BE1027113B1 - Hydro e-solar storage system - Google Patents
Hydro e-solar storage system Download PDFInfo
- Publication number
- BE1027113B1 BE1027113B1 BE20190021A BE201900021A BE1027113B1 BE 1027113 B1 BE1027113 B1 BE 1027113B1 BE 20190021 A BE20190021 A BE 20190021A BE 201900021 A BE201900021 A BE 201900021A BE 1027113 B1 BE1027113 B1 BE 1027113B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- energy
- overproduction
- hot water
- boiler
- heat
- Prior art date
Links
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 238000012261 overproduction Methods 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 23
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
- F24D19/1042—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses solar energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/02—Photovoltaic energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/08—Electric heater
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
- F24D2220/08—Storage tanks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
Abstract
De uitvinding betreft een systeem voor het omzetten en opslaan van door de zon opgewekte elektrische energie in de vorm van warmte op het moment van overproductie.The invention relates to a system for converting and storing electrical energy generated by the sun in the form of heat at the moment of overproduction.
Description
1018 |oc 24. BE2019/0021 1 Hydro e-solar opslagsysteem.1018 | oc 24. BE2019 / 0021 1 Hydro e-solar storage system.
De uitvinding betreft een systeem voor het omzetten en opslaan van door de zon opgewekte elektrische energie in de vorm van warmte voor later gebruik op het moment van elektrische overproductie.The invention relates to a system for converting and storing electrical energy generated by the sun in the form of heat for later use at the time of electrical overproduction.
Op vandaag gekende fotovoltaïsche systemen hebben een aantal nadelen.Photovoltaic systems known today have a number of drawbacks.
De huidige conventionele fotovoltaïsche systemen wekken elektrische energie op voor lokaal gebruik maar plaatsen bij overproductie de volle overcapaciteit op het openbaar net.Current conventional photovoltaic systems generate electrical energy for local use, but place the full overcapacity on the public grid in case of overproduction.
Dit zorgt voor een paar nadelen.This has a few drawbacks.
Hierdoor ontstaat dubbele trafiek op het elektriciteitsnet (op het net zetten bij overproductie en terug afnemen op een later moment voor consumptie). Dit extra transport zorgt voor problemen op het net met bijkomende kosten voor de verzwaring van dat net en dus een hogere kost voor de consument op termijn.This creates double traffic on the electricity grid (putting it on the grid in the event of overproduction and taking it back at a later time for consumption). This extra transport causes problems on the network with additional costs for upgrading that network and thus a higher cost for the consumer in the long term.
Deze overtollig opgewekte energie wordt ook niet vergoed en is dus voor de prosument “verloren”. Conventionele systemen gaan uit van een scheiding tussen elektrische zonne-energie en zonne-energie voor het verwarmen van bijvoorbeeld sanitair water.This excess energy generated is also not reimbursed and is therefore “lost” for the prosumer. Conventional systems are based on a separation between electric solar energy and solar energy for heating sanitary water, for example.
Hierbij zien we meerdere nadelen: hogere kosten om twee installaties te plaatsen, een voor fotovoltaïsche cellen en een zonneboiler, bovendien is het in bepaalde gevallen niet mogelijk om een zonneboiler installatie te plaatsen gezien de grote afstand tussen dak en boilerinstallatie.We see several disadvantages here: higher costs to install two installations, one for photovoltaic cells and a solar boiler, and in certain cases it is also not possible to install a solar boiler installation due to the large distance between the roof and boiler installation.
Alsook hogere onderhoudskosten van beide installaties, bovenop deze van de standaard installatie voor het verwarmen van sanitair water al dan niet in combinatie met verwarming van de woning zelf.As well as higher maintenance costs of both installations, in addition to those of the standard installation for heating sanitary water, whether or not in combination with heating the house itself.
De huidige uitvinding heeft tot doel aan minstens één van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden. Hiertoe betreft de uitvinding een systeem voor het omzetten van elektrische overproductie in nuttig, lokaal verbruikte energie door deze op te slaan in een vloeistof, waarbij de vloeistof wordt opgewarmd door het overschot aan elektrische energie. Later, wanneer nodig, kan de verwarmde vloeistof zijn warmte afgeven.The present invention aims to provide a solution to at least one of the aforementioned and other drawbacks. To this end, the invention relates to a system for converting electrical overproduction into useful, locally consumed energy by storing it in a liquid, the liquid being heated by the surplus of electrical energy. Later, when needed, the heated fluid can give off its heat.
De uitvinding betreft een systeem zoals beschreven in de conclusies met de volgende kenmerken: - Systeem voor het omzetten en opslaan van door de zon opgewekte elektrische energie in de vorm van warmte op het moment van overproductie. — Systeem waarbij de warmte wordt opgeslagen in de vorm van een warme vloeistof.The invention relates to a system as described in the claims with the following features: - System for converting and storing electric energy generated by the sun in the form of heat at the moment of overproduction. - System where the heat is stored in the form of a warm liquid.
— Systeem waarbij de verwarmde vloeistof, al of niet op een later tijdstip, zijn warmte vrijgeeft op een moment dat deze vereist is.- System in which the heated liquid, whether or not at a later time, releases its heat at a time when it is required.
- Systeem waarbij de warmte wordt vrijgegeven in de vorm van warm water of voor het opwarmen van een centrale verwarming.- System where the heat is released in the form of hot water or for central heating.
— Systeem waarbij de overproductie lokaal is.- System where overproduction is local.
- Systeem waarbij het systeem een intelligente module omvat die de opgewekte elektrische energie waarneemt, vergelijkt met de opgenomen (gevraagde) elektrische energie, en wanneer er een overschot is volgens een bepaalde gedefinieerde marge deze energie wordt doorgeschakeld naar een buffervat, bijvoorbeeld een warmwaterboiler, om te worden opgeslagen in de vorm van warmte.- System in which the system comprises an intelligent module that detects the generated electrical energy, compares it with the absorbed (demanded) electrical energy, and when there is a surplus according to a certain defined margin, this energy is diverted to a buffer tank, for example a hot water boiler, in order to to be stored in the form of heat.
- Systeem waarbij het systeem een buffervat omvat voorafgaand aan, of geïntegreed in, een conventioneie boiler van een reeds bestaande installatie.- System in which the system comprises a buffer tank prior to, or integrated into, a conventional boiler of an already existing installation.
— Systeem waarbij de grootte van het buffervat gedimensioneerd is naar de gemiddelde/maximale hoeveelheid van overproductie en opslag van warmte.- System in which the size of the buffer vessel is dimensioned according to the average / maximum amount of overproduction and storage of heat.
- Systeem waarbij een bestaande boiler kan worden aangevuld met warm water uit het buffervat van het systeem zonder verbuik van (fossiele brandstof) energie.- System whereby an existing boiler can be supplemented with hot water from the system's buffer tank without the use of (fossil fuel) energy.
- Systeem waarbij het systeem binnen de komende uren de overproductie van elektriciteit kan opslaan in het buffervat, waardoor geen additionele zonneboiler is vereist. — Systeem waarbij de (overproductie van) energie wordt opgeslagen wanneer deze energie beschikbaar is.- System in which the system can store the overproduction of electricity in the buffer tank within the next few hours, so that no additional solar boiler is required. - System in which the (overproduction of) energy is stored when this energy is available.
- Systeem waarbij de (overproductie van) energie wordt verbruikt wanneer deze vereist is.- System in which the (overproduction of) energy is consumed when required.
- Systeem waarbij het systeem de volgende delen omvat: een omvormer (A) geconnecteerd met fotovoltaïsche cellen, (B) een conventionele aansluiting op het elektriciteitsnet, (C) een verwarmingsinstallatie voor warm water en/of (D) een boiler voor opslag van warm water, — Systeem waarbij de koppeling tussen de geproduceerde electrische energie (A,B) en de opslag van overgeproduceerde energie (D en/of A) gebeurt via een intelligente module (u) die de energiestromen waarneemt en indien mogelijk de overproductie energie doorschakelt voor het bufferen van de opgeslagen energie in de vorm van verwarmde vloeistof.- System in which the system comprises the following parts: an inverter (A) connected to photovoltaic cells, (B) a conventional connection to the electricity grid, (C) a heating installation for hot water and / or (D) a boiler for storage of hot water, - System in which the link between the produced electrical energy (A, B) and the storage of over-produced energy (D and / or A) takes place via an intelligent module (u) that observes the energy flows and, if possible, switches on the over-production of energy for buffering the stored energy in the form of heated liquid.
— Systeem waarbij warm water uit het buffervat wordt aangevoerd naar de conventionele installatie van warm water.- System in which hot water from the buffer tank is supplied to the conventional installation of hot water.
De huidige uitvinding biedt een lokale oplossing voor de voorgaande nadelen door de mogelijkheid om de overproductie om te zetten in nuttig, lokaal verbruikte energie door deze op te slaan in een vloeistof. Deze energie kan dan aangewend worden om sanitair water of verwarming te voorzien op momenten dat dit nodig is, ook na zonsondergang. 5 Hierdoor kan het verbruik van andere brandstoffen, bijvoorbeeld fossiele brandstoffen, worden teruggedrongen. Door het aanwenden van deze intelligentie wat betreft monitoring van de elektrische energiestromen kan een vereenvoudiging gebeuren in installaties. Hierdoor hoeven geen twee installaties geplaatst te worden voor hernieuwbare energie, bijvoorbeeld fotovoltaïsche cellen en boiler.The present invention offers a local solution to the foregoing drawbacks by the possibility to convert the overproduction into useful, locally consumed energy by storing it in a liquid. This energy can then be used to provide sanitary water or heating at times when it is needed, even after sunset. 5 This can reduce the consumption of other fuels, such as fossil fuels. By applying this intelligence in terms of monitoring the electrical energy flows, a simplification can be done in installations. This eliminates the need to install two installations for renewable energy, such as photovoltaic cells and a boiler.
Daar de elektrische energie t.o.v. verwarmde vloeistof over grotere afstand transporteerbaar is zonder verliezen is deze oplossing ook inzetbaar op plaatsen waar geen zonneboiler kan toegepast worden.Since the electrical energy compared to heated liquid can be transported over a greater distance without losses, this solution can also be used in places where a solar boiler cannot be used.
Het systeem bestaat uit een intelligente module die de huidig opgewekte elektrische energie waarneemt en deze vergelijkt met de opgenomen (gevraagde) elektrische energie van de installatie. Deze waarnemingen kunnen gebeuren aan de hand van specifieke, voor dit systeem geplaatste, meetapparatuur of door communicatie met bestaande apparatuur zoals omvormer of intelligente meter die reeds in het net aanwezig is, in zoverre deze daarvoor voorzien zijn.The system consists of an intelligent module that detects the currently generated electrical energy and compares it with the absorbed (required) electrical energy of the installation. These observations can be made on the basis of specific measuring equipment placed for this system or by communication with existing equipment such as inverter or smart meter that is already present in the network, if provided for this purpose.
De intelligentie van deze module bestaat uit een u- controller of processor van eender welke aard die in verbinding staat met de sensoren en aan de hand van deze waarden berekeningen maakt of opslag kan voorzien worden of niet. Om een aantal factoren zoals wisselvallig weer of variaties in de verbruikte energie op te vangen zal ook een constante meting worden uitgemiddeld in de tijd. Dit om te vermijden dat energie wordt opgeslagen op het moment dat er geen overcapaciteit is.The intelligence of this module consists of a u-controller or processor of any kind that is connected to the sensors and makes calculations on the basis of these values whether storage can be provided or not. In order to absorb a number of factors such as changeable weather or variations in the energy consumed, a constant measurement will also be averaged over time. This is to prevent energy from being stored when there is no overcapacity.
Wanneer er een overschot is volgens een bepaalde, gedefinieerde marge kan deze energie doorgeschakeld worden naar een buffervat, bijvoorbeeld een elektrische warm water boiler, om te worden opgeslagen in de vorm van warmte (in de vloeistof).When there is a surplus according to a certain, defined margin, this energy can be diverted to a buffer vessel, for example an electric hot water boiler, to be stored in the form of heat (in the liquid).
Door de grootte van het buffervat voldoende te dimensioneren of een buffervat voorafgaand aan een conventionele boiler van een reeds bestaande installatie is het mogelijk om op die manier energie direct te gebruiken en lokale efficiëntie te verhogen.By sufficiently dimensioning the size of the buffer tank or a buffer tank prior to a conventional boiler of an existing installation, it is possible in this way to use energy directly and to increase local efficiency.
Op deze manier zal, wanneer bijvoorbeeld sanitair warm water verbruikt wordt niet onmiddelijk de noodzaak bestaan om dit bij te verwarmen met de conventionele (fossiele) energie. De buffer zorgt voor voldoende voorraad. Wanneer dan in de loop van de volgende uren opnieuw een overproductie ontstaat op de fotovoltaïsche cellen kan de buffer worden bijverwarmd.In this way, when, for example, sanitary hot water is used, there will be no immediate need to heat it with conventional (fossil) energy. The buffer ensures sufficient stock. If, in the course of the following hours, overproduction again occurs on the photovoltaic cells, the buffer can be heated up.
Het doorschakelen gebeurt door middel van conventionele elektronica aangepast aan de beschikbare stroominstallatie.Diverting is done by means of conventional electronics adapted to the available power installation.
Met de bedoeling de eigenschappen van de uitvinding nog te verduidelijken volgt nu een niet limiterend voorbeeld.With the intention of further clarifying the features of the invention, a non-limiting example now follows.
Wanneer een gezin bestaande uit x gezinsleden ’s morgens een douche neemt vooraleer naar het werk te vertrekken zal op een bepaald moment de boiler een temperatuur bereiken waarop deze moet bijverwarmd worden.When a family consisting of x family members takes a shower in the morning before leaving for work, at a certain moment the boiler will reach a temperature at which it must be heated up.
Hiervoor zal typisch een fossiele brandstof, zoals aardolie of aardgas.This will typically require a fossil fuel, such as petroleum or natural gas.
Echter op dat moment is het perfect mogelijk dat voor de volgende 12u geen nood meer is aan warm water.However, at that moment it is perfectly possible that there is no need for hot water for the next 12 o'clock.
Deze productie van warm water kan dus worden uitgesteld tot een beter geschikt moment.This production of hot water can therefore be postponed until a more convenient time.
Hierin zien we twee mogelijke voordelen van de huidige uitvinding.Herein we see two possible advantages of the present invention.
Door de bestaande boiler aan te vullen met warm water uit het buffervat dat deel uit maakt van de uitvinding zal geen verwarming nodig zijn op dat moment.By supplementing the existing boiler with hot water from the buffer vessel that is part of the invention, no heating will be required at that time.
Dus geen verbruik van energie uit fossiele brandstof op het moment dat dit niet hoeft.So no consumption of energy from fossil fuel when this is not necessary.
Bij overproductie op een later moment zal het systeem binnen de komende uren de overproductie van elektriciteit op die dag in het aanvullen van de buffer kunnen steken.In case of overproduction at a later time, the system will be able to put the overproduction of electricity on that day into replenishing the buffer within the next few hours.
Hierdoor ontstaat lokaal verbruik van de overproductie zonder additionele nood aan een zonneboiler om warm water te voorzien.This creates local consumption of the overproduction without additional need for a solar boiler to provide hot water.
Tergelijk vermijden we ook dubbel gebruik van het net.At the same time, we also avoid double use of the network.
De intelligentie van het systeem zorgt er voor dat energie enkel wordt opgeslagen wanneer deze beschikbaar is, waar een systeem zonder deze intelligentie op elk moment van de dag energie naar de buffer zou sturen,The intelligence of the system ensures that energy is only stored when it is available, where a system without this intelligence would send energy to the buffer at any time of the day.
In een gewone gezinsapplicatie zal de energie worden opgeslagen in een boiler.In a normal family application the energy will be stored in a boiler.
Dit kan in een bestaande installatie zijn door toevoeging van een elektrische boiler (fungerend als buffer) voor de bestaande boiler.This can be in an existing installation by adding an electric boiler (acting as a buffer) for the existing boiler.
Er zal dus heet water worden toegevoerd naar de bestaande installatie waardoor geen verwarming van sanitair water uit een andere energiebron nodig is.Hot water will therefore be supplied to the existing installation, so that no heating of sanitary water from another energy source is necessary.
Bij nieuwe systemen, kan ook gewerkt worden met bijvoorbeeld een groter volume in één vat waarbij deze uitbreiding met de nodige inteligentie reeds voorzien wordt.With new systems, it is also possible to work with, for example, a larger volume in one vessel, whereby this expansion is already provided with the necessary intelligence.
Het systeem zorgt dus voor de opslag van elektrische zonneenergie in de vorm van warm water op het moment dat de energie lokaal beschikbaar is.The system thus ensures the storage of electric solar energy in the form of hot water when the energy is locally available.
Uiteraard zijn hiervoor ook nog andere toepassingen mogelijk, zoals bijvoorbeeld de verwarming van een ruimte waarbij het principe van de uitvinding als basis kan gebruikt worden.Of course, other applications are also possible for this, such as, for example, the heating of a space, in which the principle of the invention can be used as a basis.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een systeem volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 een schematische voorstelling weergeeft van een voorbeeld in toepassing van de uitvinding; figuur 2 een flowchart weergeeft van de initialisatie van de controller in het systeem; figuur 3 een flowchart weergeeft van de monitoring van het systeem; figuur 4 indicatief de beslissingsboom weergeeft van de controller van het systeem; en figuur 5 een mogelijke menustructuur weergeeft van het systeem naar de gebruiker toe.With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a preferred embodiment of a system according to the invention is described below, by way of example without any limitation, with reference to the accompanying drawings, in which: figure 1 shows a schematic representation of an example in application of the invention; Figure 2 shows a flowchart of the controller initialization in the system; figure 3 shows a flowchart of the monitoring of the system; figure 4 shows indicatively the decision tree of the controller of the system; and figure 5 shows a possible menu structure from the system to the user.
Figuur 1 is een schematische voorstelling van een mogelijke implementatie van het systeem, waarbij een omvormer (A) geconnecteerd is met fotovoltaïsche cellen, (B) een conventionele aansluiting op het elektriciteitsnet met digitale meter, (C) een verwarmingsinstallatie (via fosiele brandstof) in de vorm van bijvoorbeeld een stookketel voor warm water en (D) een boiler voor opslag van warm sanitair water.Figure 1 is a schematic representation of a possible implementation of the system, in which an inverter (A) is connected to photovoltaic cells, (B) a conventional connection to the electricity grid with digital meter, (C) a heating installation (via fossil fuel) in the form of, for example, a boiler for hot water and (D) a boiler for storage of hot sanitary water.
Typisch is tussen elektrische installatie (A+B) en sanitaire installatie (C+D) geen koppeling. Deze koppeling is hier voorzien in de vorm van (p) een intelligente module die de energie stromen waarneemt (zie stippellijn) en indien mogelijk de energie (zie vette lijn) doorschakelt naar (A) het additioneel buffervat voor het bufferen van de opgeslagen energie in de vorm van verwarmde vloeistof.Typically there is no link between electrical installation (A + B) and sanitary installation (C + D). This coupling is provided here in the form of (p) an intelligent module that detects the energy flows (see dotted line) and, if possible, transfers the energy (see bold line) to (A) the additional buffer vessel for buffering the stored energy in the form of heated liquid.
Er is eveneens een koppeling naar D waarbij warm water uit de buffer wordt aangevoerd naar de conventionele installatie van warm water.There is also a link to D where hot water from the buffer is supplied to the conventional hot water installation.
De figuren 2 tot 5 zijn een indicatief voorbeeld van een software implementatie geënt op het voorbeeld van figuur 1. Zonder bindend te zijn, meerdere varianten zijn hierin mogelijk.Figures 2 to 5 are an indicative example of a software implementation based on the example of Figure 1. Without being binding, multiple variants are possible herein.
Figuur 2 toont een flowchart van de waarnemende lus in software geïmplementeerd in bijhorend voorbeeld omvattende de volgende stappen: Stap 1: Alles start met een initializatie stap waarin, bij opstart, de initializatie van het systeem gebeurt.Figure 2 shows a flowchart of the sensing loop in software implemented in the accompanying example comprising the following steps: Step 1: Everything starts with an initialization step in which, at start-up, the system initialization occurs.
Stap2: RTC (real time clock) data up to date zetten. Stap3: Actuele energiewaarden worden uitgelezen op de welke eventuele beslissing zal genomen worden om energie om te schakelen naar de opslag.Step2: Update RTC (real time clock) data. Step 3: Current energy values are read out on which decision, if any, will be made to switch energy to storage.
Stap4: Met deze waarden als input variabelen zal de switch power decision tree worden opgeroepen zoals beschreven in figuur 4.Step 4: With these values as input variables, the switch power decision tree will be called up as described in figure 4.
Stap5: Menu op het display wordt gerefreshed. Stap6: Display backlight wordt uitgeschakeld indien geen manuele interactie met het systeem wordt waargenomen.Step5: Menu on the display is refreshed. Step6: Display backlight is switched off if no manual interaction with the system is detected.
Stap’: Na een delay (configureerbaar afhankelijk van de gebruikte randapparatuur en communicatiesnelheden) wordt deze lus herhaald vanaf de Real time clock check (stap2).Step ": After a delay (configurable depending on the used peripherals and communication speeds) this loop is repeated from the Real time clock check (step 2).
Figuur 3 toont een flowchart van de initialisatie lus (Stap l van figuur 2) in software geïmplementeerd in bijhorend voorbeeld omvattende de volgende stappen: Stapl: laden van de bibliotheken, Stap2: Zetten van poort informatie voor communicatie, Stap3: Identificatie van de variabelen, Stap4: Initialisatie van de controller, Staps: Laden van display en RTC module, Stap6: configuratie van extra communicatie bus.Figure 3 shows a flowchart of the initialization loop (Step 1 of Figure 2) in software implemented in the accompanying example comprising the following steps: Step 1: loading the libraries, Step 2: Setting port information for communication, Step 3: Identifying the variables, Step4: Initialization of the controller, Steps: Loading of display and RTC module, Step6: Configuration of additional communication bus.
Figuur 4 geeft de belangrijkste functionaliteit van een systeem volgens de uitvinding schematisch weer. Het gaat hier om de power switching descision tree achter de gelijknamige stap in figuur 2. Deze geeft een mogelijke implementatie weer van de basis van deze uitvinding, zoals geïmplementeerd in figuur 1. In eerste instantie wordt geverifieerd of het doorschakelen van de energie naar de buffer reeds actief is, de “Is heating on” vraag. Indien dit niet het geval is gaan we na of er een overproductie in de installatie aanwezig is. Dit kan door het opgewekte vermogen uit de installatie te verminderen met het afgenomen vermogen, of mogelijks zelfs door dit eenvoudigweg uit te lezen (afhankelijk van de gebruikte apparatuur en gangbare implementatie).Figure 4 schematically shows the main functionality of a system according to the invention. This is the power switching descision tree behind the step of the same name in figure 2. This shows a possible implementation of the basis of this invention, as implemented in figure 1. Initially it is verified whether the switching of the energy to the buffer is already active, the “Is heating on” question. If this is not the case, we will check whether there is overproduction in the installation. This can be done by reducing the power generated from the installation with the power taken, or possibly even by simply reading it out (depending on the equipment used and current implementation).
Indien er geen voldoende overproductie is op dat moment, gaan we deze sub routine verlaten en gaan we verder in de lus van figuur 2, na een reset van de gemeten parameters. Wanneer er op het eigenste moment wel een overproductie is die voldoende groot is, gaat deze geregistreerd worden in het systeem met een time stamp.If there is not enough overproduction at that point, we will exit this subroutine and continue in the loop of figure 2, after resetting the measured parameters. If at the very moment there is an overproduction that is large enough, it will be registered in the system with a time stamp.
Meedere van deze “time stamps” (metingen) gaan we uitmiddelen om te onderzoeken of er een echte overproductie is of er een eenmalige opstoot is in de productie die een vals beeld zou geven. Dit doen we in de stappen “min time elapsed for averaging” = meten over een langere tijdspanne, “calculation of the average overcapacity value” = gemiddeld overschot berekenen.We will average out several of these “time stamps” (measurements) to investigate whether there is a real overproduction or a one-off upsurge in production that would give a false picture. We do this in the steps “min time elapsed for averaging” = measuring over a longer period of time, “calculation of the average overcapacity value” = calculating average surplus.
Een vals beeld van overproductie zou kunnen ontstaan door bijvoorbeeld op een wisselvallige dag net de meting te doen op het moment een korte opening komt in het wolkendek. Indien we niet voldoende metingen (tijdspanne) hebben om de overproductie te staven gaan we deze gegevens bewaren en terugkeren naar figuur 2.A false picture of overproduction could arise, for example, by taking the measurement on a changeable day when a short opening appears in the cloud cover. If we do not have enough measurements (time span) to substantiate the overproduction, we will save these data and return to figure 2.
Indien echter aan de voorwaarden van tijd en overproductie voldaan is, gaan we deze berekende waarde gaan vergelijken met een ingestelde treshhold vanaf dewelke we wensen over te gaan op opslag van de energie. Deze waarde kan afhankelijk zijn van hoeveel overschot er is alsook de dimentionering van het systeem.However, if the conditions of time and overproduction are met, we will compare this calculated value with a set threshold from which we wish to switch to storage of the energy. This value can depend on how much surplus there is as well as the dimensioning of the system.
Opnieuw bestaat de mogelijk dat we niet voldoen, in dat geval gaan we wel deze waarde gaan bijhouden als referentie. Wanneer echter wel aan de bovenstaande voorwaarde is voldaan, gaan we de opslag inschakelen. Ook gaan we de visuele indicatie voor de gebruiker inschakelen en het tijdstip van deze actie gaan registreren. Om daarna terug te keren uit deze subroutine naar figuur 2.Again it is possible that we do not comply, in that case we will keep this value as a reference. However, when the above condition is met, we will enable the storage. We will also enable the visual indication for the user and register the time of this action. To then return from this subroutine to figure 2.
Indien in het geval dat op de eerste vraag - of het doorschakelen reeds actief is - een positief antwoord kan gegeven worden, gaan we na of deze reeds ingeschakeld is voor de minimale tijd van inschakelen.If, in the event that the first question - whether the forwarding is already active - can be given a positive answer, we check whether it has already been activated for the minimum time of activation.
Waarom deze minimale tijd van ingeschakeld zijn noodzakelijk is, kan op meerdere vlakken gedefinieerd worden: - er is mogelijk een noodzaak om af en toe de buffer volledig te verwarmen om bacteriegroei te vermijden.Why this minimum switch-on time is necessary can be defined in several areas: - there may be a need to fully heat the buffer from time to time to avoid bacterial growth.
- het is ook aangewezen om een minimale tijd van inschakelen te voorzien om te vermijden dat apperatuur constant in en uitgeschakeld zou worden (b.v. bij wisselvallig weer) om de levensduur van de elementen veilig te stellen.- it is also advisable to provide for a minimum switch-on time to avoid equipment being switched on and off constantly (e.g. in changeable weather) to ensure the life of the elements.
Wanneer de minimale tijd is overschreden, gaan we het systeem uitschakelen en de visuele indicatie voor de gebruiker in de vorm van een indicatie led uitschakelen. Om daarna opnieuw deze sub routine te verlaten en terug te keren naar de hoofdlus in figuur 2. Wanneer de minimaal ingestelde tijd niet werd overschreden, gaan we gewoon verder met de huidige status en keren we ook terug naar figuur 2 om daar verder te gaan met de volgende stappen. Figuur 5 toont een flowchart waarin een menu selectie kan gemaakt worden op de LCD van het systeem.When the minimum time is exceeded, we will turn off the system and turn off the visual indication for the user in the form of an indication LED. To then leave this sub-routine again and return to the main loop in figure 2. When the minimum set time was not exceeded, we just continue with the current status and also return to figure 2 to continue with the next steps. Figure 5 shows a flowchart in which a menu selection can be made on the LCD of the system.
Door het uitlezen van het bedieningspaneel heeft de gebruiker de mogelijkheid om een aantal menus te raadplegen of een aantal instellingen te doen in het systeem. In dit voorbeeld hebben we bijvoorbeeld: - een welkom scherm (main menu), - een menu waarin de datum en tijd worden getoond (time menu), - een menu waar de gelezen waarden van de verschillende elementen (opgewerkte en opgevraagde energie) kan worden bekeken ( power status menu), - een menu waar het tijdstip van de laatste doorschakeling zichtbaar is (heating history menu), - Een menu waarin tijdsinstellingen gewijzigd kunnen worden (change time menu).By reading the control panel, the user has the option of consulting a number of menus or making a number of settings in the system. In this example we have for example: - a welcome screen (main menu), - a menu in which the date and time are displayed (time menu), - a menu where the read values of the various elements (regenerated and retrieved energy) can be viewed (power status menu), - a menu where the time of the last transfer is visible (heating history menu), - a menu in which time settings can be changed (change time menu).
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een systeem volgens de uitvinding zoals gedefinieerd door de conclusies, kunnen voigens allerlei varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.The present invention is in no way limited to the embodiments described by way of example and shown in the figures, but a system according to the invention as defined by the claims, all kinds of variants can be realized without departing from the scope of the invention.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20190021A BE1027113B1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Hydro e-solar storage system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE20190021A BE1027113B1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Hydro e-solar storage system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1027113A1 BE1027113A1 (en) | 2020-10-06 |
| BE1027113B1 true BE1027113B1 (en) | 2020-10-14 |
Family
ID=66223542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BE20190021A BE1027113B1 (en) | 2019-03-12 | 2019-03-12 | Hydro e-solar storage system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1027113B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008040028A1 (en) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | Fördertechnik & Maschinenbau Thum e.K. | Energy conversion system for supplying e.g. electrical energy, to e.g. consumer in residential building, has Peltier converter receiving electrical energy from battery and/or another Peltier converter and delivering heat energy to consumer |
| DE102012014710A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | MHH Solartechnik GmbH | System for supplying power to building, has control unit is connected with photovoltaic generator and consumers, to supply electrical power to electricity main, power storage unit, electric heat-generating unit and heat storage unit |
| DE202015003028U1 (en) * | 2015-04-27 | 2015-07-28 | Thomas Stauder | Combination solar thermal with photovoltaic |
| US20150357970A1 (en) * | 2012-12-26 | 2015-12-10 | Jiangsu Zhenfa Holding Group Co., Ltd. | Distributed solar power generation and hot water supplying system |
| DE102016107627A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Oventrop Gmbh & Co. Kg | Arrangement for hot water and heating water production with at least partial use of regenerative electrical energy |
| US20180238563A1 (en) * | 2016-10-28 | 2018-08-23 | Rheem Australia Pty Limited | System, apparatus and method for efficient use of solar photovoltaic energy |
-
2019
- 2019-03-12 BE BE20190021A patent/BE1027113B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102008040028A1 (en) * | 2008-06-30 | 2010-01-07 | Fördertechnik & Maschinenbau Thum e.K. | Energy conversion system for supplying e.g. electrical energy, to e.g. consumer in residential building, has Peltier converter receiving electrical energy from battery and/or another Peltier converter and delivering heat energy to consumer |
| DE102012014710A1 (en) * | 2012-07-25 | 2014-01-30 | MHH Solartechnik GmbH | System for supplying power to building, has control unit is connected with photovoltaic generator and consumers, to supply electrical power to electricity main, power storage unit, electric heat-generating unit and heat storage unit |
| US20150357970A1 (en) * | 2012-12-26 | 2015-12-10 | Jiangsu Zhenfa Holding Group Co., Ltd. | Distributed solar power generation and hot water supplying system |
| DE202015003028U1 (en) * | 2015-04-27 | 2015-07-28 | Thomas Stauder | Combination solar thermal with photovoltaic |
| DE102016107627A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Oventrop Gmbh & Co. Kg | Arrangement for hot water and heating water production with at least partial use of regenerative electrical energy |
| US20180238563A1 (en) * | 2016-10-28 | 2018-08-23 | Rheem Australia Pty Limited | System, apparatus and method for efficient use of solar photovoltaic energy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE1027113A1 (en) | 2020-10-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102610662B1 (en) | Systems and methods for creating dynamic nanogrids and aggregating electrical power consumers to participate in energy markets | |
| US20180233914A1 (en) | Control device, energy management device, system, and control method | |
| US9153965B2 (en) | System and method for energy storage management | |
| EP2484988A1 (en) | Heat pump hot-water supply system | |
| Dominković et al. | Implementing flexibility into energy planning models: Soft-linking of a high-level energy planning model and a short-term operational model | |
| CN102637021B (en) | For changing power device and the power management apparatus of demand response control hierarchy | |
| EP3229333A1 (en) | Electric power control system, electric power control method, and program | |
| US10243369B2 (en) | Power allocation system | |
| JP6671575B1 (en) | Charge / discharge device, charge / discharge system, and charge / discharge control method | |
| JP2003061245A (en) | Operation planning method for cogeneration apparatus | |
| CN102437569A (en) | Electric device, power management system including the electric device, and method for controlling the same | |
| JP5865225B2 (en) | Control system, control device, and control method | |
| JP2011250673A (en) | Energy controller and control method | |
| JP2014066496A (en) | Hot water supply device | |
| JP2016015846A (en) | Electric power system, controller, and charge/discharge control method | |
| BE1027113B1 (en) | Hydro e-solar storage system | |
| Trotter | From silos to systems: Enabling off-grid electrification of healthcare facilities, households, and businesses in sub-Saharan Africa | |
| JP6188350B2 (en) | Power supply system | |
| JP6753469B2 (en) | Power storage device and power supply system | |
| JP6055198B2 (en) | Power control system | |
| JP7108220B2 (en) | Storage hot water heater | |
| JP5780989B2 (en) | Equipment controller and distributed power supply system | |
| US20140277809A1 (en) | Method and System for Energy Savings | |
| WO2017145459A1 (en) | Power system connection control system, power system connection control method and power system connection control program | |
| JP7442127B2 (en) | Power management system, power management method and program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20201014 |