Wechselrichter/Ladegerät: Leistung, Batterie, PowerAssist

01Wechselrichter oder Wechselrichter/Ladegerät

Ein Wechselrichter (z. B. Phoenix Inverter Smart) wandelt lediglich den Batteriestrom in 230 V um. Ein Wechselrichter/Ladegerät wie der MultiPlus-II vereint einen Wechselrichter mit reiner Sinuswelle, ein Ladegerät und einen Umschalter in einem Gehäuse: Liegt am Eingang Netz- oder Generatorstrom an, versorgt er daraus die Verbraucher und lädt die Batterie. Fällt die Versorgung aus, übernimmt er die Verbraucher so schnell, dass Computer und andere Elektronik die Unterbrechung nicht bemerken. Soll die Anlage irgendwann mit einem Campingplatz-Anschluss, einem Landstromanschluss im Hafen oder einem Generator betrieben werden, wählen Sie ein Wechselrichter/Ladegerät.

02Dauerleistung: VA, Watt und Temperatur

In der Bezeichnung MultiPlus-II 12/3000/120-32 steht die zweite Zahl für die Leistung in Voltampere (3000 VA), nicht in Watt. Das Handbuch gibt die Dauerleistung separat in Watt und abhängig von der Umgebungstemperatur an:

Modell	Dauerleistung	bei 25 °C	bei 40 °C	bei 65 °C	Spitzenleistung
MultiPlus-II 3 kVA (12, 24 und 48 V)	3000 VA	2400 W	2200 W	1700 W	5500 W
MultiPlus-II 5 kVA (12, 24 und 48 V)	5000 VA	4000 W	3700 W	3000 W	9000 W

Für den Vergleich mit den Verbrauchern verwenden Sie die Leistung in Watt, und zwar bei der tatsächlichen Betriebstemperatur des Wechselrichters: Im Sommer sind in einem geschlossenen Wohnmobilschrank eher 40 °C als 25 °C zu erwarten. Die Leistung in VA ist höher, weil sie die Scheinleistung bezeichnet.

03Spitzenleistung und Anlauf

Verbraucher mit Motor — Kühlschrankkompressor, Pumpe, Elektrowerkzeuge — nehmen beim Anlaufen kurzzeitig mehr Leistung auf als im Betrieb. Für diese kurzen Spitzen steht die Spitzenleistung bereit: 5500 W beim Modell mit 3 kVA und 9000 W beim Modell mit 5 kVA. Längerer Betrieb oberhalb der Dauerleistung ist dagegen eine Überlastung — der Wechselrichter meldet sie über die LED „overload“ und schaltet schließlich ab (siehe „MultiPlus meldet Überlastung“).

Die Spitzenleistung bedeutet auch den höchsten Strom auf der DC-Seite. „Wiring Unlimited“ nennt ein Beispiel: Ein Wechselrichter mit 3000 VA und einer Spitzenleistung von 6000 W nimmt bei 12 V einen Strom von 500 A auf. Für diesen Strom wird der Shunt des Batteriecomputers ausgelegt; Kabel und Sicherung werden nach dem Handbuch des Wechselrichters gewählt.

04Last berechnen

Addieren Sie die Leistungen der Verbraucher, die gleichzeitig laufen können — nicht die aller Geräte im Haus oder Fahrzeug. Das ESS-Handbuch nennt ein Beispiel für ein netzgekoppeltes Haus: Ein Wechselrichter/Ladegerät mit 3000 VA kann die meisten Geräte eines Familienhaushalts versorgen, sofern nicht mehr als eines gleichzeitig läuft. Soll der Wechselrichter Notstromkreise versorgen oder ohne Netz arbeiten, wird er auf die gleichzeitig benötigten Verbraucher ausgelegt.

Beispiel mit Beispielwerten — verwenden Sie die Leistungsangaben Ihrer Typenschilder:

Schritt	Berechnung	Ergebnis
Gleichzeitig laufende Verbraucher	1500 W + 400 W + 200 W	2100 W
MultiPlus-II 3 kVA bei 25 °C / 40 °C	2400 W / 2200 W	reicht aus, bei Hitze bleiben aber nur 100 W Reserve
Strom aus der 12-V-Batterie	2100 W ÷ (12 V × 0,93)	ca. 188 A — bei maximal 93% Wirkungsgrad laut Handbuch; tatsächlich mehr

Wie viel Energie diese Verbraucher täglich benötigen und welche Batteriebank dafür ausreicht, berechnen Sie im Energiebilanz-Rechner. Beispiele fertiger Anlagen: Wohnmobil, Werkstattwagen und Haus mit Stromspeicher.

05Systemspannung: 12, 24 oder 48 V

„Wiring Unlimited“ nennt empfohlene Leistungsgrenzen für jede Spannung: 12 V — bis 3000 VA, 24 V — bis 5000 VA, 48 V — ab 5000 VA. Der Grund ist der Strom: Derselbe Verbraucher mit 2400 W nimmt bei 12 V 200 A auf, bei 24 V 100 A und bei 48 V 50 A. Weniger Strom bedeutet dünnere Kabel und geringeren Spannungsabfall. Wenn einzelne Verbraucher oder Ladegeräte nur mit 12 V arbeiten, empfiehlt das Handbuch einen DC-DC-Wandler, statt die Spannung der gesamten Anlage zu senken.

06Batteriebank, Sicherung und Kabel je Modell

Das MultiPlus-II-Handbuch nennt für jedes Modell die empfohlene Batteriekapazität, DC-Sicherung und Kabelquerschnitte (je Pol, für den Abstand zwischen Batterie und Wechselrichter):

Modell	Ladegerät	Batteriebank	DC-Sicherung	Kabel 0–5 m	Kabel 5–10 m
12/3000/120-32	120 A	400–1200 Ah	400 A	2 × 50 mm²	2 × 70 mm²
24/3000/70-32	70 A	200–700 Ah	300 A	50 mm²	95 mm²
48/3000/35-32	35 A	100–400 Ah	125 A	35 mm²	70 mm²
12/5000/220-50	220 A (laut Modellname)	600–2400 Ah	600 A	2 × 95 mm²	2 × 150 mm²
24/5000/120-50	120 A	400–1400 Ah	400 A	2 × 50 mm²	2 × 70 mm²
48/5000/70-50	70 A	200–800 Ah	200 A	70 mm²	120 mm²

Abweichung im Handbuch: In der Tabelle mit den technischen Daten wird für das Modell 12/5000/220-50 ein Ladestrom von 50 A angegeben, obwohl die dritte Zahl im Modellnamen (220) den Ladestrom bezeichnet. Bei den übrigen Modellen stimmt die Tabelle mit dem Namen überein. Die Kabel dürfen nicht in geschlossenen Kabelkanälen verlegt werden; Querschnitte für die übrigen Stromkreise finden Sie im Ratgeber Kabelquerschnitte und DC-Sicherungen.

Die Regel ist einfach: Je größer der Wechselrichter bei gleicher Spannung, desto größer die minimale Batteriebank. Der MultiPlus-II 12/3000 benötigt mindestens 400 Ah bei 12 V, das Modell 48/3000 mit gleicher Leistung dagegen 100 Ah bei 48 V.

07PowerControl und PowerAssist

Digital Multi Control — der Drehknopf current limit stellt das Eingangsstromlimit des MultiPlus ein — Digital Multi Control-Panel — der Drehregler current limit stellt die Eingangsstrombegrenzung des MultiPlus ein

Das Ladegerät des MultiPlus kann einen hohen Netzstrom aufnehmen, doch Campingplatz-Anschlüsse und kleine Generatoren haben begrenzte Kapazitäten. Deshalb stellen Sie am Wechselrichter eine Eingangsstrombegrenzung ein — über den Drehregler am Digital Multi Control-Panel oder in der Konfiguration. Beim Modell mit 3 kVA beträgt der Bereich 4–32 A, bei 5 kVA 6–50 A.

PowerControl — das Ladegerät berücksichtigt die Verbraucher und lädt die Batterie nur mit dem verbleibenden Strom, damit die Begrenzung nicht überschritten wird.
PowerAssist — benötigen die Verbraucher mehr Leistung, als die Quelle liefert, ergänzt der Wechselrichter sofort die fehlende Leistung aus der Batterie. Sinkt die Last, wird der Überschuss wieder zum Laden genutzt. Beispiel aus dem Handbuch für das Modell 3 kVA: Der Wechselrichter ergänzt bis zu 3 kVA, also 13 A. Bei einem Limit von 32 A kann der Ausgang somit 32 + 13 = 45 A liefern — auf diese Summe werden die Ausgangskabel und Schutzvorrichtungen ausgelegt.
Inverter-Generator — solche Generatoren senken bei geringer Last die Drehzahl; bei einem plötzlichen Leistungsanstieg fällt ihre Spannung stark ab. Mit der Einstellung „dynamic current limiter“ ergänzt der MultiPlus zunächst selbst die Leistung und lässt den Generator die Last schrittweise bis zum eingestellten Limit übernehmen.

Gleichstrom (DC)Wechselstrom (AC)Kommunikation

Bewegen Sie den Mauszeiger über ein Element des Schaltplans oder tippen Sie darauf.

EingangsstromlimitAm Digital Multi Control stellen Sie ein, wie viel Strom aus dem Anschluss oder Generator entnommen werden darf — beim Modell 3 kVA 4–32 A.
PowerControlDas Ladegerät nutzt nur den Strom, der nach Versorgung der Verbraucher übrig bleibt.
PowerAssistBenötigen die Verbraucher mehr als das Limit, ergänzt der Wechselrichter Leistung aus der Batterie: Bei 32 A aus dem Netz liefert der Ausgang 32 + 13 = 45 A.
AC-out-2Stromkreise nur bei Netzversorgung — im Batteriebetrieb sofort abgeschaltet.

08Zwei Ausgänge und Quellenumschaltung

MultiPlus-II 3 kVA — Anschlussraum mit den Klemmenleisten AC-IN, AC-OUT-1 und AC-OUT-2 sowie den Batterieanschlüssen

AC-out-1 ist immer aktiv — versorgt vom Netz oder Wechselrichter. Das Handbuch verlangt am Ausgang einen Fehlerstrom-Schutzschalter und einen auf die Last abgestimmten Überstromschutz; Typ A genügt, da der Transformator im Wechselrichter Gleichstrom an den AC-Anschlüssen ausschließt.
AC-out-2 (32 A bei den Modellen 3 und 5 kVA) wird sofort abgeschaltet, wenn der Wechselrichter auf Batteriebetrieb umschaltet, und etwa 2 Minuten nach Rückkehr der Eingangsspannung wieder zugeschaltet — damit sich der Generator stabilisieren kann. Hier werden Boiler oder Klimaanlage angeschlossen, deren Batteriebetrieb nicht sinnvoll ist.
Der AC-Eingang wird mit einer Sicherung oder einem Leitungsschutzschalter von höchstens 32 A (3 kVA) beziehungsweise 50 A (5 kVA) abgesichert, bei einer schwächeren Quelle entsprechend niedriger. Dies ist zugleich der maximale Durchleitstrom.
Die USV-Funktion schaltet praktisch unterbrechungsfrei auf den Wechselrichter um. Bei Generatoren mit instabiler Spannung kann der MultiPlus ständig auf Batteriebetrieb umschalten — das Handbuch empfiehlt dann, die USV-Funktion zu deaktivieren.

09Leerlaufverbrauch: AES und Search

Ein eingeschalteter Wechselrichter verbraucht auch ohne Verbraucher Strom. In einer ausschließlich aus Batterien versorgten Anlage ist das ein relevanter Posten in der Energiebilanz. Für den MultiPlus-II 3 kVA nennt das Handbuch:

Modus	12 V	24 V	48 V	Funktionsweise
Normalbetrieb ohne Last	13 W	13 W	11 W	—
AES	9 W	9 W	7 W	ca. 20% weniger durch eine leichte „Verengung“ der Sinuswelle; nur beim Betrieb eines einzelnen Geräts
Search	3 W	3 W	2 W	ca. 70% weniger: Ohne Last schaltet sich der Wechselrichter ab und prüft alle 2 s, ob ein Verbraucher eingeschaltet wurde; ab Werk schaltet er unter 40 W ab und ab 100 W ein

13 W rund um die Uhr entsprechen etwa 0,3 kWh. Search eignet sich nicht für kleine, dauerhaft betriebene Verbraucher wie ein Handy-Ladegerät — unterhalb der Schwelle versorgt der Wechselrichter sie schlicht nicht.

10Wenn ein Wechselrichter nicht genügt

Größeres Modell — der MultiPlus-II 5 kVA liefert 4000 W Dauerleistung bei 25 °C, benötigt bei 12 V jedoch eine Batteriebank mit 600–2400 Ah und eine Sicherung mit 600 A. Nach der Empfehlung in „Wiring Unlimited“ sollte eine Anlage dieser Leistung eher mit 24 oder 48 V betrieben werden.
Parallelbetrieb — bis zu sechs identische Geräte an einer gemeinsamen Batterie, mit DC-Kabeln gleicher Länge und gleichen Querschnitts, nebeneinander mit mindestens 10 cm Freiraum. Die Modelle 8, 10 und 15 kVA dürfen ohne externen Umschalter nicht parallel betrieben werden.
Drei Phasen — drei Geräte werden als Dreiphasensystem in Sternschaltung konfiguriert; für eine Dreieckschaltung sind sie nicht geeignet. Ein Beispiel für eine solche Anlage: Haus mit dreiphasigem Stromspeicher.