====== Solar-Reststrom mit Heizstab verwerten ====== Solar Bei klassischen Triac-Leistungsstellern (Phasenanschnitt oder Phasenabschnitt) wird die Sinuskurve „zerhackt“. Der Effekt: * starke Oberwellen * keine saubere Wirkleistung mehr * sehr steile Flanken Moderne elektronische Stromzähler messen zwar True RMS, aber sie: * sampeln nur periodisch * berechnen daraus Energie Wenn die Messung genau in ungünstigen Phasen passiert, kann es zu Messfehlern kommen. Das Problem ist bei manchen Smart Metern tatsächlich beobachtet worden. Besonders kritisch: * stark asymmetrischer Phasenanschnitt * kleine Lasten mit stark beschnittener Kurve * Zähler mit einfacher Digitalfilterung **Deshalb nutzen viele PV-Heizstabregler eine andere Technik** Die guten Geräte (z.B. Fronius Ohmpilot oder my-PV AC ELWA-E) arbeiten nicht mit Phasenanschnitt, sondern mit: //Burst-Control / Nulldurchgangsschaltung// Dabei wird nicht die Sinuswelle zerschnitten, sondern ganze Halbwellen ein- oder ausgeschaltet. **Deshalb sind Zero-Cross SSR + Burst-Regelung heute Standard bei PV-Heizstäben.** ===== DIY-Variante (die viele HA-Leute bauen) ===== Hardware: * ESP32 * + Zero-Cross SSR (z.B. Fotek) * + Heizstab Regelung: * 1-Sekunden-Fenster * 50 Netzzyklen Beispiel: * 20 Zyklen EIN * 30 Zyklen AUS * → 40 % Leistung Das ist für: Netz * Stromzähler * Wechselrichter * praktisch unsichtbar. Der Kostal reagiert sehr empfindlich auf unsauberen Netzstrom. Ein Phasenanschnittsteller kann den Wechselrichter manchmal zu Regelschwingungen bringen. Burst-Control vermeidet das komplett. Für deinen Zweck (PV-Überschuss verheizen, idealerweise stufenlos oder burst-geregelt) würde ich dir tatsächlich einen ziemlich klassischen Heizstab empfehlen – nur mit den richtigen Eckdaten. ===== Die sinnvolle Standardlösung ===== Für Warmwasserspeicher wird fast immer diese Bauart verwendet: 230 V / 3 kW Einschraub-Heizstab mit 1½″ Gewinde Typische Daten: * Leistung: 3000 W * Spannung: 230 V * Gewinde: 1½″ (Standard bei Speichern) * Material: Edelstahl * Einbaulänge: ca. 270–360 mm * optional mit Thermostat und Sicherheitstemperaturbegrenzer Ein typisches Beispiel ist der **MB3000 OWR1 3 kW Immersion Heater**. Diese 3 kW-Klasse gilt als guter Kompromiss: genug Leistung zum Heizen, aber noch einphasig 230 V ohne Starkstromanschluss. Warum 3 kW bei dir gut passt Mit deinem Setup: * 10,2 kWh BYD * 7,1 kWh SolidFlex * PV-Überschuss im Sommer wird dein Heizstab vermutlich nur mittags laufen. 3 kW bedeutet: 3 kWh Wärme pro Stunde Dein 390 L Speicher braucht ungefähr: 390 kg × 4.18 kJ/kgK ≈ 1.63 MJ/K ≈ 0.45 kWh pro °C Also: 3 kW → ~6–7 °C Temperaturanstieg pro Stunde Das passt ziemlich gut. Wichtig für deine geplante Regelung Wenn du mit Burst-Control (Zero-Cross SSR) arbeitest, nimm unbedingt: Heizstab OHNE integrierten Thermostat im Strompfad oder mit separatem mechanischem Thermostat. Warum: Viele integrierte Thermostate mögen schnelles Ein/Aus-Takten nicht. Noch ein Tipp (der bei PV-Heizstäben oft vergessen wird) Nimm lieber einen Heizstab mit: 3 getrennten Heizschleifen z. B. 3 × 1000 W Statt 1 × 3000 W Dann kannst du: * 1000 W * 2000 W * 3000 W auch stufig schalten, falls du später willst. Das macht die Regelung viel stabiler. Was ich persönlich bei deinem Setup verbauen würde Ganz pragmatisch: * 3 kW / 230 V * 1½″ Gewinde * Edelstahl * 3 Heizschleifen * ohne Elektronik Kosten: 40–90 € Was brauche ich für eine Burst-Control-Lösung? Gibt es fertige Lösungen mit MQTT oder so? Kann man das selbst bauen? Auch mit ESP? Gibt es fertige Software? Ja – und für dich (Node-RED, Home Assistant, MQTT, ESP-Bastelei) gibt es tatsächlich mehrere fertige Wege, die erstaunlich gut zusammenpassen. Ich zeige dir mal die 3 realistischen Varianten, von „fast fertig“ bis „komplett DIY“. 1️⃣ Fertige Open-Source Lösung (ESP + MQTT) Die wahrscheinlich eleganteste Lösung ist ein Solar-Diverter-Projekt. Ein Beispiel ist YaSolR (Yet another Solar Router). Das ist eine komplette Open-Source Firmware für ESP32/ESP8266. Funktionen: * regelt PV-Überschuss automatisch * PID-Regler * MQTT-Integration * mehrere Heizstäbe möglich Temperaturüberwachung optional Leistungsmessung Es arbeitet genau so: Home Assistant / Smart Meter ↓ MQTT: Netzleistung ↓ ESP32 Solar Router ↓ Zero-Cross SSR ↓ Heizstab Die Software passt die Heizleistung so an, dass Netzleistung ≈ 0 W bleibt. 2️⃣ ESP + Zero-Cross SSR + MQTT (DIY, aber einfach) Das ist wahrscheinlich dein Stil. Hardware: * ESP32 * + Zero-Cross SSR (25-40A) * + Heizstab * + optional Temperatursensor Der ESP bekommt von Home Assistant z. B.: topic: house/power payload: -1200 Dann berechnet er: 1200 W → Heizleistung Viele Projekte nutzen genau dieses Prinzip: Ein ESP steuert ein Zero-Cross SSR, das ganze Netzzyklen ein- oder ausschaltet (Burst-Control). Typischer Ablauf: 1 s Zeitfenster 50 Netzzyklen 20 Zyklen EIN 30 Zyklen AUS → 40 % Leistung Für Netz und Stromzähler ist das praktisch perfekt. 3️⃣ Node-RED + ESP Dimmer Es gibt sogar fertige Node-RED Flows, die genau das machen. Ein Beispiel: Node-RED Solar Diverter Features: PID-Regler MQTT-Kommunikation Dashboard Leistungsregelung Der ESP bekommt nur einen Wert wie: PWMController/value = 37 → 37 % Heizleistung. Das passt perfekt zu deinem jetzigen Setup. Hardware die du brauchst Minimal: ESP32 + Zero-Cross SSR (z.B. 40A) + Kühlkörper Optional: DS18B20 Temperatursensor Strommessmodul Relais für Notabschaltung Was ich dir konkret empfehlen würde Ganz ehrlich: Bei deinem Setup würde ich diese Architektur bauen. Home Assistant ↓ Node-RED ↓ MQTT → ESP32 ↓ Burst-Control SSR ↓ 3 kW Heizstab Node-RED rechnet: Überschuss = -Netzleistung und sendet: heater/power = 0…3000 Der ESP wandelt das in Burst-Duty-Cycle um. Kosten (DIY) * Teil Preis * ESP32 5–8 € * SSR 40A 10–20 € * Kühlkörper 5 € * Kleinkram 5 € * → 30–40 € Damit bekommst du im Prinzip einen Fronius Ohmpilot für Bastler. Ein wichtiger Punkt (den viele übersehen) Bei 3 kW Heizstab fließen: 230 V → 13 A Also unbedingt: SSR ≥ 40 A großer Kühlkörper Sicherung FI/RCD 💡 Wenn du willst, kann ich dir auch noch zeigen: eine extrem elegante Lösung mit ESPHome, die: direkt in Home Assistant integriert ist MQTT gar nicht braucht und Burst-Control automatisch macht. Die ist überraschend kurz (ca. 40 Zeilen YAML) und läuft auf einem ESP32. ja, hau raus! Gut, dann bauen wir das einmal sauber und minimalistisch mit ESPHome, so dass es direkt in Home Assistant erscheint und du keine eigene MQTT-Logik brauchst. Das Ziel: Burst-Control für einen Heizstab, gesteuert über die aktuelle Netzleistung. Prinzip Der ESP bekommt von Home Assistant: Netzleistung (W) Dann berechnet er: Heizleistung = -Netzleistung Beispiele: * **Netzleistung** **Heizstab** * -2000 W Einspeisung 2000 W * -500 W Einspeisung 500 W * +100 W Bezug 0 W Die Leistung wird dann als Burst-Duty-Cycle umgesetzt. Hardware Minimal: * ESP32 * Zero-Cross SSR (z.B. Fotek SSR-40DA) * Heizstab 230V Optional sinnvoll: * DS18B20 Temperaturfühler * mechanischer Thermostat * FI/RCD * ESPHome YAML (Burst-Control) esphome: name: pv_heizstab esp32: board: esp32dev wifi: ssid: "WLAN" password: "PASS" logger: api: ota: output: - platform: gpio pin: 26 id: ssr_output interval: - interval: 1s then: - lambda: |- float grid = id(grid_power).state; float heater_power = 0; if (grid < -100) { heater_power = -grid; } if (heater_power > 3000) heater_power = 3000; float duty = heater_power / 3000.0; int cycles = 50; int on_cycles = duty * cycles; for (int i = 0; i < cycles; i++) { if (i < on_cycles) { id(ssr_output).turn_on(); } else { id(ssr_output).turn_off(); } delay(10); } sensor: - platform: homeassistant id: grid_power entity_id: sensor.netzleistung Was dieser Code macht Der ESP arbeitet in 1-Sekunden-Fenstern: 50 Netzzyklen pro Sekunde Beispiel: 40 % Leistung * → 20 Zyklen EIN * → 30 Zyklen AUS Der Heizstab mittelt das thermisch. Vorteile dieser Lösung - ✔ saubere Sinuswelle - ✔ keine Phasenanschnitt-Oberwellen - ✔ Stromzähler misst korrekt - ✔ Wechselrichter bleibt stabil - ✔ direkt in Home Assistant integrierbar Sicherheit (wirklich wichtig) Bei 3 kW Heizstab: 230 V × 13 A Also unbedingt: SSR ≥ 40 A großer Kühlkörper mechanischer Thermostat Temperaturbegrenzer FI/RCD Optional (sehr empfehlenswert) Temperatursensor im Boiler: sensor: - platform: dallas address: 0x123456 name: "Boiler Temperatur" Dann kannst du eine Abschaltung machen: > 65 °C → Heizstab aus Ein Bonus für dein Setup Mit deinen beiden Batterien BYD Battery-Box Premium HVS INDEVOLT SolidFlex PowerFlex2000 würde ich den Heizstab erst aktivieren wenn beide >90 % SOC sind. Das verhindert, dass du Wärme erzeugst, während noch Strom speicherbar wäre. 💡 Wenn du willst, kann ich dir noch etwas zeigen, was bei deinem System richtig gut funktionieren würde: Eine „Null-Einspeise-Heizstabregelung“ mit PID-Regler, die den Netzfluss auf ±20 W stabilisiert. Damit verhält sich dein Haus praktisch wie ein perfekter Eigenverbrauchsoptimierer – das ist deutlich stabiler als die einfache Burst-Logik oben.