ich beschäftige mich gerade erst kürzlich mit dem Thema Balkonkraftwerke und habe eine Frage, zu dem ich keine gute Antwort gefunden habe.
Zu meiner Idee:
Ich würde gerne ein Balkonkraftwerk betreiben, welches die primär Tiefkühlschränke im Haus versorgen soll. Die Tiefkühlschränke sollen steuerbar sein, sodass ich bei der Verfügbarkeit von Solarstrom diese maximal kühlen lassen kann. Über Nacht sollen sie im optimalen Fall abschalten und keine Energie vom Netz beziehen. Die Innentemperatur soll sich in einem definierten dT bewegen dürfen. Eine Netzeinspeisung sollte vermieden werden. Ist das prinzipiell mit verfügbaren smarten Kühlschränken möglich?
Notwendig wäre ein Modul, welches die erzeugte Leistung den Netzbezug messen kann, einen über eine Schnittstelle ansprechbaren Kühlschrank, eine Steuerung für die Logik und ein entsprechendes Balkonkraftwerk.
Gerne Anregungen und Meinungen. Vielen Dank für eure Antworten!
Thread No. 23 zum Thema, wenn ich mich nicht vertan habe. Im Schnitt 50 Antworten, ne Menge Holz also.
Aber sei's drum:
Ohne kräftige Akku-Pufferung geht Dir Dein Gefrierschrank mit jeder Wolke ein und aus. Und in der grauen Jahreszeit von November bis Mai läuft er gar nicht. Nachts auch nicht. Bei trüber Witterung auch nicht. Ohne Zufütterung aus dem Netz verhungert Dir also Dein Projekt, oder die Maden kriechen Dir durch die Wohnung.
Und ob sich eine aufwändige Steuerung für die paar Stunden mit ausreichend Sonne lohnt... Schwierig. Finanziell wird das eng, machbar isses. Die Regierung steht auf dem Standpunkt es sei sinnvoll, die Physik und ökonomische Standpunkte halten dagegen.
Mir wäre es den Aufwand nicht wert, mit ein paar kW mehr auf dem Dach sähe es anders aus.
Ist das prinzipiell mit verfügbaren smarten Kühlschränken möglich?
Gehe davon aus, dass es nicht möglich ist.
Selbst wenn der Kühlschrank mit einer App des Herstellers in der Temperatur steuerbar ist, ist die Kommunikation sicher verschlüsselt und undokumentiert und du kannst das von keiner anderen Stelle aus beeinflussen.
Thread No. 23 zum Thema, wenn ich mich nicht vertan habe.
Mein Gefühl, Du hast Dich vertan, es sind mehr.
Ohne kräftige Akku-Pufferung geht Dir Dein Gefrierschrank mit jeder
Wolke ein und aus.
Nö, der geht garnicht erst an, weil der Wechselrichter den Anlaufstrom nicht liefert.
Ohne Zufütterung aus dem Netz verhungert Dir also Dein Projekt
Die anderen Threads haben mich dazu gebracht, über meine Grundlast und die nur zyklisch aktiv höheren Verbraucher nachzudenken - mit einem negativen Ergebnis.
Und ob sich eine aufwändige Steuerung für die paar Stunden mit
ausreichend Sonne lohnt...
Die Steuerung könnte man noch unter Spaß verbuchen. Aber wehe, wenn die nicht zuverlässig ist und die Tk-Ware vergammelt.
Finanziell wird das eng, machbar isses.
Die Machbarkeit bezweifele ich, ich würde mehr einspeisen als selbst nutzen.
Die Regierung steht auf dem Standpunkt es sei sinnvoll, die
Physik und ökonomische Standpunkte halten dagegen.
Dieser Ansicht schließe ich mich an.
Mir wäre es den Aufwand nicht wert, mit ein paar kW mehr auf dem Dach
sähe es anders aus.
Nö, auch diese würden nur helfen, wenn man lokal speichern kann.
Ist das prinzipiell mit verfügbaren smarten Kühlschränken möglich?
Gehe davon aus, dass es nicht möglich ist.
Aus verschiedenen Gründen richtig. Und "smart" ist doch einfach nur hipp, Handy und bunt ohne wirklichen Nutzen.
Selbst wenn der Kühlschrank mit einer App des Herstellers in der
Temperatur steuerbar ist, ist die Kommunikation sicher verschlüsselt und
undokumentiert und du kannst das von keiner anderen Stelle aus
beeinflussen.
So ist das. Man müsste den ganzen Scheiß ausbauen und die Steuerung des Kühlaggregates selbst in die Hand nehmen.
Zu meiner Idee:
Ich würde gerne ein Balkonkraftwerk betreiben, welches die primär
Tiefkühlschränke im Haus versorgen soll. Die Tiefkühlschränke sollen
steuerbar sein, sodass ich bei der Verfügbarkeit von Solarstrom diese
maximal kühlen lassen kann. Über Nacht sollen sie im optimalen Fall
abschalten und keine Energie vom Netz beziehen. Die Innentemperatur soll
sich in einem definierten dT bewegen dürfen. Eine Netzeinspeisung sollte
vermieden werden. Ist das prinzipiell mit verfügbaren smarten
Kühlschränken möglich?
Notwendig wäre ein Modul, welches die erzeugte Leistung den Netzbezug
messen kann, einen über eine Schnittstelle ansprechbaren Kühlschrank,
eine Steuerung für die Logik und ein entsprechendes Balkonkraftwerk.
Welche Schnittstelle? Es gibt vmtl. mehr als eine.
Gibt es geeignete Open-Source-Projekte, die die Geräte bereits ansteuern / einstellen?
Wenn sich für die Schnittstelle was einfaches findet (das kaum Strom verbraucht!!!) könnt was in die Richtung schon Sinn machen.
Weniger zum Geldsparen, eher als "Studienobjekt". Denn nur den Zeitaufwand zum Mindestlohn gerechnet wird es sich als Einzellösung nie lohnen.
Praktisch würde ich gar nicht auf die Einspeiseleistung gehen sondern auf die Wettervorhersage / Solarprognose / etc.
Zumindest für private Nutzung gibt es da freie Datenquellen. Evtl. auch den Strompreis aus der Day-Ahead-Auktion.
Da lässt sich der Ertrag dann einigermaßen abschätzen. Wenn dann grade bei dir Wolken sind und der Ertrag 0 ist halt Pech. Aber sollte nicht zu oft vorkommen. Die Wolke kann ja auch 1 Minute nachdem der Gefrierschank eingeschaltet hat kommen und kurze Schaltspiele mag der nicht.
Die Gefrierschränke müssen natürlich immer An bleiben. Gesteuert wird nur die Solltemperatur im Bereich von vielleicht -18 ... -22 °C.
Am Morgen, bei sonniger Prognose vielleicht für 2h auf -16 °C gehen.
Bei mehreren Geräten müsstest die Solltemperatur der Geräte grob im Stundenabstand gestaffelt anpassen.
Bei einem einzelnen Gerät lässt sich so vielleicht 50% des Bedarfs aus der PV decken. Gegenüber geschätzt 15% ohne "Optimierung".
Bei mehreren Geräten wirds mit einem Balkonkraftwerk im Winter schlechter werden. Und komplizierter, weil du sinnvollerweise den mit der höchsten Temperatur als erstes starten solltest.
Ersparnis bei einem Gerät vielleicht 25€/Jahr @40ct/kWh.
Bei 3 Geräten wären vielleicht 50€/Jahr machbar.
Abzüglich dem Verbrauch der Steuerung ... Raspberry Pi braucht schon in Richtung 20€/Jahr.
Aber wenn sich die Steuerhardware für so 15-30€ gut beschaffen lässt und nur 1W braucht wär das als OpenSource-Projekt schon nützlich.
Vielleicht gibt's ja schon was in der Richtung.
Dazu nimmst du einen sonoff pow2 um die solarleistung zu messen. Dort flashst du tasmota und machst ein skript dass deine kühle bedient. Du brauchst grid-tie inverter, keine insel.
der sonoff muss:
kühle temperatur überwachen mit DS18b20
kühle ein/aus schalten, notfalls mit pow2 relais.
skript logik:
wenn genügend solarstrom kühle ein sonst aus.
wenn kühle zu warm kühle ein.
Eine zeitverzögerung von 15 min nach jeden schaltvorgang.
Das läuft dann vollauto, sommer, winter und nachts.
Für mehrere kühlen empfielt sich ein 4-fach schalter wie bild, der kann durch den pow2 wifi - ferngesteuert werden.
Dazu nimmst du einen sonoff pow2 um die solarleistung zu messen. Dort
flashst du tasmota und machst ein skript ...
Ob die hippen Geräte mögen, wenn der Strom weg ist? Ohne Dauerstrom ist das "smart" jedenfalls nutzlos. Im schlimmsten Fall kommen auch noch Alarme.
Aber das abgeschaltete "smart" spart vielleicht mehr als die Solaroptimierung ...
Vielleicht wärs das Beste die Schränke per Zeitschaltuhr nur von 11-16 Uhr einzuschalten.
Ohne Steuerung lassen die sich wegen Inverter jedenfalls kaum betreiben.
Vielleicht ist dann noch eine Sperre für ein paar Stunden als "Inbetriebnahmesicherung" eingebaut...
Die ersten 10€/Jahr sind jedenfalls schon mal für Strommessung und den 4-fach-Schalter weg.
Eigene Sensoren in die Schränke reinbohren ist vielleicht auch nicht grade jedermanns Sache. Insgesamt irgendwie schlechter WAF.
Vielen Dank für die vielen ausführlichen Antworten!
Man müsste einen Kühlschrank mit einer Steuermöglichkeit haben, bei der man die maximale Temperatur setzen kann, bei der die Regelung einsetzt, und eine Möglichkeit den Kompressor manuell zu starten, wenn gerade Strom von den Modulen verfügbar ist. Im optimalen Fall noch in Leistungsstufen. Zudem müsste der Inhalt des Kühlschranks eine möglichst hohe Wärmekapazität haben und die Isolierung einen hohen Wärmewiderstand, sodass der Kühlschrank ohne aktive Kühlung möglichst lange unter der Maximaltemperatur bleiben kann. Auch müsste man schauen, wie tief man den Kühlschrank unter Berücksichtigung der Wirkungsgrade abkühlen kann, um das dT möglichst groß zu machen. Falls es keinen Kühlschrank gibt, den man über eine Schnittstelle ansprechen kann, müsste man die Steuerung selbst in die Hand nehmen, den Kompressor manuell fahren und die Regelung z.B. mit einem simplen PI-Regler und einem Temperatursensor selbst umsetzen.
Falls die maximale Leistungsaufnahme des Kühlschranks deutlich unter der praktischen Erzeugungsleistung der Solarmodule liegt wäre zudem eine elektrisches Speichermodul sinnvoll.
Abschießend wird man wohl eine Simulation mit den statistischen Erzeugungsdaten der PV-Module, Wirkungsgraden, Speicherkapazitäten und einem thermodynamischen Modells des Kühlschranks machen müssen. Dann kann man nach seinen Kriterien das Optimum bestimmen.
Mir ist natürlich völlig klar, dass der Umfang und die Kosten eines solchen Projektes in keinem Verhältnis zum zu erwartendem Nutzen stehen würden. Es geht primär um den Lerneffekt.
Und ob sich eine aufwändige Steuerung für die paar Stunden mit
ausreichend Sonne lohnt... Schwierig. Finanziell wird das eng, machbar
isses. Die Regierung steht auf dem Standpunkt es sei sinnvoll, die
Physik und ökonomische Standpunkte halten dagegen.
Ich habe genau damit mal rumgespielt. Kann also praktische Erfahrung vorweisen. Bei mir ist ein kein Balkonsolar, sondern ein dynmaischer Stromtarif. Das Ergebnis war, dass sich durchaus zwei bis drei Stunden mehr (im Winter) überbrücken ließen als normal. Allerdings verbrauchte der Kompressor beim weiter runterkühlen soviel mehr Strom, dass es billiger gewesen wäre, den Kühlschrank auch in den teuren Stunden laufen zu lassen. Ab -25°C ging die Laufzeit des Kompressors massiv durch die Decke, bis er bei -30° ankam. Mag vielleicht etwas anders aussehen, wenn man sowieso "kostenlosen" Strom hat, aber auch den könnte man sinnvoller verwenden.
Die Gefrierschränke müssen natürlich immer An bleiben. Gesteuert wird
nur die Solltemperatur im Bereich von vielleicht -18 ... -22 °C.
Am Morgen, bei sonniger Prognose vielleicht für 2h auf -16 °C gehen.
Bei mehreren Geräten müsstest die Solltemperatur der Geräte grob im
Stundenabstand gestaffelt anpassen.
Das funktioniert schon nicht. Die Schaltschwellen liegen bei nicht regelbaren Kompressoren wesentlich weiter auseinander. Das witzige Rädchen mit der Temperaturaufschrift ist nur Show. Gesteuert werden müssten eigentlich Temperaturbereiche. Und die sind, wenn es sich wirklich auswirken soll, größer als dein 4 Grad Fenster.
So ist das. Man müsste den ganzen Scheiß ausbauen und die Steuerung des
Kühlaggregates selbst in die Hand nehmen.
Genau so etwas habe ich mir mal gebaut und damit die Bauernregelung eines älteren Geräts viel effizienter aufbauen können. Gleichzeitig hatte ich WLAN und MQTT mit Integration in Homeassistant eingebaut. Aber wie gesagt: Die Verstellung der Temperaturfenster lohnte sich nicht.
Mir ist natürlich völlig klar, dass der Umfang und die Kosten eines
solchen Projektes in keinem Verhältnis zum zu erwartendem Nutzen stehen
würden. Es geht primär um den Lerneffekt.
Wenn es ohnehin nicht wirtschaftlich sein soll, dann stell dir einfach ein paar Akkus hin. Dann kannst du den Strom wenigstens sinnvoll nutzen.
Wenn es unbedingt das Gefrierschrankprojekt sein muss, dann würde ich an deiner Stelle erstmal die Temperaturkurven aufzeichen. Das gibt dir schonmal einen Anhaltspunkt, welchen Spielraum du hast. Als nächstes kannst du dann mal die Temperaturen am Einstellrad etwas verändern und beobachten, wie sich der Stromverbrauch verhält. Wenn dann für das Vorkühlen dein Kompressor stundenlang laufen muss, stellt sich die Frage, ob du solange ausreichend Sonnenstrom hast.
Nö, der geht garnicht erst an, weil der Wechselrichter den Anlaufstrom
nicht liefert.
Das deckt sich durchaus mit meinen Erfahrungen. Der mit dem Balkonkraftwerk mitgelieferte wird die Grätsche machen, und auch einem ausreichend dimensionierten wird zu mager sein was die PV im Einschaltmoment zu liefern im Stande ist. Daher mein Hinweis weiter oben auf die kräftige Akku-Pufferung.
Solange dieser Parameter nicht satt in Grünen liegt ist das Projekt ohnehin zum Scheitern verurteilt.
Bliebe noch zu klären was man gedenkt wegen des Einschaltstromes zu
unternehmen:
Manfred P. schrieb:
Nö, der geht garnicht erst an, weil der Wechselrichter den Anlaufstrom
nicht liefert.
Das deckt sich durchaus mit meinen Erfahrungen. Der mit dem
Balkonkraftwerk mitgelieferte wird die Grätsche machen, und auch einem
ausreichend dimensionierten wird zu mager sein was die PV im
Einschaltmoment zu liefern im Stande ist. Daher mein Hinweis weiter oben
auf die kräftige Akku-Pufferung.
Was für ein Blödsinn. Warum sollte er das tun? Der Strom kommt dann eben aus dem Netz. Wie machen das nur all die Balkonkraftwerke in Deutschland, die es schon gibt? Und warum brechen die nicht ständig alle zusammen, wenn in der Nachbarschaft ein Kühlschrank einschaltet?
Und selbst wenn das ein Problem wäre und du jetzt Akkus hättest: Welchen Wechselrichter würdest du dann verwenden? Und in der allergrößten Not stellt man eben sicher, dass Wechselrichter und Kühlschrank nicht auf der selben Phase liegen.
Über Nacht sollen sie im optimalen Fall
abschalten und keine Energie vom Netz beziehen.
Hier wurde also weder gefordert, dass beim Anlaufen kein Strom aus dem Netz bezogen werden darf, noch wurde gefordert, dass in jedem Fall kein Strom aus dem Netz bezogen werden darf, sondern im optimalen Fall über Nacht. Natürlich soll die erforderliche Kühlung Vorrang vor der Verfügbarkeit von PV Strom haben. Viertens solltest du also auch lesen lernen.
Und wenn du schon von den gängigen Wechselrichtern berichtest, die bei Balkon PV Anlagen dabei sind: Das sind sowieso nur Einspeisewechselrichter und wären allein deshalb ungeeignet, wenn man die Anforderungen, so wie du, falsch interpretiert. Und zwar unabhängig von ihrer Spitzenleistung, da ein Bezug aus dem Netz in diesem Fall niemals ausgeschlossen werden könnte.
Ganz davon abgesehen: Wenn man schon in teure Akkus investiert hat, dann kann man sich die Klimmzüge mit den Kühl- und Gefrierschränken sparen.
Wie machen das nur all die Balkonkraftwerke in Deutschland, die es schon
gibt? Und warum brechen die nicht ständig alle zusammen, wenn in der
Nachbarschaft ein Kühlschrank einschaltet?
Man müsste einen Kühlschrank mit einer Steuermöglichkeit haben, bei der
man die maximale Temperatur setzen kann, bei der die Regelung einsetzt,
und eine Möglichkeit den Kompressor manuell zu starten, wenn gerade
Strom von den Modulen verfügbar ist.
Wenn es eine alte Kühltruhe mit manuellem Stellrad ist: elektro-mechanisch! Endanschlag auf die normale Temperatur, Rückholfeder und einen DC-Aktuator, welcher die Zieltemperatur am Stellrad runter dreht. Je nach verfügbarer Energie (mehr = höherer Spanung) drückt der Aktuator stärker gegen die Feder und stellt eine tiefere Temperatur ein. Den Rest macht die Truhe allein.
Das hätte Lerneffekt, wenn auch ökologisch und ökonomisch sicherlich kompletter Blödsinn.
Ohne Netzeinspeisung etc. wird es aber wikrlich praktikabel nicht gehen. Du wirst die Kühltruhe nicht so fein steuern können, wie wirklich Energie von der PV zur Verfügung steht. Und Nachts abschalten widerspricht dem Sinn einer Kühltruhe. Vom Anlaufstrom des Kompressors ganz zu schweigen.
Alternativ: Peltier-Element an der DC Spannung. Passt besser. Wenn aus, dann aus. Wenn Energie da --> Kühlung.
Wenn es eine alte Kühltruhe mit manuellem Stellrad ist:
elektro-mechanisch! Endanschlag auf die normale Temperatur, Rückholfeder
und einen DC-Aktuator, welcher die Zieltemperatur am Stellrad runter
dreht. Je nach verfügbarer Energie (mehr = höherer Spanung) drückt der
Aktuator stärker gegen die Feder und stellt eine tiefere Temperatur ein.
Den Rest macht die Truhe allein.
Mechanisch ganz schön aufwendig. Ich hatte für meinen Test einfach Flachbandkabel durch die Türdichtung gelegt. Daran dann im Inneren die Temperatursensoren angeschlossen. Außen dann ein ESP32 und Relais. Das Einstellrad hatte ich einfach auf höchste Stufe gestellt. Hatte den Vorteil, dass es auch ohne großen Aufwand reversibel war.
Ganz am Anfang hatte ich sogar einfach nur einen Tasmota Zwischenstecker verwendet, der vom ESP32 dann entsprechend geschaltet wurde.
Deshalb. Punkt. Den Rest kommentiere ich erst gar nicht.
Gruß, DerSchmied
Das war vielleicht etwas unglücklich ausgedrückt. Das Balkonkraftwerk soll natürlich am Netz hängen. Die Idee ist, dass man den Kühlschrank nach Möglichkeit nur dann laufen lässt, wenn Solarstrom verfügbar ist und die Zwischenzeit durch das dT, der Wärmekapazität, dem Wärmewiderstand und optimal einem kleinem Akku überbrückt. Ob nun weiterhin 10-20% aus dem Netz kommen ist völlig akzeptabel.
Und Nachts abschalten
widerspricht dem Sinn einer Kühltruhe. Vom Anlaufstrom des Kompressors
ganz zu schweigen.
Warum widerspricht die Abschaltung in der Nacht dem Sinn einer Kühltruhe? Wenn die Isolierung und Wärmekapazität entsprechend gut ist, so wird die maximale Temperatur ja nicht überschritten. Ich habe gelesen, dass moderne Truhen bis zu 35 Stunden die Temperatur im akzeptablen Bereich halten können. Der Anlassstrom ist ja völlig egal, da dieser nur sehr kurz anliegt und problemlos vom Netz bedient werden kann.
Mechanisch ganz schön aufwendig. Ich hatte für meinen Test einfach
Flachbandkabel durch die Türdichtung gelegt. Daran dann im Inneren die
Temperatursensoren angeschlossen. Außen dann ein ESP32 und Relais. Das
Einstellrad hatte ich einfach auf höchste Stufe gestellt. Hatte den
Vorteil, dass es auch ohne großen Aufwand reversibel war.
Ganz am Anfang hatte ich sogar einfach nur einen Tasmota Zwischenstecker
verwendet, der vom ESP32 dann entsprechend geschaltet wurde.
Ich würde zum Testen tendenziell auf einen Mikrocontroller mit Bluetooth LE (z.B. ESP32) setzen, der die Temperaturdaten heraus sendet. Das setzt nicht die Dichtungen herab und erfordert keine Kabel. Mit einem optimierten Code sollte das selbst mit einem kleinen Akku locker mehrere Monate funktionieren. Falls das Metallgehäuse das Signal zu stark dämpft, so kann man immer noch auf LoRa gehen. Bei 20 dBm Sendeleistung (SF12, 125 kHz BW) konnte ich bei einem früheren Test die Temperatur im innern noch in einem Kilometer empfangen😄
Ich habe
gelesen, dass moderne Truhen bis zu 35 Stunden die Temperatur im
akzeptablen Bereich halten können. Der Anlassstrom ist ja völlig egal,
da dieser nur sehr kurz anliegt und problemlos vom Netz bedient werden
kann.
Echt so viel? Hast du da eine Quelle zu? Da wäre es ja auch im Hinblick auf die Energiewende ein extrem spannendes Feld das Flächendeckend umzusetzen.
Echt so viel? Hast du da eine Quelle zu? Da wäre es ja auch im Hinblick
auf die Energiewende ein extrem spannendes Feld das Flächendeckend
umzusetzen.
Folgendes habe ich auf der Seite von Liebherr gefunden:
Zunächst können wir Entwarnung geben: Gerade bei Gefriergeräten bedeutet ein Stromausfall meist nicht, dass die eingelagerten Waren sofort verderben. So sind die tiefgefrorenen Lebensmittel trotz Netzausfall weiterhin 10 bis 64 Stunden sicher vor Verderb. Die genaue Stundenanzahl ist abhängig vom jeweiligen Gerätetyp. Auch schalten sich Liebherr-Geräte von selbst wieder ein, sobald der Stromausfall vorüber ist. Dies ist besonders praktisch, wenn Sie zu dem Zeitpunkt gar nicht zuhause sind.
Mit entsprechender Beladung (Wärmekapazität) und Isolierung sollte man also ziemlich gut 48 Stunden überbrücken können.
Ich würde zum Testen tendenziell auf einen Mikrocontroller mit Bluetooth
LE (z.B. ESP32) setzen, der die Temperaturdaten heraus sendet. Das setzt
nicht die Dichtungen herab und erfordert keine Kabel.
Deine Idee mit den BLE Sensoren gefällt mir. Vielleicht erweitere ich meine Firmware dahingehend mal. Einen ESP32 habe ich ja schon auf meinem Board. Wenn ich das richtig sehe, gibt es schon allerlei fertige BLE Temperatursensoren. Wahrscheinlich wäre es billiger da einfach was fertiges zu kaufen. Die folgen ja in der Regel einem Standard.
Ich hatte für meinen Test einfach
Flachbandkabel durch die Türdichtung gelegt. Daran dann im Inneren die
Temperatursensoren angeschlossen.
Wie sieht denn die entgültige lösung aus?
Loch bohren und irgendwie abdichten?
Hat das kühlgut probleme wenn die temperatur täglich schwankt?
Ich würde das mit esp8266 und DS18b20 sensor lösen. Der esp kann dann über wifi den shelly EM3 auslesen und bei mehr als 100W einspeisung einschalten und maximal kühlen.
Das mach ich mit der brauchwasser WP schon so und das geht prächtig.
Ich habe
gelesen, dass moderne Truhen bis zu 35 Stunden die Temperatur im
akzeptablen Bereich halten können. Der Anlassstrom ist ja völlig egal,
da dieser nur sehr kurz anliegt und problemlos vom Netz bedient werden
kann.
Echt so viel? Hast du da eine Quelle zu? Da wäre es ja auch im Hinblick
auf die Energiewende ein extrem spannendes Feld das Flächendeckend
umzusetzen.
Die Dinger haben einen gewissen Wärmeverlust der unabhängig von der Beladung und eigentlich nur abhängig von der Differenztemperatur innen - aussen ist.
Je voller also die Kühltruhe ist, desto träger ändert sie ihre Temperatur.
Zumindest die Liebherr Geräte die ich hatte/habe haben alle noch einen dicken Kühlakku, der alleine das Gerät nochmal 6-8h zusätzlich kalt genug hält.
Den Akku kann man als kalte Platte nehmen um verderbliches auf einem Buffet zu servieren.
Wenn also eine halbwegs neue Gefriertruhe oder Schrank auf -18°C gekühlt ist, einiges an Gefriergut drinnen liegt und man die Tür geschlossen hält, dann sollte diese Aussage vollkommen passen.
So ein turm, 300l speicher unten, WP oben drauf. Kostet 2000 bis 3000.
Zur steuerung / temperaturmessung hab ich die kommunikation zu display-bedieneinheit angezapft.
Wie sieht denn die entgültige lösung aus?
Loch bohren und irgendwie abdichten?
So habe ich es gemacht, ja. Habe das wieder mit Silikon einigermaßen abgedichtet. Aber man muss natürlich wirklich vorsichtig sein, keine Kühlrippen zu erwischen. Deshalb habe ich da bei einem anderen Schrank auch noch etwas Angst vor. Das käme mir BLE recht.
Hat das kühlgut probleme wenn die temperatur täglich schwankt?
Dazu kann ich tatsächlich nur bedingt etwas sagen. Für mich lohnte die strompreisabhängige Regelung ja nicht. Die Steuerung blieb trotzdem drin, weil das einer der Kühlschränke war, die den Innenraum mit der Lampe aufheizen, damit das Gefrierfach nicht auftaut. Das allein hat schon erheblich eingespart. Seit meiner eigenen Regelung wird der Kühlschrank halt etwas kälter. Zudem läuft der Kompressor jetzt seltener und das Gefrierfach wird nicht mehr ganz so kalt (Schaltschwelle -25°C statt -30°C). Zumindest bereitet mir der Verzehr keine Verdauungsprobleme. Zudem habe ich eine Shockfrost Funktion implementiert, um mir das Gefrierfach nicht aufzutauen, wenn ich ungefrorenes einlege. Ich habe allerdings keinen getrennten Gefrierschrank.
Warum widerspricht die Abschaltung in der Nacht dem Sinn einer
Kühltruhe? Wenn die Isolierung und Wärmekapazität entsprechend gut ist,
so wird die maximale Temperatur ja nicht überschritten.
Sinn einer Kühltruhe ist es, Dinge unterhalb einer Temperatur zu lagern. Und zwar unabhängig der Tageszeit.
Wenn die Isolierung und Wärmekapazität entsprechend gut ist - ja. Ob dem so ist, ist unklar. Diese Daten stehen bisher nämlich nicht zur Verfügung.
... 10 bis 64 Stunden
sicher vor Verderb. Die genaue Stundenanzahl ist abhängig vom jeweiligen
Gerätetyp.
Jetzt steht immerhin 10h als schlechteste Annahme im Raum. Typ der Kühltruhe und die exakten Eigenschaft ist weiterhin unbekannt, insofern würde ich diesen schlechten Wert annehmen.
Wenn du jetzt noch die Sonne so hingedreht bekommst, dass diese bis dahin genug Energie liefert und dann morgens auch wieder parat steht, dann könnte das theoretisch klappen. Bleibt so ausgelegt dünn ausgelegt für meinen Geschmack. Für eine Bastellei zum Testen aber ein Ansatz. Du hast ja selber geschrieben, es geht um den Lerneffekt. :)
Ohne Netzeinspeisung etc. wird es aber wikrlich praktikabel nicht gehen.
Meine Aussage zum Anlaufstrom bezog sich auf eine Lösung ohne Netz. Das hattest du aber klar gestellt, dass das geduldet ist. Es sollte nur nicht mehrheitlich aus dem Netz die Energie genommen werden. Dann natürlich kein Problem. Rein für die PV wäre der Anlaufstrom aber sicherlich zu heftig.
Außen dann ein ESP32 und Relais. Das
Einstellrad hatte ich einfach auf höchste Stufe gestellt. Hatte den
Vorteil, dass es auch ohne großen Aufwand reversibel war
Also nur stumpf den Kompressor aka 230V eingeschaltet? Ok, das ist Holzhammermethode :D Aber wenn es denn funktioniert mit der vorhandenen Wärmekapazität ohne Überschreiten der Höchsttemperatur.
Hier stellt sich mir die Frage, wie die externe Regelung ausgelegt werden sollte. Das Kunststück wird sein, die entnommene Leistung der zur verfügung stehenden Leistung nachzuführen. Der Kompressor kennt nur EIN/AUS.
Also Vergleich der Energie im Akku aus der PV vs. Intergral Kompressorleistung x ZEIT. Abzüglich aller Verluste. Machbar - sicherlich.
Aber wenn es denn funktioniert mit der vorhandenen
Wärmekapazität ohne Überschreiten der Höchsttemperatur.
Vorteil der "grid tie" netzbasierten lösung ist dass man den kompressor jederzeit laufen lassen kann, kostet dann eben, aber funktioniert.
Meine brauchwasser WP heizt bei solarstrom bis auf 65grad, ohne solar bei untertemperatur mit netzstrom nur auf 50 grad. Dasselbe kann man mit kühltruhen auch machen.
Also nur stumpf den Kompressor aka 230V eingeschaltet? Ok, das ist
Holzhammermethode :D Aber wenn es denn funktioniert mit der vorhandenen
Wärmekapazität ohne Überschreiten der Höchsttemperatur.
Genau. Ich hatte vorher einige Tage lang die Leistung gemessen. So konnte ich sicher sein, dass der Kompressor nicht regelbar ist. Ist habe also nichts anderes gemacht als das Thermostat. Etwas unpraktisch war natürlich, dass das Licht dann auch nur manchmal funktionierte.
Hier mal Testdaten eines Versuchs aus dem Winter. Unteres Ende ist 32.9°C. Gut zu erkennen ist, wie viel länger der Kompressor laufen muss, wenn man auf tiefe Temperaturen vorkühlen möchte. Das zieht natürlich auch einen entsprechenden Stromverbrauch nach sich.
Ein anderer wichtiger Punkt ist, dass die niedrige Temperatur bei steigender Differenz zur Außentemperatur nach Abschalten des Kompressors auch schneller wieder steigt. Beim Gefrierfach ist das weniger stark ausgeprägt, beim Kühlschrank aber durchaus gut sichtbar. Besonders tief vorzukühlen ergibt also nicht unbedingt Sinn und würde ich nur empfehlen, wenn man den Solarstrom überhaupt nicht anders wegbekommt.
Der sinnvollere Weg dürfte daher sein, die maximale Temperaturgrenze auszuloten und temporär höhere Temperaturen zuzulassen.
Hier mal Testdaten eines Versuchs aus dem Winter. Unteres Ende ist
32.9°C. Gut zu erkennen ist, wie viel länger der Kompressor laufen muss,
wenn man auf tiefe Temperaturen vorkühlen möchte. Das zieht natürlich
auch einen entsprechenden Stromverbrauch nach sich.
Ein anderer wichtiger Punkt ist, dass die niedrige Temperatur bei
steigender Differenz zur Außentemperatur nach Abschalten des Kompressors
auch schneller wieder steigt. Beim Gefrierfach ist das weniger stark
ausgeprägt, beim Kühlschrank aber durchaus gut sichtbar. Besonders tief
vorzukühlen ergibt also nicht unbedingt Sinn und würde ich nur
empfehlen, wenn man den Solarstrom überhaupt nicht anders wegbekommt.
Ich denke der Test mit dem Gefrierfach ist nicht auf einen echten Gefrierschrank übertragbar.
So schnell steigt die Temperatur im Gefrierschrank niemals an. Die können normalerweise schon nen Tag ohne Strom ziemlich kalt halten.
Und man darf nicht vergessen, dass das Kühlgut viel mehr Wärmekapazität hat als die Luft im Schrank. Wenn die Luft von -18 auf -22 Grad gekühlt ist hat das Kühlgut vielleicht um 0,1 Grad abgekühlt. Logisch, dass die Temperatur dann auch wieder zügig ansteigt.
Beim Abkühlen kühlst du zunächst hauptsächlich die Luft. Erst im Bereich ab so 7:00 Uhr in deinem Diagramm geht die Kühlleistung im wesentlichen ins Kühlgut. Das hat ja auch einen Wärmeübergangswiderstand.
Mit der Temperaturdifferenz Luft-Kühlgut steigt auch die Konvektion und damit die Abkühlgeschwindigkeit des Kühlguts. Also fällt die Luft-Temperatur nochmal langsamer.
Beim Abkühlen kühlst du zunächst hauptsächlich die Luft. Erst im Bereich
ab so 7:00 Uhr in deinem Diagramm geht die Kühlleistung im wesentlichen
ins Kühlgut. Das hat ja auch einen Wärmeübergangswiderstand.
Mit der Temperaturdifferenz Luft-Kühlgut steigt auch die Konvektion und
damit die Abkühlgeschwindigkeit des Kühlguts. Also fällt die
Luft-Temperatur nochmal langsamer.
Das kann sehr gut sein. Wäre es dann sinnvoll die Messung in einem Metallblock oder Becher mit Wasser/Eis vorzunehmen?
Das kann sehr gut sein. Wäre es dann sinnvoll die Messung in einem
Metallblock oder Becher mit Wasser/Eis vorzunehmen?
Eis. Metall leitet die Wärme zu gut.
Alte Eisdose mit 1.2 Litern. Nochmal in nen Gefrierbeutel verpackt und zwischen Pommes, Brötchen, Pizza etc. vergraben.
Die Anschlussdrähte lieber dünn, um Wärmeleitung zu minimieren.
Und mit den Ergebnissen dann weiter optimieren. Kann das echt nicht einschätzen.
Ich würde da jedenfalls Luft und Kühlgut parallel messen. Evtl. auch mehrere Messstellen.
Bevor man ne Regelung bastelt sollte man das Verhalten schon einigermaßen kennen.
Und halt auch bei nem richtigen Gefrierschrank / Gefriertruhe.
Die Schaltschwellen liegen bei nicht
regelbaren Kompressoren wesentlich weiter auseinander. Das witzige
Rädchen mit der Temperaturaufschrift ist nur Show. Gesteuert werden
müssten eigentlich Temperaturbereiche. Und die sind, wenn es sich
wirklich auswirken soll, größer als dein 4 Grad Fenster.
Vermutlich wegen der Trägheit des Kühlguts so gemacht.
Ich denke der Kompressor schaltet bei -17,9 Grad ein und vielleicht bei -22...-26 Grad (Luft) aus. (Einstellung -18 Grad)
Nach der Ausgleichsphase von vielleicht 5-30 Minuten hat das Kühlgut und die Luft dann evtl. -18,5 Grad und durch die Isolation hält das ganze dann einige Stunden, bis die Temp wieder unter 18 fällt.
Solltemperatur auf -22 setzen hätte nen ganz anderen Effekt als Kompressor bei -22 abschalten.
Da würde dann erst mal auf -26...-30 Grad (Luft) gekühlt. Und wenn das Kühlgut vorher nur -18 Grad hatte schon nach einer sehr kurzen Ausgleichsphase der Kompressor wieder anspringen.
Ich habe
gelesen, dass moderne Truhen bis zu 35 Stunden die Temperatur im
akzeptablen Bereich halten können. Der Anlassstrom ist ja völlig egal,
da dieser nur sehr kurz anliegt und problemlos vom Netz bedient werden
kann.
Evtl. könnte man auch gesättigte Kochsalzlösung als Phase-Change-Speicher nutzen. Schmilzt bei -21 Grad.
Ein 5-Liter Kanister hätte da einiges an Speicherkapazität. Schmelzwärme von Eis ist 335 kJ/kg, Wärmekapazität von Eis ist gut 2kJ/K*kg.
Salzwasser hat vielleicht weniger Schmelzwärme aber sicher noch mehr als die 10-fache Menge an Eis bei 10 Grad Temperaturanstieg speichert.
Wenn das Gerät eher kurz taktet / die Temperatur fein regelt (Hysterese < 2-3 Grad) könnte das einfach so gehen. Das Gerät schaltet dann ja bei eingestellten -18 Grad schon ab, bevor es in den Gefrierbereich des Salzwassers geht.
Bei Einstellung von -22 Grad (PV-Powered) wird das Salzwasser dann langsam gefroren und dient in der Nacht / an sonnenarmen Tagen als Speicher.
Wenn das Gerät langsam taktet / die Luft-Temperatur in der Kühlphase weit absinkt (Hysterese > 4-5 Grad) müsste der Kanister vmtl. etwas/passend isoliert werden.
Die Lufttemperatur im Gerät muss bei laufendem Kompresssor relativ schnell absinken. Wenn da ein thermisch gut angebundener Speicher zu arg reingrätscht schaltet der Kompressor evtl. gar nicht mehr ab, bis der durchgefroren ist.
Bei teurem Strom wäre das aber ziemlicher Unfug ...
Vermutlich wegen der Trägheit des Kühlguts so gemacht.
Ich denke der Kompressor schaltet bei -17,9 Grad ein und vielleicht bei
-22...-26 Grad (Luft) aus. (Einstellung -18 Grad)
Wenn ich meinen Liebherr auf .18°C stelle, dann wandert der vom alten Istwert zu -18°C und hält die auch dann.
Und der zeigt die Isttemperatur, nicht die Solltemperatur an.
Wenn ich meinen Liebherr auf .18°C stelle, dann wandert der vom alten
Istwert zu -18°C und hält die auch dann.
Und der zeigt die Isttemperatur, nicht die Solltemperatur an.
Sicher? Selbst nachgemessen mit nem Thermometer ohne "Logik"?
Wäre ja nicht verkehrt, wenn das Ding während der Kühlphase die Isttemperatur schätzt. Dass da aus technischen Gründen vielleicht die Lufttemperatur vorübergehend niedriger ist wäre für den Normalnutzer ja auch nur verwirrend.
Nur um da für Optimierungen anzusetzen brauchts halt wirklich Rohdaten.
Mit unserem Liebherr Gefrierschrank (no Frost) habe ich auch experimentiert. Dazu habe ich ich Zigbee Sensor in eine der Schubladen gelegt.
Ich habe den Gefrierschrank um kurz vor 10:00 auf -28°C gestellt (minium ohne SuperFrost) und gegen 20:00 (ersichtlich in der Leistungsaufnahme) wieder auf -18°C.
Die Anzeige war recht flott wieder bei -18°C und auch die Regelung setze wieder ein. Interessanterweise mit ungefähr gleicher Periodendauer, aber kürzer Einschaltzeit. Der Sensor war noch lange nicht wieder bei den anfangs gemessenen -20°C.
Dauer ein zum abkühlen geht, dauer aus zum aufwärmen nicht. Fail.
Der schaltet einfach etwa alle 40min ein egal wie die temp ist und schaltet temp-abhängig wieder aus. Keine temperatur-hyterese sondern doofe zeitschaltung.
Meine oelheizung war auch so geregelt. Hab ich rausgeworfen. Taugt nix.
Die Anzeige war recht flott wieder bei -18°C und auch die Regelung setze
wieder ein. Interessanterweise mit ungefähr gleicher Periodendauer, aber
kürzer Einschaltzeit. Der Sensor war noch lange nicht wieder bei den
anfangs gemessenen -20°C.
Die integrierte Anzeige zeigt also eher den Wert, den der Nutzer sehen will und nicht den echten Messwert.
Irgendwie hatte ichs vermutet ...
Wäre interessant, wie das Verhalten bei noch längerer Einstellung auf -28 Grad gewesen wäre. Noch war die Temperatur nicht stationär.
Andererseits - für die Ausgangsfrage - wenn der Kompressor in der Sonnenzeit (10-20 Uhr) durchläuft kommst in deinem Setup auf -28 Grad. Die Erwärmung ab 20 Uhr (erste 40 Minuten) extrapoliert langt das für grob 4, max. 6 Stunden (ohne die komische Regellogik).
Bei dem Gefrierschrank ließe sich dann die PV-Nutzung durch Temperaturabsenkung um grob 50% erhöhen.
Viel weniger als ich gedacht hatte und lohnt dann auch bei billigster Hardware und Lösung von der Stange nicht.
Es sein denn, du hast ein eher schlecht isoliertes Modell mit geringer Kühlleistung und Top-Modelle würden die Temperatur weit länger halten.
Der Kompressor taktet grob 50:50, das kommt mir viel Laufzeit vor. Dein Schrank braucht so ca. 350kWh/a? Aber keine Ahnung wie gr0ß der ist.
Nachdem Router, Telefon-Ladeschale etc. versorgt sind bleiben beim Balkonkraftwerk (800Wp) im Jahresschnitt vielleicht 4h / Tag mit 100W+ Überschuss.
Bei angenommenen 240kWh/a für den Schrank wären das 40kWh/a Einsparung durch PV ohne Optimierung und nur zusätzliche 20 kWh/a durch Optimierung.
Dauer ein zum abkühlen geht, dauer aus zum aufwärmen nicht. Fail.
Stimmt.
Aber wer weiß ...
Temperatur absenken mach ich ja normalerweise nur wenn ich größere Mengen einzufrieren gedenke. Oder gibt's da noch andere sinnvolle Anwendungen (außer PV-Strom nutzen)?
Vielleicht gabs Studien, die zeigen dass die Nutzer tendenziell zu früh wieder hochdrehen. Arg groß ist der zusätzliche Verbrauch durch das komische Regelverhalten ja auch nicht.
Aber ist halt dennoch eine Bevormundung der Nutzer. Und irgend ne eigene Steuerung kannst bei dem Verhalten und den Werten vom Gerät nicht draufsetzen.
