Phasenmessgerät zur Abstimmung von BHKW und Stromverbraucher

  • Unser BHKW arbeitet nur sinnvoll, wenn sowohl die Wärme des BHKWs benötigt wird, als auch der erzeugte Strom möglichst vollständig nutzbringend verwendet. Einspeisen ist kontraproduktiv, denn die Einspeisevergütung deckt nicht einmal die Wartungskosten, abgesehen davon, dass die 1kWh Strom zu vier Cent mit zusätzlich 8 Cent Gasmehrverbrauch plus weiteren 2,5 Cent Gasmehrverbrauch durch den schlechteren Nutzungsgrad des BHKWs gegenüber der Brennwerttherme = 10,5 Cent bezahlt wird. da ist es schon sinnvoller, den Heizstab im Warmwasserboiler mit anzuwerfen, denn die eine elektrische kWh bringt dann wenigstens Wärme im Werte von 7 Cent, orientiert an der gleichen Wärmemenge. erzeugt in der Brennwerttherme.
    Ja, da fehlen, außer den nur noch 2,5 Cent noch weitere 4 Cent. Habt Ihr aufgepasst, wo?


    Man darf da nichts außer Acht lassen, denn wir werden abgeschröpft.


    Angenommen, wir haben einen Stromverbraucher, den wir regeln können und der ausgesprochen nützlich ist. dann ist es unbedingt wünschenswert, dass wir diesen mit genau so viel Strom füttern, das gerade weder eingespeist, noch Strom bezogen wird. Es bedarf einer Regelspannung.


    Ihr kennt alle Euer UKW-Radio. das misst in seiner Hochfrequenzendstufe den Phasenwinkel zwischen einem Resonanzkreis und der um diesen herumtanzenden Frequenz , die von der Antenne über einige Zwischenstufen empfangen wird. Dies nennt man Frequenzmodulation, eine Art von Phasenmodulation. Genau das benötigen wir auch, und das ist einfach: Wir müssen den Phasenwinkel zwischen dem zum bzw. vom Zähler fließenden Strom und der Wechselspannung messen, da gibt es positive und negative Phasenwinkel und dieses ist auch das Vorzeichen der Regelspannung unserer zu regelnden Verbraucher, die herab oder herauf-geregelt werden. Die Höhe der Regelspannung ist einfach die Stromstärke, vom Zähler bzw. zum Zähler. Wir regeln so lange, bis da nichts mehr fließt, was natürlich nicht immer der Fall sein wird, wenn gebacken wird oder das Elektroauto lädt.
    Der Phasendetektor arbeitet so: Zur um 90 Grad phasenverschobenen Wechselspannung des Netzes wird jeweils über einen kleinen Transformator der negative bzw positive Strom, genauer, die diesen proportionalen Spannungen addiert, dann werden beide Summenspannungen gleichgerichtet und die Differenz gebildet. das ist unsere Regelspannung. Hört sich kompliziert an, ist es aber nicht. Solch ein Phasendetektor steckt in jedem UKW-Radio, den gibt es auch in anderer Form, aber gleicher Wirkung.
    Das Ergebnis ist jedenfalls, dass der Zähler fast immer steht.
    Für mich ist das sinnvollste Gerät, das die Stromaufnahme regelt, eine voll modulierende Wärmepumpe, die von meinem Phasendetektor gesteuert wird. Solch eine Wärmepumpe hat zudem noch das höchstmögliche COP und ist, gut gewählt, ganz gewaltig billiger als das BHKW. Der Phasendetektor
    kostet mich einen Besuch bei Westinghouse=Conrad, 10 Euro und eine Stunde Bastelarbeit. Fertig gibt es den nicht.


    Wer will, kann diese Regelspannung auf ein großes Anzeigeinstrument geben, das in der Küche hängt und von Hand Geräte ein-und ausschalten, bis man aus der roten Hälfte des linken Anzeigebereichs herausgekommen ist. Rechts ist alles grün, aber man will ja auch keinen Strom vergeuden, also möglichst nahe der Mitte, der Null bleiben. Aber es geht viel besser und einfacher mit der regelbaren WP. Auch da ist ein wenig know how erforderlich.


    Bei den Wärmepumpen stehe ich auf den besten, aber auch kleinsten Inverter-Klimaanlagen von Mitsubishi Heavy Industries , nicht aber Mitsubishi Electric. Das ist ein großer Unterschied, denn der Konzern wurde nach dem Atombombenabwurf und der Kapitulation Japans in fünf Teile zerschlagen.
    "Divide et impera!" sagte der große Harry von Amerika zu Mac Arthur. Sein Wort gilt noch heute.

  • Moin,


    in Anbetracht der Tatsache das wir fast alle nen Drehstrom Anschluß haben ist dein "Phasendetektor" einer vollwertigen "0 Bezugsregelung" weit hinterher. Die Steuergröße muß man auch nicht selbst erzeugen sondern bekommt sie als S0 Signal vom Zähler.


    mfg

  • Die findet man eher hier, als bei den Verkäufern von BHKW-Anlagen.
    Wir haben immer noch nicht alle notwendigen Informationen und ich fürchte, die Entscheidung für das ecopower1.0 wird erst fallen, wenn die Sonderaktion des Hauses Vaillant vorüber ist.
    Ja, das vereinfacht die natürlich erheblich.
    Eigentlich hätte ich selbst darauf kommen müssen, denn im Internet kann ich die Energieeinspeisung meines Bekannten sehen, nicht nur, was das Solardach liefert.
    Macht nichts, wenn der Groschen nicht fällt, Alicante ist ja hier und schiebt einen in die richtige Richtung.
    Da reicht ja vermutlich ein einfaches RC-Glied, um ein analoges Signal daraus zu machen...Mittelspannung =Null?

  • Moin,


    der Ansatz von Bernd klingt sehr interessant.


    Das Problem beim Erfassen der Leistung mittels S0 Ausgang am Zähler ist, das man immer in die Vergangenheit regelt, denn um die aktuelle Bezugs- oder Einspeiseleistung zu erfassen muß man über einen gewissen Zeitraum die Impulse zählen, daraus resultiert eine Verzögerung.


    Bernd, kannst du das mal als Schaltplan zeichnen, kann dem Ganzen nicht so ganz folgen, natürlich für Einphasige und Dreipahsige Anwendung mit Ausgang für ein Normsignal 0-10V oder 0-20mA :D


    Gruß
    Tom

  • Hallo,


    Ich hoffe das Problem dadurch gelöst zu haben, indem ich hinter dem Zähler von E.On einen weiteren Zähler von Lingg und Janke EZ382-C2-FW habe einbauen lassen. Dieser Zähler wurde von Lingg und Janke mit einem KNX-Modul ausgestattet. Damit bekomme ich dann die erforderlichen Informationen und kann meine Geräte im Haus laufen lassen, wenn ich Strom produziere.


    Viele Grüße und
    Frohe Weihnachten


    Thomas

  • Mit unseren Geräten wollen wir gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen. Mit dem Strom nu dann Wärme, wenn diese deutlich wertvoller ist, als der Strom. Sprich, dann muss eine Wärmepumpe her, die das BHKW bei der Wärmeproduktion mit möglichst hoher leistungszahl (COP) unterstützt, also mindestens 4.
    Die Stromerzeugung im normalen Haushalt auf den Wärmebedarf abzustimmen, halte ich für sehr schwierig. Es fällt meist nur Überschussstrom an und die Bedienung des Heizstabes ist gerade beim BHKW eine ungeheuerliche Resourcenverschwendung, auf unsere Kosten, weil wir ja EEG und KWKG voll finanzieren.
    Unglaublich eigentlich, dass ein großer teil unseres erzeugten Stromes zu 4 Cent verkauft wird, weil nur die Aluminiumhütten sich dafür interessieren.
    Auch nicht wenige von uns verschweigen gerne, dass sie sich selbst mit Stromvernichtung unsinnigerweise auf Kosten der Stromverbrauchergemeinschaft durch Einschalten des Heizstabes bereichern. Wir werden so zu Handlangern der Kernenergiebetreibern gemacht, die auch das Wohl des "Volkes" nicht schert.


    Also, dass ich mich für BHKWs interessiere , hat nur etwas damit zu tun, dass ich Wärmepumpenanlagen mit einem COP bis über 6 gebaut habe, die infolge der Strompreiserhöhung innerhalb von 12 Jahren von 9,75 Cent auf jetzt über 25 Cent unrentabel geworden sind.
    Die Wärmepumpen stehen jetzt alle still und warten auf ein BHKW, das die Betriebskosten von der Brennstoffkostenseite aus betrachtet, halbiert.


    Ausgegangen war ich von einem Strompreis für Wärmepumpenstrom der Kölner Stadtwerke von 9,75 Cent pro kWh. Der stieg dann so weit an, dass ein Teil der Anlage (Hochtemperatur) nicht mehr renatabel betrieben werden konnte, Gas war da kostengünstiger. Damit lohnte sich auch nicht mehr der Zählerumbau, die Abschaltzeiten des Wärmepumpenstroms und der Brennwertnutzung waren die Tieftemperaturwärmepumpen ohnehin entgegen gerichtet. Jetzt lassen wir, obwohl erheblich viel Primärenergie eingespart würde, einen Brennwertkessel einbauen, unser WP-Projekt ist erst einmal ad Acta gelegt. Hinzu kommt, dass nur schwer ein zweiter Kamin für das BHKW einzureichten ist, außerdem wäre das BHKW im Gewölbekeller hochwassergefährdet.
    Ansonsten, 100% des erzeugten Stromes würden extrem primärenergiesparend und kostensparend genutzt, ohne Heizstab und sonstige "Verbrechen".
    Damit meine ich auch ungerechtfertigtes Abkassieren von Fördergeldern für "Stromvernichtung", ich kann es nicht anders bezeichnen.
    mal sehen welchen Kurs die Bundesregierung da noch weiter fährt...


    Jedenfalls bin ich irgendwie froh, dass wir uns nun gegen das BHKW entschieden haben, obwohl es noch eine der wenigen kleinen Anlagen wäre, die sich finanziell und vor allem in Hinblick auf die Umwelt- und Resourcenschonung sehr lohnen würde.


    Weiterhin stört mich die in diesem Falle geforderte, völlig überflüssige Forderung nach einem Pufferspeicher und die Laufzeit von mehr als 6000Stunden, die wir einfach nicht benötigen, da wir dann die in der Übergangszeit besonders effektiv arbeitende Wasser-Tieftemperaturwärmepumpe (Vorlauf unter 24 Grad) nicht alleine arbeiten lassen könnten.
    Nein, ich bin auf der ganzen Linie mit den Kraftwärmekopplungsgesetzen unzufrieden.


    Seit ich von Alikante weiß, dass der Einspeisezähler einen Ausgang besitzt, der genau die eingespeiste Leistung als Messwert ausgibt, könnte ich sehr genau die Wärmepumpen so ansteuern, dass wirklich nichts vom erzeugten Strom nach außen abgegeben wird und womöglich Aluminium erzeugt. Es handelt sich übrigens um vier Wärmepumpen, davon eine im Verhältnis 1 zu 8 (Stromaufnahme) modulierbar. Letztere ist eine Luft-Luft-Wärmepumpe.
    Eine Schande, die stehen jetzt, aber die Bundesregierung will es so.


    Ach so, die Messung, ob Strom eingespeist wird, ist einfach und genau: einmal wird die Stromstärke gemessen, die auf Null über die Wärmepumpen heruntergeregelt wird. Allerdings nur der Strom, der in Richtung Netz fließt. Dazu ist lediglich die Richtung des Realstromanteils zu bestimmen. beide Anordnungen, bis auf die Phasenkorrektur im zweiten Fall, dürfen dabei sehr ungenau arbeiten, denn es wird auf Null korrigiert.


    Man beachte: Solch ein BHKW ist zu 100% wärmegeführt, zu 100% wird der Strom selbst genutzt.
    Übrigens, die Gaspreise wurden wieder gesenkt! Ist zwar noch nicht bei uns Endverbrauchern angekommen, aber...


    Dann senkt mal fleißig den Strompreis für die Aluminiumerzeugung weiter mit Euren BHKWs! 3 Cent sind das Nahziel der Kernkraftwerksbetreiber, deren Vorstände mit denen der Aluminiumelektrolyseure mehr als verfilzt sind.
    Ich streike zur Zeit. Dabei hatte ich viel Zeit und viel Energie für eine wirkliche Energiewende investiert.

  • Die Gründe für die Entscheidung: Ein zweiter Kamin ist schwer einziehbar. Es musste entschieden werden, ob die Fußbodenheizung erweitert werden sollte, um den BHKW-Strom in der Wärmepumpe unterzubringen. Das ist geschehen, gegen das BHKW. Das BHKW hätte alle zig Jahre im Wasser gestanden, Geldmittel fehlen. Dazu der knappe Zeitraum für die Entscheidung. Ich habe die vaillant-Aktion zu spät entdeckt und kein offenes ohr gefunden. Neben den anderen Gründen.


    Also, das Phasenmessgerät ist überflüssig, der Zähler hat einen Amplituden-Freuenzwandlerausgang (S0).
    Gleich gehts weiter: In der Waldmühle plane ich, in einer festen Vorrangfolge, die stromverbrauchenden Geräte vom Inselnetz zu nehmen, wenn das Mühlrad langsam wird. Dabei nutze ich eine genaue Frequenzmessung in jedem Gerät. Vorrangig werden dabei Wärmegeräte halbphasenweise abgekoppelt, Reihenfolge: Heizung, Warmwasserboiler, Kaffeemaschine, Waschmaschinenheizung usw. Diese Geräte vertragen das dauernde Ein-und Ausschalten.


    Das Verfahren ist also ziemlich einfach. bei 49, 8 Hz schaltet die Widerstandsheizung aus, bei 49, 5 Hz das nächste Gerät, bei 48 die Kaffeemaschine, bei 45 Hz die Elektroautoladestationen usw..


    Hat sich schon jemand Gedanken gemacht, wie man eine solche Einzelgeräteabschaltung auch für das ans 50Hz-Netz angeschlossene Hausnetz, mit festgelegter Abschaltreihenfolge verwirklichen kann? Funk wäre schon ziemlich aufwendig. Noch habe ich keine gute Idee. außer dem Handbetrieb, wenn der große Zeiger in der Küche auf Rot ausschlägt. auch darf nicht, wie an der Waldmühle, halbwellenmäßig abgeschaltet werden, sondern in einer sehr ausgeklügelten Reihenfolge und jeweils für längere Zeit. auch leichte Schwankungen werden vom zähler sonst alsvollständiges Ein- und Ausschalten quittiert und vom EVU ungünstig berechnet.


    Meine Motivation dafür ist ohnehin nicht allzugroß, weil ich den Weg zur Energiewende über Insellösungen für kontraproduktiv halte.


    Da der Zähler bereits Phasenlage und Amplitude des Stromes im Vergleich mit der Spannung auswertet, muss nur das UF-Wandlersignal (S0) an die "elektrische Kaffeekanne" übermittelt werden. Der Rest entspricht der geplanten Waldmühlenregelung.
    Wer eine Idee hat, wie die Übermittelung der impulse einfach und sicher von jedem Gerät zu empfangen ist, möge das bitte bekanntgeben. Noch habe ich keine einfache Lösung. Ja, über Funk, das geht, mit Netzmodulatoren. Aber das obige Problem ist damit noch nicht gelöst.