Ich suche nach einer möglichst fertigen Lösung, um die Heizleistung
meines E-Boilers (2.2kW) zu reduzieren, um den Überschuss aus der
Balkonssolaranlage auszunutzen. Da habe ich an einen Leistungssteller
mit Pulspaketsteuerung gedacht, um das Netz nicht allzu sehr zu
versauen.
Da ergeben sich natürlich Fragen:
Gibt es sowas in Fertig? Also einstellbar, damit ich die Leistung z.B.
auf 1/6 (=370W) reduzieren kann, indem nur jede 6. Halbwelle
durchgelassen wird?
Und genauso wichtig: Wie reagiert so ein üblicher digitaler Stromzähler
(ich habe z.B. einen Siemens TD-3511) auf eine Pulspaketsteuerung? Über
welche Zeit wird gemittelt?
Also konkret: Ich speise mit der Solaranlage kontinuierlich 400W ein,
der Boiler zieht nur 1/6 seiner Maximalleistung, also nur jede 6.
Vollwelle wird durchgelassen. Würde er dann mit dem Boiler und der
Solaranlage 370W - 400W = -30W messen?
Thomas Korner schrieb:> Und genauso wichtig: Wie reagiert so ein üblicher digitaler Stromzähler> (ich habe z.B. einen Siemens TD-3511) auf eine Pulspaketsteuerung? Über> welche Zeit wird gemittelt?
hatten wir neulich diskutiert:
Petr Z. schrieb:> Bei dem Stromzähler von meinem Distributor ist die Integrationszeit> 960ms, also 48 Vollperioden.
und
MaWin schrieb:> Es misst auf jeden Fall schneller als die 4-Sekunden Pulspaketzeit, oft> 250ms.
Für deinen Siemens TD-3511 wirst du wohl selber nach den Technischen
Daten suchen müssen…
Helge schrieb:> an einen 1-10V Dimmer anschließen?
Das möchte er (aus nachvollziehbaren Gründen) nicht:
Thomas Korner schrieb:> um das Netz nicht allzu sehr zu versauen.
https://docs.rs-online.com/971b/0900766b816caf32.pdf
Das Teil kann mehr als du willst. Ob es deine Preisklasse ist, musst du
selber wissen.
Aber ein Anhaltspunkt zum Suchen ist "Schwingungspaketsteuerung" und
"Vollwelle".
Frank H. schrieb:> Das möchte er (aus nachvollziehbaren Gründen) nicht:
Wenns nur 350..600W sind, ist das nicht so arg. Das machen die meisten
Staubsauger auch.
Helge schrieb:> Wenns nur 350..600W sind,
Sein Heizstab hat 2.2 kW.
> Das machen die meisten Staubsauger auch.
Andere Baustelle, Motor vs. rein Ohmsche Last.
Εrnst B. schrieb:> Sein Heizstab hat 2.2 kW.
Weiterlesen:
Helge schrieb:> Falls dein Boiler mehrere Heizwendeln hat, den kleinsten davon an> einen 1-10V Dimmer anschließen?
Frank H. schrieb:> Helge schrieb:>> Falls dein Boiler mehrere Heizwendeln hat,
Und, schon mal so einen Boiler mit mehreren, unterschiedlich
dimensionierten Heizwendeln gesehen?
Drei identische: Klar, gibt es, für Drehstrom. Aber drei verschiedene,
von denen auch noch eine nur 600 Watt haben soll? Ist mir noch nie
untergekommen.
Εrnst B. schrieb:> Frank H. schrieb:>> Helge schrieb:>>> Falls dein Boiler mehrere Heizwendeln hat,>> Und, schon mal so einen Boiler mit mehreren, unterschiedlich> dimensionierten Heizwendeln gesehen?>> Drei identische: Klar, gibt es, für Drehstrom. Aber drei verschiedene,> von denen auch noch eine nur 600 Watt haben soll? Ist mir noch nie> untergekommen.
Klar, Solarboiler mit Zusatz-Heizpatrone.
Die gibt's mit vielen verschiedenen Leistungen.
Frank H. schrieb:> Klar, Solarboiler mit Zusatz-Heizpatrone.> Die gibt's mit vielen verschiedenen Leistungen.
Ahso. Er soll also in seinen vorhandenen 2.2kW - Elektro-Boiler nochmal
einen Zusatz-Heizstab mit nur 600W einbauen.
Bringt ihm was?
Den darf er, auch wenn da kein Hahn danach kräht, ebenfalls nicht per
Phasenanschnitt "dimmen".
Was soll er dann machen? Einen Satz von Heizstäben mit
1,2,4,8,16,32...256 Watt einbauen, bis sein Boiler wie ein Igel
aussieht, nur damit er ohne hyperkomplexe Wellenpaketsteuerung auskommt?
Also ehrlich... die Wellenpaketsteuerung ist wesentlich einfacher als
ein 1-10V Dimmer. Geradezu trivial.
Warum also auf Biegen und Brechen eine komplexere, teurere, schlechtere
Lösung durchsetzen?
Εrnst B. schrieb:> Ahso. Er soll also in seinen vorhandenen 2.2kW - Elektro-Boiler nochmal> einen Zusatz-Heizstab mit nur 600W einbauen.
Was soll denn diese Unterstellung?!
Kein Mensch hat vom zusätzlichen Einbau gesprochen!
Für den Fall, dass er bereits einen eingebaut hat...
Εrnst B. schrieb:> Also ehrlich... die Wellenpaketsteuerung ist wesentlich einfacher als> ein 1-10V Dimmer. Geradezu trivial.
Und warum wiederholst du das, was ich schon weiter oben geschrieben
habe?
Frank H. schrieb:> Für den Fall, dass er bereits einen eingebaut hat...
... soll er sich über die TAB hinwegsetzen und den per Phasenanschnitt
dimmen?
Obwohl er explizit gesagt hat, dass er
Thomas Korner schrieb:> das Netz nicht allzu sehr zu versauen
will?
Εrnst B. schrieb:> Obwohl er explizit gesagt hat, dass er>> Thomas Korner schrieb:>> das Netz nicht allzu sehr zu versauen>> will?
Schon wieder schreibst du das Gleiche, was ich weiter oben bereits
schrieb:
Beitrag "Re: Pulspaketsteuerung einstellbar"
Frank H. schrieb:> Schon wieder schreibst du das Gleiche,
Warum hast du dann den Dimmer-Vorschlag von Helge verteidigt? Der ist
Müll, egal ob der Heizstab 2.2 kW oder 600 Watt hat.
Εrnst B. schrieb:> Er soll also in seinen vorhandenen 2.2kW - Elektro-Boiler nochmal einen> Zusatz-Heizstab mit nur 600W einbauen.
Er sollte sich seinen zweiten Heizstab lieber da reinschieben wo noch
Platz ist. Am besten sogar in einen zweiten Wasserbehälter mit frischer
hoher Wärmekapazität, die noch von 20°C bis auf 60°C aufgeheizt werden
kann. Das ist dann am effektivsten.
Thomas Korner schrieb:> Da habe ich an einen Leistungssteller> mit Pulspaketsteuerung gedacht
Pulspaketsteuerung moduliert zwar die Heizleistung, bringt jedoch nur
teilweise den gewünschten Effekt (Ersparnis):
Die Pulspaketsteuerung schaltet den Heizstab in kurzen Abständen ein
bzw. aus. In der Ein-Phase verbraucht der Heizstab die vollen 2,2kW.
Wenn die Solaranlage diesen Bedarf nicht abdecken kann, muss der Rest
(teuer) dazugekauft werden.
Nimm eine Gleichstromregelung oder einen Heizstab, den man bspw. in 500W
Stufen schalten kann.
Heinz schrieb:> In der Ein-Phase verbraucht der Heizstab die vollen 2,2kW.> Wenn die Solaranlage diesen Bedarf nicht abdecken kann, muss der Rest> (teuer) dazugekauft werden.
Auch das hatten wir schon diskutiert. Der Stromzähler integriert über
eine gewisse Zeit. Wenn die Pulspaketsteuerung schneller ist, bleibt der
Zähler trotzdem stehen.
Εrnst B. schrieb:> Einen Satz von Heizstäben mit 1,2,4,8,16,32...256 Watt >> Also ehrlich... die Wellenpaketsteuerung ist wesentlich> einfacher als ein 1-10V Dimmer.
Extra Dimmer braucht er dann ja keinen mehr, 511 verschieden starke
Leistungsstufen sollten wohl mehr als ausreichend sein. ;)
Heinz schrieb:> Die Pulspaketsteuerung schaltet den Heizstab in kurzen Abständen ein> bzw. aus. In der Ein-Phase verbraucht der Heizstab die vollen 2,2kW.> Wenn die Solaranlage diesen Bedarf nicht abdecken kann, muss der Rest> (teuer) dazugekauft werden.
Teuer dazugekauft werden muss die Energie nur, wenn die Pulspakete in
den vom Zähler über sein Zeitfenster gemittelten Werten in Erscheinung
treten. Darum muss die Periode der Pulspakete kleiner als die
Mittelungszeit sein.
Wolfgang schrieb:> Teuer dazugekauft werden muss die Energie nur, wenn die Pulspakete in> den vom Zähler über sein Zeitfenster gemittelten Werten in Erscheinung
Stromzähler tasten Strom und Spannung im kHz Bereich ab, üblich sind
3,25kHz siehe EN50470. Sie müssen schließlich Wirk- und Blindleistung
unterscheiden können. Das Zeitfenster ist also ca. 3ms groß. Bei
Ansteuerung von Heizstäben mit Wellenpaketsteuerung entsteht Netzbezug,
wenn die PV die Gesamtleistung (hier 2,2kW) nicht bereitstellen kann.
Thomas Korner schrieb:> Da habe ich an einen Leistungssteller> mit Pulspaketsteuerung gedacht, um das Netz nicht allzu sehr zu> versauen.
Hatte mal ne einfache Schaltung simuliert - nur so aus Langeweile ;-)
siehe Anhang.
Hinweis:
R8 und R10 sind das ebenso simulierte Poti.Um nicht mehrere sich
ueberlappende Diagramme darzustellen hatte ich die step-Anweisung
deaktiviert und Festwerte verwendet....
> um den Überschuss aus der Balkonssolaranlage auszunutzen.
Geht das nur mir so, oder kommen hier täglich zwei Kiddies, die per
Solargebastel den Stromzähler austricksen wollen und PWM nicht
verstanden haben?
Hat mal jemand ähnliche Beiträge gezählt?
Heinz schrieb:> Stromzähler tasten Strom und Spannung im kHz Bereich ab, üblich sind> 3,25kHz siehe EN50470. Sie müssen schließlich Wirk- und Blindleistung> unterscheiden können. Das Zeitfenster ist also ca. 3ms groß.
3ms und 3,25kHz passen nicht so richtig gut zusammen, meintest du 300µs?
Macht aber nichts, denn richtig ist: die Abtastung findet tatsächlich im
Bereich einiger kHz statt. Aus den abgetasteten Momentanwerten von Strom
und Spannung wird jeweils ein "Abtastwert" der Momentanleistung
berechnet.
Und über diese Wertefolge der Momentanleistung muss dann über eine
gewisse Zeit gemittelt werden. Und zwar genau damit Wirk- und
Blindleistung unterschieden werden können, denn die sind erst als
Mittelwert über die Zeit definiert. Würde man nur 3ms (oder 300µs)
mitteln, dann würde man fälschlicherweise auch Blindleistung im Zähler
mitzählen (weil man nicht mitkriegen würde, dass später in dieser
Netzperiode der entsprechende Leistungsanteil wieder zurückfließt). Die
Blindleistung muss sich bei der Wirkleistungszählung herausmitteln
können.
Und deswegen muss die Mittelungsdauer mindestens 1 Netzperiode betragen
(bei linearen Lasten könnte man noch darüber diskutieren, ob vielleicht
auch eine halbe Netzperiode ausreicht).
Die tatsächlich verwendeten Mittelungsdauern sind üblicherweise größer
(im Bereich einiger Netzperioden bis 1 s). Welche genaue Mittelungsdauer
verwendet wird, hängt vom einzelnen Zählertyp ab (und wie er sein
Mess-IC konfiguriert). Und solange die Periode der Pulspakete kürzer als
diese Mittelungsdauer ist, wird eben auch darüber gemittelt.
Achim S. schrieb:> Und deswegen muss die Mittelungsdauer mindestens 1 Netzperiode betragen> (bei linearen Lasten könnte man noch darüber diskutieren, ob vielleicht> auch eine halbe Netzperiode ausreicht).
Genau so ist es. Die Netzperiode (50Hz, 20ms) wird mehrfach abgetastet
und die Samples werden über 20ms gemittelt. Da der Kollege aber
Pulspaketsteuerung für seinen Heizstab anwenden möchte, wird er immer
mehrere Perioden in Folge einschalten und dann wieder einige Perioden
ausschalten. Die Einschaltzeit wird dann logischerweise vom Zähler
erfasst und - falls die PV nicht genug leistet - als Bezug verbucht -
der Zähler zählt hoch.
Heinz schrieb:> Genau so ist es. Die Netzperiode (50Hz, 20ms) wird mehrfach abgetastet> und die Samples werden über 20ms gemittelt.
Jetzt sind wir also nicht mehr bei 3ms sondern immerhin schon bei 20ms -
ein Fortschritt. Jetzt lass uns auch noch den nächsten Schritt machen,
damit es richtig wird: man kann aus grundsätzlichen Erwägungen
herleiten, dass die Mittelungszeit mindestens 20ms beträgt. Aber man
kann nicht herleiten, dass sie genau 20ms beträgt. Sie kann ohne
weiteres auch länger sein (und ist das im Normalfall auch).
Die Mess-ICs der großen Hersteller (TI, AD) erlauben per
Registerkonfiguration, die Mittelungszeiten bis ca. 1s hochzusetzen.
Welche konkrete Mittelungszeit ein Zählerhersteller wählt, lässt sich
nicht erraten. Entweder man findet es irgendwo dokumentiert (ist mir
noch bei keinem Zähler gelungen). Oder man misst es konkret nach, indem
man z.B. Pulspaket-Steuerungen mit unterschiedlicher Periodenlänge
ausprobiert (habe ich für meinen Zähler gemacht).
Und deswegen kann ich dir zumindest für meinen Landis Gyr E220 sagen: er
mittelt über Pulspaketsteuerungen mit einer Periode von ~100ms
vollständig sauber weg. Ein 1,5kW Verbraucher, der mit dieser
Pulspaktsteuerung auf einer mittleren Leistung <600W gehalten wird (was
das Balkonkraftwerk liefert), bringt den Zähler nicht zum Hochzählen.
Das ist keine Garantie, dass es mit dem TD-3511 Zähler des TO genau so
funktioniert. Aber natürlich kann es funktionieren. Es gab tatsächlich
schon diverse Threads dem Thema. Und wann immer über das Thema nicht nur
theoretisiert sondern konkret nachgemessen wurde, hat sich gezeigt, dass
die Mittelungsdauer größer als die minimal mögliche Mittelungsdauer ist.
Wenn du mal ein Gegenbeispiel kennst, bei dem eine Mittelungsdauer von
genau 20ms nicht nur postuliert sondern auch konkret nachmessen wurde,
dann würde mich ein Link dorthin interessieren.
Danke, ich bin draufgekommen, dass mein Warmwasserboiler laut Handbuch
auf 3.3kW und 2.2kW eingestellt werden kann. Das geschieht durch
auftrennen einer Brücke. Er besteht also aus einem parallelgeschalteten
2.2kW und 1.1kW Heizstab. Nun die Idee: ich schließe einfach nur den
1.1kW Heizstab an und spare mir die ganze spezielle Ansteuerung. Nur mit
einem Zeitrelais starte ich die Wasserbereitung am Morgen, wenn im
Normalfall Solarstrom da ist. Damit wird zumindest höchstwahrscheinlich
kein Strom von der Solaranlage verschenkt.
Trotzdem nochmal die Frage: Was ist das einfachste / billigste
Fertiggerät, dass den Heizstrom (max. 10A) einfach z.B. fix auf 1/2 oder
1/3 durch auslassen jeder 2. oder der 2. und 3. Vollwelle begrenzt?
Thomas Korner schrieb:> Er besteht also aus einem parallelgeschalteten> 2.2kW und 1.1kW Heizstab. Nun die Idee: ich schließe einfach nur den> 1.1kW Heizstab an und spare mir die ganze spezielle Ansteuerung.
Du hättest sogar vier Stufen: Beide seriell, 2x einzeln und parallel.
@ Teo D. (teoderix)
Danke, auf diese sehr naheliegende Idee bin ich gar nicht gekommen. Zu
kompliziert gedacht. Wenn ich die 44R (1.1kW) und 22R (2.2kW) Heizstäbe
in Reihe schalte, habe ich einen 730W Heizkessel. Nahezu ideal...
Gibt es theoretisch irgendwelche Nachteile dieser Lösung? Der
Wirkungsgrad sollte ja sogar höher sein, oder?
Thomas Korner schrieb:> 2.2kW und 1.1kW Heizstab. Nun die Idee: ich schließe einfach nur den> 1.1kW Heizstab an und spare mir die ganze spezielle Ansteuerung.
Nur so eine Überlegung:
2.2kW => 24Ohm
1.1kW => 48Ohm
230*230/(24+48) = 734W
Also beide in Serie schalten und schon hast schon ziemlich genau was du
wolltest...
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mist... war jemand schneller :)
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Thomas Korner schrieb:> Der> Wirkungsgrad sollte ja sogar höher sein, oder?
Wenn man den unerheblichen Anteil der Leitungsverluste, außen vor lässt,
ist der Wirkungsgrad von E-Heizungen immer 100%.
