Schaltbare PV Lasten

[Eckhard W. (Gast)]

Hallo in die Runde,

da ich etwas aus der Schaltung- und Komponentenauslegungsübung gekommen 
bin, aber trotzdem Lust habe ein Projekt weiter zu verfolgen, möchte ich 
dieses hier kurz vorstellen.

Aktuell versorgt eine kleine PV Anlage (1,2 kWp) über eine 24 V Batterie 
und mittels Wechselrichter einige Verbraucher (Strominsel). Bei 
unzureichender Solareinstrahlung &/oder Batteriekapazität erfolgt die 
Umschaltung auf das Netz.

Nun ist es ja so, daß bei guter Einstrahlung die Batterie gegen Mittag 
vollgeladen ist und – mangels weiterer Verbraucher – der MPPT Regler die 
PV Leistungsabgabe so reduziert, daß die Bleibatterie nicht überladen 
wird.

Diese Überschußenergie möchte ich an einen Heizstab zur 
Warmwasser-aufbereitung abgeben.

Somit sind die Eckpunkte vorgegeben:
-  Zuschalten einer weiteren Last (500 W) ab Ubatt = ca. 28,0 VDC
-  Warten von ca. 10 min (einstellbar, max. 15/20 min), damit die 
Batterie zunächst weiter aufgeladen werden kann und wechselhafte 
Bewölkung erkannt wird
-  Abschalten der Last, wenn die Batteriespannung unter ca. 25,0 VDC 
fällt.
Vom Konzept stelle ich es mir wie folgt vor:
1.  Erzeugen einer gesicherten Spannung aus der Batteriespannung (18 …. 
32 V), u.a. zur Referenzwertbildung und Versorgung der Schaltung.
2.  Ableiten der Spannungsschaltpunkte 25,0 V und 28,0 V mittels 
Komparatoren
3.  Verzögerung der Weitergabe des oberen Schaltpunktes von ca. 10+ min
a.  Sinkt die Spannung innerhalb dieser Zeit unter 25,0 V, erfolgt ein 
„RESET“. D.h. vor einem erneuten Start der Verzögerung müssen erneut 
28,0 V anliegen.
4.  Anschließend „Halten“ / FlipFlop und über UND verknüpfen mit der 
Bedingung Ubatt >= 25,0 V
5.  Bei Einhaltung beschriebener Bedingungen betätigen eines Relais und 
Aufschalten der Last auf den Wechselrichter (230 VAC)
6.  Ein Abfall der Batteriespannung unter 25,0 V hat das Lösung des 
Relais und die Abschaltung der Last zur Folge.

Vielleicht hat der/die Eine oder Andere Lust mir Hilfestellung bei der 
energieeffizienten, kostengünstigen Umsetzung zu geben, meine Kenntnisse 
bezgl. der Komponenten & -auswahl ist etwas in die „Jahre“ gekommen.
Bei entsprechendem Fortschritt des Projektes bin ich gerne bereit hier 
darüber zu berichten.

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[Stephan M. (Gast)]

Hallo Eckhard W.

Mein Inselwechselrichter ist ein Steca PLI 1000-12.
Bei diesem kann ich über seine serielle Schnittstelle die aktuellen
Messwerte und Daten auslesen. ( u.a. Netz- oder Solarbetrieb )
Die Daten bearbeitet der lesende Arduino, welcher die an den Steca 
angeschlossenen Kühlschränke ( 3St im Haus verteilt ) abwechselnd 
einschaltet.
Die Verbraucher werden per Funksteckdosen geschaltet.
Der aktuelle Verbrauch der angeschlossenen Geräte wird mittels 
Stromsensoren ermittelt.
Da zwei Kühlschränke auf einer Zuleitung angeschlossen sind, werden sie 
durch ihren Energiebedarf ermittelt. ( wenn Beide laufen, und einer 
schaltet ab, welcher? )


Ich sehe den Vorteil bei einem Mikrocontroller darin:
- die Quelldaten werden vom Wechselrichter ausgelesen
- Steuerungsparameter sind einfach zu ändern
- Abhänigkeiten der Verbrauchersteuerung beliebig programmierbar
- Schaltbare Verbraucher beliebig Erweiterbar
- Bauteile sind im Handel erhältlich

Gruß Stephan

[Eckhard W. (solfoxexe)]

Hallo Stephan,

bei mir läuft seit ca. einem Jahr der Steca PLI 2400-24 und als 
„Grundlast“ laufen u.a. Kühlschränke, Herdabzugshaube, div. Lampen, 
etc.. Die Daten lese ich ebenfalls mit der Software „Solaranzeige.de“ 
aus, läuft auf Raspi 3+ und ich lasse sie entsprechend darstellen.

Allerdings stelle ich fest, daß die Kommunikation häufig aussetzt, 
durchaus mehrere Minuten und somit nur bedingt zuverlässig.

Wahrscheinlich wäre dies behebbar, aber die Programmierung ist für mich 
ebenfalls eine entsprechende Herausforderung.

Die von mir beschriebene (analoge, diskrete) Lösung ist aus meiner Sicht 
zuverlässiger und unabhängig von externen Faktoren, z.B. Datenfluß, WLAN 
Verfügbarkeit, etc.

Grüße
Eckhard

[Christian M. (likeme)]

Selber Plan, 16kWP PV und keinen Bock einzuspeisen, DC mechanisch 
schalten ist irgendwie ungünstig, wegen Lichtbogen und auch deswegen 
weil der Arbeitspunkt der PV Module nie zur Last passt (MPPT). Das kann 
nur ein PV Wechselrichter richtig! Ich habe einen Sentron PAC3200 im 
Stromzählerkasten, den ich mit einer Siemens Logo auslese. Wird die 
Leistung negativ schalte ich einen Heizstab wechselstromseitig (am 
Netz)zu. Mittlerweile auch eine el. FBH und einen 0815 Radiator im 
Bastelkeller. Ich habe kleine Schütze verwendet. Man kann das aber auch 
mit Analogmodul am Logo mit Phasenanschnittansteuerung realisieren. 
Soweit bin ich noch nicht. Bei einer kleinen Anlage würde ich das eher 
analog realisieren.

PS: Die Anlage läuft seit einem Jahr über LAN ohne RESET und sonstigen 
Problemen, ist teuer aber Industrietechnik.

2. Step, den Überschuss in einen Akku lagern und diesen dann über Nacht 
über einen 250W WR ans Hausnetz legen, Standbyleistung vom Haus ist dann 
auch nahezu weg.