Hallo Leute, ich bin am überlegen, ob ich über Photovoltaik Module einen elektrischen Heizstab betreiben soll. Die Heizpatrone ist in einem 300l Warmwasser Beistellpuffer eingebaut. Der Pufferwasser wird normalerweise über einen Wärmetauscher von der Erdgas Heizungsanlage erwärmt. Generell geht es nicht um die Frage „Ob sich das (finanziell) lohnt“. Rechnet sich (vermutlich) nicht, oder erst in 10 Jahren, hängt vom zukünftigen Gaspreis ab. Die Ansteuerung des Heizstabs soll direkt, d.h. nicht indirekt über einen (teuren) Solar Wechselrichter (MPPT + 230VAC) erfolgen (siehe Anlage Bild 1). Den Beitrag Beitrag "Heizstab an PV.Mudule anschliessen" kenne ich schon. Die PV-Anlage besteht aus - 5-6 Solarmodule (ca. 1,5kWp), siehe Anlage Bild 3 - Heizstab (26,5VDC, 3 x 500W), siehe Anlage Bild 3 - Aufständerung (PV-Montagesystem) - Freischalter + Kabel - Ansteuerung. In dem Thread geht es um die Ansteuerung ======================================== Natürlich ist eine einfache Leistungsanpassung (PV → Heater) notwendig. Der Heizstab ist ein „anspruchsloser“ ohmscher Verbraucher, dem eine Niedervolt Gleichspannung (Nennspannung 26,5VDC) ausreicht und keine 230VAC netzäquivalente Versorgung benötigt. Die Leistungsanpassung muss kein aufwändiger MPPT (Maximum Power Point Tracker) sein, sondern so einfach und robust wie möglich ausgeführt werden. Es ist, meiner Meinung nach, kein Buck Converter oder Boost Converter notwendig. Der Wirkungsgrad sollte allerdings bei min. 90% liegen. Ich denke eine Leistungsanpassung kann rein kapazitiv über das Auf- und Enladen eines Kondensators (min. 2 x 4700µF, 63V, Low ESR) erfolgen, der über einen µC gesteuerten Schalter (Mosfet) geregelt wird (einfache Funktionsschaltung: siehe Anlage Bild 2). Die Induktivität soll den hohen Ladestrom (Schaltflanken) etwas mildern, um die Solarmodule zu "schonen"(notwendig???) Zwei parallel geschaltete Solarmodule (Vmp=32V, Imp=18A) sollen eine Heizstabwicklung (26,5VDC; 500W) ansteuern, also sind drei “Ansteuerungskanäle“ notwendig. Ein Schutzbeschaltung (Überspannung etc.) ist bei dieser Anordnung nicht notwendig, da die elektrischen Daten nur bei einer Supernova-Explosion gefährlich werden – und dann haben wir ganz andere Probleme ;-) Was haltet ihr davon? Kann das funktionieren? Nachteil ist, dass das Kabel ganz schön heftig ist 7x10mm² (3 Kanäle + PE), was allerdings vorhanden ist. Eine Weitere Möglichkeit wäre die Solarmodule in Serie zu verschalten und z.B. die 3 Heizwicklungen in 7 Stufen zu verschalten (siehe Anlage Bild 4). Benötigt nur ein 2x6mm² Solarkabel. Oder eine Kombination aus beiden? Kann mir jemand Tipps zur Schaltung geben? Oder gibt es eine noch einfachere Lösung? Im Prinzip soll das ganze eine abgespeckte Version von AE bzw REFUSol werden --> http://www.advanced-energy.de/de/PV_Heater.html Info: http://www.my-pv.com/ kenne ich auch schon.
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X. Y. schrieb: > ich bin am überlegen, ob ich über Photovoltaik Module einen elektrischen > Heizstab betreiben soll. Sonnenstrahlen mit ziemlich bescheidenem Wirkungsgrad in Strom verwandeln, um dann Wärme daraus zu erzeugen?! Das Design klingt unsinnig. Wesentlich effizienter wäre es, gleich Wärme draus zu machen. Mit schwarzen Schläuchen hinter Plexiglas und sowas, evtl. mit einem kleinen Solarpanel für die Umwälzpumpe.
PV-Heater << Flachkollektor << Röhrenkollektor mal der Effektivität nach. X. Y. schrieb: > Zwei parallel geschaltete Solarmodule (Vmp=32V, Imp=18A) sollen eine > Heizstabwicklung (26,5VDC; 500W) Vmp, Imp = Sind Peakangaben bei optimalen Bedingungen. Bei solchen Witterungsbedingungen wie sie gerade herrschen, bringen die nicht mal 50W.
@ Nop & Chris Danke für eure Beiträge, doch... ;-) > Generell geht es nicht um die Frage „Ob sich das (finanziell oder > energetisch) lohnt“. > In dem Thread geht es um die Ansteuerung Das habe ich befürchtet, dass es wieder in eine Grundsatzfragen Diskussion enden wird. Ja, Sonnenkollektoren haben einen höheren Wirkungsgrad für Wärme als PV. Und ja, im Winter und Nachts (also ca. 2/3 vom Jahr) bringt eine PV keine oder fast keine Leistung - alles bestens bekannt. Ich habe meine Gründe, warum ich dieses "unsinnige Design" gewählt habe. Ist alles reichlich überlegt. Mehr möchte ich dazu nicht schreiben, sonst artet der Thread in eine Richtung aus, die schon zu genüge diskutiert wurde. Also bitte nur Beiträge zur Ansteuerung und nicht zum (Un)Sinn des Vorhabens (PV WW-Heater) - Danke.
Was du da als Schaltung für die MPPT vorschlägst, ist grober Unfug. Nicht nur dass du den FET kapazitiv belastest und somit im Einschaltmoment große Ströme fließen, nein du hast auch ne Spule in Reihe sodass auch im Ausschaltmoment hohe Verlustleistung entsteht. Die Spule macht Sinn da somit eine Stromglättung über das Modul erreicht wird, aber idR. (und gerade bei solch großen Peak-Leistungen) guckt man eher, dass man die Spule eines Boost-Converters dafür hernimmt, ähnlich einer PFC. Nee, n=90% kannste dir damit abschminken. Kannst ja mal die Umschaltverluste ausrechnen. Wenn du mit der PWM-Frequenz nicht extrem weit runtergehst, werden die eher groß. Und das Konzept an sich ist auch schlecht gewählt, Heizbedarf und Sonneneinstrahlung sind in Mitteleuropa nur zu wenigen Monaten im Frühjahr und Herbst einigermaßen gleich groß. Heiz' dein Haus mit Holzpellets, das ist gespeicherte und in Säcke gefüllte Sonne.
Danke THOR für deine Anmerkungen. > Was du da als Schaltung für die MPPT vorschlägst, ist grober Unfug. Kann gut sein, dazu dient ja Thread um Meinungen/Vorschläge zu erhalten. In Sachen Leistungselektronik bin ich ein Anfänger. Das mit den hohen Schaltströmen sehe ich auch auch als Problem. Jede Spule wirkt dem entgegen steigert aber die Verluste und schaft ggf. neue Probleme. Eventuell ist die Lösung mit den schaltbaren Lasten (P: 100%, 66%, 33%) doch die bessere Variante? >Und das Konzept an sich ist auch schlecht gewählt Hat schon seinen Grund ;-) >Heiz' dein Haus mit Holzpellets... Das Haus wird mit einer Gasheizung geheizt, hier geht es um eine Warmwasser Unterstützung im Sommerhalbjahr. Kennst du eine Möglichkeit, die Umschaltströme (Flanken) verlustarm zu "entschärfen"?
Ja, ne Induktivität verwenden statt geschalteter Kapazitäten. Warum ne Spule deiner Meinung nach die Verluste erhöht weiss ich nicht. Wenn das ne geeignete (!) Induktivität ist, verringert die die Gesamtverluste der Schaltung eher, als dass Sie diese erhöht. Oder glaubst du, Kondensatoren werden nicht warm, wenn man die diverse 100.000-mal pro Sekunde praktisch kurzschließt? Glaubst du der FET wird nicht warm, wenn der mit der gleichen Schaltfrequenz einen unbegrenzten Strom durchlassen muss? Der befindet sich dann praktisch nie im Linearbetrieb. Dein Wirkungsgrad wird miserabel sein, weil du an praktisch jedem Bauteil im Strompfad unnötig große Verluste haben wirst. Mein Tipp: Nimm dir ein einzelnes Solarmodul, bau im Kleinformat nen MPPT Regler auf (Topologie: Buck-Konverter mit Eingangs-LC-Filter) und dann misst du erstmal, wie der Wirkungsgrad des Konverters ist, wie groß der mittlere Wirkungsgrad des MPPT Algorithmus und wie groß der Modulwirkungsgrad. Ggf. willst du auch vorher erstmal auf Papier ausrechnen wie groß Strom, Spannung und Verlustleistung an jedem einzelnen Bauteil sind. Ob an ner Diode 500mW oder 5W anfallen macht nen Unterschied. Und dann kannst du gern wiederkommen um das auf 1,5kW hochzuskalieren.
Nop schrieb: >> ich bin am überlegen, ob ich über Photovoltaik Module einen elektrischen >> Heizstab betreiben soll. > > Sonnenstrahlen mit ziemlich bescheidenem Wirkungsgrad in Strom > verwandeln, um dann Wärme daraus zu erzeugen?! Das Design klingt > unsinnig. Wesentlich effizienter wäre es, gleich Wärme draus zu machen. > Mit schwarzen Schläuchen hinter Plexiglas und sowas, evtl. mit einem > kleinen Solarpanel für die Umwälzpumpe. nein ( also nicht immer). Wenn der Puffer schon 40Grad hat holt man im Winter mit Solarkollektoren kaum noch wärme vom Dach. Solarzellen sind unabhängig von der Differenz, denn der Heizstab wird viel wärmer. Es gibt also Durchaus Situationen in dem PV besser ist. Wie es im Jahres schnitt ist, müsste man ermitteln. Dafür kommt noch der Vorteil das PV sehr geringe Installationskosten hat. Keine Pumpte, nichts was einfrieren kann oder auflaufen kann.
5-6 panels seriell, Laptop Netzteil . Dann 3x auf 24V modifizierte PC Netzteile welche dann abhängig von der Eingangsspannung zugeschaltet werden. Die Steuereinheit wird vom Laptopnetzteil (19V) gespeist. Wenn man dann anstelle von 24 18 oder 14V als Ausgangsspannung einstellen kann, kann man dann je nach Leistung (Eingangsspannung) unterschiedliche Lasten zuschalten.
Train schrieb: >> ... Ob an ner ... > > Unterschichtsdeutsch. Eine Mischung aus Schnellschrieb und Platt. Aber schön, dass: - Du an wenigen Worten den Stand einer Person, die du nie getroffen hast, ablesen kannst - Du vom Schichtenkonzept überhaupt irgendwas hältst - Dir das so wichtig war, dass du es mir unbedingt mitteilen musstest. chris schrieb: > 5-6 panels seriell, Laptop Netzteil . > Dann 3x auf 24V modifizierte PC Netzteile welche dann abhängig von der > Eingangsspannung zugeschaltet werden. Die Steuereinheit wird vom > Laptopnetzteil (19V) gespeist. Wenn man dann anstelle von 24 18 oder > 14V als Ausgangsspannung einstellen kann, kann man dann je nach Leistung > (Eingangsspannung) unterschiedliche Lasten zuschalten. Probier es bitte aus und berichte uns von deinen Erfahrungen.
M.M.n. ist jede Regelung zwischen PV Modulen und Heizstäben überflüssig, wenn man die Heizstäbe nach Angebot der Sonne dazu- oder freischaltet. Nehmen wir mal an, alle Module sind über Schottkys parallelgeschaltet, schaltet man per MOSFet einfach so viel Heizstäbe zu, bis die Spannung geringer wird. Die MOSfet schalten ab, wenn der Kessel zu heiss wird und schalten an, sobald Saft von den PVs kommt. Sinkt die Spannung, werden nacheinander Heizstäbe weggenommen.
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Train schrieb: >> ... Ob an ner ... Lass mal Train, ist hier kein literarisches Forum. Ich bin THOR sehr dankbar für seine konstruktiven Beiträge! Auch wenn er mich ein wenig entmutigt, doch ich möchte ja realistische Meinungen über meinen Schaltungsvorschlag haben, da Leistungselektronik und Gleichspannungswandler nicht mein Fachgebiet sind. Matthias S. schrieb: > M.M.n. ist jede Regelung zwischen PV Modulen und Heizstäben überflüssig Genau dies ist auch meine Meinung und möchte deshalb eine einfache Leistungsanpassung mit akzeptablen Wirkungsgrad. Heizstäbe brauchen keinen exakten Arbeitspunkt. Alle Solarmodule parallel schalten ist sicherlich auch eine Lösung, jedoch sind bei 50-60A die Leitungsverluste selbst bei 10mm² oder 16mm² Leiterquerschnitt enorm. Die Leitungslänge beträgt einfach ca. 18m! Das Verschalten bzw. zu und abschalten von Heizstäben habe ich im Eingangsbeitrag in Bild 4 aufgezeigt. Bei drei gleichen Heizstäben können durch paralleles zu und abschalten (3 Schalter) 33%, 67% und 100% Last erzeugt werden . Maximal sind 7 Laststufen (11%, 17%, 22%, 33%, 49%, 66% und 100%) möglich, dazu benötigt man aber auch 7 Schalter. Was mich stört ist nach oben der große Schritt von 66% auf 100%. Da sollte dazwischen noch min. 1 Stufe (85%) liegen. Besser wäre wohl ein dreier Heizstab mit je einer Nennspannung von 3 x 48V/500W (höhere Spannung, kleinere Stromstärke = kleinerer Leitungsverlust). Und ein 3x2 Solarmodule String. Was aber bei Teilverschattung (oder Verschmutzung oder Defekt) zu Problemen führen kann.
Je mehr Module du parallel statt seriell verschaltest, desto weniger macht Teilabschattung Probleme. Aber die Stromstärke kann sehr hoch werden wie du schon erkannt hast, daher macht man das in der Regel nicht. Bei Netzeinspeisung schaltet man idR. so viele Module in Reihe bis entweder die Peak-Leistung des Wechselrichters oder die maximale Spannung überschritten wird. Erst dann werden Strings aufgeteilt und ggf. mehrere WR installiert. Wenn du einfach den Lastwiderstand umschalten möchtest, stellt sich ein Arbeitspunkt ein der dem MPP beliebig nahe kommt aber ihn meistens nicht trifft. Da musst du jetzt entscheiden, wie viel % Leistung durch Falschanpassung verloren gehen dürfen. Maximal 10% dürfen das sein, da man aber noch Leitungsverluste und Verluste an den Leistungsschaltern hat, sollte man mal eher so mit 7% rechnen. Diese Zahl bestimmt jetzt die Anzahl an Widerstandswerten, die deine Heizstäbe haben müssen (bzw. die Anzahl zuschaltbarer Heizstäbe). Ich habs nicht ausgerechnet aber ich gehe davon aus dass das viele sein werden. Wenn du die Option hättest ne elektronische Last in deinen Warmwasserspeicher zu hängen, wäre das Problem trivial. Aber ich gehe davon aus dass das nicht möglich ist, Trinkwasserverordnung und so. On jetz enne Büchsebier, ne
X.Y. schrieb: > Alle Solarmodule parallel schalten ist > sicherlich auch eine Lösung, jedoch sind bei 50-60A die Leitungsverluste > selbst bei 10mm² oder 16mm² Leiterquerschnitt enorm. Beliebige Kombinationen sind ja auch möglich. Du kannst auch die Module einzeln zur Schaltung führen und da nach Bedarf mit ein paar MOSFet/Relais auf die Heizstäbe schalten.
Hallo, ich hab da mal was überschlagen. Ausgegangen bin ich von einer gewünschten Heizlast von 100 % = 1.500 W. Diese habe ich dann aufgeteilt und dann erhältliche Werte ausgewählt. 100,0 % = 1.500 W 50,0 % = 750 W -> 1000 W 25,0 % = 375 W -> 500 W 12,5 % = 187,5 W -> 200 W 6,25 % = 93,75 W -> 100 W 3,125 % = 46,875 W -> 50 W 1,5625 % = 23,4375 W -> 25 W 50 + 25% werden aus einem 3-fach Heizstab gebildet mit je 500W 12,5 + 6,26% werden aus einem 3-fach Heizstab gebildet mit je 100W 3,125 + 1,5625% werden aus einem 3-fach Heizstab gebildet mit je 25W Es werden also 3 Heizstäbe gebraucht. Man kann so die Heizlast in 25 W Schritten von 0 W bis auf 1.875 W umschalten. Ob damit der MPPT genau genug getroffen wird hab ich jetzt nicht ausgerechnet, notfalls müsste man noch einen weiteren noch kleineren Heizstab einbauen um die schaltbaren Schritte zu verkleinern. Eventuell könnte man auch den kleinsten Heizstab per PWM steuern um dessen Last zu variieren. Wenn ich mal von meinem Pufferspeicher ausgehe, habe ich die Möglichkeit auf verschiedenen Höhen an den 2" Anschlüssen einen Heizstab einzubringen. Ich bin bei mir, davon ausgegangen das ich mit 2 Heizstäben auskomme, wobei ich das nicht weiter durchdacht habe. LG tic
Also ich will das nur mal in den Raum werfen: Wir haben 3m2 Flachkollektoren gen West - und mit 300l Speicher zwischen Anfang Mai bis Anfang Oktober praktisch keinen Gasverbrauch (2 Personen). Ich habe allerdings auch schon mit dem Gedanken gespielt mit einem Heizstab zuzuheizen - ist aber am Solarspeicher ohne Loch für die Heizpatrone gescheitert. Die Idee dahinter war, das teilweise recht sinnlose nachheizen (z.Bsp. von 38°C auf 42°C am Abend, wenn die Sonne nicht ganz gereicht hat) zu unterdrücken, damit die Therme nicht sinnlos Zyklen sammelt. Bei mir wäre das Dank vorhandener PV-Anlage deutlich einfacher gewesen, habe es aber dennoch verworfen. Ich habe mich damals aber mit dem Gedanken der Einbindung einer Wärmepumpe vor den KW-Zulauf des Speichers / in den Zirkulationskreislauf getragen. Da gibt es zum Beispiel die Ariston Nuo - eine Wärmepumpe mit 80l Speicher - braucht aber auch einen Wechselrichter und zumindest eine "kleine" Batterie (sollte ob der hohen Entlade-Ströme nicht zu klein sein), da man die Wärmepumpe wahrscheinlich eher schlecht modulieren kann. Das heißt, man könnte wohl schon - müsste nur ein paar Temperaturen abgreifen und sich ein sinnvolles Konzept zur Regelung erdenken / zusammensuchen.
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Danke für die Anmerkungen S R schrieb im Beitrag: > Also ich will das nur mal in den Raum werfen... haben 3m2 > Flachkollektoren Hast sicherlich recht, Solarkollektoren sind die bessere Wahl für solare Wärmeerzeugung als PV. Ich habe meine Gründe, warum ich dies nicht mache (Installationsaufwand, Kosten, etc.) Matthias S. schrieb: > Du kannst auch die Module > einzeln zur Schaltung führen 10 Adern? 20m - habe ich leider nicht (Vorhandenes 7x10mm²) Habe mich jetzt (Stand: Freitag abend) für folgende Lösung entschieden (siehe Anlage). Damit lassen sich 16,5%; 33,0%; 49,5%; 66,0% und 100,0% mit 3 Halbleiter Relais (10A) einstellen. Da die Heizstäbe unempfindlich sind, können diese sicherlich auch in einem Nennspannungsbereich von 70...110% betrieben werden. Somit lässt sich auch die Lücke zwischen 66%...100% auf 75%...80% verkleinern. Ich denke, einfacher geht es wirklich nicht. Manuelle Verdratung ist sehr einfach. tic schrieb im Beitrag: > Ich bin bei mir, davon ausgegangen das ich mit 2 Heizstäben auskomme, Die obige Lösung kann sicherlich noch erweitert werden. Vorerst sollte ein Heizstab mit 3 Heizelementen ausreichen. Ich bin überzeugt, dass ich mit den 5 Heizstufen + Nennspannung Hysterese eine ausreichend genaue MPPT Anpassung erreichen werde. Unterhalb von 20% ist die Leistung sowieso irrelevant. @ THOR Prost, Salute und Skoll THOR schrieb im Beitrag: > On jetz enne Büchsebier, ne Kommt zwar etwas spät, Bier ist schon lack, aber ein zweites ist sicherlich noch da, mache ich jetzt auch ...Prost, Salute und Skall...
X.Y. schrieb: > Ich bin überzeugt, dass ich mit den 5 Heizstufen + Nennspannung > Hysterese eine ausreichend genaue MPPT Anpassung erreichen werde. > Unterhalb von 20% ist die Leistung sowieso irrelevant. Da ist es üblicherweise am kältesten. Heizleistung braucht man wenn wenig Sonne scheint, nicht Mittags wenn der Asphalt weich wird.
X.Y. schrieb: > 10 Adern? 20m - habe ich leider nicht (Vorhandenes 7x10mm²) Nein, natürlich nur 6 Adern bei 5 Panels. Davon sollte aber das gemeinsame ein 35mm² sein. Kostet aber auch nicht so viel: http://www.ebay.de/itm/251436529449 Oder du schaltest 2 deiner 10mm² parallel.
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THOR schrieb im Beitrag: > X.Y. schrieb: >> Ich bin überzeugt, dass ich mit den 5 Heizstufen + Nennspannung >> Hysterese eine ausreichend genaue MPPT Anpassung erreichen werde. >> Unterhalb von 20% ist die Leistung sowieso irrelevant. > > Da ist es üblicherweise am kältesten. Heizleistung braucht man wenn > wenig Sonne scheint, nicht Mittags wenn der Asphalt weich wird. Ich meinte, wenn die Panels im Winter kaum Leistung bringen und ihre Abgabe bei unter 10-20% von Pmax liegen, dann kommt es auch nicht mehr darauf an, ob ich den optimalen MPPT-Punkt einstellen kann. Mit den 5 Heizungsstufen kann ich nur 16,5% oder 33% einstellen. Unterhalb von 15% wird dann der System Wirkungsgrad immer schlechter. Doch das ist zu verkraften. Eine effektive Heizleistung von ca. 100-200W für 3-4 Stunden/Tag bringt das Boilerwasser nicht gerade zum Kochen ;-) Mit einem zusätzlichem Halbleiterrelais (4 anstatt 5) könnte ich noch 11% Leistungsverbrauch einstellen (siehe Anlage 1) fragt sich nur, ob sich das wirklich lohnt? Vom 15.11. - 26.01. steht die Sonne so flach, dass sich die Anlage vormittags teilweise im Bergschatten befindet (siehe Anlage 2, 280° Jahres Sonnenstand Simulation). Matthias S. schrieb im Beitrag: > X.Y. schrieb: >> 10 Adern? 20m - habe ich leider nicht (Vorhandenes 7x10mm²) > > Nein, natürlich nur 6 Adern bei 5 Panels. Davon sollte aber das > gemeinsame ein 35mm² sein. > > Oder du schaltest 2 deiner 10mm² parallel. Habe das so verstanden, wenn ich die 5 Module beliebig verschalten will (Serien- und Parallelschaltung), dann benötige ich pro Panel 2 Leitungen - also 10 Adern. Bei einer "Sparschaltung" komme ich auf insgesamt 8 Adern. Oder wie meinst du das? Wenn ich alle 5 Module parallel schalte, dann wird das 7x10mm² wie folgt aufgeteilt 2x3mm² + 1xPE, also 30mm³ für Hin- und Rückleitung.
5 Module ist halt auch ne blöde Zahl, lässt sich daran was ändern?
Wahrscheinlich braucht es externe Dioden nach jedem Panel, ansonsten geht die Leistung der Panels in einigen Jahren in den Keller, Datenblatt der Backdiode checken.
Ich sehe da mehr Potenzial bei 48V Verschaltung, also 2 panel in Serie und Pwm . Pwm kann ja auf 2-3 Heizspiralen aufgeteilt werden sodass ab 500W kein Impulsbetrieb stattfindet. Trotzdem würde ich eine kleine Kondensator Bank vorsehen für den Betrieb mit kleiner Leistung. Es braucht ca 12.2 kW um 300lt von 10 grad auf 45Grad aufzuheizen. Heizstab hat 0.7% Wirkungsgrad, also braucht es 17.4kw . Zur Verfügung stehen 0.98kw (280wp x5 x0.7). Vielleicht is es besser das Konzept nochmals zu überdenken.
Warum erzeugt man erst aus Sonne Strom und daraus wieder Wärme? Die Wärme direkt mit Kollektoren zu gewinnen ist vielleicht nicht so elegant, aber wesentlich effektiver! VG
chris schrieb: > Ich sehe da mehr Potenzial bei 48V Verschaltung, also 2 panel in > Serie > und Pwm . Man kann alles PWM-en wenn man das will. > Pwm kann ja auf 2-3 Heizspiralen aufgeteilt werden sodass ab 500W kein > Impulsbetrieb stattfindet. Was ist Impulsbetrieb. Du meinst den diskontinuierlichen Betrieb beim Buck oder Boostconverter? Gibts dazu auch ein Blockschaltbild oder nur vage Prosa? > Trotzdem würde ich eine kleine Kondensator > Bank vorsehen für den Betrieb mit kleiner Leistung. Kondensatoren zur Stromglättung, ja? Und was ist "klein"? > Es braucht ca 12.2 kW um 300lt von 10 grad auf 45Grad aufzuheizen. Watt auf der einen und Joule auf der anderen Seite der Gleichung. > Heizstab hat 0.7% Wirkungsgrad, also braucht es 17.4kw . Der Heizstab an sich hat 100% Wirkungsgrad, abzüglich Leitungsverluste sehr nahe an 100%. 7 Promille ist selbst für den Systemwirkungsgrad von Sonne zu Badewanne sehr niedrig gegriffen. > Zur Verfügung stehen 0.98kw (280wp x5 x0.7). 70% von was, bitteschön? Sind das elektrische Verluste oder die Berücksichtigung suboptimaler Modulausrichtung? Wenn letzeres, woher weisst du wo und wie der TE die Module aufhängen will? Wenn ersteres, wo gehen die 30% hin? > Vielleicht is es besser das Konzept nochmals zu überdenken. Da gebe ich dir vollkommen Recht. Aber es ist ja nicht mein und nicht dein Geld, weiterhin kennen wir die Wohnsituation des TE nicht, ganz zu Schweigen von rechtlichen Vorraussetzungen in seinem Heimatland, den Grad an Eigenleistung die er bei der Montage anbringen kann usw. usw. Wenn er denkt dass das Sinn macht, ist das halt so. Ich würds nicht so machen.
Nikolaus schrieb: > Warum erzeugt man erst aus Sonne Strom und daraus wieder Wärme? > Die Wärme direkt mit Kollektoren zu gewinnen ist vielleicht nicht so > elegant, aber wesentlich effektiver! nein, nicht in dem Fall Beitrag "Re: Solar Heißwasser: PV-Heater Elektronik" Dazu kommt noch der schlechte Wirkungsgrad beim Transport von Wärme in Rohren.
THOR schrieb: > chris schrieb: > Ich sehe da mehr Potenzial bei 48V Verschaltung, also 2 panel in Serie > und Pwm . > > Man kann alles PWM-en wenn man das will. Es ging mir mehr um die Spannung. Bei vollem Sonnenschein sind es 27V . Bei Teilabschattung (Wolken) oder ... sind es dann nur mehr 18V z.B. Mit 36V und pwm kann man mehr rausholen als mit 18V. Der Vorteil von Mppt ist die höhere Panelspannung und dass man damit unter suboptimalen Bedingungen die Batterie noch laden kann während bei normaler Panelspannung eine Ladung nicht mehr möglich wäre, sowie einige A mehr sollte die Batterie unter 70% entladen worden sein. > Pwm kann ja auf 2-3 Heizspiralen aufgeteilt werden sodass ab 500W kein > Impulsbetrieb stattfindet. > > Was ist Impulsbetrieb. Du meinst den diskontinuierlichen Betrieb beim > Buck oder Boostconverter? > Gibts dazu auch ein Blockschaltbild oder nur vage Prosa? > > Trotzdem würde ich eine kleine Kondensator > Bank vorsehen für den Betrieb mit kleiner Leistung. > > Kondensatoren zur Stromglättung, ja? Und was ist "klein"? > > Es braucht ca 12.2 kW um 300lt von 10 grad auf 45Grad aufzuheizen. > > Watt auf der einen und Joule auf der anderen Seite der Gleichung. > > Heizstab hat 0.7% Wirkungsgrad, also braucht es 17.4kw . 0.7 oder 70% um von Watt nach Joule zu wandeln, oder von elektrischer Leistung in Warme. Mein Fehler hier mit der Angabe. > > Der Heizstab an sich hat 100% Wirkungsgrad, abzüglich Leitungsverluste > sehr nahe an 100%. 7 Promille ist selbst für den Systemwirkungsgrad von > Sonne zu Badewanne sehr niedrig gegriffen. > > Zur Verfügung stehen 0.98kw (280wp x5 x0.7). > > 70% von was, bitteschön? Sind das elektrische Verluste oder die > Berücksichtigung suboptimaler Modulausrichtung? Wenn letzeres, woher > weisst du wo und wie der TE die Module aufhängen will? > Wenn ersteres, wo gehen die 30% hin? Die 280w sind in der Sahara wenn das Modul auf 20 Grad runtergekühlt wird. Ich neme an, dass das Modul hier 70% dieser theoretischen Peak Leistung liefert. Leitungsverluste .... sind separat. > Vielleicht is es besser das Konzept nochmals zu überdenken. > > Da gebe ich dir vollkommen Recht. Aber es ist ja nicht mein und nicht > dein Geld, weiterhin kennen wir die Wohnsituation des TE nicht, ganz zu > Schweigen von rechtlichen Vorraussetzungen in seinem Heimatland, den > Grad an Eigenleistung die er bei der Montage anbringen kann usw. usw. > > Wenn er denkt dass das Sinn macht, ist das halt so. Ich würds nicht so > machen.
"nein, nicht in dem Fall" Naja, das ist wohl der Unterschied zwischen Theorie und Praxis. Ich habe beides auf dem Dach. Die verbrauchte Fläche für PV ist ca. doppelt so groß wie die für Thermie. Die Zahlen von heute: PV ca. 10kWh Thermie: ca. 19kWh Dabei waren in meinem Fall (Neubau) die Anschaffungskosten für Thermie ebenfalls erheblich niedriger.
Nikolaus schrieb: > nein, nicht in dem Fall" > > Naja, das ist wohl der Unterschied zwischen Theorie und Praxis. > > Ich habe beides auf dem Dach. > Die verbrauchte Fläche für PV ist ca. doppelt so groß wie die für > Thermie. richtig, aber wenn die Fläche vorhanden ist spielt das aber keine rolle. > Die Zahlen von heute: > PV ca. 10kWh > Thermie: ca. 19kWh bei 2 Anlagen die ich vergleiche, ist bei kalten Temperaturen und wenig direkter sonne (bewölkt) bei Solarthermie 0kw und PV 3-4kw. > Dabei waren in meinem Fall (Neubau) die Anschaffungskosten für Thermie > ebenfalls erheblich niedriger. PV kann ich selber machen, Solarthermie nicht. somit würde für mich auf PV mehr in Frage kommen.
@chris: - Die Spannung eines Solarmoduls ändert sich nur sehr geringfügig mit der Bestrahlungsstärke, das ist ne Diodenkennlinie. Deswegen funktioniert die Konstantspannungs-MPPT ja auch hinreichend gut. - Eine Wolke macht keine Teilabschattung, denn eine Teilabschattung ist, wenn ein Teil eines Moduls oder ein Teil eines Modul-Strings abgeschattet wird. Ein Blatt auf dem Modul würde das verursachen. Dadurch wird wiederum nur der Maximalstrom verringert, nicht die Spannung gesenkt. - chris schrieb: > 0.7 oder 70% um von Watt nach Joule zu wandeln, oder von elektrischer > Leistung in Warme. Wenn du 1kW elektrisch in den Heizstab steckst und der schwimmt im Boiler, dann bekommt das Wasser 1kW thermisch ab. Und wenn du von Watt nach Joule wandeln willst, musst du mit Sekunden multiplizieren. chris schrieb: > Die 280w sind in der Sahara wenn das Modul auf 20 Grad runtergekühlt > wird. Nein, die 280W sind unter Testbedingungen, siehe Datenblatt. Ich lehne mich mal aus dem Fenster und sage, dass Solarmodule üblicherweise mit 25°C und AM=1,5 getestet werden. Diese Werte sind in Mitteleuropa problemlos erreichbar. > Ich neme an, dass das Modul hier 70% dieser theoretischen Peak Leistung > liefert. Für welche Situation gilt diese Zahl, die du dir aus den Rippen geschnitten hast? Sommer, Winter? 90° Ausrichtung? Sind das konstante 70%? Wo ist "hier"? Du kannst gerne nen Ertragsfaktor für das ganze Jahr angeben, aber dafür müsstest du wissen wo der TE wohnt, in welcher Ausrichtung er die Module aufhängt, ob es Abschattungen gibt und wie stark dieser Berg stört.
ich würde das Ganze ohne Elektronik machen. Die Module einfach in Serie schalten und die Heizstabspannung anpassen. Das Thermostat schliesst die Module kurz. Ist zwar die russische Methode aber die wird auch in 10 Jahren noch funktionieren ;-)
"bei 2 Anlagen die ich vergleiche, ist bei kalten Temperaturen und wenig direkter sonne (bewölkt) bei Solarthermie 0kw und PV 3-4kw." Ist bei mir genau umgekehrt. Wenn das Wetter nennenswerte Produktion erlaubt, ist Thermie praktisch immer im Vorteil. Allerdings habe ich Vakuumröhren. Die produzieren auch bei ungünstigen Umständen recht gut.
Nikolaus schrieb: > Allerdings habe ich > Vakuumröhren. Die produzieren auch bei ungünstigen Umständen recht gut. hast du keine Probleme mit Schnee/raufeif? Die Isolieren doch so gut, das sie ewig zu abtauen brauchen?
"hast du keine Probleme mit Schnee/raufeif?" Ab und an. Wenns richtig schneit, sind die PV Module aber auch dicht. Wenn die Sonne länger scheint, wie in den letzten Tagen, sind die Röhren auch abgetaut. Insgesamt produzieren die Röhren deutlich mehr Energie als die PV obwohl sie, wie schon erwähnt, nur halb so viel Fläche besitzen. Das ist meine Erfahrung die ich hier beitragen kann. Das Haus ist dabei recht gut nach Süden ausgerichtet und die Dachneigung beträgt ca. 44°, wenn ich das richtig in Erinnerung habe.
Okay sind einige Anmerkungen aufgelaufen, kurz ein paar Statements dazu. THOR schrieb im Beitrag: > 5 Module ist halt auch ne blöde Zahl, lässt sich daran was ändern? In der ersten Ausbauphase leiser nicht mehr möglich (Balkon), allerdings können aufgrund der Erfahrungen später noch mehr dazukommen (Dach). chris schrieb im Beitrag: > Wahrscheinlich braucht es externe Dioden nach jedem Panel, ansonsten > geht die Leistung der Panels in einigen Jahren in den Keller, Datenblatt > der Backdiode checken. Interessant, kannst du das näher erklären? chris schrieb im Beitrag: > Heizstab hat 0.7% Wirkungsgrad... Du meinst sicherlich einen Wirkungsgrad von 0,7 oder 70%. Was sicherlich falsch ist. Ein Heizstab wandelt zu ca. 99% die elektrische Energie in Wärme um und je nach Ausführung 0,1% in ein elektromagnetisches Feld. Elektrische Energie ist eine "edle" Energieform, da mir ihr fast jede andere Energieform erzeugt werden kann (mechanische, elektromagnetische, Wärme). Ich bin zwar kein Physiker, aber am Ende landet (fast) jede Energieform in Wärme, was normaler weise als "Verlust" angesehen wird (Stichwort: Entropie). Beispiel Glühlampe: ca. 3% Licht(Photonen) 97% Wärme > Vielleicht is es besser das Konzept nochmals zu überdenken. Nikolaus schrieb im Beitrag: > Warum erzeugt man erst aus Sonne Strom und daraus wieder Wärme? > Die Wärme direkt mit Kollektoren zu gewinnen ist vielleicht nicht so > elegant, aber wesentlich effektiver! THOR schrieb im Beitrag: >> Vielleicht is es besser das Konzept nochmals zu überdenken. > > Da gebe ich dir vollkommen Recht. Aber es ist ja nicht mein und nicht > dein Geld, weiterhin kennen wir die Wohnsituation des TE nicht, ganz zu > Schweigen von rechtlichen Vorraussetzungen Es ist sehr löblich, dass alle mich missionieren wollen. Zum 4 mal, ich habe meine Gründe dafür. Es ist schon so wie THOR schreibt - es ist mein Geld. Ich verstehe auch nicht, dass jemand einen Porsche oder SUV fährt, wenn ggf. ein Smart oder Polo den gleiche Zweck erfüllt (Bewegung von Punkt a nach Punkt B). Aber ich (muss) akzeptiere es - es ist sein Geld! Also, lassen wir diese Grundsatzkontroverse. Die Entscheidung ist in den letzten 3 Jahren gewachsen... Kurze (vereinfachte) Begründung: Die Lösung mit Sonnenkollektoren kostet mir ca. 3000-5000€ Die (schlechtere) Lösung mit PV-Heater kostet ca. 1500-2000€ + zusätzlichen Optionen (Stichwort Eigenverbrauch) + keine Bürokratie + DIY Ich will PV-Erfahrung sammeln chris schrieb: > Es braucht ca 12.2 kW um 300lt von 10 grad auf 45Grad aufzuheizen. 12.2kW ?? oder meinst du 12.2kWh? Eine 1,5kWp PV-Anlage erzeugt ca. 1.200kWh Energie im Jahr. (Nachbaranlage kommt auf ca. 15000kWh/a) Q = m cp dT → cp = 4,2 kJ/(kg*°C) → 1kWh =3600kJ m= Q/( cp * dT) = 1200*3600 / (4,2 * 35) = 29.387kg → 29m³ Wasser / Jahr chris schrieb im Beitrag: > s ging mir mehr um die Spannung. Bei vollem Sonnenschein sind es 27V . > Die 280w sind in der Sahara wenn das Modul auf 20 Grad runtergekühlt > wird. Wie kommst du auf 27V? Schau dir mal das Datenblatt an, es sind 32V (9A) – 39V (Offen) und 280W sind unter 1000W/m² definiert. Im Sommer liegt die Einstrahlungsenergie in Süddeutschland bei ca. 1000-1200W/m². Also was soll die Bemerkung? PeterL schrieb im Beitrag: > ich würde das Ganze ohne Elektronik machen. > Die Module einfach in Serie schalten und die Heizstabspannung anpassen. Interessant, und wie willst du das ohne Elektronik machen? Ohne das ich immer am Stufenschalter sitzen muss? Besonders möchte ich THOR, Matthias S und Peter II für ihre Tipps danken! An chris, ich glaube dir fehlt es an Grundlagen ;-) Aber danke für dein Engagement. So jetzt gehe ich zu Bett. Es freut mich das der Thread soviel Aufmerksamkeit erregt. Ich bin für jeden sachlichen Beitrag sehr dankbar!
> chris schrieb im Beitrag: > Wahrscheinlich braucht es externe Dioden nach jedem Panel, ansonsten > geht die Leistung der Panels in einigen Jahren in den Keller, Datenblatt > der Backdiode checken. > > Interessant, kannst du das näher erklären? Im Datenblatt des Panels Maximum reverse current. Steht da z.b. 16A, und das Panel liefert max 9A dann geht die Diode unweigerlich kaputt wenn mehr als 2 gleiche Panels parallel betrieben werden. Es genügt schon wenn die Diode leicht beschädigt ist und das Panel sich durch den Rückstrom aufheizt, damit das Panel dann deterioriert. > > > > > > X.Y. schrieb: > chris schrieb: >> Es braucht ca 12.2 kW um 300lt von 10 grad auf 45Grad aufzuheizen. > 12.2kW ?? oder meinins du 12.2kwh In diesem Fall Ja. Dies war eine Annäherung. Wie lange braucht es 300lt mit 1500W aufzuheizen? 300000 Gramm 35 Kelvin 4,18 Wattsekunden/(Gramm*Kelvin) / 1500 Watt / 3600 = 8 Stunden 8 Minuten. = 12.2 Kwh. Die Annäherung stimmt. Das mit dem Wirkungsgrad von 70% des Heizstabes stimmt nicht, hatte danach gegoogelt und ist schlicht falsch. Zum Konzept überdenken, da das System sehr nahe am Ideal ist könnte ein zweistufiges Konzept mehr Komfort bringen, z.B 10lt druck -warmwassererhitzer mit ausgetauscht er Heizpatrone und zusätzlicher Isolierung nach dem 300lt Tank, normalerweise ist sowas in Eigenleistung anschliesbar und die kompliziertere Steuerung sollte kein Problem darstellen. > chris schrieb im Beitrag: >> s ging mir mehr um die Spannung. Bei vollem Sonnenschein sind es 27V . >> Die 280w sind in der Sahara wenn das Modul auf 20 Grad runtergekühlt >> wird. > Wie kommst du auf 27V? Schau dir mal das Datenblatt an, es sind 32V (9A) Ja, schau dir das komplette Datenblatt an. Bei 45 Grad sind es 28.5V . Diode +Leitungsverluste machen daraus dann 27V. Ob es dann 27.3 oder ... Sind wird man sehen. BeiW/m> – 39V (Offen) und 280W sind unter 1000W/m² definiert. Im Sommer liegt > die Einstrahl ²ungsenergie in Süddeutschland bei ca. 1000-1200W/m². Also > was soll die Bemerkung?
Nikolaus schrieb: > Die verbrauchte Fläche für PV ist ca. doppelt so groß wie die für > Thermie. > Die Zahlen von heute: > PV ca. 10kWh > Thermie: ca. 19kWh Mit Verlaub, die Zahlen klingen äußerst unrealistisch! Darf man mal fragen, wo sich diese Anlage befindet? Falls in Deutschland, wie groß ist die Fläche? Und vor allem, bei welcher (Kollektor) Vor- und Rücklauftemperatur wurden die 19kWh thermisch gewonnen?
warmduscher schrieb: > Mit Verlaub, die Zahlen klingen äußerst unrealistisch! Wenn Du meinst. Die Anlage steht in Nordbayern. Es sind 60 Röhren. Fläche kann ich nur schätzen. Ca. 14 m². Sonne pur: Gestern (heute wieder) hatten wir klaren Himmel. Keine Wolke. Einstrahlung lt. Wetterdienst 350W/m². Erstaunlich für diese Jahreszeit. Großer Haushalt. Die Anlage hats geschafft den unteren Bereich des Speichers auf gut 40° aufzuheizen. Vorlauftemperatur am Kollektor ca. 48° Rücklauftemperatur zum Kollektor ca. 40°. Durchfluss ca. 12 l/min. Kannst also gerne nachrechnen. VG
Wie ist das eigentlich im Sommer mit der Solarthermie? Wenn mehr Wärme eingefangen wird, als benötigt wird? Wenn das Wasser zu sieden beginnt, platzen doch die Kollektoren. Und trocken legen stelle ich mir auch problematisch vor, weil sie dann bestimmt schmelzen...
chris schrieb: > Wie lange braucht es 300lt mit 1500W aufzuheizen? > > 300000 Gramm 35 Kelvin 4,18 Wattsekunden/(Gramm*Kelvin) / 1500 Watt > / 3600 = 8 Stunden 8 Minuten. = 12.2 Kwh. Passt doch, würde bedeuten, im Sommer wird der Puffer ca. 1x pro Tag (falls nötig?) aufgeheizt. Das Problem bei mir sind die langen WW-Zirkulationsleitungen (Mietshaus mit 3 Wohnungen), wahre Energiefresser. Das System ist ja als Warmwasser UNTERSTÜTZUNG gedacht und nicht als Vollversorgung. Wenn der PV-Heater im Herbst die Temperatur um 10°C erhöht, muss die Gasheizung weniger "liefern". Am wirkungsvollsten (sinnvollsten) ist es in den Sommermonaten den Kaltwasserzufluss für den WW-Beistellpuffer über einen Luftwärmetauscher zu führen. Immer wenn die Außentemperatur über 10°C (ca. Kaltwasserleitungs-temperatur) liegt, wird das DeltaT immer geringer. Hilft allerdings nicht bei Zirkulationsverlusten ;-) Norman schrieb: > Wie ist das eigentlich im Sommer mit der Solarthermie? Wenn mehr Wärme > eingefangen wird, als benötigt wird? Bin kein Fachmann, aber nach meinem Kenntnisstand müssen die Kollektoren (Dichtungen!) Temperaturen von fast 200°C aushalten. Bei über 100°C (120°C ???) fängt die Absorbierflüssigkeit (kein reines Wasser) an zu verdampfen. Im System befindet sich im Worst Case nur noch Dampf - (hoher Druck). Daher muss eine gut dimensionierte Anlage ein entsprechend großes Ausdehnungsgefäß besitzen. Kühlt das System nachts wieder ab, kondensiert das Medium wieder. Unter 80°C kann dann wieder das Warmwasser erzeugt werden. Ich kenne jedoch auch Systeme, da lassen ängstliche Hausbesitzer extra warmes Wasser laufen (WW-Wasserhahn auf) um die Anlage "zu kühlen". Problem: An einem heisen Sommertag wollen die Leute nicht unbedingt eine heiße Dusche. Am Ende sind ggf. die Wasserkosten höher als die eingesparten Energiekosten. Es gab anscheinend auch schon Unfälle von Hausbesitzern, die beim Versuch die Kollektoren abzudecken vom Dach gestürzt sind. Die Dachpfannen sind extrem heiß..
Mit schwarzen Röhren kommt man knapp über 100°C, mit selektiv schwarzer Beschichtung etwa 160°C und mit Vakuumröhren deutlich über 200°C.
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