Forum: Haus & Smart Home Zweirichtungszähler Integrationszeit


von Armin J. (arminj)


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Hallo,

ich frage mich, ob Zweirichtungszähler jede Halbwelle getrennt erfassen 
oder ob es eine Integrationszeit gibt, die länger als 10 ms ist. 
Hintergrund ist der Anschluss eines Durchlauferhitzers mit Impulspaket 
Steuerung im Zusammenspiel mit einer PV Anlage.

Wenn der Zweirichtungszähler halbwellenscharf arbeiten würde, dann hätte 
ich, wenn der Durchlauferhitzer gerade ausgeschaltet ist, nur 
Einspeisung, die nicht mit dem Verbrauch eine Halbwelle später, wenn der 
Durchlauferhitzer wieder eingeschaltet ist, verrechnet wird.

Ich habe zu der Integrationszeit leider nichts gefunden und die 
entsprechenden Normen wollte ich mir nicht kaufen.

Hat jemand von Euch da Ahnung, oder die entsprechenden Normen vorliegen?

Besten Dank

Armin

: Verschoben durch Moderator
von Klaus H. (hildek)


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Ich muss vorausschicken, dass ich von der Thematik keine Ahnung haben.

Aber ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Durchlauferhitzer eine 
Impulspaketsteuerung hat, die nur für einzelne Halbwellen einschaltet 
oder ausschaltet. Ist das nicht eher so, dass z.B. nur für eine 
bestimmte Zeit (deutlich länger als eine Halbwelle) eingeschaltet und 
dann für x Sekunden wieder ausgeschaltet ist? Gerade bei Heizvorgängen 
ist die Zeitkonstante doch sehr lange und man wählt viel längere Puls- 
und Pausenzeiten.

: Bearbeitet durch User
von Marcel V. (mavin)


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Klaus H. schrieb:
> Aber ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Durchlauferhitzer eine
> Impulspaketsteuerung hat, die nur für einzelne Halbwellen einschaltet
> oder ausschaltet.

Doch, bei den elektronischen Durchlauferhitzern, bei denen sich die 
Temperatur auf 1°C genau einstellen lässt, ist das tatsächlich so.

Denn das Wasser befindet sich bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit, nur 
für wenige Millisekunden in der eigentlichen Heizkartusche.

von Michael B. (laberkopp)


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Armin J. schrieb:
> ich frage mich, ob Zweirichtungszähler jede Halbwelle getrennt erfassen
> oder ob es eine Integrationszeit gibt, die länger als 10 ms ist.

Überraschung, je nach Modell unterschiedlich, es gibt 20ms bis 1s, aber 
auf jeden Fall ist sie kürzer als die gesetzlich vorgeschriebene 
Pulspaketregelung von Wärmeerzeugern die bei >4 Sekunden liegt.

> Hintergrund ist der Anschluss eines Durchlauferhitzers mit Impulspaket
> Steuerung im Zusammenspiel mit einer PV Anlage.

PV ist inzwischen der Honeypot der Ahnungslosen.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Irgendwie ist das doch Quatsch, über sowas nachzudenken. Meine, wie 
lange läuft so ein Durchlauferhitzer pro Jahr und wie lange speist die 
PV pro Jahr ein? Ich glaube selbst wenn da ein Messfehler zu Ungunsten 
des PV-Betreibers auftritt, das werden ein paar Cent sein... eine 
einzige vorbeiziehende Wolke verursacht wahrscheinlich eine größere 
Delle im Ertrag als so ein Messfehler im ganzen Jahr.

von Michi S. (mista_s)


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Ich schätze mal, daß ein 3-Phasen Zähler auch zumindest über 3 
Halbwellen saldieren muß, schließlich muß er ja auch über die 3 Phasen 
korrekt saldieren, also einen Verbrauch von genau einer Halbwelle auf 
einer Phase mit einer gleichzeitigen Einspeisung einer Halbwelle auf 
eine anderen Phase zu 0 aufrechnen müßte.


Ben B. schrieb:
> Irgendwie ist das doch Quatsch, über sowas nachzudenken.

Volle Zustimmung!


> wie lange läuft so ein Durchlauferhitzer pro Jahr
> und wie lange speist die PV pro Jahr ein?

Vor allem braucht man wohl auch dann warmes Wasser, wenn grad keine 
Sonne scheint. Während also das mW genaue Nachführen der Heizleistung 
mit der aktuellen PV-Ernte bei Warmwasserspeichern zumindest theoretisch 
noch sinnvoll sein könnte, wirds bei Durchlauferhitzern endgültig 
absurd.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Na wir können ja mal versuchen, das aufzudröseln.

Wie würde ich so einen Zähler bauen? Ich würde am ehesten versuchen, 
Spannung und Strom möglichst oft zu messen - sagen wir mit 20ksps, das 
wären 400 Messpunkte pro Vollwelle, daraus die Leistung berechnen 
(einfache Multiplikation) und alle 400 Ergebnisse einer Vollwelle (immer 
vorzeichenbehaftet) addieren, am Ende durch 400 teilen (oder alle 20.000 
Ergebnisse einer Sekunde addieren und durch 20.000 teilen). Durch die 
vorzeichenbehaftete Addition würde Blindleistung unbetrachtet bleiben 
(angenommen jemand schließt einen Kondensator an, der nimmt erst Strom 
auf und gibt ihn dann wieder ab, durch die Addition hebt sich das auf) 
und Einspeisung berücksichtigt werden. Anschließend kurze Kontrolle auf 
Plausibilität (z.B. gemessene Megawatt sind im 230V-Netz eher unüblich) 
und wenn da kein Ausreißer auffällt, dann Addition zum Gesamtergebnis. 
Wird ein Ausreißer bemerkt, könnte man z.B. den vorangegangenen Wert 
duplizieren.

Für Drehstrom wären das drei solcher Messaufbauten und nochmal alle drei 
Phasen addieren, führt zu einem saldierenden Gesamtergebnis (was auf 
einer Phase an positiver Leistung entnommen wird, kann auf einer anderen 
Phase als negative Leistung eingespeist werden, addiert hebt sich beides 
auf).

Ob das genau genug oder zulassungsfähig wäre keine Ahnung - aber dafür 
gibt es in Deutschland garantiert Tests und Normen, die so ein Zähler 
bestehen und erfüllen muss, bevor er zugelassen wird und verbaut werden 
darf. Meine, in Deutschland gibt es für alles Normen. Es gibt sogar den 
sogenannten "Normschiss" nach DIN EN 997, der ungehindert in den Orkus 
gehen muss, damit sich eine Keramikschüssel als Klo qualifiziert.

Leider habe ich noch nie einen elektronisch geregelten Durchlauferhitzer 
zerlegt. Ich weiß nicht, wie die ihre Temperaturregelung machen. 
Einfache Geräte ohne elektronische Regelung haben Phasenschaltungen, mit 
denen die Leistung dem Wasserdurchfluss angepasst wird und ggf. ein 
thermische Begrenzung damit zu warmes Frischwasser nicht dazu führt, daß 
sich die beim Duschen die Arschhaare kräuseln. Wieder die Frage, wie 
würde ich eine elektronische Regelung bauen - ich würde es mit einer 
StepDown-PFC versuchen, ein Lastkreis pro Phase. Alternativ vielleicht 
Gleichrichtung und lineare Regelung, müsste man ausrechnen ob 
wassergekühlte Transistoren das aushalten oder ob an denen zuviel 
Verlustleistung entsteht. Hohe Verlustleistung wäre an diesem Punkt 
nicht schlimm, die ginge ins Wasser und würde zur gewünschten Erwärmung 
des Wasser beitragen.

Eine Wellenpaketsteuerung mit 4s Periodenlänge wäre viel zu träge, die 
verwendeten Heizdrähte haben praktisch keine thermische Trägheit.

Wenn ich irgendwann einen elektronisch geregelten Durchlauferhitzer auf 
dem Schrott finde oder so, dann bau ich den mal auseinander und schau 
mir die Elektronik an.

von Wendels B. (wendelsberg)


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Ben B. schrieb:
> dann bau ich den mal auseinander und schau
> mir die Elektronik an.

Mit Gucken wirst Du das wahrscheinlich auch nicht herausbekommen, welche 
Taktung dort verwendet wurde.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Das vielleicht nicht, aber wenn man den Aufbau des Leistungsteils kennt, 
kann man evtl. Rückschlüsse darauf ziehen, was damit möglich wäre.

von Michael B. (laberkopp)


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Ben B. schrieb:
> Wie würde ich so einen Zähler bauen?

Auch  du würdest einen fertigen 3-Phasen Energy Meter IC von einem der 
Hersteller wie AnalogDevives nehmen (und z.B. in deren Datenblatt nach 
einer Beschreibung suchen).

Ben B. schrieb:
> Leider habe ich noch nie einen elektronisch geregelten Durchlauferhitzer
> zerlegt.

Beitrag "[verschenke] elektronischer Durchlauferhitzer Innereien"

Immer wieder schön zu sehen wie die Ahnungslosen rumrätseln.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Auch  du würdest einen fertigen 3-Phasen Energy Meter IC von einem
> der Hersteller wie AnalogDevives nehmen (und z.B. in deren Datenblatt
> nach einer Beschreibung suchen).
Praktisch durchaus wahrscheinlich, für die elementare Betrachtungsweise 
oder falls ich es wirklich "alleine" und ohne spezialisierte ICs bauen 
soll aber belanglos.

> Immer wieder schön zu sehen wie die Ahnungslosen rumrätseln.
Ja, leider gibt's kein Bild von der Unterseite der Platine, sieht aber 
erstmal wie 6 Halbleiterrelais aus. Vielleicht machen sie auch eine sehr 
schnelle Wellenpaketsteuerung mit mehreren Hz, aber das verursacht halt 
Flicker. Kann auch eine Stufenschaltung sein und die Stufen werden 
entsprechend schnell gewechselt, da geht viel. Kannst ja miträtseln, 
wissen weißt Du's ja auch nicht.

von Armin J. (arminj)


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Michael B. schrieb:
> Auch  du würdest einen fertigen 3-Phasen Energy Meter IC von einem der
> Hersteller wie AnalogDevives nehmen (und z.B. in deren Datenblatt nach
> einer Beschreibung suchen).

Danke für den Tip, im Datenblatt vom ADE9153A habe ich jetzt folgendes 
gefunden:
1
Power Accumulation:
2
3
The number of samples accumulated is set using the PWR_ TIME register. The PWRRDY bit in the status register is set after PWR_TIME + 1 samples accumulate at 4 kSPS. The maximum value of the PWR_TIME register is 8191 decimal, and the maximum power accumulation time is 1.024 sec.
andere Akkumulationsregister haben wohl längere Zeiten:
1
Energy Accumulation: 
2
3
With full-scale inputs, the internal register overflows in 13.3 sec.

D.h. wie Michael schon schrieb,

Michael B. schrieb:
> Überraschung, je nach Modell unterschiedlich, es gibt 20ms bis 1s,

kann sich jeder Hersteller da was zusammenprogrammieren.

Ich dachte nur, da gibt es irgendeine Norm, wo etwas genaueres 
drinsteht, aber das scheint ja nicht der Fall zu sein.

Danke an Alle für die Beiträge!

Armin

von Michael B. (laberkopp)


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Ben B. schrieb:
> Kannst ja miträtseln, wissen weißt Du's ja auch nicht.

Natürlich weiss ich es, und kann es messen, ich habe einen Clage DEX, 
und einen Netzanalysator.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Natürlich weiss ich es, und kann es messen,
> ich habe einen Clage DEX, und einen Netzanalysator.
Na dann... ich habe keinen Netzanalysator.

von Richard S. (rscheff)


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FWIW: Ich habe mir einen Vollwellen-Packetdimmer gebaut (SSR mit 
Nulldurchgangsdetektion, und ein MCU der für ein Vielfaches von 20ms 
(-2,5ms) ein,bzw ausschaltet. Die Packetwellensteuerung fängt bei 1/7tel 
an (also 17,5ms on -> 1 Vollwelle, 122,5 ms aus -> 6 Vollwellen), und 
verändert das Verhältnis entsprechend einer Sinusfunktion über mehrere 
Stunden rund um Mittag...

Als Beispiel:
1/7  14%
1/6  17%
1/5  20%
1/4  25%
2/7  29%
1/3  33%
2/5  40%
3/7  43%
1/2  50%
4/7  57%
3/5  60%
2/3  67%
5/7  71%
3/4  75%
4/5  80%
5/6  83%
6/7  86%
1/1  100%

Da der Heizstab in diesem Fall 2kW hat, war ich positiv überrascht, dass 
der Smartmeter offenbar eine Integrationszeit die länger als 140 ms ist, 
hat - um 9:00 vormittags liefert die PV typischerweise jetzt noch keine 
2 kW, aber es wird im Smartmeter Portal des Netzbetreibers 
(Netzbetreiber = Messstellenbetreiber in Österreich) keine Netzbezug 
angezeigt - auch wenn bei einer 2kW Ohmschen Last, 1kW von der PV dann 
in der einen Vollwelle nochmal 1kW für 20ms aus dem Netz bezogen 
werden... Aber in den anderen 6 Vollwellen dann die 1kW der PV ins Netz 
fliessen.


Hintergrund: Einspeisevergütung ist in AT dramatisch niedriger als der 
Bezugspreis (konkret rund 4ct vs. 20 ct pro kWh, inkl Netzgebühren und 
Energiepreisdeckel), daher macht es Sinn den Eigenverbrauch zu 
maximieren. Und ein thermischer Energiespeicher ist zum einen schon 
Vorhanden (200l Warmwassertank, noch mit direktem Heizstab bis zum umbau 
auf Wärmepumpe) und damit dramatisch viel günstiger als ein 
Batteriespeicher...

von Wendels B. (wendelsberg)


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Richard S. schrieb:
> bis zum umbau
> auf Wärmepumpe)

Die definitiv nicht von 14%..100% in 120ms Zeitraeumen regelbar ist.

von Michael B. (laberkopp)


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Richard S. schrieb:
> FWIW: Ich habe mir einen Vollwellen-Packetdimmer gebaut (SSR mit
> Nulldurchgangsdetektion, und ein MCU der für ein Vielfaches von 20ms
> (-2,5ms) ein,bzw ausschaltet. Die Packetwellensteuerung fängt bei 1/7tel
> an (also 17,5ms on -> 1 Vollwelle, 122,5 ms aus -> 6 Vollwellen), und
> verändert das Verhältnis entsprechend einer Sinusfunktion über mehrere
> Stunden rund um Mittag...

Das ist die unzulassig schnelle Pulsdimmung mit der du die Flickergrenze 
reisst die als Vorschrift auch in Österreich gelten wird. Du muss 4 
Sekunden PWM Zykluszeit haben.

Wenn dir die Vorschriften so scheissegal sind, kannst du gleich 
Phasenanschnitt nutzen.

Smartmeter und Ferrariszahler integrieren übrigens sehr unterschiedlich, 
je nach Modell, meist wird pro Messintervall integriert, z.B. bei 4 
angezeigten Werten pro Sekunde eben jeweils 250ms.

: Bearbeitet durch User
von Tom K. (nextcc)


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Michael B. schrieb:

> unzulassig...  Pulsdimmung... Flickergrenze

Laber, laber... Flickergrenze...., laber, laber, blabla...

Siehe auch:
Beitrag "Re: 230V 1-phasen Verbraucher aus Drehstromnetz speisen"

von Rolf (rolf22)


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Armin J. schrieb:
> Ich habe zu der Integrationszeit leider nichts gefunden und die
> entsprechenden Normen wollte ich mir nicht kaufen.

Aus "amtlicher" Sicht ist ja nur interessant, wie genau der Zähler 
misst. Auf welche Weise er die geforderte Genauigkeit erreicht, ist 
nicht relevant. Es gibt ja außer der Integrationszeit noch andere 
Einflüsse und auch andere Messprinzipien, letztendlich zählt aber nur 
das Ergebnis.
Blackbox-Prinzip, Technologie-Offenheit.

Zwar könnte man dennoch Normen verfassen, in denen eine bestimmte 
Integrationszeit festgeschrieben wird, aber ich denke nicht, dass es 
heute solche Normen gibt.

Zur Genauigkeit:
https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX:02014L0032-20150127

von Michael B. (laberkopp)


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Tom K. schrieb:
> Laber, laber... Flickergrenze...., laber, laber, blabla...

Oje, armer Spinner, nur weil du dumm bist, heisst das noch lange nicht, 
dass andere nicht wissen,,wovon sie reden.

Flicker ist definiert, heisst nicht Flimmer

https://de.wikipedia.org/wiki/Flicker_(Elektrotechnik)

Und die Grenze, nun ja, ist mehrstufig, also für dich mit Normen und 
Mathematik zu schwer zu verstehen, nimm einfach die 4s als gegeben 
hin,acht der Ceranherd genau so.

: Bearbeitet durch User
von Kay-Uwe R. (dfias)


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Richard S. schrieb:
> der Smartmeter
Würde hier auf einem technischen Forum ein sächliches Smartmeter 
bevorzugen, so wie Multimeter oder Amperemeter. Es sind nun mal 
Messgeräte und keine Längeneinheiten.

PS: Sorry für off-topic und bitte nicht auch noch mit dem Duden kommen!

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