar een laadstroom van maximaal 40 – 60 A accepteren is dat meer dan voldoende. Met een uur per dag rijden heb je wel weer een volle lood-zuur accu. Een Gel- of AGM-accu is dan voor 80-90% gevuld, maar moet daarna nog een uurtje of zes aan de onderhoudslading om de accu geheel vol te krijgen en dat gaat rijdend dus niet makkelijk lukken. In mijn rekenschema ga ik voorzichtigheidshalve uit van een door de dynamo maximaal te leveren stroomsterkte van 50 A.
Helaas moet ik hier een opmerking bij maken. Bij de meeste (fabrieks)campers is er voor de afzekering en het beheer van de elektrische installatie een zogenaamd Elektroblok van Schaudt of een gelijksoortige verdelen/bewaker ingebouwd. Daarin zit ook meestal de (automatische) oplader van de huishoud- en de start-accu als je aan “de paal” hangt (230V aansluiting van buiten hebt). Dit Elektroblok beperkt het laden vanaf de dynamo tot maximaal 30 Ampere (in mijn rekenschema ga ik zelfs uit van maximaal 18A), en daar krijg je de accu niet mee vol in een uurtje. Wil je dit wel, dan zul je dat door middel van een scheidingsrelais (bijv. een Cyrix) en aansturing van de D+-leiding van de dynamo dit moeten verwezenlijken. Dit kan echter niet zomaar; je zult ook de kabeldikte moeten aanpassen (afhankelijk van de lengte en het amperage, maar meestal is 10 mm2 genoeg; de formule ter berekening staat hieronder bij de Tips en Tricks) Wil je dit ook inbouwen, ga dan naar mijn pagina “Benut de Dynamo voor 100%

Aggregaat-inverter

Een aggregaat is een door een motor aangedreven generator waarmee elektriciteit wordt opgewekt. Een aggregaat bestaat dus uit twee onderdelen: een motor en een generator. De verbrandingsmotor is voor kleinverbruik meestal een benzinemotortje, voor grotere generatoren wordt vaak een dieselmotor gebruikt. Er zijn vele varianten van aggregaten en de meeste leveren weliswaar 230 V, 50 Hz, maar deze spanning fluctueert vaak als de belasting hoger wordt, dus als je er meer apparaten aanhangt. Daarvoor is de – iets duurdere – versie met een inverter uitgevonden: die levert altijd een 230V wisselspanning onder 50 Hz.
Bedenk wel dat alle aggregaten, ondanks de lovende woorden van de verkoper, een stevige geluidsbron vormen (95 dB(A) op 7 meter afstand is geen uitzondering) en ook een benzine-slurper is (0,75 ltr per uur is normaal). Ik zou nooit kiezen voor deze oplossing: je hebt dan een stinkend en lawaaierig apparaat in de buurt waar ook jouw mede-camperaars niet blij van worden. Bovendien kost de generator geld als hij in werking is en heeft hij jaarlijks onderhoud nodig.
Het goedkoopste inverter-aggregaat dat ik heb kunnen vinden is de Güde ISG1200 ECO van € 194,95. Mijn keuze zou echter de Kipor inverter IG770 zijn voor € 299,- als ik er al een zou overwegen: fluisterstil (65 dB(A) op 7 meter), 10 kg zwaar en de afmetingen zijn klein (41 x 22 x 36 cm (lxbxh)). Voor meer informatie zie mijn pagina “Over aggregaten en Inverters“.

Brandstofcel

Een brandstofcel is een apparaat dat door een chemische reactie brandstof en zuurstof (uit de lucht) omzet in water en elektrische energie. De elektrische energie voedt de huisaccu. Dit is een wezenlijk verschil met een aggregaat/inverter: de brandstofcel is eigenlijk een mobiele oplader voor jouw accu, terwijl het aggregaat een mobiele 230V stroombron is, waar je ook de föhn of de Senseo op kunt aansluiten. Een brandstofcel is te vergelijken met een batterij. Beide produceren elektriciteit bij een chemisch proces. Het verschil is dat in een batterij energie wordt opgeslagen die vervolgens eenmalig wordt afgegeven aan een verbruiker. Een brandstofcel daarentegen geeft continue energie, zolang er maar brandstof wordt toegevoerd. Als brandstof wordt methanol gebruikt. Brandstofcellen worden vooral gebruikt op expedities (in Nepal of de Noord- en Zuidpool) en op zeilschepen op vaarten rond de aarde. Ze zijn in verhouding nl. schreeuwend duur, niet alleen in aanschaf, maar ook in gebruik. Ze zijn wel heel licht van gewicht, vandaar.
In vergelijking tot bestaande opwekkers van energie, zoals bijvoorbeeld een aggregaat, heeft de brandstofcel een hoger rendement. Dat komt omdat de omzetting van de brandstof in energie direct plaatsvindt en niet in meerdere fasen, zoals bijvoorbeeld bij de verbrandingsmotor of de stoommachine.
Wat de totale kosten zijn is onder meer afhankelijk van het type en het te leveren vermogen. Brandstofcel fabrikant Voller werkt op dit moment (februari 2018) aan een aantal nieuwe producten die binnen afzienbare tijd op de markt komen. Het gaat om een brandstofcelsysteem dat elektriciteit levert op basis van LPG, propaan of butaan; wat de kosten van deze brandstofcellen zal zijn is nog niet bekend.
Voor de Efoy-brandstofcel gelden de volgende specificatie”s:
De Efoy 80 kost (schrik niet!) € 2599,-, en de 140 heeft een prijskaartje van € 4099,- Bij gebruik komt daar ook nog de brandstof (methanol) bij en die kost € 30,– per 5 liter.Alles bij elkaar – zonder afschrijving van de brandstofcel zelf – kost een kWh stroom dan € 5,-, een dure aangelegenheid!

Pseudo Brandstofcel/aggregaat.

Sinds kort is er een nieuw apparaat op de markt: het aggregaat, werkend op benzine/diesel, dat jouw accu oplaadt zodra de spanning onder een vooraf in te stellen waarde daalt. Het apparaat doet hetzelfde als een brandstofcel, maar dan werkend op gewone brandstof. Het is een Thermo-Elektrische generator die werkt op het natuurkundige verschijnsel van omzetting van temperatuurgradiënt in elektrische stroom. Eigenlijk is het een hele grote thermokoppel: daar wordt temperatuurverschil omgezet in een stroompje, het zogenaamde Peltier-Seebeck-effect, iets wat dit apparaat in het groot doet. Het geluidsniveau van dit aggregaat is erg laag: op 7 meter afstand lager dan 32 dB. Anderzijds is ook de opbrengst aan elektrische energie per liter brandstof erg laag: zo’n 200 Wh voor een liter brandstof en dus is de prijs van jouw stroom ongeveer € 8,- voor 1 kWh. De Zeus150 kost zelf € 3995,-.

Nu is eenzelfde apparaat ook verkrijgbaar op propaan of LPG. De Telair TG 480 is een acculader met een dubbele laadcapaciteit vergeleken met een brandstofcel of een 100W zonnepaneel. De acculader start automatisch als de accu bijna leeg is (11,9 V) en stopt weer als hij vol is (14,5V). Omdat de TG 480 gevoed wordt door LPG (of propaangas) voldoet hij aan de strengste milieuvoorschriften. Het Dynamomotor systeem levert maar liefst 20 A per uur. Bij de TG 480 wordt standaard een bedieningspaneel meegeleverd om de acculader vanuit uw voertuig te bedienen. Op het paneel vindt u onder andere waarschuwingslampjes voor hoge temperatuur en laag oliepeil. Verder is het paneel voorzien van knoppen voor het automatisch inschakelen en het geforceerd handmatig inschakelen van de lader. Bij het bedieningspaneel zit een 5 meter lange aansluitkabel. En anders dan de fabrikant ons wil doen geloven (die noemt het apparaat muisstil, maar dat geldt dan voor gehoorgestoorden!) maakt het apparaat wel lawaai: 51 dB(A) op 7 meter, het geluid van een keuken in een restaurant. Hij kost beduidend minder dan de Zeus 150, te weten € 2600,- Hij verbruikt 270 gram propaangas per uur (oftewel je hebt voor € 0,51 een elektrische energie van 240 Wh; dat is per kWh € 2,12, het dubbele van de prijs uit jouw wandcontactdoos) en je het is een motor die smeerolie verbruikt (1 liter per 115 draaiuren). Niet mijn keuze dus.

Windenergie

Op boten zie je ze nog wel eens staan: windmolens. Daar zouden ze ook zin hebben, want op zee of op een groot meer waait het altijd wel een beetje en dan kan de windmolen zijn best doen. Maar kan dat ook op een camper? Het antwoord is wel ja, maar met een groot aantal beperkingen. De meeste windmolens zijn gegarandeerd tot een windkracht 8, daarboven moeten de bladen in de vaan stand gezet worden (dan draait de windmolen niet meer omdat anders de weerstand te groot wordt en de molen afbreekt). Bi de kleinere modellen moet je dat met de hand doen. Een camper die rijdt wekt door de rijwind al gauw meer dan die windkracht 8 op, dus onder het rijden kun je de windmolen al niet gebruiken.
Daarnaast wekt een windmolen die op jouw camper past maar een klein beetje energie op: tot 7 A maximaal, bij een molen van 50 cm. Kleinere handzame molentjes gaan maar tot een 2 A en dan is de opbrengst wel bijzonder laag. En tot slot: hij doet het alleen als er wind is! Kortom: alles bij elkaar is naar mijn mening een windmolen een investering vanaf € 800,- niet waard.

Zonnepaneel

Als je niet elke dag rijdt (waardoor een Cyrix niet echt een oplossing biedt), je overweegt geen dure brandstofcel aan te schaffen, je wilt geen luidruchtig aggregaat-inverter in de buurt en je wilt ook niet “aan de paal” staan, dan zul je op een andere manier jouw accu dagelijks moeten opladen. Er blijft dan nog één mogelijkheid over: het zonnepaneel. De huidige zonnepanelen hebben geen direct zonlicht meer nodig: daglicht volstaat. Wel is de opbrengst natuurlijk hoger als de zon wel schijnt. De levensduur van een zonnepaneel is tenminste 10 jaar. Daarna neemt het rendement af en levert het paneel dus minder energie, maar wekt nog wel. Aan het nut van een zonnepaneel is een aparte pagina gewijd.

Download hier het invulbaar Excel-formulier


1). Een dieselverwarming verbruikt tot 5 maal zo veel elektrische energie als een gaskachel: rond de 65 Watt per uur voor de dieselverwarming tegen maximaal 15 Watt per uur voor de gaskachel. Met een dieselverwarming krijg je jouw elektrische energie bijna niet in balans: in de winter, wanneer de kachel lustig brandt levert een zonnepaneel niets op en in de zomer, wanneer het paneel op volle sterkte werkt, heb je de kachel niet aan. Meer informatie vind je op de pagina “Werking van de dieselverwarming” <terug>

laatste wijziging 3 november 2019

Hoe nuttig was deze informatie?

Het spijt ons dat de infformatie niet niuttig was.

Reageer op deze pagina

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

  Subscribe  
Abonneren op