Du kannst doch mit fast jedem Shelly die Einspeiseleistung des WR erfassen und danach auch schalten. Shellys gibts unter 15 Euro, z.B. pm mini
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Erst baut Ihr jeden Meter mit Solar zu und jetzt habt Ihr keinen Strom für den Kühlschrank?
Also ich habe nachts tatächlich keinen Solarstrom für Kühlgeräte.
Der eine oder andere in unserer Gesellschaft wird noch auf die harte Tour lernen müssen, dass der vorherrschende Flatrategedanke auf Dauer (zu aktuellen Preisen) nicht funktionieren wird.
Deshalb finde ich es auch sehr gut, wenn sich Menschen darüber Gedanken machen, Ressourcen dann zu nutzen, wenn sie verfügbar sind. Den konkreten Fall habe ich mir auch schon überlegt aber aus zwei Hauptgründen wieder verworfen:
1. Fragliches Kosten/Nutzen/Risiko Verhältnis
In einer ersten Einordnung würde ich mal 5°K Temperaturpuffer (-24°C tagsüber überhöht, -18°C als Zieltemperatur) und 30kg Wasser als Speichermasse ansetzen, das sind gerade mal ca. 150Wh, wovon ein paar Wh auch nachts für die Zusatzelektronik draufgehen. Wirkungsgrad tagsüber ist erst mal egal, da Überschuss. Die Zusatzkühlung erhöht aber auch die Temperatur im Aufstellraum - höhere Temperatur macht den Wirkungsgrad aber noch schlechter (Differenztemperatur der Wärmepumpe), auch abhängig von der Bauart. Manche Geräte geben die Wärme über die Blechwände ab, manche haben auf der Rückseite Wärmetauscher. Das Kühlgerät muss die Wärme an die Umgebung loswerden, die tendenziell tagsüber wärmere Außenseite des Kühlgeräts sorgt für mehr Wärmeeintrag in das Innere.
Die nichtinvasive Variante finde ich prinzipiell gut, klappt aber m.E. nur bei älteren Geräten. Unsere neue Kühl- Gefrierkombi hat zumindest zwei getrennte Einstellungen für Kühlung und Tiefkühlung, das dürften also mindestens zwei Temperatursensoren sein, bei denen ich keine Ahnung habe, wo sie sitzen. Ich kannte jemand aus der Kühlgeräteentwicklung bei Liebherr, der hat (vor vielen Jahren) von mehreren Sensoren für die verschiedenen Kühlzonen gesprochen (aufgrund derer dann eben z.B. für NoFrost auch Heizungen eingeschaltet werden). Elektronik ist eben inzwischen oft billiger als die mechanischen Temperaturschalter. Dazu kommt die praktische Frage: Was und wo montieren und wie mit Energie versorgen? Die meiste Elektronik kommt mit der hohen Luftfeuchtigkeit (sollten nahezu 100%rF sein) auf Dauer nicht wirklich klar. Batterien? Drähte durch die Dichtung(en)?
Das ganze mit dem Risiko, dass die Lebensmittel durch die ständigen Temperaturschwankungen schneller verderben, sowohl im Kühl- als auch im Gefrierbereich. Da muss ich solartester leider Recht geben.
Nichtsdestotrotz fände ich das Wissen über das Verhalten schon interessant, d.h. wieviel könnte man (nachts) sparen? Dabei gibt es so viele Faktoren, dass man es vermutlich am besten individuell testet: Tagsüber von minimaler auf maximaler Stufe kühlen (wie lange dauert es überhaupt= wie lange könnte man Überschuss nutzen, läuft der Kompresser dauerhaft oder weiterhin zyklisch, wie hoch ist der Verbrauch), nachts aus (wie lange hält die eingespeicherte Kühlenergie überhaupt). Am besten mit Logger zumindest für Kühl- und Gefrierbereich um festzustellen ob man irgendwo in kritische Bereiche kommt. Ggf. wiederholen bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen. Bei Lesen dieses Threads ist mir aufgefallen, dass ich eigentlich unser neues Gerät im Sommer messen wollte, um mit dem Winter zu vergleichen.
2. Erfassung/Verfügbarkeit von Überschuss
Aus meiner Sicht geht das nur mit einem Zähler, die Einspeiseleistung kann nur ein Indikator sein. Bei einem BKW (bedarf sinnvolle Überschussverwertung zudem einer schnell regelbaren Last. Reine Sonnentage mit planbarem Verbrauch sind nach meiner Beobachtung die Ausnahme, d.h. die erzeugte Leistung schwankt bei Wolkenzug stark und schnell. Dazu kommt schwankende Last vom Rest des Hauses (weitere Kühl- und Klimageräte, Fernseher, Computer, Takten von Haushaltsgeräten...). Die Entscheidung Überschuss ja/nein ändert sich oft quasi mit dem Messintervall. Bei großen PV-Anlagen kann man im Sommer den Überschuss durch vermutlich quasi garantieren.
Damit den Thermostat direkt zu schalten wie hier vorgeschlagen,
Eher auf invasiv gehen und neben dem Schließer des internen Thermostaten einfach noch eine Schalteinrichtung (Relais....) parallel anschließen, die dann von der automatisierten Steuerung ausgelöst wird.
bedarf also weiterer Intelligenz (Mittelwertbildung, Minimum für Ein/Aus,..., wie auch immer). Die Lösung mit dem Widerstand hätte da durch die thermische Trägheit (=Integral durch Physik) einen gewissen Vorteil. In Verbindung mit weiterer Intelligenz (PWM) könnte man sogar die Höhe der "Überkühlung" steuern.
Wenn man trotzdem davon ausgeht, dass man die Überschusserkennung an die Erzeugungsleistung koppeln kann/möchte, wird das über (absolute) Spannungswerte nicht funktionieren, dazu schwankt die Netzspannung viel zu stark (Tag/Nacht, Sonne/Wind,...). Diese Schwankungen bekommt man mit einer Differenzmessung (Spannungsmessung am Zähler + Messung am WR an gleicher Phase) zwar raus, man wird aber schlichtweg nicht genau genug messen können. Laut Onlinerechner komme ich bei 35 Meter 1,5² und 800W auf ca. 1,5V Spannungsabfall, das würde grob 0,65% Messfehler für die Differenzmessung bei exakt gleichzeitiger Messung entsprechen. Wenn eine von diesen Wifi Dosen auch mit sog. Kalibrierung tatsächlich weniger als 1% hat, kann man sich glücklich schätzen. Vermutlich müsste aber eine deutlich geringere Leistung erkannt werden, was die Anforderungen an die Messgenauigkeit dementsprechend erhöhen würde.
Auch hier finde ich es unabhängig von der konkreten Anwendunginteressant, sowohl Menge als auch Verlauf (Zyklen <1min) des Überschusses bei sich selbst zu kennen, um lohnenswerte Anwendungen zu identifizieren.
Ich bitte um das Aufzeigen von Denkfehlern 🙂
Tasmota Steckdose die Spannung mißt im "Aus" Zustand:
Das sollte mit jeder Tasmota-Dose möglich sein:
https://tasmota.github.io/docs/Commands/#setoptions
SetOption21: Energy monitoring when power is off0 = disable (default)1 = enable
Bei einem von den üblicherweise verwendete Chips (z.B. im Sonoff R2) funktionieren Leistungen <6W aber kaum, weil dann (glaube ich) die Pulszeit zu lange wird (der ESP zählt Impulse des energy metering chips). Hatte ich vor ein paar Jahren festgestellt und jetzt dank diesem Post erfreut festgestellt, dass es wieder Steckdosen gibt, die mit Tasmota funktionieren. Zwischenzeitlich hatten die Chinesen auf eine ESP-Alternative umgestellt, heute sind vielleicht die Kosten für Tuya-Lizenzen höher als für den geringfügig teurerern ESP.
...Drähte durch die Dichtung(en)?....
Damit den Thermostat direkt zu schalten wie hier vorgeschlagen,
Eher auf invasiv gehen und neben dem Schließer des internen Thermostaten einfach noch eine Schalteinrichtung (Relais....) parallel anschließen, die dann von der automatisierten Steuerung ausgelöst wird.
bedarf also weiterer Intelligenz...
Jedenfalls bei einem Kühlschrank, respektive bei unserem, gibt es innen an der Rückseite eine Ablaufrinne, wo sich Kondenswasser sammelt. Das wird durch eine Bohrung nach außen geleitet. das geht beim Froster leider nicht so easy.
Ein parallel zum vorhandenen Thermostat, hoffentlich ein einfacher Schließer, angeschlossener Temperaturschalter, bedarf keinerlei zusätzlicher Sensorik. Entweder ist der interne Schalter aktiv, was zusätzlich den Vorteil bietet, dass auch ohne PV-Überschuss beim Öffnen das Licht angeht, oder der zusätzliche überbrückt den vorhandenen bei PV-Überschuss.
Im einfachsten Fall sind zwei Thermostate im Froster, eines seit dessen Zusammenbau, welches ich auf die notwendige Temperatur einstelle, damit meine Vorräte nicht gammeln, z.B. -18°C. Dazu ein zweiter, den man selber einbaut und ihn auf, z.B. -25°C einstellt. Dieser zweite Thermostat schaltet nur bei vorhandenem Überschuss den Froster ein, weil nur dann dafür Spannung vorhanden ist und erzeugt so die "Nachtreserve".
Lasst grüne Männchen die Däumchen senken
Ok, die Ablaufrinne hatte ich vergessen. Bei unserem alten Einbaugerät hat der Schlauch in einer Wanne auf dem Kompressor (auf der durch Einbau nicht zugänglichen Rückseite) geendet. Nutzen wollte ich diesen Weg aber nicht, da er auch so schon regelmäßig verstopft war und man bräuchte ein Kabel, das dauerhaft in Wasser liegen darf, bei 6-8?mm innen wird das eine Herausforderung. Auch wenn das Risiko durch Nichtbeständigkeit bei 5V gering sein dürfte :).
Nur zum Verständnis: Der Bypass-Thermostat würde den Kompressor ODER-verknüpft einschalten, oder? Dieser hätte dann schon die im Kühlgerät erforderliche Sensorik, da sehe ich kein prinzipielles Problem sondern im Aktivieren des Zusatz-Temperaturschalters: Irgendwann vormittags ist die Überschussschwell erreicht = aktivieren. --> 5min später kommt eine Wolke vorbei = ohne Intelligenz ist der originale Thermostat aktiv und schaltet den Kompressor aus. --> 2min später ist es wieder vollsonnig = Kompressor läuft wieder.
Das meinte ich mit Intelligenz: Verhindern von so kurzen Zyklen.
Zugleich merke ich meinen Denkfehler: Wenn es mit dem orginalen Thermostat bereits kalt genug war, wird ja nur noch mehr gekühlt und das Deaktivieren des Bypasses wird nicht zum erneuten Einschalten des Kompressors führen. ==>Problem kleiner als von mir befürchtet, kommt nur vor, wenn es innerhalb der Schalthysterese des Originalthermostats passiert.
Bleibt die praktische Herausforderung, dass man entweder die Schaltspannung (d.h. Thermostatparallelschaltung) durch den Abfluss nach außen oder den (potentialgetrennten) Aktor zum (De)Aktivieren innen montieren muss.
Wie bei den zwei Thermostaten im Froster braucht man eigentlich auch mindestens einen im Kühlteil, damit es dort nicht friert.
Ähnliche Probleme hat man allerdings auch bei der Widerstandslösung, dort sind sie sogar weniger definiert. Ohne Temperaturüberwachung im Kühlteil würde das Fleisch oder Gemüse im Sommer je nach Kühlschrank wahrscheinlich gefrieren. Irgendwie ist es nie so einfach, die Originalsteuerung auszutricksen.
Manche Geräte haben einen Taster für Extra-Frost (z.B. falls man am nächsten Tag viel einfrieren will) - aber da kommt man wahrscheinlich noch schwerer ran. Also doch ein WLAN-Kühlgerät, dem man entsprechende Kommandos schicken kann.
Insgesamt könnte ich mir vorstellen, dass bei älteren Geräten die Thermostatlösung implementierbar wäre, die Lagerfähigkeit aber nicht ausreicht (wird zu schnell wieder warm), während man bei neueren Geräten noch nicht mal die Originalsensoren findet, um sie zu beheizen.
Dabei fällt mir außerdem auf - bei einem Kühlschrank mögen manche die Frage noch lächerlich finden, das Prinzip lässt sich aber auch auf größere Wärmepumpen + PV übertragen. Das habe ich schon öfter mit einem Kollegen diskutiert. Im Sommer tagsüber die Räume stärker kühlen, im Winterhalbjahr mit den Überschüssen die Fußbodenheizung höher stellen. Leider habe ich bislang weder WP oder FBH, noch eine entsprechende PV.
Temperaturverlust ist also schon recht erheblich. Da müsste man genauer nachforschen, was das mit Lebensmitteln macht. Und auch prüfen, wie viel kälter man den Tiefkühler noch bekommt und was das auch wieder an Mehrverbrauch ist.
Da wäre dann die Idee mit Salzwasserkühlakkus noch mehr Energie beim Phasenübergang aufzunehmen/abzugeben
Angeblich: Eine gesättigte Kochsalzlösung hat einen Gefrierpunkt von −21 °C.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Salzwasser
Ich bin zum testen beim Eck des Dichtunggummis am kühlschrankrand noninvasiv mit langer 5v USB leitung in den kühlschrank gekommen.
Ja, das messen der Spannungserhöhung war kaum sichtbar. Eher die PV Anlagen der Nachbarhäuser wenn die Sonne kam und ging.
Gedrosselter Balkonwechselrichter, 1180Wp PV
750Wp 90° Süd, 430Wp 70° Süd, Bifacial
Da wäre dann die Idee mit Salzwasserkühlakkus noch mehr Energie beim Phasenübergang aufzunehmen/abzugeben
Ja, wäre eine Idee, aber nimmt einem auch wieder Platz weg. Und man hat ja sowieso schon immer 1 Fach zu wenig. 😊
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Noninvasiv bedeutet nicht automatisch rückwirkungsfrei. Das Kabel muss schon sehr flach und die Dichtung (noch) weich sein, damit diese trotzdem noch ausreichend gut abdichtet. Mit Lackdraht und Klebeband u.a. zum mechanischen Schutz an einer oberen Ecke sollte es aber tatsächlich nichts nenneswertes mehr ausmachen.
Hängt ja auch davon ab, ob zwei Drähte für den Widerstand reichen, oder doch z.B. eine Schutzschaltung vor Gefrieren nötig ist. Ich finde es jedenfalls spannend, wie gut man das Verhalten mit Beheizen den Temperatursensors (ob nun mechanisch oder elektronisch) steuern kann. Das könnte auch unabhängig von Überschussstrom interessant sein.
Ich sehe wie @win die Überschusserkennung mittels Spannung als kritischen Pfad. Über eine einzelne Spannungsmessung kann es nicht funktionieren, dazu schwankt die Netzspannung zu stark. Mit einer Differenzspannungsmessung könnte man theoretisch höchstens die Einspeiseleistung erfassen wird bei vertretbarem Aufwand aber an der Praxis scheitern.
Da wäre dann die Idee mit Salzwasserkühlakkus noch mehr Energie beim Phasenübergang aufzunehmen/abzugeben
Ja, wäre eine Idee, aber nimmt einem auch wieder Platz weg.
So schlimm ist das gar nicht - Wasser/Eis hat ca. 100Wh/kg, Salzwasser höchstwahrscheinlich mehr. Mit 5l hat man den Tages-Energieverbrauch eines modernen Geräts gespeichert, auch wenn Berechnung/Vergleich an Äpfel und Birnen erinnern mögen. Also wäre es eine Möglichkeit, die Lagerzeit bei Störung/Stromausfall zu verlängern.
In der Praxis müsste man vielleicht mehrere Beutel an die Ränder oder über die Schubladen legen. Ich kenne den Wärmeleitwert von Gefriergut [im Vergleich zur Kühlschrankisolierung] nicht, könnte mir aber vorstellen, dass bei mittiger Platzierung der Kern schön bei 21°C bleibt, wärend die Sachen am Rand schon fast auftauen. Zumindest unser altes Gerät hatte zumindest pro Schublade eigene Kühlschlangen.
Nächstes Mal nehme ich Meerwasser für die improvisierten Kälteakkus auf der Urlaubsrückreise.
Ja, das ist schon sehr interessant. Der 5l Salzwasserspeicher kann 500 Wh Wärme aufnehmen und ist immer noch bei -21 Grad.
Ich glaub, wir haben 5-6 Fächer. Da könnte man in jedes Fach ein 1-Liter-Beutel Salzwasser reinlegen.
Oder flache Kühlakkus, müssen aber welche sein, die z.B. bei -18 Grad ihren Phasenübergang haben.
Neben Salz würde auch Frostschutzmittel gehen.
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@win Wieso muss der Phasenübergang dort, bei -18°C, liegen? Hauptsache unter der maximal geduldeten Höchsttemperatur müsste doch reichen. Oder stehe ich auf dem Schlauch?
Die Temperatur im Froster liegt zunächst bei -25°C und steigt an, weil der Kompressor noch schläft. Der Salzwasserakku hat den Phasenübergang bei -21°C. Also erwärmt sich erst das gefrorene Salzwassereis bis -21°C und dann beginnt der Phasenübergang. Die benötigte Wärmemenge zum Tauen des Salzwassereis wird der Umgebung, dem Inneren des Frosters entzogen und gleicht den Wärmeeintrag aus dem Aufstellraum aus. Nach vollständigem Phasenübergang erwärmt sich das Salzwasser weiter bis auf -18°C. Ab dann springt der Kompressor vom internen Thermostat gesteuert wieder an, im "schlimmsten" Fall auf Netzbezug und nix Schlimmes ist passiert.
Die Größe des Salzwasserspeichers lässt sich vergleichsweise leicht bestimmen. Gesetzt den Fall der Überkühlung, läuft der Kompressor ungefähr den ganzen sonnigen Tag über, selbst im Winter ca. acht Stunden. Braucht nun der Froster eine halbe kWh pro Tag, so entfallen ja schon mal 0,166kWh an Speicherkapazität für diese acht Stunden in denen der Kompressor läuft. Dann kommt die Reserve aus dem Kühlgut, inzwischen auch -25°C kalt, unterstellen wir mal mindestens weitere vier Stunden von -25 bis -18°C. Also braucht es noch 0,25kWh Speicherkapazität oder ca. 2,75kg Salzwassereis. Für unsere Truhe wären das etwa 2% des Volumens.
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Wieso muss der Phasenübergang dort, bei -18°C, liegen? Hauptsache unter der maximal geduldeten Höchsttemperatur müsste doch reichen. Oder stehe ich auf dem Schlauch?
Genau, -18 Grad ist die (von mir) geduldete Höchsttemperatur. 😊
Macht doch Sinn, es so niedrig wie möglch zu legen. Wenn der Tiefkühler normal -21 Grad macht, sind -18 Grad sinnvoll. Macht er normal -18 Grad, wären -15 Grad sinnvoll. Also so, dass die immer wieder sicher eingefroren werden und während dieses länger dauernden Einfrierprozesses die Temperatur im Tiefkühler auch schon nahe der Solltemperatur ist.
Den Tiefkühler auf -25 Grad permanent laufen zu lassen, wäre dann eher Energievergeudung.
Wie man das abstimmt, hängt aber von vielen Faktoren ab, das war nur ein Beispiel. Deine Überlegungen halte ich für genauso sinnvoll, je nach Situation.
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Da fällt mir auch nochwas ein: Viele Tiefkühler haben ab Werk z.B. in der Tür schon 1-2 Kühlakkus hängen, die vermutlich auch recht tief ihren Phasenübergang haben. Die kann man ja schon mit einrechnen als Teil des nötigen Speichers.
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Wenn sowieso genug Überschusstrom da ist, der keine andere Verwendung oder vergütete Einspeisung hat, spricht bestimmt nichts dagegen.
Die Verluste sind jedoch bei höherer Temperaturdifferenz zum Raum höher. Da könnten einfache, dichte Beutel /Kühlakkus mit Wasser/ Salzwasser als Speicher funktionieren? Die könnten die Temperatur länger unter -15 Grad halten.
Ob die Effizienz des Kompressors des Eisschranks sich bei unter -20 Grad verändert wäre interessant.
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