576 kW Heizstabsteuerung mit WAGO PFC200 — Praxisbericht

Wie wir eine Industrieanlage in Suedbaden per Phasenanschnitt stufenlos auf Eigenverbrauch optimiert haben. Ohne Cloud, ohne Abo, ohne Kompromisse.

Mai 2026 10 Min. Lesezeit AC SOLAR Install

Die Ausgangslage

Ein Industriebetrieb in Suedbaden mit einer grossen PV-Anlage und einem hohen Waermebedarf. Das Problem: Tagsuebers produzieren die Module deutlich mehr Strom, als die Maschinen verbrauchen. Nachts und im Winter laufen elektrische Heizstaebe fuer Prozesswaerme — gespeist aus teurem Netzstrom.

Die Frage war klar: Kann man den PV-Ueberschuss direkt in die Heizstaebe leiten?

Ja. Aber nicht mit einem simplen Schuetz, das bei Ueberschuss einschaltet und bei Unterschuss wieder aus. Bei 576 kW Heizleistung wuerde das den Netzbetreiber nicht gluecklich machen — und die Heizstaebe auch nicht.

Warum Phasenanschnitt und kein Relais?

Bei kleinen Heizstaeben (3-6 kW) reicht oft ein Schuetz: an/aus, fertig. Bei 576 kW sieht die Welt anders aus:

• Schaltspiele: Ein Schuetz, das alle paar Sekunden schaltet, ist nach wenigen Monaten verschlissen.
• Netzrueckwirkung: 576 kW schlagartig zuschalten erzeugt Spannungseinbrueche. Der Netzbetreiber sieht das — und ruft an.
• Regelgenauigkeit: An/Aus kennt nur 0% oder 100%. Wir brauchen alles dazwischen.

Die Loesung: Thyristor-Leistungssteller mit Phasenanschnitt. Der Thyristor schneidet jede Halbwelle der Netzspannung an und gibt exakt so viel Leistung frei, wie der PV-Ueberschuss gerade hergibt. Stufenlos, verschleissfrei, in Millisekunden.

Systemarchitektur im Ueberblick

Die Steuerung besteht aus drei Kernkomponenten:

Signalkette

Merksatz

Warum WAGO PFC200?

Die Frage kommt oft: Warum eine SPS fuer eine Heizungssteuerung? Reicht nicht ein Raspberry Pi?

Kurze Antwort: Nein. Nicht bei 576 kW.

Dazu kommt: CODESYS V3 als Programmierumgebung nach IEC 61131-3. Structured Text, Funktionsbausteine, Online-Debugging, Variablen-Tracing. Das ist kein Arduino-Sketch — das ist Industriestandard.

Eingesetzte I/O-Klemmen

Der PID-Regler: Herzstuck der Steuerung

Im Kern laeuft ein PID-Regler (Proportional-Integral-Differential) auf der SPS. Er bekommt eine einzige Aufgabe:

Jede Sekunde liest der Regler den Messwert vom Eastron SDM630:

• Positiv (Netzbezug): Heizleistung reduzieren
• Negativ (Einspeisung): Heizleistung erhoehen
• Null (+/- 50 W): Leistung halten

Der Regelausgang (0-100%) wird auf ein 0-10V-Signal abgebildet und ueber die Analogklemme 750-559 an den Thyristor-Leistungssteller gesendet. Dort wird die Spannung in Phasenanschnittwinkel umgerechnet — und die Heizstaebe bekommen exakt die Leistung, die gerade als PV-Ueberschuss verfuegbar ist.

Ergebnis in der Praxis

Kein Cloud-Abo. Kein Internet noetig. Die Steuerung laeuft autark auf der SPS — auch wenn das WLAN ausfaellt oder der Router neu startet.

Bedienung und Fernwartung

Die WAGO PFC200 bringt einen integrierten HTML5-Webserver mit. Darauf laeuft eine CODESYS WebVisu — eine Echtzeit-Visualisierung, die im Browser erreichbar ist. Ohne App, ohne Cloud, ohne Lizenzkosten.

Was man dort sieht:

• Aktuelle PV-Erzeugung und Gebaeudelast
• Netzeinspeisung/-bezug in Echtzeit
• Heizstableistung in kW und Prozent
• PID-Regler-Status (Stellgroesse, Regelabweichung)
• Temperaturen der Heizstaebe (PT100-Fuehler)
• Stoermeldungen und Betriebsstunden

Fuer die Fernwartung setzen wir einen VPN-Tunnel ueber einen Teltonika-Industrierouter ein. So koennen wir Parameteraenderungen, Firmware-Updates und Fehleranalysen durchfuehren — ohne vor Ort sein zu muessen.

Sicherheitskonzept

576 kW Heizleistung in einem Schaltschrank — da muss die Sicherheit stimmen. Unser Konzept arbeitet mit drei Abschaltstufen:

Was wir gelernt haben

Jedes Projekt lehrt etwas. Hier die wichtigsten Erkenntnisse aus diesem:

1. Phasenanschnitt ist kein Spielzeug

Thyristor-Leistungssteller erzeugen Oberschwingungen. Bei 576 kW spuert das der Netzbetreiber. Die Loesung: ein Leistungssteller mit integriertem Netzfilter und Sanftanlauf. Kein billiges SSR aus dem Internet.

2. Der Energiezaehler entscheidet ueber die Regelguete

Wir haben mit dem Eastron SDM630 gute Erfahrungen. Aktualisierung jede Sekunde per Modbus RTU, genaue Wirkleistungsmessung. Billigere Zaehler mit 5-Sekunden-Intervall machen den PID-Regler traege — und der Ueberschuss geht ins Netz.

3. CODESYS-Debugging im laufenden Betrieb ist Gold wert

Online-Monitoring der Variablen, Trace-Aufzeichnung, Breakpoints im Structured Text — das findet man bei keinem Raspberry-Pi-Setup. Wenn der Regler schwingt, sieht man in Echtzeit warum.

4. Fernwartung von Anfang an einplanen

Die Anlage steht 400 km entfernt. Ohne VPN-Zugang ueber den Teltonika-Router waere jede Parameteranpassung eine Tagesreise. ZeroTier auf dem Router laeuft seit Monaten stabil — ohne Portfreigabe, ohne oeffentliche IP.

Fazit

Eine PV-Ueberschuss-Heizstabsteuerung mit WAGO PFC200 ist kein Bastelprojekt, sondern eine industrielle Loesung fuer industrielle Anforderungen. Die Kombination aus SPS-Steuerung, Phasenanschnitt und PID-Regelung liefert das, was einfache Ein/Aus-Loesungen nicht koennen: stufenlose, sekundenschnelle Leistungsanpassung — ohne Netzrueckwirkung, ohne Cloud-Abhaengigkeit, ohne Verschleiss.

Fuer Anlagen ab ca. 50 kW Heizleistung lohnt sich der Mehraufwand gegenueber Relais-Loesungen. Unter 50 kW ist Phasenanschnitt trotzdem sinnvoll — aber dort kann man ggf. mit kleineren Thyristorstellern und weniger I/O arbeiten.