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E-Bike mit Solarstrom laden?

Es erreichen uns immer wieder Anfragen, ob es nicht möglich wäre, das E-Bike mit Solarstrom zu betreiben.

Leider nein! Eine direkte Einspeisung  von Solarenergie in das E-Bike ist meines Wissens zur Zeit nicht möglich. Falls jemand ein solches System kennt, bitte mitteilen. Danke.

Was im Bereich des Möglichen erscheint ist, einen Zweitakku mit Solarstrom aufzuladen. Dazu habe ich verschiedene Versuchesanordnungen getestet. Letztendlich scheint diese Anlage zu funktionieren:

Versuchsanordnung vom 29. Juni 2019

Die Versuchsanordung:
– Veloanhänger von Vitelli
– RAKO-Kisten 60 x 40cm
– Solarmodul flexibel 100Wp 67 x 101cm
– Solarladeregler MPPT SmartSolar 75/15
– 12V AGM Batterie 7AH
– 12V Reiseladegerät von Bosch
– Bosch E-Bikeakku

Sowohl das Solarmodul als auch die Batterie, die als Zwischenspeicher/Puffer dient sind wohl noch zu klein dimensioniert. Ich denke ein Solarmodul von 150Wp wäre wohl nötig (Der Anhänger steht ja nicht immer optimal in der Sonne) und eine Batterie von etwa 20 AH wäre sinnvoll, da das 12V Ladegerät den Ladevorgang zum Schutz der Batterie unterbricht, wenn die Batterie stark entladen ist, was bei einer 7Ah-Batterie sehr schnell der Fall ist.

Ich habe auch Versuche gemacht ohne Pufferbatterie, aber das 12V Ladegerät hat in keinem Versuch den Ladevorgang eingeleitet.

Versuche mit dem 230V-Ladegerät und einem Spannungswandler direkt an den Solarladeregler angeschlossen blieben ebenso erfolglos, was zu erwarten war, weil dazu etwa 300Wp Solarleistung nötig wären.

12V Ladegeräte für verschiedene E-Bike Systeme gibt es bei https://powerbutler.de/
Der Bosch 12V Travelcharger wird leider nicht mehr hergestellt.

 


Wenn du mit dem Wohnmobil unterwegs bist:

Du bist regelmässig mit dem E-Bike (Pedelec) unterwegs und möchtest den/die Akkus über Nacht aufladen?
Am 230V-Stromnetz kein Problem. Aber abseits der Zivilisation?

E-Bike Akkus aufladen mit Solarzellen? E Bike mit Solarstrom laden? ebike akku mit Solarstrom aufladen?

E-Bike laden mit Solarstrom
Ganz so einfach, wie es auf diesem Foto scheinen mag, ist es leider nicht!

Zusammenstellung der benötigten Komponenten:

(Da ich immer wieder Anfragen zum Thema erhalte, hier eine Velo-Markenunabhängige Zusammenstellung)

Zum Laden eines E-Bike-Akku mit Solarstrom benötigen wir folgende Komponenten:

1 Solarmodul – zB. das FSP 2 Ultra 120W mit MPPT-Solarladeregler SmartSolar 75/15 für 545.-
(Oder das FSP 2 Ultra 120W mit PWM-Laderegler für 395.-)
Kaufen: https://copin-solar.ch/produkt/mobile-solaranlage-120w/

Dann benötigen wir eine Batterie zum Zwischenspeichern der Solarenergie. Um ein E-Bike mit 500W-Akku zu laden benötigen wir ca. 120Ah Batteriekapazität (zB. Gel- oder AGM-Solarbatterie). Besser geeignet, aber halt auch sehr viel teurer ist ein Lithium-Ionen-Akku mit mind. 80Ah, zB: https://www.offgridtec.com/batterien/lithium-ionen.html (Diese kann ich ebenfalls liefern, Lieferfrist und Preis auf Anfrage). Lithium-Ionen-Akkus können bis zu 80% entladen werden ohne dass sie Schaden nehmen; GEL- oder AGM-Batterien max. 50%!

Zum Laden des E-Bike-Akku benötigen wir das bereits vorhandene 230V Ladegerät.
Um das 230V-Ladegerät zu ‚füttern‘ benötigen wir zusätzlich einen Wechselrichter, der aus dem 12V Batteriestrom 230V Strom macht. ZB. den HP12-500W Sinus von Offgridtec für 159.- Der Wechselrichter kann auch für andere 230V Geräte genutzt werden, zB. Laptop und Handys laden. ACHTUNG: Der 500W-Wechselrichter reicht nicht für eine Kaffeemaschine, dafür benötigt man mind. einen 1000W – 2000W-Wechselrichter).

Alternativ zum nicht mehr erhältlichen 12V Travel Charger von Bosch gibt es in Deutschland eine kleine Firma, die 12V Ladegeräte für Bosch und andere E-Bike-Antriebe herstellt: https://powerbutler.de/
WICHTIG ZU WISSEN: 12V Ladegeräte sind um einiges effizienter als der Umweg über Wechselrichter und 230V-Ladegerät!

Theoretisch kann der E-Bike-Akku zusammen mit einem 12V-Ladegerät auch direkt ab dem Solarladeregler (also ohne Speicherbatterie) geladen werden. Das macht aber unserer Meinung nach wenig Sinn, weil wenn die Sonne scheint wollen wir ja Rad fahren und den Akku lieber abends aufladen :=).

Da ich deine genauen Voraussetzungen nicht kenne, ist eine persönliche Beratung vor Ort sicher sinnvoll. Gerne stehe ich dir dafür bei mir in Bern zur Verfügung.

Ruf mich an, um einen Termin zu vereinbaren: 076 576 88 89


Folgend einige Überlegungen und eigene Erfahrungswerte:

Meine Frau fährt ein E-Bike mit Bosch Performance Motor aus dem Jahr 2014.

Der Standard Charger von Bosch hat einen Input von 230V / 1.5A und einen Output von 36V / 4A (Geräteangaben) Man rechne – Input: 230V x 1.5A = 345Wh | Output: 36V x 4A  = 144Wh (Berechneter Wirkungsgrad ca. 42%). Die Ladezeit für einen 500W-Akku wird von Bosch mit 4.5h angegeben. Die für uns interessante Rechnung: 4.5h x 345W = 1552Wh (input) um einen 500W-Akku zu laden (output). Soviel zu den Rechenspielen mit den Herstellerangaben.

29.04.2018 – Unsere ersten Messungen mit dem Bosch Standard Charger:

Der 500W-Akku ist zu ca. 90% leer. Wir laden ihn ab unserer AGM-115Ah Batterie. Dazu verwenden wir den Phoenix Wechselrichter 12/375 von Victron Energy direkt an die Batterie angeschlossen (ohne andere Verbraucher, ohne Solarladeregler, nur Batterie mit Wechselrichter) und den Bosch Standard Charger. Wir messen sowohl Strom wie Spannung vor dem Wechselrichter und nach dem Wechselrichter (Vor dem Bosch Ladegerät).

Ladebeginn 10.45 Uhr: Spannung AGM-Batterie 12,7V, Phönix Eingang 17,2A = 205W Verbrauch,
Phoenix Ausgang 230V/0.65A = 150W Leistung
2. Messung 12.06 Uhr: Spannung AGM-Batterie 11.68V, Phönix Eingang 18,8A = 220W Verbrauch,
Phoenix Ausgang 230V/0.75A = 172W Leistung
3. Messung 13.07 Uhr: Spannung AGM-Batterie 11.3V, Phönix Eingang 21.20A = 240W Verbrauch,
Phoenix Ausgang 230V/0.71A = 164W Leistung
4. Messung 14.05 Uhr: Spannung AGM-Batterie 11.67V, der 500W Akku ist komplett geladen als wir zum Messen kommen (Wie lange schon, entzieht sich unserer Kenntnis).

Ladedauer ca. 3Std. 20Min. für ca. 90% Akku-Kapazität. Der durchschnittliche Verbrauch liegt bei ca. 220Wh
3.20 Std. x 220Wh ergibt einen Verbrauch von ca. 735Wh (ca. 62 Ah bei 12V). Unsere 115Ah-AGM Batterie hat gemäss Herstellerangaben (Varta) eine 5Std.-Kapazität von 91Ah. Das bedeutet, dass wir unsere AGM-Batterie für eine einzelne 500W-Akkuladung zu ca. 68% entladen haben, was schon einer kritischen Tiefenentladung entspricht und bei öfterem Anwenden die Lebensdauer der Batterie stark verkürzt!

Wichtig zu Wissen:

Um die AGM- oder GEL-Batterie nicht zu sehr zu belasten, benötigen wir eine Batteriekapazität von mind. ca. 150Ah
(GEL- und AGM-Batterien sollten nicht mehr als 50% entladen werden, sonst gehen sie schnell kaputt!)

Besser geeignet sind desshalb Lithium-Ionen Batterien, aber diese sind halt auch viel teurer!
Lithium-Ionen-Batterien können bis zu 80% entladen werden, ohne dass sie Schaden nehmen und haben dann immer noch ca. 2000 Ladezyklen!
zB: https://www.offgridtec.com/batterien/lithium-ionen.html (Diese kann ich ebenfalls liefern, Lieferfrist und Preis auf Anfrage)

Wechselrichter Phoenix 12/375 mit Schuko-Stecker
Wechselrichter Phoenix 12/375 von Victron Energy

Zum Compact Charger von Bosch haben wir noch keine Input-Angaben gefunden, aber da er von 90V – 264V input funktionieren soll, wird sein Wirkungsgrad wohl kaum bessser sein als der seines grossen Bruders.

Eigene Erfahrungswerte:

Wir benutzen den 12V Travel Charger von Bosch, um die beiden E-Bike-Akkus (400W und 500W) aufzuladen. Das Ladegerät hat einen eingebauten Tiefenentladungsschutz, so dass es abstellt wenn die Batteriespannung einen gewissen Mindestwert erreicht. Bisher konnten wir (ohne Solaranlage) mit einer separaten, vom Bordnetz unabhängigen 115Ah AGM-Batterie den 500W-Akku ca. 1.5 mal aufladen, danach wurde abgeriegelt, d.h. das Ladegerät hat den Ladevorgang vorzeitig beendet (Zum Schutz der Batterie vor Tiefenentladung).

Vorteil des 12V-Charger – wir benötigen keinen Wechselrichter, der auch noch Energieverluste erzeugt und zumindest theoretisch ist der Wirkungsgrad des Travel Charger bedeutend besser als der des Standard Charger. Man rechne – gem. den Herstellerangaben hat der Bosch Travel Charger eine Leistungsaufnahme von ca. 100W (12V x 8A), der Output ist angegeben mit 36V x 2A. Gerechnet ist der Input also ca. 96W, der Output ca. 72W – was einen  Wirkungsgrad von ca. 75% darstellt (Bedeutend besser als beim 230V Standard Charger).

So kommt der Solarstrom zum E-Bike meiner Frau

Unsere elektrische Versorgung im Wohnmobil:

  • 1 x Versorgungsbatterie AGM 115Ah, für alle Verbraucher im Wohnmobil wie Licht, Heizung, El. Stufe etc., wird vom EBL-Elektroblock geladen
  • 1 x Zusatzbatterie AGM 115Ah zum Laden der E-Bike-Akkus, unabhängig vom Bordnetz, kann mit einem 230V Ladegerät (Campingplatz/Stellplatz) geladen werden oder neu mit
  • 1 x 110Wp Solarpower zum Laden der Zusatzbatterie

Unsere Velo-Ausrüstung:

  • 1 x Rennvelo oder Gravelbike mit Muskelpower (Samuel)
  • 1 x E-Bike (Pedelec) mit 250W Bosch Performance Motor (Sabine)
  • 2 Bosch Rahmen-Akkus, 1 x 400W + 1 x 500W
  • 1 x Bosch Reiseladegerät 12V

 

Leider ist der 12V Travel Charger von Bosch nicht mehr erhältlich. Bosch hat die Produktion aufgrund mangelhafter Nachfrage eingestellt, wie mir  ein Aussendienstmitarbeiter von Bosch im Januar 2019 erklärt hat. Schade!


Dieser Kommentar auf der welcom-Seite zusammen mit unserer Antwort könnte dich auch interessieren:

Hallo Samuel.
Da gibts nur eins 👍👍👍 entlich je mand der mir viele fragen beantworten kann. Wir sind wie ihr zwei zwei begnadete Outark Camper, und lieben ein feinen Espresso und sind natürlich zu 90% mit dem Bike richtig hart unterwegs. Wir haben noch den Muskel Akku da es uns graute E-Bike ohne Strom hinten mit zuführen oder da durch auf ein Camping angewiesen zu sein. Jetzt habe ich ein lössungsansatz gefunden. Kannst du mir grob sagen was ich alles brauche um 2 Bike mit Shimano E7000/250W 60Nm 504w Akku + ein Shimano E8000 /250/70Nm 504W Akku und 1 Nespressomaschine zu betreiben. Beste Grüsse aus Uri

Hallo Josef

Danke für deine 3 Daumenhoch und deine Anfrage.

Die Nespressomaschine wird mit 230V betrieben. Dafür benötigst du einen Wechselrichter mit genügender Leistung, wohl mindestens 1500W oder mehr. Solche Wechselrichter sind schwer und teuer.
Hab kurz gegoogelt, ist wohl nicht so einfach mit dem Nespresso im Outback:
https://www.motor-talk.de/forum/kaffeemaschine-mit-wenig-watt-t5318809.html
https://www.leben-unterwegs.com/2015/03/warum-du-mit-12-volt-geraeten-weder-kaffee-kochen-noch-haare-trocknen-kannst/
https://www.amumot.de/camping-12v-kaffeemaschine-wohnmobil/

Für Shimano Akkus gibt es meines Wissens keine 12V Ladegeräte. Das heisst, du benötigst das 230V Ladegrät und dafür auch ein Wechselrichter. Am besten werden die Akkus nacheinander geladen, aber das dauert! Um einen komplett leeren 500W Akku zu laden brauchst du wohl etwa 4 – 6 Std. Mal zwei gerechnet also etwa 8 – 12 Stunden. Für das Shimano-Ladegerät sollte ein 500W Wechselrichter ausreichen, denke ich (Das Bosch konnte ich mit einem 375W Wechselrichter betreiben)

Geht man beim Wechselrichter von einem Wirkungsgrad von ca. 75 – 80% aus und beim Ladegerät von ähnlichen Werten (der Rest wird in Wärme gewandelt), so benötigt eine Akkuladung wohl 800 – 1000Wh. Man Rechne: 800Wh/12V = 66.666Ah oder 1000W/12V = 83.333Ah
Nehmen wir mal die optimistische Variante mit 800Wh pro Akkuladung, so kommen wir auf einen Stromverbrauch von ca. 130Ah um beide Akkus voll zu laden.

Meine Messungen mit einem 500W Bosch-Akku: https://copin-solar.ch/e-bike-und-solarstrom/

Die benötigte Batteriekapazität: Um die Solarbatterien nicht tiefer als 50% zu entladen, benötigt ihr also mind. eine Wohnraum-Batteriekapazität von von 260Ah (2 x 130Ah Stromverbrauch)
Da ist aber die Kaffeemaschine noch nicht eingerechnet! Inkl. Kaffeemaschine müsst ihr wohl mit einer Batteriekapazität von 300Ah oder mehr kalkulieren, und das für einen einzigen Tagesverbrauch (klar, nur wenn die E-Bike-Akkus abends so ziemlich leer sind, was ja nicht immer der Falls sein wird).

Und jetzt kommen wir zu der benötigten Solarleistung:
Bei einem mittleren Tagesverbrauch von sagen wir mal 150Ah (E-Bike-Akkus und Kaffeemaschine) benötigen wir 12V x 150Ah = 1800Wh Solarertrag. Bei einem mittleren Tagesertrag von 400 – 600Wh pro 100W-Solarmodul benötigt ihr für einen autarken Campertag wohl etwa 400W Solarmodule und viel Sonnenschein. (Im Sommer bei konsequent optimal ausgerichteten Solarmodulen kann der Ertrag um einiges höher sein, aber während dieser Zeit seit ihr ja auf dem Bike und habt daher keine Zeit, die mobilen Solarmodule immer wieder gut zur Sonne auszurichten).

Wie du siehst, wird das Projekt ziemlich aufwändig und teuer, da ist der Muskelakku vielleicht doch die bessere Lösung? (Je nach Camper-Fahrzeug ist ja auch die mögliche Zuladung ziemlich beschränkt und Batterien sind schwer).

Wir halten es so: Meine Frau darf ein E-Bike fahren, ich fahre mit Muskelpower und den Kaffee kochen wir mit der Bialetti auf dem Gasherd. So konnten wir im Sommer 2018 zwei Wochen autark sein, d.h. ohne auch nur ein einziges mal an das 230V-Netz zu gehen. Unsere Cevennenreise 2018: https://www.copin-velos.ch/unterwegs/

Sonnige Grüsse aus Bern
Samuel

6 Gedanken zu „E-Bike mit Solarstrom laden?

  1. Hallo Samuel, super detailliert und informativ dein Bericht über E-Bike Akkus laden, hat mir sehr weitergeholfen! Jetzt habe ich doch noch eine Frage und hoffe du kannst mir weiterhelfen, bevor ich mich in Unkosten stürze und erst nachher merke, dass das so nicht geht wie ich es mir vorstelle. Ich baue gerade einen Dacia Dokker zu einem Microcamper um und möchte damit v.a. autark stehen. Wegen Platzmangel und Unkenntnis kann ich keine separate Zweitbatterie einbauen und dachte an eine mobile Powerstation mit Falt-Solarmodul. Jetzt meine Frage: Kann ich meinen E-Bike Akku Bosch Powerpack 400 (36V, 11Ah, 400Wh) am Solargenerator Goal Zero 400 Lithium aufladen? Dieser hat ja einen Wechselrichter von 500 Wh bereits eingebaut… Das wird sehr knapp, oder? Oder wäre evtl. auch nur eine Teilladung möglich oder geht dabei ein Gerät kaputt? Würde der Powerbutler Sinn machen dort einzustecken oder geht das dann auch nicht oder eben viiiiiiiel zu lange mit Laden? Sorry, ich habe versucht mich damit auseinander zusetzen, aber als nicht Elektriker ist das schon ziemlich schwierig. Vielen lieben Dank für deine Hilfe und beste Grüsse aus der Zentralschweiz
    Rabea

    1. Hallo Rebea

      Ich habe 2018 einen Test gemacht mit einem 350W Inverter. Mit diesem hat der Bosch Standart Charger 4A funktioniert. Um sicher zu gehen, müsstest du einen Test machen.

      Wo ich hingegen mehr Bedenken habe, ist ob du den Akku mind. zur Hälfte aufladen kannst mit dem GoalZero 400.
      Mit 39’600 mAh Kapazität (39Ah) hast du ca. 470 Wh max. Leistung zur Verfügung (100%). Meine Messungen mit einem 500W Akku von Bosch haben einen Leistungsbedarf von mehr als 700Wh für eine volle Ladung ergeben. Um deinen GoalZero 400 zu schonen, solltest du ihn nicht mehr als zu 80% entladen (20% Restkapazität). Damit stehen dir für einen Ladevorgang geschätzte 375 Wh zur Verfügung.

      Und vermutlich hast du ja noch andere Verbraucher, die du am GoalZero 400 anschliessen willst.

      Tja, genaueres kann ich dir leider nicht sagen. Du musst wohl einfach testen.

      Sonnige Grüsse aus Bern
      Samuel

  2. Was, wenn man eine lange Fahrradtour macht und sich am Fahrradanhänger ein Solarpanel montiert? Kann man damit direkt laden?
    Gruß, Wo

    1. Hallo Wolfgang – interessante Frage.
      Mir ist bis anhin noch keine solche Lösung bekannt. Du müsstest also forschen und ausprobieren!
      Einen Anhänger bauen mit einem flachen Dach; Grösse abgestimmt auf zwei? Solarmodule von je etwa 80 – 100Wp. Aus gewichtstechnischen Gründen würde ich flexible Module empfehlen (sind leicht und dünn). Solarmodule mit MPPT-Solarladeregler verbinden und an dessen 12V Ausgang ein 12V Ladegerät anschliessen. Du benötigst zwei E-Bike-Akkus, einen kannst du zum Fahren nutzen, den anderen hast du am Ladegerät angeschlossen. Bei schönem Sommerwetter müsste das funktionieren. 12V-Ladegeräte findest du evt. bei https://powerbutler.de/ (Der 12V-Travel-Charger von Bosch wird leider nicht mehr hergestellt)

      Viel Spass beim Bauen des Solarreiseanhängers für Fahrräder.
      Und lass bitte von dir hören und berichte von deinen Erfahrungen.
      Sonnige Grüsse aus Sardinien
      Samuel

  3. Hallo,

    Eine Berluner Firma hat ein Ladegerät entwickelt, mit dem man (manche) eBike Akkus direkt am PC-Modul laden kann.

    Nähere infos hier:
    http://www.sunload-shop.de/solar-charger/sunload-mvelo-37v-pedelec-ebike-ladegeraet-12v-solar-100-240v.html

    1. Ich habe mit dieser berliner Firma Kontakt aufgenommen und nachgefragt, welche E-Bikes denn mit ihrem System direkt geladen werden können. Leider sind die in der Schweiz weit verbreiteten Global-Leaders wie Bosch, Shimano etc. mit diesem System nicht kompatibel.

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