Wohnmobil-Ausbauspezialist und Elektronik-Experte
🗓️ Veröffentlicht am: 20. Juni 2024 | ⏱ Lesedauer: 6:15 min
RATGEBER
Spannungswandler / Wechselrichter – einfach erklärt
Umgangssprachlich werden Wechselrichter auch als Spannungswandler bezeichnet. Was so nicht korrekt ist. Spannungswandler sind keine Wechselrichter und Wechselrichter sind keine reinen Spannungswandler. In diesem Ratgeber möchten wir Ihnen die Unterschiede und Wissenswertes über die verschiedenen Arten von Spannungswandlern und Wechselrichtern, ihre Funktionsweise und Anwendungsbereiche nahebringen.
Die Qualität der Stromversorgung entscheidet maßgeblich über die Leistungsfähigkeit der jeweils genutzten Endgeräte. Spannungswandler und Wechselrichter kommen in Wohnmobilen, Wohnwagen, auf Booten und Schiffen, im LKW und Expeditionsfahrzeug und immer mehr auch im eigenen zuhause beim Nutzten von Solarmodulen oder auch Windrädern zum Einsatz.
Was Sie erwartet:
- Spannungswandler, Wechselrichter – was sind die Unterschiede?
- Was macht ein Spannungswandler und wozu brauche ich ihn?
- Gleichspannungswandler DC/DC – Wandler
- Transformatoren - AC/AC Wandler
- Welcher Spannungswandler ist für mich im Camper richtig?
- Was macht ein Wechselrichter und wozu brauche ich ihn?
Spannungswandler, Wechselrichter – was sind die Unterschiede?
| Typ | Beschreibung |
|---|---|
| Spannungswandler | Ein Spannungswandler wandelt immer innerhalb einer Spannungsart, also Gleichspannung (DC) zu Gleichspannung (DC) oder Wechselspannung (AC) zu Wechselspannung (AC). Der Spannungswert wird dabei meist nach oben erhöht oder nach unten verringert. Es gibt auch Spannungswandler zur Spannungsstabilisierung, die eine konstante Ausgangsspannung bei instabiler Eingangsspannung ausgeben. |
| Wechselrichter | Ein Wechselrichter wandelt hingegen immer die Spannungsart. Also von Gleichspannung (DC) zu Wechselspannung (AC) oder von Wechselspannung (AC) zu Gleichspannung (DC). In den meisten Fällen wird zusätzlich auch der Spannungswert mit verändert. |
Was macht ein Spannungswandler und wozu brauche ich ihn?
Spannungswandler werden benötigt, um die Spannung aus einer zur Verfügung stehenden Spannungsquelle in eine höhere oder niedrigere Spannung zu wandeln. Spannungswandler gibt es sowohl im Gleichspannungs- wie auch im Wechselspannungsbereich. Oftmals werden sie auch als Step-up oder Step-down Wandler bezeichnet. Wir unterscheiden hier zwischen DC/DC Wandlern (Gleichspannung) und AC/AC Wandler (Wechselspannung).
Spannungswandler sind unverzichtbar, um elektrische Geräte mit unterschiedlichen Spannungen zu betreiben und somit Schäden zu vermeiden. Nicht jede Stromquelle ist für jedes elektrische Gerät geeignet. Möchten Sie Ihre elektronischen Geräte auch unterwegs nutzen, haben aber keinen Zugang zur passenden Stromquelle für Ihre Geräte, dann wird Ihnen der passende Spannungswandler helfen, Ihre Verbraucher in Betrieb zu nehmen.
Gleichspannungswandler DC/DC – Wandler
Bei einem Gleichspannungswandler
wird die am Eingang zugeführte Gleichspannung in eine
Gleichspannung mit einem höheren oder niedrigeren
Spannungsniveau umgewandelt. Gleichspannungswandler kommen immer dort
zum Einsatz, wo die zur Verfügung stehenden Eingangsspannung
nicht zur Versorgung der nachfolgenden Verbraucher passt. Auch
unterschiedliche Spannungslagen können auftreten und somit nicht
immer direkt verwendet werden. Möglicherweise sorgt eine
instabile Stromspannung auch zu Leistungsausfällen oder Defekten
an den elektrischen Verbrauchern. Fast alle elektrischen Schaltungen
sind auf eine konstante Betriebsspannung angewiesen, um einwandfrei
zu arbeiten.
Hier ist es nötig, dafür zu sorgen, dass eine
stabilisierte und konstante Ausgangsspannung zur Verfügung
steht. Bei einem DC/DC Wandler kann die Ausgangsspannung, abhängig
vom Model, in einem gewissen Rahmen fest eingestellt werden. Dadurch
wird gewährleistet, dass die Ausgangsspannung immer konstant ist
und der Verbraucher nicht durch eine instabile Eingangsspannung
beeinträchtigt wird.
- Die DC/DC Wandler konvertieren die zugeführte Gleichspannung in eine Gleichspannung mit niedrigerem, höherem oder stabilisiertem (konstantem) Spannungsniveau.
- Bei den Gleichspannungswandler oder auch DC/DC Wandler, unterscheiden wir zwischen Geräten ohne galvanische Trennung und mit galvanischer Trennung .
Was bedeutet galvanische Trennung?
Bei den Geräten mit galvanischer Trennung sind die Ein- und Ausgänge voneinander getrennt. Somit ist keine direkte Verbindung der beiden Stromkreise vorhanden. Die Trennung der Stromkreise erfolgt durch den Einsatz von Transformatoren, Kondensatoren und Optokopplern. Sie schaffen eine physische Barriere ohne elektrische Verbindung, erlauben aber das Übertragen von Informationen oder Energie durch induktive, optische oder kapazitive Kopplung. Zwischen den getrennten Stromkreisen können somit sicher Signale übertragen werden. Diese Trennung schützt vor Übertragung von elektrischen Störungen, elektromagnetischen Störungen oder auch Signalverfälschungen von der Eingangs- auf die Ausgangsseite.
Die Wahl zwischen galvanisch isolierten und nicht isolierten DC/DC Wandler hängt von den jeweiligen spezifischen Anforderungen ab. Gibt es erhöhte Sicherheits- oder Isolationsanforderungen, wie zum Beispiel im Rettungswagen oder es wird bei einem Expeditionsfahrzeug ein zweites Stromnetz erzeugt, dann sind galvanisch getrennte DC/DC Wandler die richtige Wahl. Können diese Parameter vernachlässigt werden und es geht um eine höhere Effizienz und eine kompakte Größe ist gewünscht, dann ist die Wahl der DC/DC Wandlers ohne galvanische Trennung.
Transformatoren - AC/AC Wandler
Ähnlich wie beim DC/DC Wandler wird hier die zugeführte Spannung, in diesem Fall ist es Wechselspannung (AC), auf eine Wechselspannung mit einem niedrigeren, höheren oder stabilisierten Spannungsniveau umgewandelt. AC/AC Transformatoren können auch zur galvanischen Trennung von zwei Stromkreisen Anwendung finden. Gerade in der Schifffahrt ist eine vom Landstrom getrennte Stromversorgung notwendig und wichtig. Hier spricht man auch von Trenntransformatoren.
Welcher Spannungswandler ist für mich im Camper richtig?
- Möchten Sie in Ihrem Camper elektrische Geräte mit unterschiedlicher Gleichspannung oder Geräte, die eine konstante Gleichspannung benötigen, benutzen, dann kommen Sie um den Einsatz von DC/DC Wandlern nicht herum.
- Wenn Sie beispielsweise ein 12V Bordnetz nutzen und möchten einen 24V Verbraucher anschließen, dann benötigen Sie einen DC/DC Wandler 12V-24V.
- Haben Sie sich wiederum ein 24V Versorgungsnetz aufgebaut und möchten, dass 12V Verbraucher zum Einsatz kommen sollen, dann benötigen Sie einen DC/DC Wandler 24V-12V.
- Da stellt sich jetzt die Frage, wann benötige ich denn einen 12V-12V oder 24V-24V DC/DC Wandler? Diese DC/DC Wandler benötigen Sie, wenn Sie Verbraucher haben, die die gleiche Spannung wie Ihr Bordnetz haben, aber eine absolut konstante Spannung benötigen.
- Diese konstante Ausgangsspannung ist beim DC/DC Wandler, egal ob die Spannung gleich bleibt oder nach unten oder oben schwankt, gegeben und ermöglicht somit den problemlosen Einsatz von elektrischen Geräten mit 12V, 24V oder 48V.
Wichtige Fragen zur Wahl des richtigen Wechselrichters:
Welche Bordnetzspannung liegt an?
Welche Aufbaubatterie nutze ich?
Welche Verbraucher möchte ich nutzen?
Welche Verbraucher sollen gleichzeitig genutzt werden?
Benötige ich einen DC/DC Wandler mit oder ohne galvanische Trennung?
Was macht ein Wechselrichter und wozu brauche ich ihn?
Wechselrichter werden immer dann benötigt, wenn ich die Spannungsart, welche mir zur Verfügung steht, ändern möchte. Das heißt, aus einer Wechselspannung (AC) soll eine Gleichspannung (DC) oder aus einer Gleichspannung (DC) soll eine Wechselspannung (AC) erzeugt werden. Das ist unter anderem dann der Fall, wenn ich Gleichstromverbraucher an einer Wechselstromquelle betreiben möchte oder Wechselstromverbraucher aus einer Gleichstromquelle versorgen möchte.
DC/AC Wandler werden typischerweise als Wechselrichter bezeichnet. AC/DC Wandler hingegen als Netzteile oder Schaltnetzteile, abhängig von ihrer Art des Aufbaus.
Zwei Beispiele sollen mögliche Einsatzgebiete eines Wechselrichters verdeutlichen.
AC/DC Wandler:
Wenn Sie im Campingbereich auf eine autarke Stromversorgung setzen wollen, ist es wichtig, dass Sie die Energiereserven immer wieder auffüllen. Während der Fahrt werden Ihre Aufbaubatterien oft nur bei der Verwendung eines Ladeboosters und entsprechend langer Fahrt ausreichend geladen. Möchten Sie Ihre Energiereserven zwischenzeitlich über Landstrom aufladen, dann benötigen Sie ein Batterieladegerät. Dieses wandelt die Spannungsart von Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) zum Laden Ihrer Batterie um. Mit unseren FraRon Batterieladegeräten laden Sie bis zu zwei Batterien gleichzeitig, zum Beispiel die Starter- und Versorgungsbatterie. Hier finden Sie das passende Batterieladegerät für Ihre individuellen Anforderungen.
DC/AC Wandler:
Eine autarke Stromversorgung bedeutet, dass Sie auch dann Ihre 230V Wechselstromverbraucher (AC) nutzen können, wenn kein Landstrom zur Verfügung steht. Hierbei wandelt der Wechselrichter die Energiereserven, die in Form von Gleichspannung (DC) in Ihrer Batterie gespeichert sind, in Wechselspannung (AC) um. Somit steht dem Start in den Tag mit einer Tasse Kaffee aus der 230V Kaffeemaschine nichts im Wege. Den für Ihre Anwendungszwecke passenden Wechselrichter finden Sie hier. Bitte beachten Sie auch den Abschnitt „Welcher Wechselrichter ist für mich im Camper richtig?“
Wechselrichter - DC/AC Wandler
DC/AC Wandler wandeln die Batteriespannung (DC) von 12V, 24V oder 48V in 230V Wechselspannung (AC) um und somit können 230V Wechselstromverbraucher auch von einer Batterie aus mit Strom versorgt werden, ohne das Landstrom zur Verfügung steht. Oder aber sie dienen zur Solarstromeinspeisung ins Stromnetz, wo der von der Solaranlage erzeugte Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umgewandelt werden muss, um ins öffentliche Netz eingespeist zu werden. Bei der vom Wechselrichter erzeugten Wechselspannung wiederum unterscheiden wir zwischen einem reinen Sinus und einem modifizierten Sinus.
Reiner Sinus
Unter einem Wechselrichter mit reinem Sinus versteht man einen Wechselrichter, der genau den gleichen Strom erzeugt, wie er zu Hause aus der Steckdose zur Verfügung steht. Somit können alle elektrischen Geräte ohne Einschränkung genutzt werden und auch dem Einsatz zukünftiger Elektrogeräte steht nichts im Wege. Die Form des reinen Sinus entspricht der einer glatten und harmonischen Wellenform. Die Spannung ändert sich nahezu stufenlos kann sanft ansteigen und sanft abfallen. Auch die Polarität bei 0V ändert sich augenblicklich. Somit wird die Spannung in einem fließenden Strom übertragen.
Aufgrund, dass der reine Sinus einer sauberen Energie, wie beim Netzstrom entspricht, wird er häufiger bei der Nutzung von Haushaltsgeräten verwendet. Dadurch ist der reine Sinus die richtige Wahl für Verbraucher mit einer empfindlichen Elektronik. Wie zum Beispiel:
- Abgastester / Diagnosesysteme
- Energiesparlampen / LED-Beleuchtung
- Fernseher
- HiFi-Anlagen
- Kaffeepadmaschinen und -vollautomaten
- Thermomix
- elektrische Zahnbürsten / Rasierapparate
- Mikrowellen (mit Display/LCD-Anzeige)
- Medizinische Geräte
- Waschmaschinen
- Laserdrucker
- Meßgeräte
- Schaltnetzteile
Modifizierte Sinus
Ein Wechselrichter mit einem modifizierten Sinus bildet die Sinuskurve in Stufen als Treppenform nach. Wechselrichter mit einem modifizierten Sinus sind kostengünstiger und für einfache elektrische Geräte einsetzbar.
Die Treppenform spiegelt wieder, das die Spannung stufenartig ansteigt und auch abfällt. Wenn er den Bereich mit 0V durchläuft, hat er eine kurze Pause, bevor er die Polarität ändert.
Einfache Systeme im Haushalt, die keine integrierte Elektronik haben oder rein Ohm’sche Verbraucher, wie zum Beispiel Toaster, Wasserkocher, Lüfter oder auch einfache Kaffeemaschinen können problemlos mit einem modifizierten Sinus betrieben werden. Geräte mit einer elektronischen Steuerung funktionieren mit dem modifizierten Sinus nicht oder nur bedingt.
Netzteile / Schaltnetzteile – AC/DC Wandler
Ein Schaltnetzteil wandelt elektrische Energie von einer Spannungart in eine andere um. Normalerweise findet es in der Umwandlung von Wechselstrom zu Gleichstrom Anwendung. Meistens wandeln sie eine höhere Spannung, wie zum Beispiel 230V Wechselstrom in eine viel niedrige Gleichspannung, von beispielsweise 24V, 12V oder 5V um. Wir finden diese AC/DC Wandler als Ladegeräte für unsere Mobilfunkgeräte und Notebooks und insbesondere im Bereich der autarken Stromversorgung.
Welcher Wechselrichter ist für mich im Camper richtig?
Möchten Sie elektrische Geräte, die eine Wechselspannung (AC) benötigen, in Ihrem Camper betreiben, ist es notwendig, diese zu erzeugen. Wohnmobile und Co. sind in der Regel mit einem 12V oder manchmal auch 24V Batteriesystem ausgestattet. Somit steht eine andere Spannungsart (DC) als Quelle zur Verfügung. Um die verschiedenen elektrischen Geräte im Camper zu betreiben, benötigen Sie einen Wechselrichter.
Die Anforderungen an einen Wechselrichter für den Einsatz im Camper hängen von der Art und Anzahl der Geräte ab, die betrieben werden sollen. Es ist wichtig, die maximale Leistungsaufnahme der Geräte zu berücksichtigen, um sicherzustellen, dass der Wechselrichter ausreichend dimensioniert ist. Das heißt, dass die Leistung (Watt) die der Wechselrichter ausgibt, reicht, um Leistungsaufnahme des Verbrauchers abzudecken. Einige gängige Geräte im Camper, die im autarken Betrieb einen Wechselrichter erfordern, sind Kaffeemaschinen, Haarföhn, Wasserkocher, e-bike Ladegeräte usw.
Als kleines Beispiel soll die morgendliche Routine im Camper dienen. Nach dem Duschen kommt ein Föhn mit einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme von 1.500W zum Einsatz. Hier würde grundsätzlich ein Wechselrichter mit 1.800W reichen. Gleichzeitig die Kaffeemaschine, mit einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme von 1.000W laufen zu lassen, geht mit diesem Wechselrichter nicht, da die benötigte Gesamtleistung der elektrischen Geräte von 2.500W die Leistung des Wechselrichters weit übersteigt. Um diese beiden Geräte gleichzeitig zu nutzen, ist ein Wechselrichter mit 3.000W notwendig, wobei auch nicht alles zur gleichen Zeit passieren muss. Den mit der Leistungsgröße des Wechselrichters steigt auch der Bedarf an Batteriekapazität und somit Platz und Gewicht.
Von daher sehen Sie, wie wichtig es ist, sich im Vorfeld Gedanken über die benötigte Leistung der Verbraucher und die Art der Verbraucher Gedanken zu machen. Induktive Verbraucher benötigen eine höhere Anlaufleistung (z.B. Motoren, Pumpen, Kompressoren). Dies und welche Geräte werden gleichzeitig genutzt, gilt es bei der Wahl des richtigen Wechselrichters zu berücksichtigen. Ebenso ist es wichtig, wie lange sind die Verbraucher in Betrieb, denn der Wechselrichter benötigt Strom von der Aufbaubatterie, die er dann weitergeben kann. Somit ist es mit der Wahl des richtigen Wechselrichters alleine noch nicht getan. Es gilt die passende Aufbaubatterie mit dem entsprechenden Entladestrom zu wählen.
Wichtige Fragen zur Wahl des richtigen Wechselrichters:
-
Welche Verbraucher möchte ich im Wohnmobil nutzen?
-
Wie hoch ist die Leistungsaufnahme des stärksten Verbrauchers?
-
Welche Verbraucher sollen gleichzeitig genutzt werden?
-
Wie lange möchte ich die jeweiligen Verbraucher nutzen?
-
Nutze ich induktive Verbraucher?
-
Reicht mir ein modifizierter Sinus oder benötige ich einen reinen Sinus?
-
Welche Aufbaubatterie nutze ich?
-
Welche Bordnetzspannung liegt an?
-
Kommt für mich ein Kombigerät (Wechselrichter, Batterieladegerät, Netzvorrangschaltung) in Frage?
-
Benötige ich einen FI-Schalter am Wechselrichter?
-
Wie weit ist der Weg zwischen Wechselrichter, Verbraucher und Stromquelle?
Warum eigentlich FraRon?
Wir bei FraRon legen großen Wert auf Kundenservice und Beratung, sind für Sie erreichbar und haben stets ein offenes Ohr für Ihre Anliegen. Unser Ziel ist es, hochwertige Produkte anzubieten, die auf Zuverlässigkeit, Funktionalität, Sicherheit und Langlebigkeit ausgelegt sind.
Seit 2003 bringen wir unsere langjährige Erfahrung und unser umfangreiches Wissen in jedes Projekt ein. Wir verstehen, dass die Anforderungen jedes Kunden individuell sind und bieten maßgeschneiderte Lösungen anstelle von Standardprodukten. Wir entwickelt das richtige Konzept für Ihren individuellen Bedarf, um sicherzustellen, dass Sie mit dem Ergebnis zufrieden sind.
Es sind viele Fragen, die im Vorfeld für einen entspannten Urlaub im Wohnmobil geklärt sein sollten. Auf unsere Ratgeberseite finden Sie weiter spannende Themen.
Spannungswandler/Wechselrichter bei FraRon kaufen
Im Onlineshop von FraRon finden Sie für jeden Bedarf den passenden Spannungswandler oder Wechselrichter. Darüber hinaus führen wir alles, was Sie für die Stromversorgung von autarken Systemen benötigen, beispielsweise Batteriekabel und verschiedene Arten von Wechselrichtern. Ob für Wohnmobile, Boote oder stationäre Systeme – wir beraten Sie gern und sind für Ihre Fragen da! Rufen Sie uns einfach an oder schreiben Sie uns eine E-Mail. Auf Wunsch montieren wir Ihre neuen Geräte auch in Ihrem Wohnmobil. Nutzen Sie dafür einfach unseren Einbauservice.
