对于系统运营商来说，自用屋顶产生的太阳能越来越有利可图。可提供特殊的光伏加热棒，有针对性地将太阳能转化为热量。在电力生产高、消耗低且可能充满电的时代，太阳能加热棒是增加自我消耗和降低加热成本的明智补充。energie-experten.org 仔细研究了各种光伏加热元件。
光伏系统内加热元件的集成和连接选项矩阵概览（图片：energie-experten.org）
光伏系统内加热元件的集成和连接选项矩阵概览（图片：energie-experten.org）
如果生活用水在例如的帮助下被加热。B. 燃油锅炉或燃气锅炉，它们在夏季工作，效率非常低。在此期间，使用电加热元件和光伏系统，生活用水会便宜得多生产。通过有利的系统设计，在冬季也可以通过这种方式产生生活用水。
加热元件对仅接受相对较低上网电价的新光伏系统以及01/01/2009 和 03/31/2012 之间的系统特别感兴趣投入运行因自耗电而获得额外报酬的。自发电太阳能。
光伏加热元件还可以与分散的蓄电系统相结合，在适当的控制下，可以增加自耗并减少电网负荷。“电力转热”，即直接本地发电并将其转换为热能和储热，代表了供热市场中一种非常经济高效的选择，可以用可再生能源替代化石燃料并减少温室气体排放。
借助双向计数器和 Cloudy103 控制单元的加热元件光伏电源示意图（图示：Yellowstone Soft GmbH）
借助双向计数器和 Cloudy103 控制单元的加热元件光伏电源示意图（图示：Yellowstone Soft GmbH）
因此，德国市场上已有多家供应商提供使用太阳能浸入式加热器产生热量的解决方案。需要注意的是，可以调节加热元件的功耗，以使功耗适应当前的太阳能剩余电量。这是必要的，因为太阳能剩余功率通常低于约 2 至 5 kW的加热棒输出。如果无法调节浸入式加热器，则必须在光伏剩余电量不足时保持关闭状态，或者必须通过从电网获取电力来补偿功率缺口，这又与光伏浸入式加热器的目的背道而驰。
如果可以调节加热元件，则经常使用类似于调光器的相位控制。由于根据网络运营商的技术连接条件 (TAB) 根据第 10.2.7 点与加热棒一起使用，最多只能使用200 瓦的最大连接负载并且加热棒更高，因此尚不清楚相位控制完全允许。在设置光伏加热元件的步骤中还必须注意，此步骤越小，可调节的能量效率越高。但是，如果您只想将太阳能用于加热，则可以不使用交流电部分并将光伏模块直接连接到加热元件。
ATON是由单相交流电加热元件和电能表组成的一套，也是控制装置。使用无线电控制的加热元件，可以实现从 50 瓦到 3 千瓦的无级控制。（照片：Technische Alternative RT GmbH）
ATON 是一套完整的使用多余的光伏电力。智能电表也是一个控制器，通过无线电为加热棒提供输出。单相 3 kW 浸入式加热器可以连续调节 - 符合 TAB 标准，并且由于仪表和消费者之间的直接通信，因此非常精确，因为它很快。收音机不是强制性的，也可以通过可选的电缆连接获得全部功能。
该套装作为“即插即用”系统出售。它在工厂进行编程和耦合，安装后只需要进行参数设置。它完全独立于现有组件。还可以使用额外的加热元件来增加输出，每个能量计的最大功率为 36 kW。
关键数据到此为止，但其他情况也是可能的，因为电表 (CAN-EZ3) 是“TA”x2 系列的可自由编程的设备。换句话说，可以通过 CAN 总线连接各种扩展模块和控制器，从而实现广泛的楼宇自动化。
SENEC.Heat 现在可用于 SENEC 存储。这种来自德国储罐制造商 Deutsche Energieversorgung GmbH 的解决方案是一个单独可用的紧凑型盒子，用于控制加热元件。结合 SENEC.Home 或 SENEC.Business 储能系统，多余的电力用于加热水，从而以热能的形式储存。
SENEC.Heat 适用于所有拥有 SENEC 储水箱的客户，这些客户拥有热水储水箱或带有单独加热元件连接的热泵储水箱。由于简单的壁挂式安装和紧凑的尺寸，SENEC.Heat 可以快速集成到现有系统中。由于大多数加热元件具有内部温度关闭功能，因此在这些情况下可以立即运行，无需外部温度传感器。此外，可以单独配置产生的光伏电力到电力和蓄热的分配。智能加热元件控制还提供过流和过压保护，并可使用扩展的在线监控功能进行监控。
SENEC.Heat-Box 控制光伏系统的加热元件，可以使用带内部温度关闭的加热元件操作，无需外部温度传感器。（照片：Deutsche Energieversorgung GmbH）
Sonnen 的sonnenBatterie 是一种智能存储系统，可自动确保房主自己使用最大量的自发电电力。例如，sonnenBatterie 会记住家庭的用电量，并将这种行为与当前的天气数据相结合。使用这些信息，sonnenBatterie 可以优化分配房屋中的太阳能。它还能够专门激活洗衣机或加热元件等电气设备，从而有助于有针对性地使用房屋中的太阳能。
为此，只需将一根电加热棒连接到太阳能电池，即可加热缓冲罐中的水，从而为房屋提供额外的热量。为此，sonnen 已与 Energiesysteme RENNERGY Systems AG 等公司展开合作。RENNERGY 的 Premium、Prestige 和 ECO Line 光伏加热器可以与八种太阳能电池型号完美结合，从而优化使用光伏加热元件。
可扩展的 2 kWh 磷酸铁锂锂电池（照片：sonnen GmbH）
Westech 太阳能管理器包括一个 2.5 kW 加热元件，可确保您的光伏系统产生的多余能量用于加热家用储水箱或缓冲储水箱中的水。一旦产生的电力超过需求，Westech 能源管理器就会自动、无级地将太阳能重新定向到 1 到 3 kW 的光伏浸入式加热器或热交换器，否则这些太阳能将被馈入电网。为此，它通常连接在 16A 保险丝线和加热元件之间。然后它从发射器接收无线数据，发射器监测能量生成并在产生多余能量时立即激活 Westech 能量管理器并按比例调整能量流，以便只有多余的能量实际用于加热水。
Westech 太阳能管理器可以借助可编程定时器进行设置，使其在所需时间使用电网的全部能量，以确保在没有光伏发电量的情况下正常运行。一个额外的助推器按钮用于通过简单的按钮将更多的水加热 15 分钟到两个小时。每个阶段都可以使用一个能量管理器，这样可以通过 3 个光伏加热棒将输出增加到 9 kW。Westech 能源管理器还可以与专门提供的即热式热水器结合使用，这些热水器可以毫不费力地连接到任何传统的生活用水或缓冲储水箱。
Westech 太阳能管理系统（照片：Westech-Solar Energy GmbH）
NectarSUN 系统主要由光伏太阳能模块、NectarSUN 控制器、加热元件和热水储罐组成。控制器直接连接到加热元件，可将太阳能模块产生的高达 99% 的能量转化为可用热量。控制器的 MPPT 功能可确保最大太阳能发电量。这种高效率使得只需几个模块就可以将生活用水加热的成本降低多达 70%。
从光伏组件到光伏加热棒的电源线是通过两条直径为几毫米的普通 4mm 2太阳能电缆制成的。这消除了对传统太阳能热系统所需的复杂太阳能管道安装的需求。如有必要，电缆也可以无损耗地铺设在房屋外墙外，而无需在天花板上穿孔。
为了确保即使在阳光不足的情况下也能保持恒定的生活用水温度，在这种情况下，控制器会自动将加热元件切换到常规电源，直到再次获得足够的太阳能。通过 NectarSUN 控制器的显示屏可以方便地决定何时使用网络以及使用最高温度。
CaCuSol 太阳能管理器的“PV Heater”光伏加热元件直接使用来自光伏系统的电力来加热储热水罐。该设备可以改装为单独的光伏系统和现有的加热系统。CaCuSol 只能与随附的 Thermic Energy CaCuSol 旋入式加热器一起使用。
由于其结构，旋入式加热器适用于加热储水罐以及配备 1.5 英寸螺纹连接的搪瓷饮用水储罐，这种螺纹连接是通过适配器提供的检查开幕。旋入式加热器经批准可用于从 80 升容量到最大工作压力 10 巴的无压和加压液压系统。
根据制造商 Thermic Energy 的说法，管道工或操作员可以自己为加热元件接线，因为 PV 加热器以低于 50 伏的直流电压工作。
光伏加热元件“PV 加热器”和 CaCuSol 太阳能管理器（照片：Thermic Energy RZ GmbH）
Yellowstone Soft 提供带有加热元件和 Cloudy103 控制器的完整家庭用水制备包。该系统成本为 647.00 欧元，独立于逆变器工作，也可以轻松改装到现有系统中。
对于现有双向电表的光伏系统，控制装置直接安装在电双向表旁边的电表柜中。具有 70 mm 自由空间的顶帽式导轨（通常始终可用）足以满足此要求。对于没有现有双向仪表的系统或其他欧洲国家/地区的系统，必须在现有仪表和子配电之间安装一个额外的高帽轨道仪表。
与仪表的数据连接是通过磁性连接到仪表的光学读数头实现的。安装加热元件需要一个 1.5 英寸的安装套管和一个 230V 交流电连接到家用储水箱上。控制单元和加热元件通过一根四线制控制线相互连接。
Cloudy103 控制设备每 10 秒接收一次来自该电子仪表的电流输出，以及能源是从公用事业网络汲取还是供应给网络的信息。如果在一定时间内供应能量，则浸入式电加热器由控制单元打开，从而加热生活用水。如果不再有足够的自生能量可用，加热元件将再次自动关闭。当生活用水达到所需温度时，加热元件也会关闭。为确保其有效运行，加热元件切换到三个功率级别，因此即使在阳光不足的情况下也能正常工作。控制单元通过交互式 Windows 程序进行一次参数化。
Cloudy103 控制装置根据光伏电源打开或关闭加热元件。（图示：Yellowstone Soft GmbH）
My-PV GmbH 提供用于电热水制备的ELWA 光伏浸入式加热器系统。热水箱配有 z。B. 市电连接的 AC ELWA 加热元件，由光伏系统控制。并网光伏系统产生的电力首先用于加热单个热水储罐。多余的电力用于通过红外线面板加热建筑物。只有在第三步，剩余的电力才能进入公共电网。来自能源管理制造商 Loxone 的中央系统接管了智能控制。在实践中，光伏自耗为78%并实现了 86% 的太阳能热水覆盖率。此外，热分布不需要管道。
ELWA 加热元件直接安装在热水储罐中，主要使用内部系统的光伏发电加热水。不需要很长的热水管。（照片：my-PV GmbH）
RESOL 开发了 DeltaTherm ° PV 浸入式加热器控制器，专门用于使用来自光伏系统的多余电力。控制器可以加装到所有带有加热元件的储罐中，并且易于安装。它可靠地检测多余电量并确定可用能量。这被传递到一个连续可调的电加热器，最高可达 3 千瓦，加热储罐。这样，光伏系统多余的电能就转化为热能，作为再生能源储存起来。智能控制增加了可再生光伏电力的自耗，降低了传统供暖的成本。当然，家庭的用电需求始终是优先的，网络的一致性是有保障的。
浸入式加热器控制器 DeltaTherm ° PV（照片：RESOL - Electronic Regulations GmbH）
GridSense 收集有关光伏系统的电网状态、功耗、用户行为和发电量的信息，并在此基础上计算打开或关闭大型用电设备（例如热泵、电锅炉中的加热元件甚至电动汽车）的理想时间. 为了能够提前计划，该算法还尝试识别过去三个月的典型工作日和典型周末的能源消耗。根据这种节奏，可以预测房主何时需要热水或为电动汽车充电。GridSense 可以作为插件解决方案安装在现有设备上。但也有制造商预先配置的家用电器。由于电压是直接在终端设备上测量的，不需要复杂的通信或控制基础设施。这使得 GridSense 尤其易于安装且价格低廉。
来自 Alpiq 的 GridSense（照片：Alpiq）
Fronius International GmbH 的 Fronius Ohmpilot 是一种消耗调节器，它使用多余的光伏电力来加热水。由于从 0 到 9 kW的无级控制，多余的光伏电力可以得到有效利用，并传递给家庭中的消费者。
Fronius Ohmpilot 主要用于智能控制加热元件，以在锅炉和缓冲储罐中制备热水。其他应用领域是，例如，红外线加热或电毛巾烘干机。使用 Ohmpilot 可以控制两个加热棒。通信通过通用接口 WLAN、LAN 或 Modbus RTU 进行。只需通过已安装的 Web 界面在线安装和调试消耗调节器。
Ohmpilot 主要通过锅炉和缓冲储罐中的加热棒吸收多余的光伏能量，专门用于热水制备，并且由于无级可变控制，它可以有效地发射几乎为零到九千瓦的能量。（照片：Fronius Deutschland GmbH）