Photovoltaik in Verbindung mit Warmwasserboiler

Question

Kann man die Heizspirale an einer Photovoltaikanlage anschließen?

Hallo, Kann man die Photovoltaikanlage mit Gleichstrom an eine Heizspirale anschließen. Die Heizspirale wird in den Ölheizkessel eingebaut. Heizspirale mit innengewinde 1".bis 1 1/2" länge ca. 40 cm. Welche Firma Verkauft diese Heizspirale? im vorraus Danke!

Answer 1

Das direkte Anschließen von Solarmodulen an Heizpatronen für Warmwasserspeicher geht technisch gesehen. Aber gut funktionieren wird es nicht. Der Grund dafür ist, das der Heizstab stabile Bedingungen braucht. Beispiel: 230V, bei 2kW fließen ca. 8A. Dann wird er warm. Bei geringerer Spannung eben nicht. Leistungsschwankungen gibt es aber bei PV-Anlagen. Leistung gibt es nur gegen Sonnenschein. Nun entsprechen ca. 8 Module mit 250 Wp der Leistung von 2 kW. Es würde bei Maximaleinstrahlung auch ein Strom von 8A bei einer Spannung von 240V fließen. Damit würde es gut funktionieren. Sobald die Sonne aber nachläßt, stimmen die Arbeitspunkte nicht mehr, der Heizstab bleibt kalt. Aus diesem Grund sind auch Wechselrichter erfunden worden. Diese machen aus jeder Sonneneinstrahlung durch Verschiebung des Arbeitspunktes ( MPP-Tracking) 230V und ein bisschen mehr, damit ein Strom fließen kann. Machen Sie es also richtig, verwenden Sie einen Wechselrichter. Ein Teil der Energie kommt von der Sonne, der Rest vom Energieversorger. So wird Ihre Heizstab zuverlässig warm. Ist der Speicher voll, wird der Strom eben verkauft oder in einem Akku gespeichert. Die Heizstäbe bekommen Sie von uns, eine weitere Beratung auch. http://dpi-solar.de/stromkosten-senken-mit-photovoltaik/photovoltaik-eigenverbrauch.html

Comments

Stimmt so nicht ganz mit dem Wechselrichter, auch dieser schaltet ab, wenn nicht genügend Primärleistung ansteht.
Meines Erachtens funktioniert das nur über die Zwischenspeicherung in Akkus.
Der Wechselrichter sollte dann so eingestellt werden, dass er nur bei voller Batterie anfängt Leistung abzugeben, ansonsten würde der Wechselrichter immer an- und abschalten.

Heinz

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Sorry Heinz , aber erst in den Akku und dann verheizen kann ja von Dir wirklich nicht gemeint gewesen sein?
Wenn man Solarstrom verheizen will denke ich macht es grundsätzlich schon Sinn erst einmal über den Wechselrichter auf die Hausnetzschiene zu gehen. Da kann man ja da messen, was nach dem variablen Eigenverbrauch noch übrig ist, und solange dann da mehr als genug Leistung ins Netz eingespeist werden könnte, schaltet man einfach entsprechend große Heizstufen hinzu. 2kW wäre für diese Sache aber etwas grob, denn zum einen wie oft erreicht man diese Einspeiseleistung in der Übergangszeit, und der tägliche Brauchwasserbedarf ist doch mit viel geringeren Leistungen, über die dann verfügare längere Einschaltdauer bereits sicher abzudecken. Wenn man bedenkt was der Brenner im Sommer zuvor für sich an Öl braucht, um dann das "Bisschen" Wasser warm machen zu können, ist das wegen seinen 25-40% Wirkungsgraden insgesamt nicht nur umweltschonend, sondern unterhalb von 30cent Einspeisevergütung auch deutlich billiger. Zur PV-Thermie gibt es ja bereits günstige Nachrüstlösungen von der Stange, die inkl. der zur Überschusserfassung erforderlichen Messeinrichtung, passender Heizungen und Anschlusskomponenten alles was es dazu braucht als flexibles und preislich günstiges Gesamtsystem bieten.

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Ein 2KW Heizstab eines Boilers  zieht bei einer Spannung von 230V ca. 8A.
Solange der Wechselrichter in der Lage ist diese Energie zur Verfügung zu stellen, gibt es keine Probleme. Geben die Panels jedoch weniger als die im Beispiel genannten 2KW ab, wird der Wechselrichter abschalten.
Der Wechselrichter versucht die Ausgangsspannung auf 230AC zu regeln. Liegt mehr Last an als primäre Energie vorhanden, schaltet er schlichtweg ab.
Die primäre Energie steht ja nicht statisch sonder dynamisch an.
Je nach verwendetem Wechselrichter fängt dieser an zu "flattern" oder schaltet ganz ab.

Ich selbst habe bei mir 12 Panels a 280 Watt u einen Windgenerator auf das Dach montiert. Verwende die Anlage als reine Inselanlage nur für Eigenbedarf.
http://www.tthj.com/solar/

Lädt man parallel Batterien und gibt die AC Spannung erst frei wenn die Batterien einen bestimmten Ladezustand erreicht haben, lauft die Sache schon stabiler.

Man kann dies mit einem Regenfass vergleichen: will man einen Eimer während es regnet mit Regenwasser füllen, tut man sich schwer. Füllt man jedoch erst ein Fass und aus dem Fass dann den Eimer, tut man sich schon leichter.
             
Alternative kann man auch einen Bypass hinter den Wechselrichter schalten. Der Bypass (Schütz) schaltet auf Netzspannung um, wenn keine Spannung aus dem Wechselrichter anliegt.
Der Beipass sollte allerdings verzögert wird zurückschalten und erst wenn für eine bestimmte Zeit genügend primär Energie vorhanden ist. Ist halt etwas Bastelarbeit.

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Ok, sorry Heinz-Jakob, ich hatte nicht verstanden dass es bei Dir um eine Inselanlage ohne Netzanbindung handelt. Roland Siemon meinte glaube ich dass man mit einem Stellglied (z.B. PWM) von den Zellen direkt in die Heizung gehen könnte, was bei der Inselanlage eine Option sein könnte, sobald die Akkus randvoll und unbelastet sind (Spannung im Bereich Anschlag). Ich meinte im Kommentar wegen eines Missverstehens Deiner Aussage PV-Thermie die an netzgekoppelten Wechselrichtern die Heistufen dann einschalten, wenn dem entsprechend genug Überschuss bzw. Einspeisung da ist.

Answer 2

Im Prinzip ja, dem Heizstab ist es egal ob er AC od DC bekommt solange die Nennspannung nicht ueberschritten wird.

Das Problem sind jedoch andere Element wie Thermostat und Sicherungen, die sind fuer Gleichstrom nicht geeignet.

Es gibt jedoch Anbieter welche Boiler fuer DC Spannung anbieten.

Answer 3

Hallo,

mittlerweile gibt es dafür ein Produkt (http://solarenergy.advanced-energy.com/en/PV_Heater.html). Der Anschluss am Warmwasserkessel muss 1,5 Zoll betragen. Da das Gerät 3 integrierte MPP-Tracker besitzt, kann mit klassischen 60-zelligen PV-Modulen (ca. 1660x1000mm) gearbeitet werden.

Als Varianten stehen dann Anlagengrößen mit 2, 4 oder 6 Modulen zur Verfügung.

VG

Jan Eckert

Answer 4

Hallo Anonym,

ich hätte gerne eine Präzisierung der Aussage "in den Ölkessel eingebaut". Wenn es dabei um einen WW-Speicher geht der ( wie früher oft üblich ) in den Ölkessel intergriert ist hat dieser Speicher nromalerweise maximal 80 Liter. Außerdem habe ich das im Jahr 2013 einmal im Detail überwacht und mit einem Ölzähler protokolliert, da mit dem alten Ölkessel nur noch Warmwasser-Nacherwärmung gemacht wurde. Das bedeutet, ich habe um im gemieteten Haus den Ölkessel weiter in Betrieb zu lassen ), trotz der Umstellung auf ein Wärmepumpensystem das warme Wasser im bestehenden Ölkessel nacherwärmt. Mein Ansatz war dabei, dass der Ölkessel weiter genutzt werden könnte. Das Ergebnis war aber erschreckend. Der Wirkungsgrad des Ölkessels und vor allem die Qualität der Dämmung im alten Kessel waren so schlecht, dass wir für die "Nacherwärmung" von 50° ( aus dem Brauchwasser-Speicher der WP ) auf ca. 65° im Ölkessel einen Verbrauch von 670 Liter Heizöl hatte ( entspicht ca. 580,- Euro für Heizöl ). Nachdem wir dann im Winter 2013/2014 zusätzlich zu unserer Heizungs-Wärmepumpe noch eine hoch effiziente Brauchwasser-Wärmepumpe installiert haben konnte der Verbrauch auf ca. 100 kWh pro Monat reduziert werden. Da durch die intelligente Ansteuerung die Brauchwasser-Wärmepumpe fast nur tagsüber mit eigenem PV-Strom ( Vergütung ca. 15 Ct. ) betreiben sanken die Kosten für 2014 auf ca. 200,- Euro. Wobei zusätzlich beachtet werden muss, dass wir ja auch dem Ölkessel bereits über die Heizungs-Wärmepumpe vorerwärmtes Wasser zugeführt hatten.