Bis vor kurzem war die Lösung klar, wenn ein Caravan autark werden sollte: Eine AGM für die Speicherung der Energie neben entsprechender Elektronik für das Laden wurden benötigt. Der Betrieb eines Wandlers, der 12V in 230V wandelt, ist so theoretisch auch möglich – wegen der geringen nutzbaren Kapazität war die praktische Nutzbarkeit aber eingeschränkt. Die für einen längeren Betrieb notwendigen großen und schweren Batterie-Bänke sind für viele Fahrzeuge praktisch zu schwer.
Heute sieht die Welt schon etwas anders aus. Lithium-Ionen-Batterien bieten deutlich mehr nutzbare Kapazität bei geringem Gewicht und Bauraum. Neben kombinierter Elektronik wie Ladegerät/Wechselrichter (evtl. +MPPT-Tracker) ist mit „Lithium Power-Stations“ eine ganz neue Geräteklasse entstanden, die diverse Funktionen wie 12V-DC, 230V-Wechselrichter, Ladegerät MPPT-Tracker für Photovoltaik mit einer „Batterie“ integriert und somit auf den ersten Blick eine unschlagbare Kombination von Funktionen integriert. Wo die Funktionen früher beschränkt und die Auswahl damit einfach war, ist es jetzt aufgrund der Vielzal von Funktionen schwer, überhaupt noch den Überblick zu behalten. Schauen wir uns zunächst die wichtigsten Funktionen an.
Funktionen der Caravan-Stromversorgung
Um die Unterschiede zwischen den verschiedenen Geräten zu verstehen, will ich hier zunächst einen Überblick über die wichtigsten Funktionen geben – unter den „Marketingnamen“ in der Reihenfolge der Wichtigkeit.
Batterie: Das wichtigste zuerst, dient dem Speichern von elektrischer Energie. Die Details können ganze Bücher füllen, daher hier das wichtigste zusammengefasst: Neben Spannung und Nominalkapazität sind weitere wichtige Angaben der maximale (dauerhafte) Lade- und Entladestrom sowie die „nutzbare Kapazität“ und die dabei erzielbare Zyklenzahl. Bei allen Batteriearten nimmt die Zyklenzahl mit steigender Entladetiefe (genutzer Kapazität, oft bezeichnet als Depth of Discharge, DoD) ab. Säure-,Gel- oder AGM-Batterien waren bis vor kurzem weit verbreitet, sind groß und schwer, vertragen nicht viele Zyklen und sind daher höchstens noch absolut gesehen günstig. Schon beim Preis pro nutzbare Kapazität (Batteriepreis/nutzbare Kapazität in kWh) wird es für AGM eng, beim Preis pro „Energieumsatz“ (Batteriepreis / (genutzte Kapazität (kWh) * max. Zyklenanzahl) liegen Lithium-Batterien eindeutig vorne. Bei den Lithium-Batterien sind zwei Arten weit verbreitet: Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt (NMC) und Lithium-Eisenphosphat (LiFePo). LiFePos bieten im vergleich zu NMC eine niedrigere Energiedichte, aber eine höhere Zyklenzahl und eine größere Sicherheit gegen thermisches durchgehen und sind die bei „Einzelbatterien“ im Moment am meisten verbreitete Variante. Die Tabelle enthält ein paar Zahlen von typischen Vertretern der verschiedenen Batterietypen.
| Batterie | Nennkapazität | theoretischer Energieinhalt (bei 12 V) | Gewicht (pro Ah) | Zyklenzahl | bei Entladetiefe |
| Victron Super Cycle AGM [1] | 200 Ah | 2400 Wh | 57 kg (0,285 kg) | 700 | 60% |
| Varta Dual Purpose AGM [2] | 105 Ah | 1260 Wh | 29,4 kg (0,28 kg) | 400 | 50% |
| Victron LiFePo4 Battery Smart [3] | 200 Ah | 2400 Wh (2560 Wh bei 12,8 V) | 20 kg (0,1 kg) | 2500 | 80% |
| Liontron LiFePo4 Smart BMS [4] | 200 Ah | 2400 Wh (2560 Wh) | 27,5 kg (0,134 kg) | 3000 | 90% |
| Ective LC 200 L LiFePo4 Battery [5] | 200 Ah | 2400 Wh (2560 Wh) | 27,7 kg (0,134 kg) | 4000 | 80% |
Ladegerät: Ein Weg, um wieder Energie in die Batterie zu bekommen, ist das „Ladegerät“. Unter Ladegerät wird in der Regel verstanden, die Batterie mit Wechselstrom aus dem Stromnetz aufzuladen. Bei Aufbau aus Einzelkomponenten gibt es „Kombi-Geräte“, die Wechselrichter und Ladegerät vereinen. Bei Ladegeräten ist eine IUoU-Kennlinie inzwischen Standard. Diese beschreibt, dass das Gerät zunächst mit konstantem Strom (I) und dann mit konstanter Spannung (U) „volllädt“ um anschließend auf ein niedrigeres Spannungsniveau (oU) für die Erhaltungsladung umzuschalten [6].
Wechselrichter: Ein Wechselrichter wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom um. Neben einfachen Wechselrichtern gibt es „Kombi“-Geräte mit integriertem Ladegerät, die einige der unten aufgeführten Sonderfunktionen wie USV oder Power Assist auch unterstützen.
DC-Ausgänge: Hiermit sind in der Regel 12V-Ausgänge gemeint, auch wenn USB-Ausgänge strenggenommen auch „DC-Ausgänge“ sind. Beim Aufbau aus Einzelkomponenten einfach mit einem Verteiler zu realisieren, gibt es bei den Powerstations Unterschiede beim maximalen Strom. Wer leistungshungrige DC-Verbraucher anschließen will, muss auf die verfügbaren Ausgänge achten.
DC-Eingänge: Was beim Aufbau aus Einzelkomponenten wieder einfach über Verteiler zu realisieren ist, muss bei den Powerstations beachtet werden: In der Regel verfügen sie über DC-Eingänge, die aber bei vielen Modellen im maximalen Strom begrenzt sind. Wer mit hohem Strom DC-Laden will, muss bei der Auswahl auf die vorhandenen Eingänge achten.
MPPT-Tracker: Ein „Maximum Power Point Tracking“ optimiert typischerweise die aus einer Solarzelle entnommene Leistung indem Strom und Spannung optimiert werden. Bei Powerstations ist in der Regel ein MPPT-Tracker enthalten, allerdings gibt es große Unterschiede bei der Leistung. Kombigeräte enthalten in der Regel keinen MPPT-Tracker, es kann aber ein separates Gerät „DC-gekoppelt“, d.h. an die Batterie angeschlossen werden.
USV: Die „Unterbrechungsfreie Stromversorgung“ bezieht sich auf die Wechselstromausgänge. Die Anlage ist dabei mit dem Stromnetz verbunden und versorge angeschlossene Verbraucher aus diesem. Wenn das Stromnetz ausfällt, wird schnell auf den Wechselrichter umgeschaltet, so dass die angeschlossenen Verbraucher – je nach Art – ohne Unterbrechung weiter laufen.
Starthilfe: Einige Powerstations (Ective und Leab) haben einen DC-Ausgang, der stark genug ist, um damit Starthilfe zu geben. Bei Aufbau aus Einzelkomponenten lässt sich die Batterie auch für Starthilfe verwenden – sofern sie einfach genug ausbaubar ist.
Powerstations
Es gibt inzwischen eine unuberschaubare Menge von Powerstations. Typischerweise kombinieren sie Akku, USB und 12 V-DC-Ausgänge mit einem 230 V-AC-Ausganug über einen Wandler und der Möglichkeit, über 12 V DC, 230 V oder ein Solarpanel zu laden. Am unteren Ende haben sie wenige hundert Watt AC-Leistung und wenige hundert Wattstunden Batteriekapazität, am oberen Ende sind Ausgangsleistungen im mittleren einstelling KW-Bereich sowie Kapazitäten im unteren zweistelligen KWh-Bereich möglich – auch, wenn diese Geräte dann kaum noch den Anspruch haben, mobil zu sein.
Um auch größere Verbraucher wie z.B. eine Kaffemaschine betreiben zu können, haben wir hier einige Beispiele mit ca. 2000 W AC-Ausgansleistung ausgewählt. Die Akkukapazität und Wechselrichterleistung hängen bei den Powerstations immer voneinander ab – in gewissem Maße gilt das auch für Einzelkomponenten, da die Batterie auch eine für den Wechselrichter ausreichende Leistung liefern können muss. Die angegebenen Akkukapazitäten liegen damit zwischen 1000 – 2000 Wh, was auch den Betrieb von DC-Verbrauchen mit einigen A, wie z.B. einer Kühlbox, über einen längeren Zeitraum ermöglicht.
Die beiden ersten Vertreter von Bluetti und Ecoflow entsprechen dem, was man typischerweise von einer Powerstation erwartet, mit vielen Ausgängen für typische Verbraucher wie z.B. USB und „KFZ-Steckdosen“ für DC-Verbraucher und Schuko-Steckdosen für AC-Verbraucher. Verpackt ist das ganze in einem handlichen Gehäuse mit Griffen für den Transport. Aus Werbefotos sieht man es dann neben einem Caravan stehen, mit einem Verbindungskabel zur Ausstensteckdose des Caravans. Etwas schwieriger dürfte eine „fixe“ Installation im Caravan werden: Es sind z.B. keine Halter/Befestigungspunkte fürs Fahrzeug vorgesehen und die DC Eingangs- und Ausgangsleistung ist recht beschränkt.
Das ist der Grund, warum zusätzlich die Modelle von Ective und Clayton Power in die Tabelle aufgenommen sind: Bei der Ective ist Material für die sichere Montage im Fahrzeug im Lieferumfang vorhanden, außerdem verfügt sie über mehrer 50 A DC Ein- und Ausgänge sowie über einen 175 A-Ausgang mit Starthilfefunktion. Noch etwas weiter treibt es die „Clayton Power“ mit Neutrik-Steckern für die AC Ein- und Ausgänge und dem vollständigen Verzicht auf z.B. USB und 12 V-KFZ-Ausgänge. Während diese beiden Powerstations also etwas unflexibler im täglichen Gebrauch sind, bringen sie Vorteile bei der Verwendung in einem Fahrzeug mit sich.
Einzelkomponenten
Wie in der Vergangenheit üblich, lassen sich die Funktionen einer Powerstation auch durch Kombination von Einzelkomponenten zusammenstellen. Ganz konsequent lässt sich dabei für jede Funktion ein Einzelgerät verwenden. Für Gewicht, Platz und Verkabelungsaufwand ist es aber vorteilhaft, Gerätekombinationen zu verwenden, die wie oben bereits erwähnt z.B. Ladegerät und Wechselrichter in einem Gerät vereinen. In der Tabelle ist eine Kombination von einem Victron Energy-Kombigerät mit einer Liontron-Batterie aufgeführt, die in den Eigenschaften ungefähr ähnliche Werte erreicht wie die Powerstations.
Von Victron gibt es mit den „EasySolar“-Geräten noch eine Baureihe, die zusätzlich zu Ladegerät und Wechselrichter noch den MPPT-Tracker integrieren und damit die Zahl der Komponenten verringen. Mit einer Kombination aus Mastervolt-Wechselrichter/Ladegerät und Victron Energy-Batterie lässt sich bei etwas höhere Kosten noch Gewicht sparen.
| Name | Bluetti AC200P [7] | Ecoflow Delta Max 2000 [8] | Ective AccuBox 120s [9][10] | Clayton Power LPS II 1512-100 [11] | Victron MultiPlus 2000 VA [12] Liontron LiFePO4 LX Smart BMS 150 Ah [13] Victron SmartSolar MPPT 150/35 [14] |
| Batteriekapazität | 2000 Wh LiFePO4 (40 Ah bei 48 V) | 2016 Wh NCM 50.4 V | 1536 Wh LiFePO4 12.8 V | 1320 Wh LiFoPO4 1050 Wh available | 1920 Wh LiFePO4 |
| Wechselrichterleistung | 2000 W 2500 W < 2 min | 2400 W 3000 W X-Boost 4600 W Kurzzeitig | 2500 W | 2000 W Dauer 2500 W 10 min 4000 W Spitze | 1600 W (bei 25°C) 1000 W (bei 65°C) 3500 W Spitze |
| AC Ladeleistung | 500 W | 2000 W | 20 A (DC) (ca. 280 W) | 720 W | 80 A (DC) (ca. 1100 W) |
| DC 12V Ausgang | 1x 25 A 1x 10 A 1x 3 A | 1* KFZ: 12.6 V 10 A 2* DC5521 12.6 V 3 A | 1* 175 A (Starthilfe) 2* 50 A (Ein- und Ausgang) 2* KFZ 10 A | 1 * 180 A (Starthilfe) / 270 A (1 min) 10 – 14.4 V | Individuell konfigurierbar Batterie: 150 A Dauer 200 A Spitze |
| DC 12V Eingang | KFZ: 12 V/24 V 8.2 A | KFZ: 12 V/24 V 8 A | 2* 50 A (Ein- und Ausgang) 1* 30 A Ladebooster | 11.5 – 32 V 45 A 90 A mit externem Wandler | Individuell konfigurierbar |
| USB Ausgänge | 4* 5 V 3 A | 2* 5 V 2.4 A 2* 5 V 2.4 A/ 9 V 2 A/ 12 V 1.5 A | 2* 5V 2.1A | – | – |
| USB Typ C | 5/9/12/15/20 V 3 A | 2* 5/9/12/15/20 5 A | – | – | – |
| MPPT-Tracker | 35 – 150 V 12 A 700 W | 11 – 100 V 13 A 800 W | 25 V 30 A 400 Wp | 15 – 50 V 15 A 400 W | max 145 V 35 A 500 W (12 V) |
| Gewicht | 27.5 kg | 22 kg | 25 kg | 27.5 kg | 15.5 kg (Multi Plus) 20.8 kg (Batterie) 1.25 kg (Smart Solar) zzgl. Verkabelung etc. > 37.5 kg |
| Abmessungen / Volumen | 42 x 28 x 38,65 cm ~ 45 l | 49,7 x 24,2 x 30,5 cm ~ 37 l | 42 x 25 x 33 cm ~ 35 l | 25,5 x 37,5 x 38,5 cm ~ 37l | 50,6 x 23,6 x 14,7 cm (MultiPlus) 35,5 x 17 x 26,2 cm (Batterie) 13 x 18,6 x 7 cm (SmartSolar) ~ 18 l (Multi Plus) ~ 16 l (Batterie) ~ 1,7 l (Smart Solar) ~ 36 l (gesamt) |
| Preis Stand 01/2023 ca. | 1799 € | 2299 € | 1931 € | 3088 € | 1200€ (MultiPlus 2000 VA) 1200 € (Batterie) 370 € (SmartSolar 150/35) 2770 € zzgl. Verkabelung etc. |
Fazit
Auch wenn es sich hier zunächst um eine theoretische Betrachtung handelt, zeichnet sich doch eine Tendenz ab: Bei vergleichbaren Daten in Bezug auf Batteriekapazität und Leistung sind die Powerstations günstiger in Bezug auf Gewicht und Preis. Eine auf den Fahrzeugeinbau optimierte Variante wie die Ective oder LEAB bietet den Vorteil, dass sie sich auch in ein leistungsfähiges 12V-Bordnetz integrieren lässt – bei weniger Features für den allgemeinen Einsatz (z.B. Steckdosen oder USB-Ports). Der Vorteil von Einzelkomponenten dürfte vor allem dann gegeben sein, wenn eine Kombination gefordert ist, die weit von den Daten der Powerstations abweicht, wie z.B. eine sehr hohe Batteriekapazität oder PV-Leistung im Verhältnis zur Wechselrichterleistung.
Quellen
[1] Victron Energy: „Eine neue AGM-Batterie: Die AGM Super-Cycle-Batter“, Datenblatt AGM-Batterien, Almere Netherlands
[2] Varta: „Produktdetails Professional Dual Purpose AGM 105Ah, Short Code LA105“, 2022
[3] Victron Energy: „Datenblatt 12,8 & 25,6 Volt Lithium-Eisenphosphat-Batterien Smart mit Bluetooth“, Almere, Niederlande
[4] Liontron: „Datenblatt LiFePO4 Smart BMS 12,8V 200Ah“, Nettetal, Deutschland
[5] batterium GmbH: „Datenblatt Ective LC 200 L LiFePo4 Batterie“, Freiberg am Neckar, Deutschland
[6] LEAB Blog, „Ladegeräte und Ladekennlinien“, Zugriff am 17.02.2022, https://www.leab.eu/de/blog/ladegeraete-und-ladekennlinien
[7] Bluetti: „Tragbare Powerstation AC200P Benutzerhandbuch“, Munich, Germany
[8] EcoFlow: „EcoFlow DELTA Max User Manual“,
[9] batterium GmbH, „AccuBox Bedienungsanleitung“, Freiberg am Neckar, Deutschland
[10] ective-Homepage, „ECTIVE AccuBox 120s“, Zugriff am 23.10.2022, https://www.ective.de/AccuBox-120s
[11] Clayton Power, „Die LPS II-Serie“
[12] Victron Energy: „Datenblatt MultiPlus Wechselrichter/Ladegerät 500 VA – 2000 VA“, Almere, Netherlands
[13] Liontron: „Datenblatt LiFePO4 Smart BMS 12,8V 150Ah“, Nettetal, Deutschland
[14] Victron Energy: „Datenblatt SmartSolar Lade-Regler MPPT 150/35 & 150/45“, Almere, Netherlands