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Power Station selber bauen

Ablaufplan für die Erstellung einer LifePo4 Batterie

Powerstation aus LifePo4 Batterien selber bauen

Vorab wann würden man eine Powerstation selber bauen? Wenn man Strom benötigt an einer Stelle, an der man sonst keinen Strom hat und man nicht das Geld besitzt eine vergleichbaren Power Station zu kaufen. Im normalen Fall ist dies der Fall, wenn man zum Beispiel elektrische Geräte bei einer Feier, zum Beispiel in einer Gartenkolonie verwenden will oder in vergleichbaren Fällen.

Nun sind wir uns alle im klaren, dass es durchaus auch sein kann, dass es auch mal einen Stromausfall geben kann. Für diesen Fall muss man dafür sorgen, dass die wichtigsten Geräte im Haushalt weiter mit Strom versorgt werden können.

 

Welche Geräte sollten, wenn möglich, mit Strom versorgt werden?

Gerät Leistungsaufnahme Leistungsaufnahme pro 24 Std Jahreszeit
Gefrierschrank
80W
850W/h
Jede
Kühlschrank
70W
700W/h
Sommer
Heizung
70W
1000W/h
Winter

Von welcher Dauer des Stromausfalls muss ausgegangen werden?

Regionaler Stromausfall für wenige Stunden

Der regionale Stromausfall ist ein unerwarteter Ausfall der regionalen Stromversorgung. Dies kann zum Beispiel passieren, wenn ein Erdkabel bei Bauarbeiten durch einen Bagger zerstört wird oder infolge eines heftigen Unwetters einzelne Netzabschnitte abgeschaltet werden. Solche regionalen Ereignisse sind meist von kurzer Dauer. Der lokale Verteilnetzbetreiber kann die Störung beheben. Nimmt die Lösung des Problems längere Zeit in Anspruch, organisiert der Verteilnetzbetreiber ein Provisorium. In diesem Fall ist selten der Einsatz einer Powerstation notwendig.

Blackout

Blackout ist ein großflächiger Stromausfall, der eine sehr große Zahl von Menschen betrifft. Es zeichnet sich ein Blackout-Risiko ab, zum Beispiel, weil ein wichtiges Kraftwerk ausfällt. In diesem Fall werden in ganz Europa automatisch einzelne Regionen vom Stromnetz getrennt, um einen großen Blackout zu verhindern. In dieser Situation muss mit angekündigten oder auch nicht angekündigten, mehrtägigen Stromausfällen gerechnet werden. Hier macht der Einsatz einer selbstgebauten Powerstation Sinn, um den Strombedarf für einen begrenzten Zeitraum zu sichern.
 
 

Zum einen guten Start in den Tag gehört für die Meisten ein guter Kaffee dazu. Dennoch ist es nicht immer einfach, unterwegs an eine gute Tasse Kaffee zu kommen.

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Powerstation selber bauen hier das BMS

LifePo4 Powerstation selber bauen und als Notstromversorgung verwenden

Wie viele von euch wissen, warten wir immer noch auf unseren Pilote P 740 FGJ. Leider ist immer noch kein Liefertermin bekannt. Aus den bekannten Gründen habe ich mir gesagt, so lange die von mir gebaute LifePo4 Batterie noch nicht in unserem Wohnmobil verbaut werden kann, diese für eine Powerstation zu verwenden. Eine Powerstation selber zu bauen, setzt natürlich voraus, dass bei der Verwendung, die Sicherheit gewährleistet ist. 

Hierfür werde ich die 230 V Anschlüsse inkl. Fi- Schaltung und Netzvorrangschaltung, die  für den Einbau in unser Wohnmobil schon vorgesehen sind, verwenden.

Für die, die sich noch nicht so sicher sind ob sie sich wirklich eine Powerstation selber bauen wollen, habe ich hier erst einmal eine Auswahl von vergleichbaren Powerstations zusammengesucht. Hier zu muss man natürlich wissen dass wir eine Powerstation bauen wollen, welche ungefähr 4Kw/h zur Verfügung stellen wird. Bei den unten befindlichen Powerstations handelt es sich in den meisten Fällen um Geräte mit einer Leistung von 2 – 2,5 Kw/h. Bei den vergleichbaren Stations haben wir es dann auch schon schnell mit Preisen von über 3500 Euro zu tun.

Hier einige Alternative zum Powerstation selber bauen

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  • [Flexibles Aufladen] - AC200MAX unterstützt duales Aufladen durch 900W PV und 500W...
  • [Maximaler Energiespeicher] - Als erste erweiterbare BLUETTI Powerstation ist sie mit...
  • [Was Sie erhalten] - BLUETTI AC200MAX Powerstation, B230 Erweiterungsbatterie, AC...

Wie man hier sieht muss man schon mächtig viel Geld in die Hand nehmen, wenn man eine Powerstation haben möchte, welche nur annähernd eine adäquate Leistung hat. Das alle hier angegebenen Powerstation sowohl über 230v als auch über Solar ladbar sind ist klar. Das alle entsprechend 230V- Anschlüsse, USB und meistens auch 12V- Anschlüsse haben auch. Nur welche Leistung können sie kurzfristig, als auch langfristig abgeben, dass ist an einigen Stellen nicht so klar. Hiermit wollen wir uns an dieser Stelle aber auch nicht beschäftigen, da es zu diesem Thema in YouTube genügend Gerätetests gibt.

Unsere Frage lautetet, kann man so eine Powerstation, oder etwas vergleichbares selber bauen und welchen Aufwand muss ich betreiben? Wer die Vorgeschichte unserer LifePO4 Batterie sich noch einmal anschauen will, kann dies hier noch einmal tun.

Welche Materialien werden benötigt um eine solche Powerstation selber zu bauen?

Zu erst einmal wie oben schon angesprochen ein Batteriepaket aus 4 Modulen in einer ausreichenden Größe. Hier haben wir uns zum Zeitpunkt der Beschaffung September 2021 für Module mit der Kapazität von 320Ah entschieden, nach dem Motto haben ist besser als brauchen.

Zum Zeitpunkt der Beschaffung  im September 2021 haben sie 550 Euro gekostet.

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Ein BMS / Batteriemanagementsystem muss für unsere selber gebaute Powerstation gekauft werde.

Dann musste ein passendes BMS beschafft werden. Hier ist die Frage wie groß muss dies sein?

Es muss die Leistung die der gewünschte Gleichrichter abgeben kann, in unserm Fall 3000W plus den Verbrauch über 12V wie Lampen oder Fernseher im Wohnmobil verkraften und hinzu kommt die Verlustleistung des Gleichrichters.

Also zählen wir mal zusammen 3000W+300W+50W = 3350W die als Abgabeleistung benötigt wird. Wenn wir dann von einer Spannung von ca. 13V ausgehen, dann liegen wir bei ca. 250A. Dieses BMS oder ein vergleichbares würde die Voraussetzungen erfüllen. Hierbei handelt es sich um ein SMART- BMS von Daly mit einer Bluetooth- Verbindung. Wie man hier dass Passwort ändert findet ihr hier. Über die entsprechende App könnt ihr dann den Zustand eurer Batterie überwachen.

Ich habe leider nur ein BMS mit 200A gekauft, da die 3000W nur kurzfristig von meinem Gleichrichter zur Verfügung gestellt werden können und ich somit glaube mit einem 200A BMS auskommen zu können.

Zum Zeitpunkt der Beschaffung  im September 2021 hat das BMS bei Ali 160 Euro gekostet. Hier ein entsprechender Link: https://de.aliexpress.com/item/1005001803913333.html?spm=a2g0o.order_list.0.0.21ef5c5fPodi3A&gatewayAdapt=glo2deu

Bei ebay ist ein BMS mit 250A unter folgendem Link zu finden: LIFEPO4 Smart BMS 4S 
Dieser besitzt auch einen Temperatursensor und Bluetooth.

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Einzelheiten bezüglich des Zusammenbaus und der Kleinteile welche noch benötigt werden bitte hier entnehmen.

Der richtige Wechselrichter muss für unsere LifePO4 Power Station DIY gefunden werden

Der nächste Schritt um eine Powerstation selber zu bauen ist einen passenden Wechselrichter zu finden, der für die Belastung durch die angeschlossenen Geräte geeignet ist. Hierbei ist zwischen Dauerbelastung und kurzzeitiger Belastung zu unterscheiden. Jedes drehende Gerät, welches logischerweise einen Motor hat, besitzt einen Anlaufstrom. Wenn dieser nicht durch einen Anlaufstrombegrenzer eingeschränkt wird, muss dieser Anlaufstrom kurzfristig von dem gewählten Gleichrichter verkraftet werden.

Somit kann es sein, dass ein Gerät mit einer Leistungsaufnahme von 2000W kurzzeitig auch mal 3000W benötigt. 

Außerdem sollten nur Wechselrichter mit einer reinen Sinuswelle gekauft werden.

Der von mir gekaufte Wechselrichter mit einer reinen Sinuskurve stellt ca. 2100W Dauerlast zur Verfügung. Hier der entsprechender Link zu Ali: https://de.aliexpress.com/item/4000512876645.html?spm=a2g0o.order_list.0.0.21ef5c5fPZfXly&gatewayAdapt=glo2deu

Dieser hat zur Zeit meiner Beschaffung ca. September 2021 90 Euro gekostet. Bei einer Bestellung bei Ali-Express muss bei fast allen, hier angesprochenen Artikel mit einer Lieferzeit von 6 – 8 Wochen gerechnet werden.

Mit diesem Gerät haben wir schon diverse Tassen Kaffee 1400W gekocht und auch Föhnorgien von 15 Min durchgeführt und hatten keine Probleme. Dauerlasttest mit einem Infrarotstrahler 2000W hat der Wechselrichter auch gut überstanden.

Hier einige Geräte von Amazon die auch für eine selber gebaute Powerstation verwendet werden können.

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Der nächste Schritt ist das Ladegerät für unsere Powerstation aus LifPO4 Batterien

Als Grundlage für die Wahl des richtigen Ladegerätes muss man wissen, dass diese Batterien ein spezielles Ladegerät für LifePO4 Batterien benötigen und, dass Sie sehr hohe Ladeströme verkraften können. Dies bedeutet natürlich, habe ich ein Ladegerät mit einem hohen Ladestrom, ist meine Batterie schnell wieder voll. Wenn wir mal davon ausgehen, dass der Strom nicht den ganzen Tag weg ist, muss es in meinem Interesse sein, in der Zeit, in der ich Strom habe, meine Batterie möglichst wieder voll zu bekommen.

Da zu dem Zeitpunkt, an dem ich mein Ladegerät gekauft habe, noch keine Ambitionen existierten, eine Powerstation für einen zeitweiligen Shutdown zu bauen, hat mein Ladegerät nur ein Ladestrom von 20A. Dieses Ladegerät muss natürlich im eingeschalteten Zustand an einer normalen Steckdose im Haus angeschlossen sein, damit, sobald wieder Strom vom Versorger vorhanden ist, die von uns selber gebaute Powerstation wieder geladen wird.

Wer aber sicher stellen will, dass die Batterie schnell wieder geladen ist, wenn Strom vorhanden ist, kann auch gerne ein Ladegerät mit 40A oder mehr zum Laden dieser selbstgebauten Powerstation verwenden. Ein gleichzeitiges laden über Solar und Ladegerät ist auch kein Problem, da hier durchaus Ladeströme von 150A möglich sind. Bitte hier immer auf die entsprechenden Kabelquerschnitte achten.

Hier findet ihr einen Rechner für Leitungsquerschnitte: https://electronicbase.net/de/leitungsquerschnitt-berechnen/

Unterschiedliche Geräte an unsere selbstgebaute Powerstation anschließen

Der nächste Schritt muss sein, unterschiedliche Geräte an unsere LifePO4 Power Station DIY anzuschließen. Vorrangig geht es hierbei natürlich um Geräte mit 230V Anschluss, aber auch bei USB- Geräten ist es wichtig, diese Laden zu können. Hierbei kommt es zum einen auf die Anzahl der Geräte, als auch, wie schon angesprochen, auf die Leistung an, die die angeschlossenen Geräte aufnehmen.

USB- Anschlüsse an der Powerstation selber bauen

Somit habe ich als erstes ausreichend USB- Anschlüsse an der LifePO4 Batterie angeschlossen. Bei allem, was an Strom in die Batterien gelangt als auch was entnommen wird, ist die Sicherheit oberstes Gebot. Hierbei ist, entsprechend der Leistung die abgeben werden soll die Kabelstärke zu beachten als auch dass der jeweiligen Anschluss mit einer entsprechenden Sicherung versehen ist.

Hierfür habe ich entsprechend fertige, feuchtigkeitsgeschützte Anschlüsse für 12V als auch für USB verwendet und diese mit 2,5mm Kabel angeschlossen. Bei den von mir verwendeten Anschlüssen handelt es sich ausschließlich um 2,4A Anschlüsse, die alle gleichzeitig verwendet werden können. Somit kann jedes Handy oder Tablet so schnell es geht aufgeladen werden. Jedes dieser Anschlusskombinationen sollte mit 15A abgesichert sein. Dies ergibt sich aus 2x 2,4A  + 10A für den 12V Anschluss. Normale 12V Anschlüsse in Wohnmobilen stellen eine Leistung von 120W / 10A zur Verfügung.

Powerstation selber bauen mit USB und 12V Anschlüssen
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Als Alternative ist natürlich auch eine schaltbare Kombination aus USB und 12V Steckdosen möglich. Hier sind viele Variationen denkbar. 

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Weitere Varianten findet ihr hier unter USB und 12V Paneelen.

In den oben verwendeten Anschlüssen sind schon entsprechende Glassicherungen verbaut. Hierfür muss dann natürlich für ausreichend Ersatz gesorgt werden. Wenn man diese Glassicherung / Feinsicherungen nicht so gerne verwenden will, kann man auch Sicherungshalter mit den üblichen KFZ-Sicherungen verbauen.

LifePo4 mit 12V und USB-Anschlüssen für die Powerstation selber bauen
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230V Anschlüsse an unser selber gebauten Powerstation zur Verfügung stellen

Der von mir verwendete Gleichrichter besitzt nur einen 230V Anschluss. In diesen passen viele der auf der Welt verwendeten Stecker rein. Um aber sicher zu stellen, dass wir an diesem Anschluss Geräte mit einer Stromaufnahme von mehr als 10A anschließen können, musste ein Stecker beschafft werden, der für 16A ausgelegt ist.

In meinem speziellen Fall war es so, dass ein normaler Schukostecker nicht vernünftig im Wechselrichter stecken blieb und ich somit einen solchen UK-Stecker für 16A beschaffen musste. Diese sind in den meisten Fällen nur für 10A zugelassen.

An diesen Stecker wurde dann von mir ein 3 x 2,5mm Gummikabel angeschlossen.

Achtung Kabelverbindungen in einem Wohnmobil

alle von mir gemachten Verbindungen wurden entweder mit Aderendhülsen gemacht oder es wurden 221er WAGO- Klemmen verwendet.

Es wurden ausschließlich flexible Leitungen verwendet.

Absicherung der 230V Anschlüsse

Auf dem kürzesten Weg wurde von dem oben genannten UK-Stecker, eine Leitung in einen entsprechenden Sicherungskasten gelegt. Hier wurde eine der beiden Sicherungen und der FI angeschlossen.
Wie ihr diese spezielle Verkabelung durchführen müsst, damit dies auch als Powerstation selber gebaut, mit mehr als einem Verbraucher funktioniert, muss zusätzlich eine spezielle Brücke in dieser Schaltung verwendet werden. Da aus dem Wechselrichter kein Schutzleiter rauskommt, muss stattdessen am FI der am Ausgang benötigte Schutzleiter über eine Brücke von der Eingangsseite, und dort aus dem Neutralleiter gezogen werden. Nur dann ist sicher gestellt, dass der FI auch auslöst. Fotos folgen hierzu. 
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Netzvorrangschaltung sorgt dafür, dass die selber gebaute Powerstation wieder geladen wird

Nach diesem Sicherungskasten habe ich jetzt eine Netzvorrangschaltung eingebaut. Diese soll sicher stellen, dass wenn der Strom vom Energieversorger wieder zur Verfügung gestellt wird, zum Beispiel Nachts, dass dann alle Geräte wieder über den normalen Steckdosenstrom betrieben werden und automatisch meine Batterie auch wieder aufgeladen wird. Hierzu muss, wieder eine flexible Leitung, am besten 3 x 2,5, vom Sicherungsausgang zum Eingang Slave der Netzvorrangschaltung gelegt werden.

Diese von mir gewählte Netzvorrangschaltung ist etwas teurer, hat aber auch einige Vorteile gegenüber günstigeren Schaltungen. Bei der Netzvorrangschaltung kommt es es auf zwei Dinge an, die Leistung die geschaltet werden kann und die Geschwindigkeit mit der die Schaltung von einer Stromquelle auf eine andere umschaltet.

Die Fraron Netzvorrangschaltung schaltet 16A, das sind 3680Watt und somit mehr als wir für unsere Powerstation benötigen. Das macht sie aber in 20ms, dies ist immer dann wichtig, wenn Geräte betrieben werden sollen, die bei einer längeren Pause abstürzen oder kaputtgehen; dieses kann z. B. medizinische Geräte oder Computer betreffen. Für unseren Kühlschrank oder ähnliche Geräte, die wir an unserer selber gebauten Powerstation betreiben wollen, ist das natürlich nicht relevant.

An den Eingang Master wird einfach eine im Haus befindliche Steckdose angeschlossen. Dies stellt sicher, dass wenn der Strom zurückkommt die an der selbstgebauten Powerstation angeschlossenen Geräte wieder über das normale Netz betrieben werden.

Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Blogbeitrages war die Netzvorrangschaltung hier günstiger zu bekommen.

Hier findet ihr schon einmal die entsprechende Bedienungsanleitung zu dieser Netzvorrangschaltung.

Wo schließe ich jetzt meinen Gefrierschrank an meiner Powerstation selber gebaut an.

Hierfür verwenden wir ganz einfach eine hochwertige Verteilerdose. Natürlich muss ich mir im Falle des Falles einen günstigen Standort für meine LifePO4 Power Station DIY suchen, von dem aus ich dann über Verlängerungskabel die von mir gewünschten Verbrauchen gut erreiche, aber ich denke, das bekommt jeder dann hin. Diese Steckdose muss dann an den Ausgang der Netzvorrangschaltung angeschlossen werden. Nicht vergessen alle Anschlüsse immer mit Aderendhülsen durchführen.

Zu diesem Thema findet ihr im Bereich LifePO4 selber bauen weitere Informationen und auch ein kleines Video.

Stecker ab, Aderendhülsen ran und dann, wie gesagt, an den Ausgang der Netzvorrangschaltung anschließen.

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Zum Schluss wollen wir die Laufzeit der selber gebauten Powerstation verlängern

Um die Laufzeit der von uns selber gebauten Powerstation zu verlängern, kann man natürlich mit Fotovoltaik die Batterie laden. Hierzu habe ich eine günstige Variante gewählt, da wir ja später in unserem Wohnmobil schon entsprechende Laderegler haben, an die nicht nur die vorhandenen Fotovoltaik-Platten angeschlossen werden, sondern auch die von mir zusätzlich geplanten flexiblen Solarpaneele über den schon vorhandene MPPT-Regler mit dem Wohnmobil verbunden werden können.

Aus diesem Grund habe ich nur einen einfachen Regler gekauft und habe diesen mit der schon vorhanden Monokristalline Solar-Panel verbunden. Dieser kann einen Ladestrom von bis zu 30A an unsere Powerstation abgeben.

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  • 【Einfach zu bedienen】Mit einem LCD Display, das Status und Daten klar anzeigt,...

An diesen wurde dann von mir dass oben schon genannte Panel mit 18V / 100W angeschlossen.  Dieses einzelne Panel kann somit 5,5 Amper liefern.

100Watt Flexible Solar Panel Tragbare 18V Monokristallines...
  • Hohe Umwandlungseffizienz: Hohe Umwandlungseffizienz von bis zu 23 %, erzeugt mehr...
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Bei Ali bekommt ihr das von mir verwendetet Panel unter diesem Link: https://de.aliexpress.com/item/4000321445070.html?spm=a2g0o.order_list.0.0.21ef5c5fPZfXly&gatewayAdapt=glo2deu

Test der Solar- Konfiguration

Der Handyman-Camper wäre ja nicht der Handyman-Camper, wenn er dies nicht auch getestet hätte. Laderegler an der Batterie angeschlossen, dass ganze auf eine Sackkarre gestellt und für einen Moment in die Sonne gestellt und hier das Ergebnis. In der App des BMS wird der Ladestrom mit 5A angezeigt und auf dem Amperemeter im Video kommen wir auch auf 5A. Das ganze hat am 15.10.2022 stattgefunden. Somit würde ich sagen, dass das Modul bei optimaler Sonneneinstrahlung auch mit diesem billigen Laderegler, die 5,5A bringt.

Stromversorgung für unsere Powerstation selber bauen
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Wenn man die Möglichkeit hat, z.B. auf einem Balkon, im Falle eines Falles ein paar mehr Module zu platzieren, kann natürlich der Laderegler, den ich jetzt vorgeschlagen habe, noch besser ausnutzen. Welche Nachteile ein solcher Billigregler gegenüber einem Hochwertigen MPPT-Regler hat, soll heute nicht das Thema sein.

Bei Beachtung der Kabeldurchmesser kann man aber sicherlich 4 Panele parallel schalten um auf diese Weise dann einen Ladestrom von 20A zu erhalten.

Wie ihr in dem Video sehen könnt, habe ich mir an den Laderegler mit 2x 2,5mm² zwei C4 Stecken angebaut, damit ich das Panel jederzeit anschließen kann. Um das Modul dann auch auf der Terrasse platzieren zu können, wurden von mir noch 2x 10 Meter Solarverlängerungen beschafft und entsprechende C4 Stecker um mir selber entsprechende Kabel in den von mir gewünschten Längen zu erstellen. Beim Verlängern bitte dringend auf Mama und Papa an dem Solarmodul achten, damit diese dann auch später an den Regler passen.

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Was muss man für alles bezahlen?

Als Fazit wollen wir klären was habe ich für alles bezahlt und was muss man jetzt dafür ungefähr ausgeben?

Batterien 550 € + BMS 160 € + Wechselrichter 95 € + Kabel und Kleinteile 40 € + Ladegerät 130 € + USB / 12 V Anschlüsse 34 € + Kabel und Stecker für 230V 20 € + Sicherung 40 Euro + Netzvorrangschaltung 120 € + Steckdose 40 € + Solaranschluss ergibt 1229 Euro

Jetzt muss man von ca. 400 € mehr ausgehen da die Batterien teurer geworden sind um die Powerstation selber zu bauen.

Fotos von der fertigen Powerstation werden noch nachgereicht.

Ich mache hier noch einmal darauf aufmerksam, dass diese gesamte Installation von einem Fachmann abgenommen werden sollte. Auch ich habe einen Freund (Elektroingenieur) mit entsprechendem Messequipment kommen lassen und habe insbesondere den FI prüfen lassen. Immer an die Sicherheit denken! Ihr wollt ja sicher ruhig schlafen können auch wenn ihr eure selber gebaute Powerstation Nachts zum Einsatz bringen müsst.

Wenn ihr Fragen oder Anmerkungen habt, schreibt gerne in die Anmerkungen. Ich werde natürlich versuchen so schnell es geht darauf zu antworten.

Ein guter Campingstuhl ist ein unverzichtbares Utensil für alle, die gerne campen. Doch welcher ist der beste für dich?

WEITERLESEN

Wenn du Interesse an Tests oder Kaufempfehlung von Campingzubehör hast, dann schaue doch mal in unserem Testbereich vorbei

Natürlich möchte ich auch erwähnen dass ich mir natürlich auch Informationen aus YouTube beschafft habe, hier der Link zum LifePo4 Batterie selber bauen: https://www.youtube.com/watch?v=F0Ot7JOR2VM&list=PLokHDp8dvsGWbQ6-ZmEh0JHLiCGGZ25Ox&index=2&t=1912s

Wenn du Geschenke für Campingfreunde suchst, dann findest du hier Campingzubehör, welches wir empfehlen können, in den unterschiedlichsten Preislagen

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