Mobile netzunabhängige Stromversorgungslösungen: Der vollständige Leitfaden zur Energieunabhängigkeit

Bevor wir Geld für Hardware ausgeben, müssen wir uns mit den mathematischen Grundlagen befassen. In meiner Laufbahn als Ingenieur habe ich immer wieder erlebt, dass Menschen mit ihren mobilen netzunabhängigen Stromversorgungslösungen unzufrieden sind, weil sie sich beim Kauf vom Preis und nicht von physikalischen Prinzipien leiten ließen.

Um Ihr System richtig zu dimensionieren, müssen Sie drei Kernkonzepte verstehen. Stellen Sie sich Strom wie Wasser vor, das durch ein Rohr fließt:

1. Volt (V): Der Druck, der das Wasser antreibt.

2. Ampere (A): Die Wassermenge, die fließt.

3. Watt (W): Die Gesamtleistung (Druck x Menge).

Die wichtigste Formel

Für mobile Stromversorgung ist die Formel, die Sie am häufigsten verwenden werden, folgende:

Watt = Volt × Ampere

Dauerleistung vs. Spitzenleistung

Jedes Gerät hat zwei Nennleistungen. Die Dauerleistung ist die kontinuierliche Leistung, die ein Gerät zum Betrieb benötigt. Anlaufleistung (oder Anlaufleistung) ist die kurzzeitige Leistungsaufnahme, die zum Starten eines Motors benötigt wird.

Beispielsweise verbraucht ein tragbarer Kühlschrank im Normalbetrieb nur 50 Watt, um Lebensmittel kühl zu halten, benötigt aber kurzzeitig 500 Watt, um den Kompressor anzulaufen (Anlaufleistung). Wenn Ihr tragbarer Stromgenerator für maximal 300 Watt ausgelegt ist, löst der Kühlschrank bei jedem Startversuch die Sicherung aus, obwohl die tatsächliche Leistungsaufnahme im zulässigen Bereich liegt.

Kapazität: Wh vs. mAh

Hier stiften Marketingmaßnahmen oft Verwirrung bei den Verbrauchern. Kleine tragbare Akkus werden üblicherweise in Milliamperestunden (mAh) angegeben, während größere Akkus in Wattstunden (Wh) angegeben werden.

Wattstunden sind der Goldstandard für den Vergleich. Ein 10.000-mAh-Akku klingt nach viel, entspricht aber bei 3,7 Volt (Standardzellspannung) nur 37 Wattstunden. Vergleicht man das mit einem tragbaren Solargenerator mit 1.000 Wattstunden (1 kWh), wird der Größenunterschied deutlich. Um einen fairen Vergleich zu ermöglichen, sollte man die Werte immer in Wattstunden umrechnen.

Das ist die Frage, die mir am häufigsten gestellt wird: „Soll ich einen Benzingenerator oder eine Powerstation kaufen?“ Als Verfechter eines nachhaltigen Lebensstils tendiere ich zu Batterien, aber als Ingenieur weiß ich, dass die Energiedichte eine wichtige Rolle spielt. Vergleichen wir Benzingeneratoren mit Powerstationen objektiv.

1. Die tragbare Powerstation (der „Solargenerator“)

Diese Geräte bestehen aus großen Batterien mit integriertem Wechselrichter und können an normale Steckdosen angeschlossen werden. In Kombination mit Solarmodulen werden sie zu „Solargeneratoren“.

Vorteile:

• Geräuschloser Betrieb: Ideal für Campingplätze und zum Schlafen.

• Sicher in Innenräumen: Keine Abgase; sicher für Zelte, Vans und Wohnungen.

• Sofortige Stromversorgung: Ein Knopfdruck genügt.

• Wartungsarm: Kein Ölwechsel oder Vergaserreinigung.

Nachteile:

• Ladezeit: Nach vollständiger Entladung dauert das Aufladen per Solarstrom oder Steckdose mehrere Stunden.

• Kosten pro Watt: Im Vergleich zu Benzin sind die Anschaffungskosten hoch.

• Energiekapazität: Die Leistung ist durch die Batteriekapazität begrenzt.

2. Der Inverter-Benzingenerator

Im Gegensatz zu den lauten Generatoren mit offener Rahmenkonstruktion von früher regeln Inverter-Generatoren ihre Motorleistung bedarfsgerecht. Sie erzeugen sauberen Sinusstrom, der für elektronische Geräte unbedenklich ist.

Vorteile:

• Unbegrenzte Laufzeit: Solange Kraftstoff vorhanden ist, steht Strom zur Verfügung.

• Hohe Leistungsdichte: Ein kleines 2000-W-Benzinaggregat ist leichter als eine 2000-Wh-Batterie.

• Kostengünstig: Geringe Anschaffungskosten bei hoher Leistung.

Nachteile:

• Wartungsintensiv: Ölwechsel, Zündkerzen und Kraftstoffstabilisator sind erforderlich.

• Lärm & Abgase: Ausschließlich für den Außenbereich geeignet; verursacht Lärmbelästigung.

• Laufende Brennstoffkosten: Sie sind an die Benzinpreise gebunden.

Vergleichstabelle

| Funktion | Tragbare Stromstation | Inverter-Gasgenerator |

| :--- | :--- | :--- |

| Brennstoffquelle: | Sonne / Stromnetz | Benzin / Propan |

| Geräuschpegel: | 0 dB (geräuschlos) | 50–65 dB (Gesprächslautstärke) |

| Sicher für Innenräume?: | Ja | Nein: (tödliches Kohlenmonoxid) |

| Wartungsaufwand: | Minimal | Mittel bis hoch |

| Ideal für: | CPAP-Geräte, Laptops, Campingübernachtungen | Klimaanlagen, Heizungen, längere Stromausfälle |

Davids professionelle Meinung: Für 90 % der Wochenendcamper und zur Notstromversorgung von Geräten zu Hause ist eine tragbare Powerstation aufgrund ihrer einfachen Bedienung die beste Wahl. Wenn Sie jedoch während eines Stromausfalls im Winter tagelang eine Heizung oder Klimaanlage betreiben müssen, ist ein Dual-Fuel-Generator (Benzin/Propan) derzeit die einzig praktikable Lösung.

Wer wirklich netzunabhängig sein will, kann nicht auf Benzinkanister angewiesen sein. Hier kommt der tragbare Solargenerator ins Spiel. Durch die Kombination eines Batteriespeichers mit Photovoltaikmodulen (PV-Modulen) entsteht ein autarker Energiekreislauf.

Komponenten eines Solargenerators

1. Die Batterie (Speicher): Moderne Geräte verwenden meist Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4).

2. Der Laderegler (Das Herzstück): Regelt die Spannung zwischen Modulen und Batterie. Achten Sie auf MPPT-Regler (Maximum Power Point Tracking) – sie sind 20–30 % effizienter als ältere PWM-Regler.

3. Der Wechselrichter (Die Kraft): Wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom für den Haushalt um.

Solarmodultypen: Starre vs. tragbare Module

Beim Zusammenstellen Ihres Systems haben Sie zwei Möglichkeiten:

• Tragbare, faltbare Module: Diese bestehen aus Stoff und Laminat. Sie lassen sich wie eine Aktentasche zusammenfalten. Sie sind leicht und einfach zu montieren, kosten aber in der Regel doppelt so viel pro Watt wie starre Paneele und verschleißen schneller.

• Starre Glaspaneele: Standard-Dachpaneele. Sie sind schwer und zerbrechlich, aber robust und effizient. Ich empfehle sie für den Selbstausbau von Vans oder stationären Hütten.

Realitätscheck Effizienz: Erwarten Sie niemals die angegebene Wattzahl. Ein 100-Watt-Panel liefert selten 100 Watt. Wolken, Sonnenstand, Hitze und Kabelwiderstand spielen eine Rolle. In der Praxis sind 70–80 Watt Leistung eines 100-Watt-Panels ein gutes Ergebnis. Ich empfehle immer, die Paneele großzügig zu dimensionieren. Wenn Ihre Batterie 200 Watt Eingangsleistung verkraftet, kaufen Sie 300-Watt-Panels, um auch an bewölkten Tagen eine maximale Ladung zu gewährleisten.

Nicht jeder braucht ein riesiges Kraftwerk. Schauen wir uns tragbare netzunabhängige Stromversorgungslösungen anhand spezifischer Szenarien an.

Szenario 1: Der digitale Nomade/Wanderer

Bedarf: Aufladen von Handy, Kamera, Drohne und GPS.

Empfehlung: Eine leistungsstarke tragbare Powerbank (20.000–30.000 mAh).

• Wichtig: USB-C Power Delivery (PD). Dadurch kann die kleine Powerbank einen Laptop aufladen oder ein modernes Smartphone schnellladen.

• Solar? Die kleinen Solarzellen auf der Rückseite von Powerbanks sind überflüssig. Sie würden Wochen brauchen, um den Akku aufzuladen. Verwenden Sie bei Bedarf ein separates, kleines, faltbares 10–20-W-Solarpanel.

Szenario 2: Der Wochenendcamper/CPAP-Nutzer

Bedarf: CPAP-Gerät (unerlässlich), LED-Lampen, Luftmatratze aufblasen, Handys aufladen.

Empfehlung: Eine mittelgroße Powerstation (300–500 Wh).

• Wichtiges Merkmal: Geregelter 12-V-Gleichstromausgang.

• Warum? Die Verwendung des Netzsteckers für ein CPAP-Gerät verschwendet Energie durch die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom und zurück. Mit einem direkten Gleichstromkabel für Ihr CPAP-Gerät können Sie die Laufzeit verdoppeln und kommen problemlos mit einer einzigen Ladung über zwei Nächte.

Szenario 3: Vanlife / Remote-Arbeit

Benötigt: Laptop (8 Stunden/Tag), Starlink-Internet, 12-V-Kühlschrank, Kaffeemühle.

Empfehlung: Große Powerstation (1000–2000 Wh) + 400-W-Solaranlage.

• Analyse: Ein 12-V-Kühlschrank verbraucht je nach Umgebungstemperatur etwa 300–500 Wh pro Tag. Ein Laptop und Starlink verbrauchen zusätzlich etwa 500 Wh. Sie benötigen mindestens 1 kWh (1000 Wh) Speicherkapazität, um die Nacht zu überbrücken, und genügend Solarstrom, um diese Kapazität am nächsten Morgen schnell wieder aufzuladen.

Szenario 4: Notstromversorgung für Zuhause

Benötigt: Sumpfpumpe, großer Kühlschrank, Mikrowelle, Router.

Empfehlung: Modulare Powerstation (2000 Wh+) oder Gasgenerator.

• Strategie: Für einen Kühlschrank benötigen Sie eine hohe Spitzenleistung (2000 W+). LiFePO4-Akkuspeicher sind hierfür ideal, da sie als unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) dauerhaft im Haus angeschlossen bleiben können. Bei einem Stromausfall übernehmen sie sofort die Stromversorgung.

Wenn Sie heute einen tragbaren Stromgenerator kaufen, sollten Sie unbedingt die Akkuchemie überprüfen. Sie entscheidet darüber, ob ein Gerät 3 oder 10 Jahre hält.

NMC (Nickel-Mangan-Kobalt)

Wird in älteren Kraftwerken und den meisten Mobiltelefonen verwendet.

• Ladezyklen: 500 bis 800 Ladezyklen bis zum Erreichen von 80 % Kapazität.

• Vorteile: Geringeres Gewicht, höhere Energiedichte.

• Nachteile: Kürzere Lebensdauer, etwas höheres Brandrisiko bei Beschädigung.

LiFePO4 (Lithium-Eisenphosphat)

Der moderne Standard für netzunabhängige Stromversorgung.

• Ladezyklen: 3.000 bis über 4.000 Ladezyklen.

• Vorteile: Unglaubliche Langlebigkeit (hält über 10 Jahre bei täglicher Nutzung), extrem sicher und stabil.

• Nachteile: Schwerer als NMC.

Davids Rat: Sofern das Gewicht nicht Ihre oberste Priorität ist (z. B. beim Wandern), wählen Sie immer LiFePO4. Der Vorteil ist unbestreitbar. Sie erhalten die 5- bis 6-fache Lebensdauer zum annähernd gleichen Preis.

Egal, ob Sie sich für Notstromaggregate mit Benzin- oder Lithium-Antrieb entscheiden, Sicherheit hat oberste Priorität.

Sicherheitshinweise für Benzingeneratoren

1. Abstand: Betreiben Sie einen Benzingenerator niemals näher als 6 Meter (20 Fuß) an Ihrem Haus.

2. Kohlenmonoxid: Abgase sind unsichtbar und geruchlos. Installieren Sie in Ihrem Schlafbereich stets einen funktionierenden, batteriebetriebenen Kohlenmonoxidmelder.

3. Erdung: Bei größeren Generatoren verhindert eine ordnungsgemäße Erdung Stromschläge, insbesondere bei Nässe.

4. Kraftstofflagerung: Verwenden Sie stabilisierten Kraftstoff. Benzin zersetzt sich nach etwa 6 Monaten und kann den Vergaser verstopfen. Verwenden Sie einen Kraftstoffstabilisator oder entleeren Sie den Tank, wenn Sie den Generator längere Zeit lagern.

Pflege von Lithium-Batterien

1. Temperaturgrenzen: Lithium-Batterien reagieren empfindlich auf extreme Temperaturen. Die meisten schalten sich ab, wenn Sie versuchen, sie unter dem Gefrierpunkt (0 °C / 32 °F) zu laden. Dies kann die Zellen dauerhaft beschädigen. Beim Wintercamping sollte die Batterie isoliert oder in einem beheizten Raum aufbewahrt werden.

2. Lagerladung: Lagern Sie die Batterie nicht über längere Zeiträume mit 0 % oder 100 % Ladung. Um die Zellenlebensdauer zu erhalten, empfiehlt sich eine Ladung von ca. 60–80 %.

3. Wechselrichterentladung: Schalten Sie den Wechselrichter aus, wenn er nicht in Gebrauch ist. Auch im Standby-Modus verbraucht der Wechselrichter Strom, wodurch sich Ihre Batterie über Nacht entladen kann.