PV-Überschuss & Warmwasser
ESP32-basierte stufenlose Heizstabsteuerung (0–4,2 kW)
Im Rahmen dieses Projekts wurde eine vollständig eigenentwickelte, stufenlose Leistungsregelung für einen dreiphasigen Heizstab realisiert. Ziel war es, überschüssige Photovoltaikleistung möglichst effizient zur Warmwasserbereitung zu nutzen, anstatt Energie ins öffentliche Netz einzuspeisen.
Projektüberblick
Die wichtigsten Merkmale
- Stufenlose Leistungsregelung von 0 bis 4,2 kW
- ESP32 mit vollständiger Home-Assistant-Integration
- PT1000-Temperaturmessung für den Speicher
Dieses Projekt dokumentiert eine private Entwicklung von Ing. Wolfgang Edelbacher. Der Autarkus Energy Manager ist davon als eigenständiges Produkt klar abgegrenzt.
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Stufenlose Leistungsanpassung
Die Steuerung basiert auf einem ESP32-Mikrocontroller und regelt die Heizleistung kontinuierlich von 0 bis 4,2 kW. Im Gegensatz zu einer klassischen Ein-/Aus-Steuerung wird die Leistung exakt an den aktuell verfügbaren PV-Überschuss angepasst. Dadurch können selbst geringe Energieüberschüsse genutzt werden, ohne Netzbezug zu verursachen.
Leistungselektronik und Temperatur
Die eigentliche Leistungsregelung erfolgt über eine industrielle Thyristorsteuerung, welche die drei Heizwendeln des in Stern geschalteten Heizstabes phasenanschnittgesteuert regelt. Der ESP32 liefert dabei lediglich das analoge Steuersignal und übernimmt die intelligente Regelungslogik.
Zur Temperaturüberwachung wurde zusätzlich ein PT1000-Fühler integriert, der die Wassertemperatur kontinuierlich erfasst und eine sichere Betriebsführung ermöglicht.
Technische Highlights
- Stufenlose Leistungsregelung von 0 bis 4,2 kW
- Dreiphasiger Heizstab in Sternschaltung
- Industrielle Thyristor-Leistungssteuerung
- ESP32 als zentrale Steuer- und Kommunikationsplattform
- Analoge Sollwertvorgabe für die Leistungsregelung
- PT1000-Temperaturmessung zur Überwachung des Speichers
- WLAN-Anbindung und vollständige Integration in Home Assistant
- Nutzung von PV-Überschüssen ohne unnötige Netzeinspeisung
Anwendungsgebiet
Die Lösung eignet sich insbesondere für Photovoltaikanlagen, bei denen überschüssige Solarenergie möglichst vollständig im eigenen Haushalt genutzt werden soll. Durch die stufenlose Leistungsanpassung arbeitet die Regelung deutlich effizienter als herkömmliche Schaltlösungen, die lediglich zwischen Ein und Aus wechseln können.
Das Projekt zeigt exemplarisch, wie sich kostengünstige Mikrocontroller mit industrieller Leistungselektronik kombinieren lassen, um leistungsfähige und flexible Energiemanagement-Lösungen zu realisieren. Es diente gleichzeitig als Vorläufer und wichtiger Erfahrungsgewinn für die Entwicklung des Autarkus Energy Managers.
Sicherheitshinweis
Entwicklungsprojekt, keine Installationsanleitung
Der gezeigte Aufbau dokumentiert ein eigenes Entwicklungs- und Praxisprojekt. Arbeiten an Netzspannung, Heizsystemen und wasserführenden Anlagen dürfen nur durch entsprechend qualifizierte Fachkräfte und unter Beachtung der geltenden Vorschriften ausgeführt werden.
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