Leistungselektronik zur stufenlosen Leistungssteuerung von Boilern

Ausgangslage

Bei Eigenverbrauchssteuerungen wird die überschüssige Energie der eigenen Photovoltaikanlage genutzt um beispielsweise den Warmwasserspeicher («Boiler») aufzuheizen. Da das Heizelement eine konstante Leistung bezieht, übersteigt der Leistungsbezug nicht selten den Wert der überschüssig produzierten Leistung. Idealerweise sollte genau die Leistung vom Boiler aufgenommen werden, die gerade überschüssig ist und ins Netz exportiert werden würde. Mit einem Drehstromsteller kann die Leistung des Boilers flexibel gesteuert werden. Es stellt sich jedoch die Frage, welche Netzrückwirkungen durch einen solchen Drehstromsteller entstehen und ob die relevanten Normen eingehalten werden können.

Ziele

• Recherche und Evaluation von am Markt verfügbaren Drehstromstellern unter Berücksichtigung der Normen und Vorgaben.
• Versuchsaufbau mit dem evaluierten Gerät im Smart-Grid-Labor des Instituts.
• Nachweis der Funktion und Einhaltung der Vorschriften für den geplanten Einsatz mittels Messreihen und Simulationen.
• Ansteuerung des Drehstromstellers über eine Schnittstelle um die Heizleistung von 0 bis 100% vorgeben zu können.
  
  

Ergebnisse

Die genannten Projektziele konnten erfolgreich abgeschlossen werden. Mit einem AC-Steller und dem entsprechenden Ansteuerverfahren, mit dem man über eine Schnittstelle den Betriebspunkt einstellen kann, ist es möglich genau die überschüssig produzierte Momentanleistung in einen Warmwasserspeicher zu speisen und dabei die geltenden Normen einzuhalten.