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AC ELWA-E: PV-Strom in Warmwasser speichern

crissxcross
Geschrieben von crissxcross
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Die AC-ELWA-E ist ein stufenlos regulierbarer Heizstab, der das Energiemanagement perfekt ergänzt.

Nicht nur zum Thema PV Module, Balkonkraftwerke und Co. konntest du die vergangenen Wochen hier im Blog vieles lesen, auch in das Thema Energiemanagement hatten wir kürzlich einen Ausflug gemacht. In diesem Beitrag möchte ich dir die AC-ELWA-E von myPV vorstellen, mit der du PV-Überschussstrom als Warmwasser speichern kannst.

Wozu Energiemanagement?

Das ist schnell beantwortet. Die Einspeisevergütung sinkt stetig und richtet sich nach dem Zeitpunkt der Anmeldung der Anlage.
Hatte man seine Anlage schon vor 3-4 Jahren angemeldet, so gab es noch großzügige 15 Cent Vergütung und mehr. Ganz früher waren es sogar 40 Cent. Meldest du heute eine PV-Anlage an, bekommst du nur noch knapp 10-11 Cent.
Da braucht es also keine große Mathematik um zu erkennen, dass sich eine PV-Anlage viel schneller amortisiert, wenn man den produzierten Strom zu 80% und mehr selbst verbraucht. Schließlich kostet der Bezug einer Kilowatt Stunde Strom derzeit um die 28 Cent.

PV-Anlage: Warum Strom für wenig Geld einspeisen? Zauberwort: Energiemanagement

Mit einem smarten Energiemanagement lässt sich der Eigenverbrauch sehr gut optimieren, indem Geräte über das Smart Home System automatisch eingeschaltet werden, wenn gerade viel Strom produziert wird.
Denken wir da an große Verbraucher wie die Waschmaschine, die Spülmaschine, Poolpumpen, Luftentfeuchter, Klimageräte, Elektroheizungen usw.

Dennoch hat man, je nach Anlagengröße, stets einen Überschuss. So war es auch bei mir und ich suchte nach einer Lösung, den Strom zu speichern. Die naheliegenste Lösung scheint da ein Stromspeicher, in Form einer Batterie zu sein.
Wer in dem Bereich etwas recherchiert stellt aber schnell fest, dass Batteriespeicher mit ca. 700-800 Euro pro Kilowattstunde noch extrem teuer sind. Da diese keine Haltbarkeitszeit von 25Jahren (ähnlich der PV Module) haben, behaupte ich, dass sich Batteriespeicher sehr schwer bis gar nicht amortisieren.

Meine Hybride Lösung – Solarthermie und AC ELWA-E

In der Kompatibilitätsliste des homee Energiemanager fand ich dann die AC-ELWA-E von myPV. Dies ist ein Heizstab mit einer Maximal-Leistung von 3.000 Watt, der direkt in den Pufferspeicher eingesetzt wird. Der Pufferspeicher (der Name sagt es schon) speichert die Energie in Form von Warmwasser

AC ELWA-E Heizstab zur Warmwasseraufbereitung mit PV-Überschussstrom

Neben der Pelletheizung sorgen in unserem Haus außerdem drei Solarmodule für warmes Wasser.
Im Sommer funktioniert das prima, so dass die Pelletheizung getrost ausbleiben kann. Aber jetzt in der Übergangszeit (lies: Ende August – Mitte Oktober), reicht das Warmwasser via Solarthermie nicht für eine 4-köpfige Familie, so dass ich die Pelletheizung zuschalten muss.
Hierfür könnte die AC-ELWA-E die perfekte, (Hybride) Lösung sein! Warmwasser in der Übergangszeit via Solarthermie und Heizstab.

ausgepackt. AC ELWA-E-Patrone für den Pufferspeicher

Besonderheit der AC ELWA-E

Das Besondere an der AC-ELWA-E-Patrone ist, dass diese stufenlos geregelt werden kann.
Somit kann der PV-Überschussstrom auf das Watt genau in den Warmwasserspeicher „gefahren“ werden.

Ein Beispiel: An einem sonnigen Septembertag produziert die PV-Anlage 1.900 Watt Überschuss. Das Energiemanagement schaltet die Waschmaschine zu, welche 1.389 Watt zieht. Bleiben 511 Watt übrig. Mit genau dieser Leistung wird nun der Heizstab „hochgefahren“ und erwärmt das Wasser im Pufferspeicher so, dass kein zusätzlicher Strom aus dem Netz bezogen werden muss.

Via Netzwerkverbindung kommuniziert die E-Patrone mit dem Energiemanagement

Bei anderen, nicht regelbaren Heizstäben würde Überschuss übrigbleiben, oder zusätzlich Strom aus dem Netz gezogen werden.
Nochmal erklärt am Beispiel von eben. Wir haben an unserem Septembertag einen Überschuss von 1.900 Watt. Das Energiemanagement schaltet die Waschmaschine mit 1.389 Watt zu. Jetzt kommt der nicht regelbare Heizstab ins Spiel – welcher eine Leistung von 3.000 Watt hat. Das Energiemangement hat nun zwei Möglichkeiten:

  • Entweder den Heizstab einschalten, dann würden aber 2.489 zusätzlich aus dem Netz gezogen werden
  • Oder, da nicht genug Überschuss vorhanden ist um den Verbrauch des Heizstab zu decken, diesen ausgeschaltet lassen. Ergo fließt der Überschussstrom in das Netz.

Übrigens: Wer schon eine (Standard) E-Patrone verbaut hat, kann diese smart aufrüsten. Dafür bietet der Hersteller myPV das Gerät „AC-THOR“ als eine Art Vorschaltgerät an.

#Einbau

Genug des Vorgeplänkels und ran an die Wasserpumpenzange.
Natürlich muss dein Pufferspeicher vorbereitet sein für eine sogenannte „E-Patrone“. Ob dies der Fall ist lässt sich leicht erkennen, denn es bedarf einem 1 ½ Gewindeloch, das in den Pufferspeicher hineinführt.

Pufferspeicher – öffnen des 1,5″ Gewinde für den Einbau des Heizstab

Puhh, da muss sicher der ganze Speicher mit dem schönen heißen Wasser abgelassen werden – oder?
Nein, eigentlich nicht und der Hersteller „myPV“ hält ein ziemlich cooles Video parat, in welchem er die Montage erklärt, inklusive „Takeouts“ – also Szenen wie man es eben nicht machen soll.

Richtig ist: Wasserzufuhr abdrehen, Warmwasser im Bad oder Küche öffnen damit der Druck abfällt und dann unbedingt den Wasserhahn wieder schließen! Denn sobald Luft nachströmen kann, wirst du ein Problem kriegen. :-)
Gut, das mein bester Kumpel angehender Meister für Gas, Wasser und Sanitärzeugs ist – so konnte ich fotografieren wie es gemacht wird 😎

Es kam wirklich erstaunlich wenig Wasser aus dem Speicher, als wir die Muffe geöffnet – und sofort die AC-ELWA-E eingesetzt haben.
Mit ein paar Drehbewegungen saß die E-Patrone auch an ihrer Stelle. Ganz wichtig: NIEMALS! an der Elektronik drehen, immer am Flansch vom Gewinde.

Einsetzen der AC ELWA-E in den Pufferspeicher

Leider zeigte sich bereits am zweiten Tag, dass es am Gewinde undicht ist, was nicht an der AC-ELWA-E selbst lag, sondern am Hartschaum, der den Pufferspeicher dämmt. Dieser saß nicht zentriert um das 1 ½“ Loch, so dass die AC ELWA-E teilweise auf dem Schaum und nicht auf dem Speicher aufsaß.
Also Plan-B und der hieß: Pufferspeicher bis zur Hälfte entleeren.
Da blutete das Strombauer Herz, denn an jenem Tag schaffte ich es bereits allein mit Solarthermie und E-Patrone (lies. AC-ELWA-E) den Speicher auf 60°C zu erhitzen. Aber ich will nicht zu viel vorwegnehmen…

Wasser ablassen. Via Wassersäule Füllstand prüfen

Kleiner Trick des Klempnermeisters in spe: Via Wassersäule sieht man, wie weit der Pufferspeicher abgelassen wurde. Heißt, Wasserschlauch unten am Ablassventil anschließen und Schlauch in die Luft halten. Dann langsam senken – sobald Wasser aus dem Schlauch läuft weiß man, wie hoch es noch im Speicher steht. Und so konnten wir auf den Millimeter genau das Wasser ablassen, dass es passend an der Unterkante des 1 ½ Zoll Gewindes stand und wir trockenen Fußes die AC-ELWA-E entnehmen, den Hartschaum wegschneiden und die E-Patrone erneut einsetzen konnten.

Diesmal mit Hanf gut abgedichtet

Diesmal haben wir zusätzlich „Hanf“ verwendet. Normal nicht nötig, da die AC-ELWA-E mit einem Dichtungsring geliefert wird, der ausreichend sein sollte. Aber sicher ist sicher. Jedoch war es deutlich schwieriger, die AC-ELWA-E mit dem Hanf in das Gewinde zu drehen. Hinzu kommt das Kabel mit dem Schuko Stecker, dass etwas störend ist bei der Montage. Hier wäre ein Kaltgerätestecker vorteilhaft. Auch im Hinblick auf die Kabellänge würde dieser meiner Meinung nach Sinn machen, da man das Kabel so leicht tauschen könnte.

AC ELWA-E Nicht am gehäuse festziehen!

#Einrichtung

Damit die AC-ELWA-E über das Energiemanagement gesteuert werden kann, muss diese natürlich noch in das heimische Netzwerk geholt werden. Das erfolgt via Netzwerkkabel. WLAN ist nicht integriert. Wer kein Netzwerkkabel im Heizraum hat, der kann sich mit Powerline oder einer günstigen WLAN Bridge, wie der von TP-Link behelfen.

Danach ist die AC-ELWA-E schon erreichbar, dazu einfach die IP Adresse im Webbrowser eingeben.
Pro-Tipp: Am besten in der FRITZ!Box (oder je nachdem welchen Router man verwendet), die Option „Diesem Gerät immer die gleiche IP-Adresse zuteilen“ aktivieren.
Ein Benutzername oder Passwort ist nicht erforderlich – leider. Fände ich aus IT-Sicherheitsgründen nicht schlecht, denn sonst kann jeder im gleichen Netzwerk Einstellungen vornehmen.

#Kompatibilität

Der große Vorteil der myPV AC-ELWA-E-Patrone liegt ganz klar darin, das sie dank ihrer stufenlose Regelung ein Tuning für jedes Energiemanagement ist.
Eingangs schrieb ich ja bereits, das ich die AC-ELWA-E mit dem homee Energiemanager betreibe – ergo, funktioniert die E-Patrone auch am SEMScompact (OEM Hersteller des homee Energiemanagers).
Aber auch von dem SMA Smart Meter erhält die E-Patrone Informationen zu Überschuss-Strom und ist auch mit Wechselrichtern von Kostal und Fronius kompatibel.
Auch wer ein Smart Home von Loxone oder E3DC im Einsatz hat, kann sein Energiemanagement mit der AC-ELWA-E aufpeppen.
Die komplette Kompatibilitätsliste findest du hier: Kompatible Hersteller zur AC ELWA-E

AC ELWA-E montiert und verkabelt

#homee Energiemanager

Die Einrichtung im homee Energiemanager ist mehr als einfach. Dazu gehst du in der homee Energiemanager App einfach auf „Geräte“ -> Plus (+), um ein neues Gerät hinzuzufügen und dann auf „IP-Gerät manuell hinzufügen“. Hier in der List findest sich der Eintrag „my-PV AC ELWA-E“. Danach nur noch die IP-Adresse der E-Patrone eingeben und schon steht diese dem Energiemanagement zur Verfügung.

AC ELWA-E im homee Energiemanager

In den Geräteeinstellungen kannst du den Schiebeschalter bei Energiemangement auf „ein“ oder „aus“ setzen. Ist der Schalter auf „aus“, so steht dir ein Slider zur Verfügung, um die Leistung manuell zu regeln.
Hast du das Energiemanagement aktiviert, so wird automatisch der Überschussstrom in das Warmwasser gespeichert. Natürlich unter Berücksichtigung der anderen Geräte im Energiemanagement und dessen Priorität. Aber auch wenn die AC-ELWA-E eine sehr geringe Priorität hat, so wird sie stets als Puzzleteil genutzt damit auch das letzte „Watt“ in das Warmwasser fliest. Heißt: Solange das Wasser im Pufferspeicher nicht auf die gewünschte Temperatur geheizt ist, sorgt der homee Energiemanager für eine NULL-Einspeisung.

Verbrauch wird an Produktion angepasst.

Apropos Zieltemperatur: Diese wird per Drehregler, noch ganz konventionell am Gerät eingestellt. Hier sollte man 60°C anvisieren. Das ist die Temperatur, bei der Legionellen getötet werden und bei der Kalk Ablagerungen gering bleiben.
By the way: Solltest du besonders kalkhaltiges Wasser haben, schau mal ob es für deinen Speicher eine „Opferanode“ gibt.

Ziel-Temperatur wird per Drehregler eingestellt

#Einstellmöglichkeiten

Die erste WebUI-Seite der AC-ELWA-E Weboberfläche der zeigt sofort einen tollen Überblick zum Status des Pufferspeichers. Im Fokus eine Grafik des Speichers und auf den ersten Blick das Wichtigste erkennbar: Die Temperatur des Wassers, gemessen von der E-Patrone selbst.
Kurz erwähnt: Für die Solarthermie sitzt in meinem Pufferspeicher etwas höher eine „Tauchhülse“, dessen Temperatur deutlich ungenauer ist, da sie nicht im Wasser direkt misst.

Ich habe diesen Temperaturfühler übrigens mit einem Fibaro TFK der erste Generation smart gemacht. Wie das geht liest du hier. Da der Fibaro TFK der ersten Generation End-of-Life ist, schau dir mal den POPP Fenstersensor an. Dieser hat identische Eingänge „unter der Haube“.

Temperaturfühler in einer Tauchhülste funkt via Z-Wave

Ein Kollege sagte mal:

Ich mag Software mit Charakter

Und die WebUi der AC-ELWA-E hat definitiv Charakter! Sobald diese via Strom das Wasser erwärmt, steigen kleine Wasserbläschen in der WebUI Grafik auf. ❣️

Weboberfläche der AC ELWA-E zeigt aktuelle Pufferspeichertemperatur

Ich liebe dieses Detail! Daneben sieht man eine Skala von 0 bis 3.000 Watt, eben jene Leistung welche die AC-ELWA-E zu erbringen vermag. In Grün eingefärbt sieht man dann schnell, mit wieviel Watt Leistung die E-Patrone gerade heizt.
In dem Tab „Tagesgrafik“ zeigt ein Chart via roter Linie die Temperaturverlaufskurve des Pufferspeichers. Darunter in gelben Balken dargestellt, wieviel Überschussleistung in Watt „hineingepumpt“ wurden.
Ein grüner Balken hingegen zeigt, das Strom aus dem Netz genommen wurde.

Tagesgrafik zeigt Temperaturverlauf und verwendeten Überschussstrom

Dies passiert zum Beispiel bei dem Legionellen Schutzprogramm, oder wenn die Warmwasser-Sicherstellungsfunktion aktiviert ist.
Beides lässt sich im Tab „Setup“ konfigurieren.

Warmwasser-Sicherstellung

Jene Funktion löst genau mein Problem. Denn hier lässt sich eine Uhrzeit definieren, an der die AC-ELWA-E Strom aus dem Netz nimmt, um das Wasser auf eine zuvor definierte Temperatur hochzuheizen, wenn es tagsüber via Überschussstrom (und bei mir auch via Solarthermie) nicht gereicht hat, um die Zieltemperatur zu erreichen.
Nun mag man sagen: Via Strom heizen ist total unwirtschaftlich. Klares Jein. Da ich einen Pelletkessel habe, ist es deutlich unwirtschaftlicher das dieser „hochfährt“, nur im ein paar Grad das Wasser zu erwärmen. Und ob im Sommer abends die Bewässerung 1,5 kW/h benötigt, oder ich diese Leistung in der Übergangszeit in den Pufferspeicher „fahre“ – das nimmt sich nichts.
Schlimmer wäre es, wenn meine Frau oder die Kinder lauwarm duschen müssten (oder ich früher die Pelletheizung anschalten müsste ^^). Du glaubst nicht wie gern ich den bösen, schmutzigen Kohlestrom dafür aus dem Netz daher nehme 🤪.
Übrigens können zwei Uhrzeiten für die Warmwasser-Sicherstellung definiert werden.
Während meines Tests-Zeitraums seit 3 Wochen, brauchte ich diese Funktion bisher genau einmal- und zwar heute. Sonst hat die Kombination PV-Überschuss und Solarthermie ausgereicht, dass zumindest alle Familienmitglieder heiß duschen konnten. Jetzt, Anfang Oktober mit extrem trüben Wetter, droht es also nun: Ich muss die Pelletheizung hochfahren.

Warmwasser-Sicherstellung lies: Boost

Der Boost-Modus (lies. Warmwasser-Sicherstellung) lässt sich direkt auf der Stautsseite de- und aktivieren.

Im Setup Menü lässt sich auch die Legionellen-Funktion aktivieren. Ähnlich wie bei der Warmwasser-Sicherstellung, kann hier aller X-Tage im Intervall eine definierte Temperatur (die über 60°C) liegen sollte, angefahren werden.

Systemeinstellungen

Ansonsten finden sich hier allerlei Systemeinstellungen, wie zum Beispiel die Uhrzeit, die IP-Adresse, wie die Steckdose vor der AC ELWA-E abgesichert ist (10A oder 16A) und der „Control-type“. Standardmäßig stand dieser auf „Autodetect“, was universell klingt und gut funktionieren müssten. Tat es mit dem homee Energiemanager aber leider nicht. So dass ich hier auf „Modbus TCP“ umstellen musste.
Für die IT-Freaks unter uns: Es gibt noch den Control-Type  „HTTP“ ; Fronius auto, SMA Home Manager, Steca/Kostal auto, Varta auto, RCT Power und MyPV.

Setup Oberfläche der AC ELWA-E

Sollte man mehrere Pufferspeicher haben und jeden, oder zumindest zwei davon mit der AC-ELWA-E aufrüsten, so lässt sich hier auch Master – und Slave definieren.

Setup Oberfläche der AC ELWA-E

Fazit

Ob als Ergänzung zum Batteriespeicher oder als Ersatz für diesen, macht die E-Patrone von MyPV mit dem ausgefallenen Namen „AC-ELWA-E“ meiner Meinung nach in jedem Fall Sinn.
Eine Einspeisung von PV-Überschuss in das öffentliche Netz macht aufgrund sinkender Vergütung wenig – bis keinen Sinn mehr.
Die E-Patrone lässt das Wasser im Pufferspeicher zum natürlichen Energiespeicher werden- und so kann der glückliche PV-Anlagen Besitzer im Sommer die Gas- oder Öl-Therme einfach ausgeschaltet lassen.
Wer parallel Solarthermie auf seinem Dach hat, der kann wie ich, die Therme länger auslassen – und zwar auch in der Übergangszeit (Frühjahr und Herbst).

Sollte der Pufferspeicher für eine E-Patrone vorbereitet sein, so sind die 749 Euro (UVP des Herstellers) gut investiert. Ein Energiemanagement wie jenes von Fronius, SMA oder homee vorausgesetzt. Ist dieses (noch) nicht vorhanden, kommen nochmal paar Euro Invest hinzu.

Diesen Blogpost hat geschrieben ...

crissxcross

crissxcross

Chris, Gründer und Blogger von siio.
Gelernter IT-Systemelektroniker, seit vielen Jahren beruflich als Produktmanager im Smart Home unterwegs. Technikverliebter Familienvater, Apple Fan. Nach einigen Jahren Stadtleben wieder froh auf dem Land zu sein.

2 Kommentare

  • Wäre es nicht besser den Heizstab ganz unten am Speicher zu platzieren?
    Ich bin kein Experte, aber nachdem warmes Wasser ja nach oben steigt würde man dann doch am meisten Energie in den Pufferspeicher bekommen?
    Oder gibt es am Pufferspeicher keine Möglichkeit den Heizstab weiter unten zu platzieren?
    60 Grad in Warmwasser benötigt man doch nur, wenn das Wasser im Speicher nicht regelmäßig mit Frischwasser aufgefüllt wird. Ansonsten ist das doch Energieverschwendung (was bei Solarstrom evtl. sogar erwünscht ist).
    Wie gesagt, bin kein Experte und lasse mich gerne belehren.
    Ansonsten ein sehr toller Artikel

    • Hey. Nun, den Heizstab kann man natürlich nur da einbauen, wo der Hersteller des Pufferspeichers das Loch gelassen hat ^^
      Aber in der Theorie hast du recht. In der Praxis geht das aus Platzgründen nicht, da unten im Pufferspeicher die Heizspriralen sitzen, die vom Pelletkessel befeuert werden. Im oberen teil sitzen die Spiralen der Solarthermie. Damit bleibt wohl nur diese Position.

      Auch mit den 60°C hast du recht, meist liegt die Temperatur in Höhe der E-Patrone um die 45-50 °C, das heiße Wasser steigt ja – da es leichter ist als kaltes Wasser – nach oben. So das man stets heißes Wasser zum duschen hat.
      Jedoch zwei Aspekte: Desto mehr Energie ich reingebe, desto mehr warmes Wasser habe ich – und bei einer 4-köpfigen Familie braucht es einiges. Wenn da zwei Tage schlechtes Wetter hintereinander sind, wird mit dem 390 Liter Pufferspeicher schon eng und mind. der letzte muss lauwarm duschen.
      Daher ist die Warmwasser-Sicherstellungsfunktion essentiell für den Familienfrieden.

      Zum anderen sollte das Wasser hin und wieder auf 60°C gebracht werden um die Gefahr von Legionellen zu vermeiden.

Gib deinen Senf dazu!