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.

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.

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 €