Heizstab in Pufferspeicher direkt an PV - problemlos nachrüstbar?

Wärme - Klimatisierung - Dämmung Heizen, Kühlen, Klima, Warmwasser
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Habe von meinem Stromversorger (enbw) nachfolgenden "Vorschlag" erhalten, in meinen vorhandenen Pufferspeicher einen Heizstab zu intergrieren und diesen mit PV-Strom zu betreiben. Meine Fragen an die Tüftler von euch:
Ist das System auch mit vorhandenen DIY-Anlagen realisierbar? Was für Voraussetzungen (Wechselrichter, BMS ...) sind notwendig? Gibt es aus eurer Sicht bessere Alternativen als das System ASCOHEAT+, das mir die enbw vorschlägt? Wenn ich mir jetzt eine PV-Anlage zusammenstelle, auf was muss ich achten, um so etwas zukünftig realisieren zu können? Für meinen begrenzt vorhandenen Platz auf dem Dach (dort befinden sich bereits 5 Solar-Warmwasser-Module - 100%ige Süd-Ausrichtung) habe ich 24 TwiSun Bifacial 410W geordert und dachte bisher, dass 16S EVE Lifepo4 F280K ausreichend sind. Dazu schwebt mir ein Victron Multiplus II 48/5000/70-50 vor. Danke mal schon im Voraus für eure Meinungen.

Nachfolgend der Originaltext aus der "enbw-Werbung":

Regelung stimmt PV-Anlage und Heizstab aufeinander ab

Um mit Photovoltaik einen Heizstab zu betreiben, kannst du ungeregelte und geregelte Modelle verwenden. Die erste Kategorie kennt nur zwei Zustände: an oder aus. Da sie entweder unter Volllast laufen oder gar nicht, bedeutet das in der Praxis: Reicht der Strom aus der PV-Anlage nicht aus, bleibt der Heizstab kalt. Alternativ muss die Lücke durch zusätzlichen Netzstrom geschlossen werden.

Empfehlenswerter sind Kombinationen aus Heizstab und PV-Anlage mit einer Regelung. Die Stufen können beispielsweise 200 Watt, 500 Watt oder 1.000 Watt betragen. Je mehr Stufen vorhanden sind, desto genauer lässt sich auch die Leistung einstellen. Wärmeproduktion und der zur Verfügung stehende Stromüberschuss lassen sich so besser aufeinander abstimmen. Der Heizstab springt auch dann an, wenn nur ein Teil der Maximalleistung vorhanden ist. Am besten funktionieren dabei Heizstäbe, die stufenlos regelbar sind.

--> Foto eines vorgerüsteten Pufferspeichers > --

Heizstäbe lassen sich häufig relativ einfach in Pufferspeichern nachrüsten.

Optimale Steuerung durch Energiemanagementsystem

Besonders effizient ist die Kombination aus PV-Anlage und Heizstab, wenn die Regelung durch ein intelligentes Energiemanagementsystem übernommen wird. Das System überwacht, wie viel Strom die PV-Anlage produziert, wie hoch der Stromverbrauch des Haushalts ist und wie viel zusätzlicher Netzstrom benötigt wird. Die jeweiligen Energieflüsse werden dann optimal aufeinander abgestimmt.

Zudem kannst du über dein Energiemanagementsystem konfigurieren, wofür du deinen lokalen PV-Überschuss einsetzen möchtest und die Reihenfolge der Verbraucher priorisieren. Ein denkbares Setup wäre: (1) Heimspeicher laden, (2) E-Auto über Wallbox laden, (3) Heizstab verwenden. Du kannst (idealerweise) auch Schwellenwerte und „ergänzenden Netzbezug“ individuell einstellen. Hat beispielsweise dein Heizstab eine Mindestleistung von 2 kW, könntest du festlegen, dass er ab einem PV-Überschuss von 1,5 kW eingeschaltet wird, wenn du 25 % ergänzenden Netzstrom akzeptierst.

Abhängig vom Aufbau gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, den Heizstab in dein häusliches Energienetz einzubinden. Dabei kommt es immer auf dein individuelles Setup an, weshalb pauschale Empfehlungen sehr schwer sind. Wenn der Heizstab direkt am Wechselrichter hängt, ist zum Beispiel eine Regelung nur möglich, wenn die Leitungsflüsse über den Hausanschlusspunkt bekannt sind. Bei Anlagen mit Energiemanagementsystem und Heimspeicher kann man mithilfe des Heizstabs theoretisch auch Energie aus dem Batterie- in den Wasserspeicher „umladen“. In der Praxis ist das aber meist nicht sinnvoll.

Wie viel kW sollte der Heizstab für meinen Pufferspeicher haben?

Wie viel kW der Heizstab tatsächlich benötigt, hängt davon ab, wie groß PV-Anlage und <a href=" Link entfernt ">Pufferspeicher sind. Dabei gilt die Faustregel: Der Heizstab sollte so klein wie möglich, aber so groß wie nötig sein. Bei PV-Anlagen bis 6 kWp und einem Pufferspeicher von 250 L werden zum Beispiel eher Heizstäbe mit 2 kW Leistung verwendet, für größere Anlagen nimmt man 3 kW oder mehr.

Dazu kommt: Kleinere Heizstäbe bis 3 kW können an eine normale Steckdose angeschlossen werden. Heizstäbe mit mehr Leistung werden mehrphasig angeschlossen und erfordern eine andere Absicherung als ein Haushaltsstromkreis. Sie müssen in Deutschland durch einen Elektriker installiert werden. Es gibt außerdem auch Heizstäbe, die direkt an die PV-Anlage angeschlossen werden. Hier muss ebenfalls ein Fachmann ran.

ASKOHEAT+: Der Heizstab für SENEC-PV-Anlagen

Wenn du Solarstrom erzeugen und nutzen möchtest, bietet unser Tochterunternehmen SENEC die passenden Lösungen an. PV-Anlage, Wallbox, Heimspeicher und eine <a href=" Link entfernt ">Stromcloud Speicher- und Cloud-Technologien lassen sich dabei optimal aufeinander abstimmen, um deinen Eigenverbrauch zu steigern und in vielen Energiebereichen unabhängiger zu werden.
--> Foto vom nachgerüsteten ASKOHEAT+ <--

Der Heizstab ASKOHEAT+ lässt sich per Plug & Play in ein SENEC.home-System einbinden.

Mit dem ASKOHEAT+ ist ein Heizstab für die Systeme SENEC.Home V2 Link entfernt und SENEC.Home V3 verfügbar. Damit du den Heizstab nutzen kannst, wird er mit dem Stromspeicher verbunden. Das geht ganz einfach per Plug & Play. Anhand des Überschusses aus der PV-Anlage ermittelt das Energiemanagementsystems des Heimspeichers, wann der ASKOHEAT+ das Brauchwasser erhitzt. Den Heizstab gibt’s in vier Ausführungen:
Leistung Eintauchlänge Elektro-Anschluss
1,75 kW 400 mm 230 V / 400 V
3,5 kW 600 mm 400 V
4,4 kW 700 mm 400 V
5,25 kW 750 mm 400 V
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Titel und Inhalt Deines Beitrags passen nicht zusammen: Was Du meinst, ist einen Heizstab als schaltbare AC-Last in einem Hausnetz zu verwenden, wenn gerade PV-Überschussleistung vorhanden ist. Der Heizstab hängt also ganz normal am 230V AC-Netz.

Unter "Heizstab direkt an PV" wäre vielmehr eine Lösung zu verstehen, bei der der Heizstab direkt mit DC von den PV-Modulen läuft. Auch so etwas gibt es zu kaufen.

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Heizstab als AC Last nachrüsten ist kein Problem. Beliebt ist hier diese wie der ACthor, ein regelbarer Heizstab der mir dem Energy Meter kommunizieren kann. Wenn keine Regeleinheit vorgeschaltet ist, liefert so ein Heizstab immer Nennleistung.

Schließt man einen 5kw Heizstab an, liefert der 5kw. Wenn du aber nur 1kw von Dach bekommst, kommt der Rest aus dem Netz. Regelung ist also sinnvoll. Entweder über eine Fertiglösung wie ACthor oder Smartfox oder selbst gebaut über einen Leistungssteller (Phasenanschnitt).

Fertiglösung 1500-2000€

Eigenbau 500-800€

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In den Dimensionen ehr nicht zulässig wegen der Netzrückwirkungen.

Dann lieber eine Schwingungspaketsteuerung (Impulsgruppenbetrieb).

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Das könnte preislich ungefähr hinkommen.

Hier gibt es eine kommerzielle Lösung, die mit 0-3,5 kW heizt und die man hier aktuell für 829€ angeboten bekommt. Allerdings braucht man zusätzlich noch ein WiFi-Powermeter im Sicherungskasten, so dass man in Summe wahrscheinlich wirklich irgendwo in dem Bereich rauskommt.

Alternativ mal in den Weiten des Internet nach dem Fronius Ohmpilot Ausschau halten.

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@lenny-cb danke für den Einwurf, könntest du etwas ins Detail gehen?

Hätte den hier für mich selbst immer Auge. Thyristorsteller 3x Phasenanschnitt

Bin nicht davon ausgegangen dar der zu Problem führen könnte da SmartFox die Dinger ebenfalls zur Steuerung ihrer Heizstäbe verwendet: Voltus – Onlineshop für Elektromaterial, Schalterprogramme und Smart Home Systeme.

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Das ist leider wirklich so, da hat unser aller "Liebling", der VDE, sich eine Regelung einfallen lassen:

In den Technischen Anschlussbedingungen steht unter Ziffer 10.2.7, Absatz (4) folgendes:

"Bei Wärmegeräten darf die unsymmetrische Gleichrichtung bis zu einer maximalen An-
schlussleistung von 100 W und die symmetrische Anschnittsteuerung bis zu einer maxima-
len Anschlussleistung von 200 W angewandt werden."

Phasenanschnitt bei >200 Watt ist also nicht zulässig.

Man könnte das jetzt eigentlich ganz einfach lösen, indem man eine Heizpatrone mit mehreren Heizwicklungen baut, die die Leistungen 200W, 200W, 400W, 800W und 1600 W haben. Die erstgenannte mit 200W regelt man stufenlos per Phasenanschnitt (da ist es ja erlaubt), die anderen schaltet man per Relais. Damit kann man sich jede Leistung von 0 - 3200 Watt stufenlos und TAB-konform zusammenstellen. Hat nur scheinbar noch niemand in der Form auf den Markt gebracht.

Alternative (Methode Holzhammer): Die Technik von vor 100 Jahren benutzen: Stelltrafo. Da bleibt die Stromaufnahme so sinusförmig, wie sie nur sein kann. Bräuchte man halt einen Stellmotor zum Einstellen.

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Bleibt die Frage warum kommerzielle Anbieter die in Deutschland vertreiben die Technik verwenden. Danke für den Beitrag, Sehr hilfreich :slight_smile: /p>

Wellenpaketsteuerung ist laienhaft ausgedrückt ein Phasenanschnitt der stets im Nullpunkt stattfindet und so die Sinusform erhält, richtig?

Für einen trägen Heizstab sind die sich erhebenden 50hz schaltintervalle ja mehr als ausreichend.

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Das hier ist noch sachdienlich:

https://www.mikrocontroller.net/topic/540711#7145310

-phasenanschnitt nicht über 200w

-wellenpakete nur in 4 Sekunden Abständen schaltbar und damit zu lange Zyklen um im Zähler zu saldieren (bei 3p nicht relevant weil alle Phasen gleich belastet)

-empfehlung für sinusdimmer

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Wellenpaketsteuerung (bzw. Schwingungspaketsteuerung, wie man auch manchmal sagt) bedeutet, dass man nur ganze Perioden des Sinus wegschneidet, also immer im Nulldurchgang schaltet. Aber auch da gibt es Beschränkungen, wie oft pro Minute man schalten darf. Das hängt wieder von der Leistung des Verbrauchers ab. Nachzulesen ist es in folgender Dokumentation in Tabelle 2:

http://antriebstechnik.fh-stralsund.de/1024x768/Dokumentenframe/Kompendium/TAB/TAB.htm

Bei 1-phasigen Verbrauchern hat man bis 400 W keine Beschränkungen, bei 1kW darf man nur noch 100x pro Minute schalten, bei 1,7 kW nur noch 10x pro Minute. Das ist dann, wie Du ganz richtig festgestellt hast, schon so langsam, dass der Stromzähler es "merkt" und nicht mehr darüber hinwegmittelt.

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Das ist mal wieder so eine Sachlage wie bei Balkonkraftwerken und SchuKo-Stecker. Der VDE sagt "nein", aber ob das rechtlich final bindend ist, ist umstritten. Hier gibt es einen Artikel, in dem das diskutiert wird:

https://www.pv-magazine.de/archiv/bersicht-regelbare-heizstbe/

Zitat:

"Zum einen wird darin bezüglich der Netzrückwirkungen gefordert, dass die Geräte die Normenreihe DIN EN 61000-3-x einhalten müssen. Einige Hersteller sagen, das sei mit Filtern möglich. In den TAB steht aber auch, dass Phasenanschnittsteuerungen nur für Geräte bis 200 Watt erlaubt sind. Es ist unklar, ob beide Bedingungen eingehalten werden müssen oder nur eine von beiden. Wir haben dazu die Antwort von einem großen Netzbetreiber bekommen, allerdings nur inoffiziell. Die dortigen Experten sind der Meinung, dass Phasenanschnittsteuerungen auch dann nicht angeschlossen werden dürfen, wenn sie der Norm entsprechen, sobald sie mehr als 200 Watt Leistung haben. Die Situation ist unbefriedigend, da die TAB dem Wortlaut nach auch anders interpretiert werden könnten. Der FNN, der der richtige Ansprechpartner dazu wäre, hat sich bisher nicht geäußert."

Wer es rechtssicher haben möchte, verwendet Phasenanschnitt nur bis 200 Watt, oder einen Sinusdimmer, oder einen Stelltrafo.

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Diese Vorschriften erscheinen mir reichlich weltfremd.. :shutmouth:

 Geräte zur Heizung oder Klimatisierung, ausgenommen bewegliche Geräte bis zu einem gesamten Anschlußwert von 2 kW je Kundenanlage

Das bedeutet konkret, daß ich jeden weiteren Heizlüfter oder Konvektor vorher zur Genehmigung vorzulegen hätte?! Und was ist mit den ganzen anderen leistungsstarken Geräten, Fritteuse, Wasserkocher, Bügeleisen, Heissluftgebläse, soll ich die alle anmelden?
Was ist mit den Massen von Halogen-Bühnen und Theaterstrahlern, die ich schon benutzt habe, immer mit Phasenanschnittdimmer. Mache ich mich jetzt zum Täter, wenn ich eine Bühne ausleuchte (6-10kW)?

Da wird gängige Praxis durch die Hintertür zum Vergehen erklärt, praktisch niemand weiß aber davon.

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ich denke im Groben ist alles dazu gesagt.

PS: hatte mal vor Kurzem gelesen, dass schon an Verordnungen gebastelt wird um generell Phasenschnittdimmer zu verbieten.

Was die Hersteller verbauen und verkaufen ist mal eine ganz andere Geschichte. Ich vermute immer mehr das "Sinusdimmer" verbaut sind.

Da ich auch nicht diese frechen Mond-Preise zahlen wollte, war ich auch erst auf einen Thyristorsteller mit RS485 Anbindung aus.

Momentan aber planlos.

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Bei manchen Herstellern geht aus der Dokumentation explizit hervor, dass es sich um einen Sinusdimmer handelt. Bei diesem Produkt (ich hatte es weiter oben schon mal verlinkt) steht es im Datenblatt auf Seite 3 unten:

"Die lineare Leistungsstellung der AC ELWA-E erfolgt, wie bei einem netzgekoppelten Wechselrichter, mit
einem hochfrequenz-getakteten Leistungsteil. Dadurch werden Netzstörungen minimiert, EMV- und Netz-
Konformität ist im Gegensatz zu Thyristorstellern gewährleistet."

Für alle DIYer, die nicht zu einer kommerziellen Lösung greifen wollen, wäre der gute alte Stelltrafo vielleicht wirklich eine Überlegung wert. Einer, der 3 kW abkann, kostet keine 100 EUR:

https://www.ebay.de/itm/254385666914

Man braucht dann halt noch einen Stellmotor, der den Stelltrafo dreht (ein Scheibenwischermotor aus dem Auto wird's wohl tun), ein 12V Netzteil, vier MOSFETs für eine H-Brücke, einen Leskopf am Stromzähler und dann noch einen Arduino oder Raspberry, der das Ganze sinnvoll ansteuert. Ein TAB-konformer Eigenbau für unter 200€ Materialkosten sollte durchaus möglich sein. Der wird halt Ansprechzeiten von einigen Sekunden haben, wenn sich PV-Leistung oder Last ändern.

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Sinusdimmer und PWM ist dasselbe. Sag ich nicht weil anders behauptet wurde, sondern zur Klarstellung.

Nehmen wir mal an das kommerziell Produkte auch PWM verwenden. Gibt es Alternativen zu myPV, ACthor und Ohmpilot? Ich brauche deren Software nicht, die Schreibe ich selbst.

Wonach würde jemand der sich etwas besser auskennt als ich suchen wenn er eine PWM Steuerung für einen 9kw 400V Heizstab sucht?

Einfache Fallback Lösung wäre natürlich jeden der drei verbauten 3kw Heizstäbe einzeln über ein Schütz zu schalten. Und die Schaltung ab die Überschusseinspeisung zu knüpfen, ist halt nicht optimal.

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So ein S3-10DR von PPI schaut brauchbar aus, der schaltet nur am Nulldurchgang. Müsste man nur einen Re-Seller finden, keine Ahnung was die kosten

Hier noch ein anderes Beispiel, scheint erschwinglich. Technische Alternative Leistungssteller - 3x 3000 W, 01/LST3x13-DL - Heizung und Solar zu Discountpreisen

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Für alle, die es interessiert, hier ein recht ausführlicher Artikel über den Sinusdimmer:

https://wiki.production-partner.de/licht/der-sinusdimmer/

Einen universellen Sinus-Dimmer für Lampen zu bauen, scheint irgendwie noch immer so etwas wie "Black Magic" zu sein. Man findet fast nichts auf dem Markt, und wenn, dann ist es abartig teuer.

Der Vorteil bei einem Heizstab ist, dass er eine rein Ohm'sche Last ist, praktisch ohne Induktivität. Das macht die hochfrequente PWM-Ansteuerung (scheinbar schaltet man mit einigen zehn Kilohertz) deutlich einfacher, weil man dann den sekundären Schalter, wie er in obigem Artikel heißt, nicht braucht. Der macht das, was im DC-Fall die Freilaufdiode macht - er ermöglicht das Weiterfließen von induktiv getriebenen Strömen bei geöffnetem Schalter. Somit sollten "Heizstab-Sinusdimmer" leichter zu bauen sein als universelle "Lampen-Sinusdimmer".

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Erlaube mir zu fragen wofür du 12 einzeln ansteuerbare 2.5KW Ausgängefür eine Gesamtleistung von 30kW brauchst?
Wenn man in den häuslichen Dimensionen bleibt, kosten die Dinger auch nicht fast 5-stellig :wink:

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ich betreibe einen heizstab 4,5kw bei 12kwp pv

ist ne gute größe dafür

hier mein plan der steuerung

funktioniert seit nem jahr ohne probleme

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Braucht man natürlich nicht. Ich habe aber auf die Schnelle kein anderes Angebot mit Preisangabe für einen Sinusdimmer gefunden. Wer etwas besseres findet, gerne verlinken.

Wenn man den Preis mal durch 12 teilt, sind die Kosten pro Kanal aber immer noch in der Größenordnung dessen, was der my-pv AC-ELWA Heizstab kostet. Sogesehen kein Preisvorteil durch DIY in Sicht...