Eine einfache Lösung zur Optimierung des Eigenverbrauchs einer PV-Anlage ist die stufenlose Steuerung eines Heizstabes bzw. einer Heizpatrone mit dem e.manager.
Zusätzlich werden nur die Heizpatrone und ein Thyristorsteller benötigt, der über einen 0-10V-Steuereingang verfügen muss. An den Ausgang des 0-10V-Moduls des e.managers wird der Thyristorsteller angeschlossen, der wiederum die Leistungsregelung der Heizpatrone durchführt.
Um den Heizstab richtig anzusteuern, muss der e.manager vorab ermitteln, wieviel überschüssiger Strom gerade vorhanden ist. Um das zu berechnen, muss entweder der Gesamtverbrauch oder die Einspeisung ins Netz gemessen werden. Das kann auf verschiedene Arten passieren. Entweder wird an der entsprechenden Stelle ein Stromzähler installiert oder der e.manager misst mit seinem optionalen Leistungsmessmodul die Werte.
Wird die Einspeisung ermittelt, ist dies der Wert, der zu Wärmeerzeugung verwendet werden kann. Bei der Messung des Gesamtverbrauchs berechnet der e.manager aus der aktuellen Leistung der Wechselrichter der Photovoltaikanlage und dem Gesamtverbrauch des Haushalts die überschüssige Leistung. Dazu legt der e.manager intern automatisch virtuelle Stromzähler an, die die jeweils fehlenden Werte aus den anderen Größen berechnen.
Ist überschüssige Leistung vorhanden, muss dem e.manager nur noch mitgeteilt werden, wie er den Thyristorsteller anzusteuern hat.
Dazu gibt es die Möglichkeit, Regeln zu erstellen.

Regeleinstellung

Das Beispiel zur Regelerstellung ist eine reale Photovoltaikanlage in der Region Hannover:

• Leistung Photovoltaikanlage: 8,12 kWp
• Wechselrichter Kostal Piko 8.3
• Energiemanager: e.manager
• Gesamtverbrauchszähler: Tip NOVA-Zähler mit Modbus Gateway
• 9 kW-Heizpatrone
• Thyristorsteller mit 0-10V-Eingang

 
Die Regel muss dafür sorgen, dass der Thyristorsteller immer nur die Leistung an der Heizpatrone einstellt, die als Resteinspeisung ins Netz geht. Da in dem konkreten Fall der Heizstab größer als die Leistung der PV-Anlage ist, darf der Thyristorsteller nie die volle Leistung am Heizstab einstellen.
Bei 9kW Heizleistung entsprechen einer Steuerspannung von 10V (900Watt/Volt). Um maximal die 8,12kW (die maximale Leistung der PV-Anlage) an die Heizpatrone weiterzugeben, darf die maximale Steuerspannung nur bei 9V liegen (entspricht 8,1kW).
In der Regel wird daher für den analogen Ausgang definiert, dass 0-8,12kW Resteinspeisung den 0-9V Steuerspannung entsprechen (siehe Abbildung).
Der Temperaturregler an der Heizpatrone ist auf seine maximale Temperatur eingestellt.
Damit wird die Heizpatrone immer so ausgesteuert, dass nur der Strom zur Warmwasserbereitung verwendet wird, der sonst in das Stromnetz eingespeist würde.