Photovoltaik-Heizstab: Technik und Produkte im Marktüberblick

Für SENEC-Speicher gibt es jetzt SENEC.Heat. Diese Lösung vom deutschen Speicher-Hersteller Deutsche Energieversorgung GmbH ist eine separat erhältliche Kompaktbox zur Steuerung von Heizstäben. Im Zusammenspiel mit SENEC.Home oder SENEC.Business Energiespeichern wird so überschüssiger Strom zur Warmwasseraufbereitung genutzt und somit in Form von Wärmeenergie gespeichert.

SENEC.Heat ist geeignet für alle Kunden mit SENEC-Speicher, die einen Warmwasserspeicher oder Wärmepumpenspeicher mit separatem Heizstabanschluss besitzen. Aufgrund der einfachen Wandmontage und der kompakten Größe lässt sich SENEC.Heat schnell in ein bestehendes System integrieren.

Da die meisten Heizstäbe eine interne Temperaturabschaltung besitzen, ist der Betrieb in diesen Fällen sofort und ohne externe Temperatursensoren möglich. Außerdem ist die Verteilungdes erzeugten Photovoltaik-Stroms auf Strom- und Wärmespeicher individuell konfigurierbar. Die intelligente Heizstabsteuerung bietet darüber hinaus Überstrom- sowie Überspannungsschutz und lässt sich im erweiterten Online-Monitoring mobil überwachen.

Die sonnenBatterie von sonnen ist ein intelligentes Speichersystem, das automatisch dafür sorgt, dass Hausbesitzer den maximalen Anteil ihres selbst erzeugten Stroms auch selbst verbrauchen. Die sonnenBatterie merkt sich zum Beispiel den Stromverbrauch im Haushalt und kombiniert dieses Verhalten mit aktuellen Wetterdaten.

• Anhand dieser Informationen kann die sonnenBatterie den Solarstrom optimal im Haus verteilen.
• Außerdem ist sie in der Lage, gezielt elektrische Geräte wie Waschmaschine oder einen Heizstab zu aktivieren und hilft so, den Solarstrom gezielt im Haus zu verwenden.

Dazu wird einfach nur ein Elektro-Heizstab an die sonnenBatterie angeschlossen, der das Wasser in einem Pufferspeicher erhitzt und auf diese Weise das Haus zusätzlich mit Wärme versorgt. Hierzu ist sonnen u.a. mit den Energiesystemen von RENNERGY Systems AG eine Kooperation eingegangen. Die Photovoltaik-Heizgeräte Premium, Prestige und ECO Line von RENNERGY lassen sich sehr gut mit den acht Modellen der sonnenBatterie kombinieren und so den Photovoltaik-Heizstab optimal nutzen.

Der Westech Solar Energiemanager inkl. einem 2,5 kW Heizstab sorgt dafür, die von Ihrer Photovoltaik-Anlage erzeugte überschüssige Energie zur Erhitzung des Wassers in Ihrem Brauchwasserspeicher oder Pufferspeicher zu nutzen. Der Westech Energiemanager leitet den Solarstrom, der sonst ins Netz eingespeist werden würde, automatisch stufenlos auf den Photovoltaik-Heizstab oder Wärmetauscher von 1 bis 3 kW um, sobald mehr Elektrizität erzeugt als benötigt wird.

• Dazu wird der Energiemanager normalerweise zwischen eine 16A abgesicherte Leitung und den Heizstab geschaltet.
• Er empfängt dann drahtlos Daten vom Sender, der die Energieerzeugung überwacht und den Westech Energiemanager aktiviert, sobald überschüssige Energie produziert wird.
• Nun passt er den Energiefluss proportional an, sodass tatsächlich nur die überschüssige Energie zur Wassererhitzung genutzt wird.
• Der Westech Solar Energiemanager kann mithilfe einer programmierbaren Zeitschaltuhr so eingestellt werden, dass er zur gewünschten Zeit die volle Energie des Stromnetzes nutzt, um so einen normalen Betrieb ohne Photovoltaik-Ertrag zu gewährleisten.
• Ein zusätzlicher Boosterknopf dient dazu, durch einen einfachen Knopfdruck für 15 Minuten bis zu zwei Stunden mehr Wasser zu erhitzen.

Es kann dabei für jede Phase ein Energiemanager verwendet werden, sodass sich die Leistung mit 3 Photovoltaik-Heizstäben auf bis zu 9 kW erhöhen lässt. Der Westech Energiemanager kann außderm in Verbindung mit speziell erhältlichen Durchlauferhitzern, die an jeden herkömmlichen Brauchwasser- oder Pufferspeicher ohne großen Aufwand angeschlossen werden können, genutzt werden.

Der Photovoltaik-Heizstab "PV Heater" des CaCuSol-Solarmanagers nutzt direkt den Strom der Photovoltaikanlage, um den Warmwasser-Speicher zu erhitzen. Das Gerät kann an einer separaten PV-Anlage und einer bestehenden Heizungsanlage nachgerüstet werden. CaCuSol darf jedoch nur in Verbindung mit dem mitgelieferten Thermic Energy CaCuSol-Einschraubheizkörper verwendet werden.

• Durch seinen Aufbau eignet sich der Einschraubheizkörper sowohl für den Einsatz in Heizungswasserspeichern als auch in emaillierten Trinkwasserspeichern, die mit einem 1,5 Zoll Schraubanschluss ausgestattet sind und dieser Schraubanschluss mittels eines Adapters für die Revisionsöffnung bereitgestellt wurde.
• Der Einschraubheizkörper ist für den Einsatz in drucklosen wie in Druck behafteten hydraulischen Systemen ab 80 Liter Fassungsvermögen bis zu einem maximalen Betriebsdruck von 10 bar zugelassen.

Laut Hersteller Thermic Energy darf der Sanitärinstallateur oder der Betreiber den Heizstab allerdings selbst verkabeln, da der PV Heater mit einer Gleichspannung von weniger als 50 Volt arbeitet.

Yellowstone Soft bietet ein Komplettpaket zur Brauchwasserbereitung mit einem Heizstab und der Cloudy103 Steuerung an. Das System kostet 647,00 Euro und funktioniert unabhängig vom Wechselrichter und kann auf einfache Weise auch in Bestandsanlagen nachgerüstet werden.

Für Photovoltaik-Anlagen mit vorhandenem Zweirichtungszähler wird das Steuergerät direkt im Zählerschrank neben dem elektrischen Zweirichtungszähler montiert. Hierfür genügt eine Hutschiene mit 70 mm freiem Platz, die normalerweise immer vorhanden ist. Für Anlagen ohne vorhandenen Zweirichtungszähler oder Anlagen im europäischen Ausland muss ein zusätzlicher Hutschienenzähler zwischen vorhandenem Zähler und der Unterverteilung montiert werden.

Die Datenverbindung zum Zähler erfolgt mit einem optischen Lesekopf, der magnetisch am Zähler befestigt wird. Für die Installation des Heizstabes ist eine 1½ Zoll Einbauhülse am Brauchwasserspeicher und ein 230V AC Anschluss erforderlich. Das Steuergerät und der Heizstab werden über eine vieradrige Steuerleitung miteinander verbunden.

• Das Steuergerät Cloudy103 erhält von diesem elektronischen Zähler alle 10 Sekunden die aktuelle Leistung und die Information, ob Energie aus dem Netz des EVU bezogen oder ins Netz geliefert wird.
• Wird für eine gewisse Zeit Energie geliefert, so wird der Elektroheizstab vom Steuergerät eingeschaltet und somit das Brauchwasser erwärmt.
• Steht nicht mehr genügend selbst erzeugte Energie zur Verfügung, wird der Heizstab automatisch wieder abgeschaltet.
• Hat das Brauchwasser die gewünschte Temperatur erreicht, wird der Heizstab ebenfalls abgeschaltet.

Für eine effektive Funktionsweise wird der Heizstab in drei Leistungsstufen geschaltet und arbeitet somit auch bei geringer Sonneneinstrahlung. Die Parametrierung des Steuergerätes erfolgt einmalig mit einem interaktiven Windows-Programm.

Die my-PV GmbH bietet das Photovoltaik-Heizstabsystem ELWA zur elektrischen Warmwasserbereitung an. Der Warmwasserspeicher wird dazu mit einem z. B. netzgekoppelten AC ELWA Heizstab ausgestattet, der über die Photovoltaik-Anlage angesteuert wird. Der von der netzgekoppelten PV-Anlage erzeugte Strom wird zunächst zum Aufheizen des einzelnen Warmwasserspeichers verwendet.

Überschüssiger Strom wird durch Infrarot-Paneele zur Gebäudeheizung genutzt. Erst im dritten Schritt wird Reststrom ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Ein zentrales System des Energie-Management-Herstellers Loxone übernimmt die intelligente Steuerung. So wurden in der Praxis bereits ein PV-Eigenverbrauch von 78% und ein solarer Warmwasser-Deckungsgrad von 86 % erreicht. Zudem werden somit keinerlei Rohre mehr für die Wärmeverteilung benötigt.

RESOL hat speziell für die Nutzung überschüssigen Stroms aus PV-Anlagen den Heizstabregler DeltaTherm °PV entwickelt. Der Regler ist für alle Speicher mit Heizstab nachrüstbar und einfach zu installieren. Er erkennt überschüssigen Strom zuverlässig und ermittelt die zur Verfügung stehende Energie. Diese wird an eine stufenlos regelbare Elektroheizung bis 3 kW weitergeleitet, die den Speicher erhitzt.

Auf diese Weise wird die Überschussleistung der PV-Anlage in Wärmeenergie umgewandelt und als regenerative Energie gespeichert. Durch die intelligente Regelung wird der Eigenverbrauch an regenerativem Photovoltaik-Strom erhöht und die Kosten für die konventionelle Heizung gesenkt. Der Strombedarf des Haushaltes behält dabei selbstverständlich immer den Vorrang und die Netzkonformität bleibt gewährleistet.

GridSense sammelt Informationen über den Netzzustand, den Stromverbrauch, das Benutzungsverhalten sowie die Stromerzeugung der Photovoltaik-Anlage und berechnet auf dieser Basis den idealen Zeitpunkt, um elektrische Großverbrauchsgerät wie Wärmpumpen, Heizstäbe in Elektroboilern oder auch Elektroautos zu- oder abzuschalten. Um vorausschauend planen zu können, versucht der Algorithmus zudem beim Energieverbrauch einen typischen Wochentag und ein typisches Wochenende über die letzten drei Monate zu erkennen. Ausgehend von diesem Rhythmus kann dann vorhergesagt werden, wann der Hausbesitzer Warmwasser benötigt oder sein Elektrofahrzeug auflädt. GridSense kann als Plug-On-Lösung an bestehende Geräte montiert werden. Es gibt aber auch vom Hersteller vorkonfigurierte Hausgeräte. Da die Spannung direkt am Endgerät gemessen wird, ist keine aufwändige Kommunikations- oder Steuerungsinfrastruktur notwendig. Das macht GridSense besonders einfach zu installieren und kostengünstig.

Der Fronius Ohmpilot von Fronius International GmbH ist ein Verbrauchsregler, der überschüssigen PV-Strom zur Warmwasseraufbereitung heranzieht. Dank der stufenlosen Regelung von 0 bis 9 kW kann der überschüssige PV-Strom effizient genutzt und an die Verbraucher im Haushalt weitergegeben werden.

Der Fronius Ohmpilot wird in erster Linie dazu eingesetzt, Heizstäbe zur Warmwasserbereitung in Boilern und Pufferspeichern intelligent anzusteuern. Weitere Anwendungsgebiete sind beispielsweise eine Infrarotheizung oder ein elektrischer Handtuchtrockner.

• Mit dem Ohmpilot ist die Ansteuerung von zwei Heizstäben möglich.
• Die Kommunikation erfolgt über die universellen Schnittstellen WLAN, LAN, oder Modbus RTU.
• Der Verbrauchsregler wird einfach montiert und online über das installierte Web-Interface in Betrieb genommen.