Elektrik im Teardrop-Anhänger

Hierbei geht es nicht um die Elektrik für die Verkehrsbeleuchtung sondern um die Elektrik für die Komponenten im Aufbau; also Steckdosen, Ladegeräte, Inverter etc.

Generelles Konzept

Der Aufbau soll eine Batterie erhalten, sodass man von externer Stromversorgung unabhängig sein kann, aber auch Landstromanschlussmöglichkeit besitzen. Zudem sollen Ladegeräte für die Batterie vorhanden sei: Landstromlader und Solarleder (am besten MPPT und nicht PWM) für eine externe Solartasche.
Wenn Landstrom angeschlossen ist, soll dieser bevorzugt verwendet werden (insbes. wegen des eventuellen Kühlschranks, der -egal wie energieeffizient- dann ein gehöriger Energieschlucker sein wird.
Im Innenraum soll es 12 V Beleuchtung und Schalter geben. Steckdosen für 230 und 12V sowie ein paar USB Steckdosen.
Um 230V netzunabhängig aus 12V zu bekommen, wird ein Inverter benötigt.

Damit haben wir die Hauptkomponenten schon genannt, es kommen aber noch ein paar zusätzliche Teile ins Spiel:

Die blaue CEE 16 Steckdose für den Landanschluss.
Eine Verpolungsschutzanzeige. Eigentlich sollten ja a) die verpolungssiheren CEE Stecker an den Versorgungspunkten der Campingplätze richtig gepolt sein, aber man weiß ja nie ... und b) trifft man ja doch verbotenerweise häufiger auf Schukosteckdosen, in die man dann ein Adapterkabel einstecken soll; und schon beginnt das Russisch-Roulette Spiel mit 50% Chance. Daher lieber auf Nummer sicher gehen und nach dem Anschluss erstmal die Polarität mit einem Blick auf diese Anzeige prüfen. Die Verpolungsanzeige könnte ein Hutschienenmodul sein. Dann muss man aber immer erst den Schaltkasten öffnen. Oder es wird eine Glimmlampe oder 230V LED zwischen N und PE geschaltet und sichtbar als Kontrolleuchte im Innenraum oder zur Küche hin montiert (dabei auf eine kleine Leistungsaufnahme achten, denn wenn die mehr als 30mA zieht, fliegt ggf. der FI-raus!). Wie das Ganze funktioniert? So: Sollten fälschlicherweise N und L vertauscht sein, würde ein Strom durch die Verpolungsanzeige fließen und diese leuchten. Bei richtigem Anschluss besteht ja keine Spannungsdifferenz zwischen N und PE, sodass die Kontrolleuchte dunkel bleibt.
Die FI-Absicherung; und nicht irgendeinen beliebigen FI-Schalternehmen sondern auf folgendes Detail achten: Insbesondere dann, wenn man keine Verpolungsanzeige hat, sollte man drauf achten, dass man auch einen beide Leitungen überwachenden FI-Schutzschalter an Bord hat. Die meisten haben die Beschriftung N 1 auf der einen und N 2 auf der anderen Seite. An N kommt der Nullleiter, der nicht überwacht (aber mit abgeschaltet wird und deshalb oftmals fälschlicherweise als 2-poliger FI angepriesen wird). Die richtige Variante wäre mit der Beschriftung 1/2 3/4 auf der einen und 2/1 4/3 auf der anderen Seite. Hierbei ist zum einen egal, welches Phase und welches Nulleiter ist und zum andern ob die Einspeisung von oben nach unten oder von unten nach oben erfolgt.

Weiterhin ist ein FI mit einem Differenzstrom von 30mA (0.03A) zu wählen. Auch sollte man den FI nicht als normale Sicherung ansehen. Der FI ist zum Personenschutz, zum Leitungsschutz ist der...
... LS-Schalter (die "Sicherung") da. Auch diese ist zweipolig auszuführen; also zwei Sicherungsautomaten und nicht einen einbauen. Braucht man bei 230V wirklich 16A im Teardrop? Wahrscheinlich nicht; also entsprechend dimensionieren: Bei mir kommen LS mit 10A auf der Landstromseite rein (Bei Inverterbetrieb aknn man sowieso nur die paar Watt entnehmen, die der Inverter liefert. Hier reicht die Sicherung in der Primärseite des Inverters zum Leitungsschutz; der FI muss trotzdem nachgeschaltet sein.
Für den Niederspannungsteil eine Sicherungsbox mit den üblichen Autosicherungen.
Eventuell sogar eine Vorrangschaltung (dazu unten mehr), die bei angeschlossenem Landstrom diesen auf die Steckdosen legt. Wenn kein Landstrom vorhanden ist, kann(!) der Inverter betrieben werden, um aus der Batterie 230V auf die Steckdosen zu geben. Der Inverter soll in diesem Fall aber nicht immer laufen, sondern nur dann, wenn man wirklich 230V braucht. Anderenfalls würde er selber nur unnöting einen wenn auch kleinen aber stetigen Strom ziehen und so die Batterie unnötig leer saugen. Das wäre gerade bei längeren Nichtgebrauchszeiten schlecht.
Apropos Batterie leerlaufen: Einen Batteriehauptschalter gibt es natürlich auch noch.
Ein Batterie-Monitor, um den Ladezustand der Batterie verfolgen zu können, ist aus einem anderen Projekt schon vorhanden: Victron BMV 600S. Hier muss der Mess-Shunt das erste und einzige Teil am Minuspol der Batterie sein, um eine korrekte Messung und Bilanzierung von eingespeister und entnommener Ladung gewährleisten zu können. Anschluss wie folgt: Draufsicht auf shunt mit Platine zum Betrachter, den M10 Schrauben nach oben: Linke M10 Schrube mit batterie-Minus Verbinden, die rechte Schraube stellt dann Minus für alle nachgeschalteten Verbraucher dar. RJ45 Kabel an Batteriewächter und ein kleines Pluskabel von der grün/orangen Klemme zum (abgesicherten) Pluspol der Batterie.
Für den Anschluss einer Solartasche wird ein Anderson-Stecker verwendet.
Für den Wasserhahn/Brausekopf kommt eine Tauchpumpe zum Einsatz, die über Schalter in den Armaturen betätigt wird.
Die Verkabelung erfolgt wie beim KFZ üblich nicht mit starrem Draht sondern mit Litzen! An deren Enden werden Adernendhülsen oder Steckverbinder aufgecrimpt; keine ausfransenden Litzebüschel! Kabelquerschnitte müssen berechnet werden; lieber etwas zu dick als zu dünn.

Die Vorrangschaltung soll nicht nur zwischen Landstrom und Inverter umschalten, sondern auch den Kühlschrank mal an 12V und mal an 230V schalten. Ebenfalls soll der Lader nur dann geschaltet werden, wenn 230V Landstrom vorhanden sind (und nicht probieren, die Batterie über den Inverter aus sich selber wieder aufzuladen).

Also müssen hierzu ein paar Relais herhalten: Bei 230V Landstrom werden zunächst L und N verbrauchsseitig an N und L vom Landstrom geschaltet; andernfalls auf die Inverterausgänge. Hierzu alleine brauchen wir 2x Um.

Dann sollen Lader und Kühlschrank nur 230V bekommen, wenn Landstrom da ist. Auch hier sind sie nur an die Verbraucherseite anzuschalten, wenn 230V Landstrom da ist. Ebenfalls zweipolig schalten. 2x Ein (oder 2xUm, halb belegt: NO = normal open).

Nun zu Inverter und Kühlschrank 12V Versorgung. Diese sollen nur eingeschaltet werden, wenn kein(!) Landstrom da ist. Hier die 12V Leitung aufschalten; auch 2 polig. Also hier die NC Kontakte (normal connected) eines 2x Um Relais verwenden.

Also kommt man mit 6 Umschaltern hin. 6xUm Koppelrealis zu finden ist schwiereig. Ein, zwei und vierpolige gibt es aber. Also nehme ich ein zwei- und ein vierpoliges Relais.

Zur Reihenfolge der Komponenten mit 230V Beschaltung, die auch im Schaltplan weitestgehend von links nach rechts übernommen ist:

1) Alles fängt erstmal beim CEE Stecker an.
2) Dahinter kommen erstmal sofort die LS Schalter und dann
3) schnorren wir und hier Strom, um nachfolgend die Relais anzusteuern.
4) Als nächstes kommt der erste Teil der Vorrangschaltung. Die Steuerspannung wird vom Landstrom abgenommen. Dieser erste Teil schaltet die generell Verbraucher entweder auf Landstrom oder auf den Inverterausgang.
5) Nun haben wir also unseren 230V Verbraucherteil. Als erstes mal den FI beschalten und dann die Verpolungsanzeige.
6a) Danach geht es dann einerseits an die generellen Steckdosen, die immer Strom bekommen sollen; egal ob vom Inverter oder vom Landstrom.
6b1) Da Lader und 230V Külschrankeingang nur mit Landstrom betrieben werden sollen (aber hinter LS und FI liegen müssen), kommt hier nun Teil 2a der Vorrangschaltung zum Tragen und schaltet bei Vorliegen von Landstrom beide Verbraucher an.
6b2) Parallel dazu ist Teil 2b zuständig für die 12V Anbindung von Inverter und 12V Kühlschrankeingang, wenn kein Landstrom anliegt (oder deren Abschaltung, wenn Landstrom anliegt).

Die 12V Seite ist hingegen prinzipiell recht einfach und fängt mit der

1) Batterie an: Batterie-Minus an
2) Shunt-links. Dann Shunt-rechts (der Allgemeine Minuspol aller Verbraucher an die
3) Minusschiene vom 12V Sicherungskasten.
4) Pluspol der Batterie an den Pluspol des Sicherungskastens. Vom Sicherungskasten werden dann alle Verbraucher (z.B. Lampen, USB-Buchsen...) abgesichert bedient. Hierzu zählen auch Shunt-Pluspol, Kühlschrank sowie Inverter (diese aber nochmal durch Teil 2b der Vorrangschaltung) und der Ausgang des Laders (auch wenn der ja eigentlich genau das Gegenteil von einem Verbraucher darstellt). Auch ein eventueller Solarladeregler kommt dort dran.

Kompliziert wird das allerdings dadurch, dass ein Teil fest mit dem Aufbau verbunden, der andere Teil im Unterschrank verbaut ist und möglichst nur eine Steckverbindung dazwischen soll. Aber trozdem sollen die Verbraucher abgesichert werden. Daher kommen zwei Sicherungskästen zum Einsatz. Zum Vergleich: Der Triumph hat vom Werk aus lediglich drei(!) Sicherungen im Schaltplan für eine wesentlich anspruchsvollere Verschaltung. Wenn da was durchbrennt, liegt gleich das halbe Auto lahm.

Da man mit dem Strom besonnen umgehen sollte, bekommen Kühlschrank, Inverter, die USB-Buchsen (da sind Umrichter von 12V auf 5V drin, die auch ohne Verbraucher ein wenig Strom ziehen) noch Schalter bzw. ein eventuelles Voltmeter noch einen Taster vorgesetzt; die Lampen sowieso. Die Pumpe hat ihre Schalter in den Wasserhähnen. Wenn zum Winterhin aber die Wasserleitungen entleett werden sollen, müssen die Hähne offen sein, das Wasser soll aber nach dem Prinzip der kumminizierenden Röhren dann wieder aus den Leitungen zurück in den Tank laufen, der dann entfernt und ausgeleert wird. Die Pumpe muss dafür ausgeschaltet sein. Also entweder Batterie abklemmen oder noch einen extra Schalter für die Pumpe vorsehen.