Photovoltaik - Einphasig 3A in 20A-gesicherten Drehstrom-Boiler?
Hi, ich will mir eine 660W (also 220V/3A) Minisolaranlage auf den Balkon stellen. Damit soll der 80-Liter-Warmwasserboiler im Bad (vor-)geheizt werden, wenn die Sonne scheint. Zur Zeit läuft das Ding mit Nachtstrom, es sollte also normalerweise nicht passieren, dass der Solarstrom und das Netz gleichzeitig heizen. Aber selbst wenn, darf es natürlich nicht problematisch werden.
Der Boiler hat in unserer Uralt-Elektroanlage, vermutlich noch Baujahr 1959, eine 20A-Schraubsicherung (plus eine "Steuerstrom"- Sicherung) und natürlich als Anschluss 3 Phasen plus Neutral plus Rück, also fünf Leitungen. Der Wechselrichter gibt aber, wie ebenfalls üblich, nur einphasig 220 V (bei den angegebenen "660W" also 3 A) aus.
Kann ich den Wechselrichter einfach mit einer Phase (und der Rückleitung, eventuell noch "Neutral") verbinden, um das Wasser zu heizen? Oder jaulen dann irgendwelche (internen) Sicherheitssirenen von Leuten auf, die mehr Ahnung davon haben als ich, obwohl die (eventuell zusätzliche) Last durch die Photovoltaik eher gering ist?
Vielen Dank im Voraus für kompetente Einschätzung!
3 Antworten
Ein ähnliches Konzept was dir da vorschwebt habe ich vor einigen Jahren umgesetzt, mit super Ergebnissen:
Ich verwende ein Relais (3-fach Wechsler), um meinen 80l-Boiler komplett vom Netz zu trennen und auf PV umzuschalten.
Zum Beheizen mit PV hast du zwei Möglichkeiten:
1) Du verwendest den ungeregelten Gleichstrom deiner PV direkt zum Heizen.
Nachteil: Das ist nicht besonders effizient (befriedigend/ ausreichend).
Vorteil: Das ist extrem einfach! Da brauchst du keinen Wechselrichter, Akku, Laderegler, Leistungsregelung und und und. Vereinfacht gesagt: Kabel dran und fertig!
Bevor du diese Lösung anfängst umzusetzen, solltest du berechnen welche Heizleistung dein Boiler maximal an z.B. 40 Volt PV-Modulen haben wird. I = U / R; P = U x I und so weiter... Es kann dir passieren, dass der Heizstab (der ja für 230 Volt passend ist) für 40 Volt einen zu großen Widerstand hat und deine Heizleistung deshalb schwach ausfällt.
PV-Generatoren in Serie schalten (z.B. statt 40 V= -> 80V=) ist da auch eine Lösung, allerdings steigt bei Gleichstrom und größerer Spannung die Gefahr von Lichtbögen, die dir nicht nur deine Schalter kaputt machen, sondern auch evtl. die Bude abfackeln könnten. Also an dieser Stelle gut durchdenken was du da machst.
2) Du verwendest einen kleinen Puffer-Akku, einen 230 Volt Wechselrichter (modifizierter Sinus genügt) und eine einfache Schaltung, die den Boiler immer genau dann einschaltet, wenn eine bestimmte Akku-Spannung überschritten wird.
Nach diesem Verfahren heize ich seit Jahren mein Warmwasser, das funktioniert hervorragend gut und das würde ich jederzeit wieder so machen. Der Aufwand ist zwar größer, aber ich versorge auch noch meine Haushaltsgeräte mit Strom über PV:
Der Boliler bekommt alles an PV-Leistung was "übrig" ist. Als Folge kann ich am leuchten der Glimmlampe des Boilers jede Lastschwankung im Haushalt sehen. Springt der Kühlschrank an, wird aus Leuchten der Glimmlampe sofort ein Flackern.
Mir macht das richtig Spaß, dabei zuzuschauen. Und das Wasser habe ich (von trüben Tagen im Winter einmal abgesehen) immer heiß. Dazu-heizen brauche ich kaum.
Viel Spaß, viel Erfolg!!!
Sofern der Elektroanschluss des Boilers überhaupt einen Nullleiter hat (3-phasige Geräte brauchen häufig keinen Nullleiter!), dann kannst Du das machen. Die Heizleistung ist halt recht klein...
Achtung! Auf keinen Fall den Schutzleiter-Anschluss des Boilers als Nullleiter anschliessen! Lebensgefahr!
Ganz wichtig wäre, dass beim Umschalten von Wechselrichter auf Drehstromanschluss der Wechselrichter vollständig elektrisch vom Boiler getrennt wird. Einfach parallel anschliessen erscheint mir abenteuerlich.
Warum soll der Wechselrichter "absolut überlastet" sein, wenn er vielleicht statt mit 3000 Watt nur mit 660 Watt heizt? Dann dauert die Aufheizung eben nur entsprechend länger! Das hat doch nichts mit "Überlastung" zu zu tun!
Sehe ich auch so. Wenn die Solaranlage nicht mehr Leistung liefert, kann von Überlastung keine Rede sein. Das wäre nur ein Problem, wenn sowohl die Energiequelle als auch der Verbraucher mehr Leistung hätten.
"Das wäre nur ein Problem, wenn sowohl die Energiequelle als auch der Verbraucher mehr Leistung hätten."
Wie denn das? Die Energiequelle hat ja keine Leistung, sondern bestenfalls eine Leistungsbegrenzung, z.B. durch eine Leitungsschutz-Sicherung.
Nehmen wir einmal an, der Boiler ist auf die Leistung von 3000 W ausgelegt, und der Wechselrichter speist nur 600 W ein. Dann dauert die Aufheizung eben 5 mal so lange wie technisch möglich.
Wenn nun die Leistung der Energiequelle auf 18_000 W begrenzt ist und am Verbraucher dessen Nennspannung anliegt, dann bringt der auch seine Nennleistung. Der Boiler heizt dann in der kürzesten technisch möglichen Zeit auf.
Du hast feste Heizwiderstände. Wenn DU da 230V drauf legst, stellt sich über den Widerstand ein gewisser Strom ein (Ohmsches Gesetz)... Hast Du jetzt einen 660W-Wechselrichter, wird dieser versuchen, die Spannung zu halten. Auf Grund des hohen Strom durch die Widerstände wird aber die Spannung zusammenbrechen und der Wechselrichter schaltet wegen Überlast ab... Du müsstest schon eine Heizwicklung (falls das überhaupt geht) einzeln betreiben, die nur max 660W hat... Und ein 80L-Boiler wird wohl nicht viele kleine Heizwicklungen haben, sondern vlt eine oder drei große (je nachdem ob 1~ oder 3~)...
Das ist eine Überlegung wert! Überstrom gibt es ja nicht, wenn die Solaranlage als Stromlieferant einfach nicht mehr hergibt. Die Spannung wird also absinken, wenn der Widerstand des Verbrauchers entsprechend klein ist. Insofern funktioniert mein Tipp vielleicht nur mit einem "dummen" Wechselrichter, der nur über eine einfache Überstromabschaltung verfügt, aber nicht über eine Spannungsüberwachung. Keine Ahnung, ob so "dumme" Wechselrichter heute noch irgendwo zu kaufen sind.
O.K. Wenn da eine Spannungsregelung wie hier beschrieben eingebaut und betriebsbereit ist, dann tritt tatsächlich ein Störfall ein. Mit diesen konkreten Details bin ich nicht vertraut. Ohne derartige Spannungsregelung tritt ein Spannungsabfall ein, und alles läuft, wie ich es beschrieben habe.
Außerdem ist ja für den Boilerbetrieb der Wechselrichter so überflüssig wie die Spannungsregelung. Wenn der Boiler direkt mit dem Gleichstrom der Fotovoltaik betrieben wird, dann mag der ohnehin hier selten tätige Thermostatschalter etwas stärker belastet werden als bei Wechselstrombetrieb. Das wird aber durch die Leistungsminderung mehr als ausgeglichen. Somit sehe ich da keine Probleme.
Ich würde sagen, schlag dir das aus dem Kopf. Das wird nicht fuktionieren. Dafür ist die bereitgestellte Energie viel zu gering.
"Energie zu gering"? Bei geringerer Leistung dauert die Aufheizung eben nur entsprechend länger!
Kommt auf die Solaranlagenkomponenten drauf an. Wenn es dann noch eine kleine auf dem Balkon ist, glaube ich nicht das es was arges ist.
Wie soll das gehen, wenn der Wechselrichter nur 660 Watt kann. Der wäre damit absulut überlastet.