Balkonsolar mit Warmwasserspeicher verbinden, Nulleinspeisung oder doch was ganz anderes?

PV-Anlage Balkonsolar
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Seit letztem Jahr haben wir ein Balkonkraftwerk und jetzt würde ich sehr gerne die Verwendung des erzeugten Stromertrags so gut es geht optimieren, allerdings zuerst mal ohne einen Speicher.

Wie ist die Ausgangssituation.

Wir haben die Panels auf dem Dach montiert und an einem Hoymiles HM600 angeschlossen. In der Leitung sitzt dann noch ein Shelly Plus 1 PM der mir die täglichen Werte liefert. Jetzt haben wir auch noch das große Glück, dass unser Dach nach Süden ausgerichtet und durch die angrenzenden Häuser, keinerlei Beschattung auftritt bzw. die Leistung mindert. Also maximaler Ertrag an wolkenlosen Tagen.

Da wir beide arbeiten und morgens um 07 Uhr aus dem Haus gehen und erst nach 17 Uhr wieder zurück sind, bleibt während dieser Stunden der hausinterne Verbrauch ziemlich niedrig. Einzig am Wochenende oder den Feiertagen entsteht durch unsere Anwesenheit ein höherer Verbrauch, den wir dann vom Balkonkraftwerk nutzen können.

Die Auswertung vom Shelly Plus 1 PM hat mir gezeigt, dass wir in den Monaten mit langen Sonnenstunden fast immer über eine sehr lange Zeit die maximale Leistung von 600W erreicht haben, die aber gefühlt mit 80-90% kostenlos an den Netzbetreiber ging. Das würde ich für 2024 gerne ändern und hoffe auf Ideen und Anregungen von euch. Also in erster Linie den erzeugten Strom möglichst intern nutzen, bzw. die kostenlose Abgabe ins Netz minimieren oder drosseln.

Was ich bisher im Netz gefunden habe, sind natürlich neben einem Speicher auch noch Ideen wie man den Warmwasserspeicher damit beheizen kann und dann die Möglichkeit einer Nulleinspeisung.

Wir haben eine relativ neue Gasheizung, die im Dach installiert und daneben steht ein 150Liter Brauchwasserspeicher. Das wäre schon mal ein Ansatz, um hier die Warmwassererzeugung zu entlasten.

Zur zweiten Idee mit der Nulleispeisung fehlen mir noch mehr der wichtigen Informationen für eine sinnvolle Umsetzung. Der Zähler sitzt dafür im Keller.

Leider kommt ein Speicher aktuell überhaupt nicht in Frage, da hat meine Frau schon ein Veto eingelegt. In unserer Ortschaft gab es erst im letzten Jahr schon mehrfach, bei neu gebauten Mietshäusern die von Anfang an mit ihren Stromspeichern geworben haben, relativ heftige Batteriebrände, wobei dann das gesamte Haus evakuiert werden musste und für Monate nicht bewohnbar war. Da waren die Anlagen von Fachfirmen eingebaut, mit Rauch- und Brandmeldern, aber das konnte den Kellerbrand auch nicht verhindern. Also bei mir zurzeit ein absolutes Taboo!!

Jetzt hoffe ich mal auf gute Ideen aus dem Forum, nach Möglichkeit Lösungen die schon stabil bei euch laufen.

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Quick and dirty:

  • dem elektrischen Heizstab deine Boilers einen passenden Ringkerntrafo vorschalten

  • dieser ist stufenlos regelbar also z.B. auf 500W einstellen

  • per Schaltuhr (shelly) das ganze an sonnigen Sommertagen von 10 bis 15 Uhr zuschalten ...

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Den Vorschlag für den elektrischen Heizstab hast du ja bekommen. Ich würde den Shelly aber nicht per Schaltzeit steuern, sondern über die Automatismen abhängig von der Leistung die dein BKW gerade bringt.

Zu dem kannst du deine Spülmaschine / Waschmaschine entsprechend zeitlich programmieren, wenn die es von Haus aus nicht können (bei mir die Spülmaschine) probieren, ob die nach dem Start des Programm wieder anlaufen, wenn zwischenzeitlich der Strom weg ist. Dann kannst du einen Shelly dazwischen klemmen und nach Start ausschalten und zu späteren Zeit oder abhängig von der Leistung wieder einschalten. Hier würde ich aber auf das Abschalten, wenn Leistung weniger wird, verzichten.

Und generell kannst du wie oben beschrieben natürlich diverse Ladegeräte schalten, so lade ich meine Akkus (Staubsauger, Akkuschrauber uvm.) entsprechend immer nur wenn ausreichend Solarleistung vorliegt.

Eine Nulleinspeisung ohne Akku bringt dir nichts. Ja du verschenkst nichts, aber gewinnst auch nichts und dann kannst du es doch lieber der Allgemeinheit zur Verfügung stellen.

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@uschi Der Warmwasserspeicher wird über die Gastherme aufgeheizt. Da ist noch kein Heizstab eingebaut. Da suche ich ja nach einer passenden Produktempfehlung. Vermutlich kann ich einen Heizstab nur da einbauen, wo jetzt ganz oben im Deckel, die Opferanode sitzt. Andere freie Blindstopfen kann ich nicht finden.

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Wie kann man hier die von dir empfohlene Automatik einstellen oder aktivieren?

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@paul_9000 Schau dir mal in der Shelly App die Szenen an. Hier kannst du sagen, wenn Shelly BLK mehr wie X Watt (wenn du Vorzeichen nicht geändert hast muss es -x sein) macht, dann schalte anderen Shelly ein. Mit einer weiteren Szene kannst du dann auch die Abschaltung machen.

Gibt einige Beschreibungen dazu. Ich kann es nur grob beschreiben, da ich selbst Home Assistant nutze und nicht auf Shelly zurück greife.

Kannst dir aber auch YT Videos ansehen. Meine PV&E und auch Smarthome einfach selbst gemacht haben dazu Videos. Such einfach bei YT nach Shelly PV Überschuss.

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Einen winzigen Schritt bin ich schon mal weiter. Unser Warmwasserspeicher hat eine Revisionsöffnung in 1 1/2" die laut Datenblatt für einen Elektroheizstab geeignet. Ist bei der jetzigen Position im Raum etwas versteckt, aber noch erreichbar.

Jetzt fehlt nur noch eine praktische und günstige Steuerung, um den vorhandenen Überschuss optimal nutzen zu können.

Meine bevorzugte Lösung wäre es, dass der Heizstab immer nur dann Strom bekommt, wenn der Hauptzähler feststellt, dass jetzt Strom in Richtung Netz fließt und sich auch wieder abschaltet, sobald Strom aus dem Netz bezogen wird. Der Heizstab ist ja nicht die primäre Aufheizquelle, sondern soll nur als Unterstützung bei der Warmwassererzeugung dienen. Der kann von mir aus immer dann, auch mit reduzierter Leistung heizen, wenn die anderen Verbraucher keinen Strom benötigen.

Ich will einfach den erzeugten Strom hauptsächlich selbst nutzen, solange es einen Bedarf gibt und nur dass ins Netz einspeisen, was wirklich nicht verbraucht wird.

Ob man das mit einem Shelly realisieren kann, da bin ich mir nicht so sicher, bzw suche da noch nach erprobten Lösungen.

Falls jemand diese Idee mit anderen Produkten gelöst hat, dann immer her mit euren Erfolgsgeschichten. Freue mich über jede Anregung aus dem Forum.

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Mein Tipp:
Den PV Überschuss als Wärme über eine 300W 1/2 Zoll Elektro-Heizpatrone in einen Badheizkörper (einer, der auch Handtücher wärmt) lenken.
Zur Steuerung wäre natürlich ein Shelly 3EM (oder Pro3EM) im "Zählerkasten" ideal.
Ansonsten muss der bereits vorhanden Shelly plus 1pm ausgelesen und mit Kenntnis der Grundlast eine Automatisierung für werktags erstellt werden.
Das kann die Shelly App, das kann aber auch das clever-pv Portal (mit der Option Balkonkraftwerk dann kostenlos).

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Na dann passt's doch! Da schraubst du einen Heizstab rein, und schon hast du eine Energiesenke für überschüssigen Strom. Du hättest damit den fast idealen Anwendungsfall für den Nulleinspeiseregler, an dem ich seit geraumer Zeit arbeite:

Frage: Welches Stromzähler-Modell hast Du? Und: Besteht die Möglichkeit, vom Stromzähler bis zum Brauchwasserspeicher ein mindestens 2-adriges Kabel zu legen? Das wäre für meine Lösung wichtig, weil vorerst keine Funk-Übermittlung implementiert wird.

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Der Zähler ist im Keller und der Speicher unter dem Dach. Da könnte ich nur eine Aufputzleitung quer durchs Haus verlegen, also eher unpraktisch. Als Typ habe ich jetzt abgelesen, Logarex TCM 221/12-4981. Da stehen aber noch jede Menge anderer Infos auf dem Gerät.

@uschi Die Idee mit dem Ringkerntrafo und der damit möglichen Leistungsreduzierung finde ich auch sehr gut, aber die regelbaren Teile die ich im Netz finde, haben alle keine geschützten 220V Ausgänge und es lässt sich nur die Spannung einstellen und nicht die Leistung.

Würde mich sehr über einen Link oder etwas mehr Information zu einem passenden Trafo freuen.

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Das ist schade. Aber warte mal - die Wasserleitung muss da ja auch irgendwie nach oben führen. Irgendeinen Steigschacht muss es geben. Könnte man das Kabel evtl. entlang der Wasserleitung verlegen?

Stromzähler: Hast du diesen hier:

Der scheint auf jeden Fall eine optische D0-Schnittstelle zu haben. Ob die Momentanleistung mit ausgegeben wird, müsste man ggf. mal nachforschen.

"Ringkerntrafo": Gemeint ist wohl ein Stelltrafo, oder auch manchmal Regeltrafo genannt (im Englischen "variac transformer"). Der ist wunderbar geeignet zur stufenlosen Leistungsregelung, und das auch noch voll TAB-konform (sinusförmige Stromaufnahme). Gibt's bei ebay, z.B. dieser hier.

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Der Stromzähler sieht so ähnlich aus, aber bei mir ist der untere Teil verplombt.

Leider ist unser Haus eine "Sonderbaulösung", da ist auch die Wasserversorgung in einem anderen Raum.

Man kann/sollte sich das etwa so vorstellen. Der Stromanschluss ist im östlichen Kellerbereich unterhalb der Garage. Der Wasser- und Gasanschluß ist wiederum in einer ganz anderen Ecke vom Haus auf der Südseite. Dann gehen Wasser und Gas einmal quer von vorne nach hinten im einem Trockenbauschacht auf die Nordseite und von da wiederum innerhalb der Wandverkleidung nach oben in den Spitzboden. Das Haus ist eine Kombination aus Englisch/Ostfriesicher zweischaliger Bauweise. Also innen Kalksandsteinwände und über eine Isolierung- und Luftschicht dann die Vorklinker als Außenwand.

Leider waren die Verputzer und Estrichleger dann auch noch so freundlich und haben gefühlt alle Leerrohre gequetscht, damit sich die Kabel bestimmt nicht mehr bewegen lassen, wenn es über eine größere Strecke gehen sollte.