BR102017014480A2 - Método para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial. - Google Patents

Método para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial. Download PDF

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Abstract

a invenção se refere a um método para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial, que compreende uma unidade central, pelo menos uma fonte de alimentação e pelo menos um consumidor de energia, em que a unidade central, a fonte de alimentação e o consumidor de energia estão ligados entre si para a troca de informações, em que, em uma primeira etapa, a unidade central gera uma informação, a qual contém pelo menos uma primeira informação de preço e pelo menos uma primeira informação da quantidade de energia para um período de tempo predeterminado, em que, em uma segunda etapa, a unidade central transmite a informação para o consumidor de energia, em que, em uma terceira etapa, levando em consideração a informação, o consumidor de energia determina uma informação de demanda, a qual contém pelo menos uma quantidade de energia exigida para o período de tempo predeterminado, em que, em uma quarta etapa, o consumidor de energia transmite a informação de demanda para a unidade central, em que, em uma quinta etapa, a unidade central verifica se em um instante qualquer a quantidade de energia exigida toda, determinada a partir das informações de demanda transmitidas ultrapassa a quantidade de energia que está à disposição para esse instante, em que, em uma sexta etapa, ou a unidade central transmite ao consumidor de energia uma informação de confirmação, ou o processo é realizado de novo. (figura 1)

Description

(54) Título: MÉTODO PARA A DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA EM UM SISTEMA DE FORNECIMENTO DE ENERGIA RESIDENCIAL. (51) Int. Cl.: H02J 3/14 (30) Prioridade Unionista: 05/07/2016 DE 102016112249-1 (73) Titular(es): DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT (72) Inventor(es): BARRY SOLE; RALF OESTREICHER (74) Procurador(es): FLÁVIA SALIM LOPES (57) Resumo: A invenção se refere a um método para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial, que compreende uma unidade central, pelo menos uma fonte de alimentação e pelo menos um consumidor de energia, em que a unidade central, a fonte de alimentação e o consumidor de energia estão ligados entre si para a troca de informações, em que, em uma primeira etapa, a unidade central gera uma informação, a qual contém pelo menos uma primeira informação de preço e pelo menos uma primeira informação da quantidade de energia para um período de tempo predeterminado, em que, em uma segunda etapa, a unidade central transmite a informação para o consumidor de energia, em que, em uma terceira etapa, levando em consideração a informação, o consumidor de energia determina uma informação de demanda, a qual contém pelo menos uma quantidade de energia exigida para o período de tempo predeterminado, em que, em uma quarta etapa, o consumidor de energia transmite a informação de demanda para a unidade central, em que, em uma quinta etapa, a unidade central verifica se em um instante qualquer a(...)
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Fig. 1
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1/23
MÉTODO PARA A DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA EM UM SISTEMA DE FORNECIMENTO DE ENERGIA RESIDENCIAL [0001] A presente invenção parte de um método para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial, que compreende uma unidade central, uma fonte de alimentação e pelo menos um consumidor de energia, em que a unidade central, a fonte de alimentação e o consumidor de energia estão ligados entre si para a troca de informações.
[0002] Métodos desse tipo para a distribuição de energia e sistemas de fornecimento de energia residencial desse tipo (inglês Home Energy Management System, HEMS) já são conhecidos do estado da técnica. Por motivos de política energética, são exigidas energias renováveis, que no passar do tempo colocam à disposição quantidades de energia se alternando. As quantidades de energia geradas desse modo alimentam a rede elétrica, razão pela qual a energia disponível no passar do tempo é submetida a preços alternados. Além disso, por motivos de política ambiental em muitos países são exigidos oficialmente veículos elétricos. Por isso se chega à situação que no passar do tempo sejam oferecidas diferentes quantidades de energia por preços diferentes e os consumidores no passar do tempo necessitem parcialmente de quantidades de energia bem diferentes. Assim, por exemplo, um veículo elétrico a ser carregado por um período de tempo mais longo necessita de altas quantidades de energia, enquanto que um secador de cabelo necessita de quantidades de energia somente por curto tempo e só pequenas, ao passo que, por sua vez, um sistema de climatização residencial exige continuamente quantidades de energia
Figure BR102017014480A2_D0003
2/23 levemente oscilantes. Além disso, os consumidores próprios^6*0^ possuem em parte fontes de alimentação, por exemplo, instalações fotovoltaicas, as quais no passar do tempo podem colocar à disposição quantidades de energia alternadas.
[0003] Por isso é conhecido que sistemas de fornecimento de energia residencial, de acordo com determinados critérios, dividam para os consumidores de energia as quantidades de energia que estão à disposição. A esses critérios conhecidos pertencem, entre outras coisas, uma rigida priorização; assim, por exemplo, um sistema de fornecimento de energia residencial sempre tem prioridade sobre um veiculo elétrico a ser carregado. De modo alternativo é conhecido, dividir as quantidades de energia disponíveis de maneira uniforme para todos os consumidores de energia. Finalmente, do mesmo modo é conhecido distribuir as quantidades de energia disponíveis de acordo com princípio de first come, first served, isto é, o primeiro consumidor de energia solicitante recebe toda a energia necessária alocada, e a quantidade de energia remanescente que está à disposição é dividida na sequência das consultas entre os consumidores de energia restantes. Esses métodos apresentam toda a sorte de desvantagens. Assim, por exemplo, pode ocorrer que em horários específicos um consumidor é dependente da mobilidade, e por isso em um determinado instante o carregamento de seu veículo elétrico goza de uma alta prioridade, mas em outro instante não, ou que no caso de temperaturas amenas um sistema de fornecimento de energia residencial também possa ser operado com demanda de energia reduzida, contudo no caso de temperaturas nitidamente mais altas ou mais baixas, não. Em cada um desses casos uma
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3/23 implementada, exclusivamente decide sobre a divisão das quantidades de energia que estão à disposição sem possibilidades de influência por parte dos consumidores de energia e no caso regular, sem conhecimentos sobre por que um consumidor de energia em um determinado tempo exige uma certa quantidade de energia ou para que ele precisa dessa energia.
[0004] A fim de padronizar a troca de dados em sistemas de fornecimento de energia residencial desse tipo, foram criados normas ou protocolos internacionais, por exemplo, SEP 2.0, EEBus ou ISO 15118. Contudo, essas normas ou protocolos apresentam uma área de aplicação limitada e regulam a distribuição de energia através de controle central com uma determinada lógica de distribuição de acordo com os critérios esclarecidos acima, isto é, sem que à unidade central sejam transmitidas informações sobre os estados dos consumidores de energia conectados.
[0005] Por isso uma tarefa da presente invenção é preparar um método para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial, bem como um sistema de fornecimento de energia residencial de acordo com o tipo mencionado no inicio, com o qual de forma simples seja possivel uma adaptação dinâmica da distribuição de energia para os diversos consumidores de energia, sem que a unidade central necessite de informações abrangentes sobre os consumidores de energia, em que, em particular, os consumidores de energia podem adaptar seu consumo de energia independentemente.
[0006] Essa tarefa é solucionada com um método para a
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distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial, que compreende uma unidade central, pelo menos uma fonte de alimentação e pelo menos um consumidor de energia, em que a unidade central, a fonte de alimentação e o consumidor de energia estão ligados entre si para a troca de informações, em que, em uma primeira etapa, a unidade central gera uma informação, a qual contém pelo menos uma primeira informação de preço e pelo menos uma primeira informação da quantidade de energia para um período de tempo predeterminado, em que, em uma segunda etapa, a unidade central transmite a informação para o consumidor de energia, em que, em uma terceira etapa, levando em consideração a informação, o consumidor de energia determina uma informação de demanda, a qual contém pelo menos uma quantidade de energia exigida para o período de tempo predeterminado, em que, em uma quarta etapa, o consumidor de energia transmite a informação de demanda para a unidade central, em que, em uma quinta etapa, a unidade central verifica se em um instante qualquer a quantidade de energia exigida toda, determinada a partir das informações de demanda transmitidas, ultrapassa a quantidade de energia que está à disposição para esse instante, em que, em uma sexta etapa
- caso toda a quantidade de energia exigida para aquele instante seja menor ou igual à quantidade de energia que está à disposição, a unidade central transmite ao consumidor de energia uma informação de confirmação, em que a informação de confirmação contém uma informação sobre o fato de que para o consumidor de energia está à disposição energia de acordo com a informação de demanda, ou
- caso toda a quantidade de energia exigida para um instante
5/23 & 2 qualquer seja maior do que a quantidade de energia que está^u à disposição, o processo é realizado de novo, em que a unidade central na primeira etapa gera a informação de tal modo que ela contenha pelo menos parcialmente uma segunda informação de preço, em que a segunda informação de preço é mais alta do que a primeira informação de preço. No sentido desse requerimento como energia deve ser entendido, em particular, corrente. Um consumidor de energia é, de preferência, um aparelho eletrodoméstico, por exemplo, um refrigerador, uma máquina de lavar roupa, um lava-louças e/ou um secador de cabelo. De modo alternativo o consumidor de energia é uma bomba de calefação, um meio de iluminação e/ou um veículo elétrico. De preferência, a segunda informação de preço é virtual, isto significa que ela existe, em particular, exclusivamente, dentro do sistema de fornecimento de energia residencial e serve somente para a distribuição de energia e não para um acerto de contas de fato. As informações de preço são preços para a energia referentes, de preferência, a um período de tempo e/ou a uma quantidade de energia. A informação compreende, em particular, várias informações de preço e/ou várias informações da quantidade de energia. Por exemplo, em um determinado tempo, uma primeira informação de preço pode ser coordenada a uma primeira quantidade de energia, e a uma segunda quantidade de energia pode ser coordenada uma segunda informação de preço. De acordo com outro exemplo, a um primeiro período de tempo está coordenada uma primeira informação de preço, e a um segundo período de tempo, uma segunda informação de preço. Também é possível uma combinação de informação de preço referente à quantidade de energia e
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Figure BR102017014480A2_D0009
período dè tempo. Neste caso, uma informação de preço é, ert^^ particular, um preço. De preferência, o método compreende vários consumidores de energia e/ou várias fontes de alimentação.
[0007]
Neste caso, para informação de preço, várias determinação da segunda possibilidades estão à disposição da unidade central. De preferência, a segunda informação de preço é determinada com auxílio de valores da experiência da unidade central. Em outras palavras, de acordo com uma forma de execução preferida, a unidade central está prevista como capaz de aprender. Desse modo, de forma vantajosa o número das iterações necessárias pode ser minimizado. De modo particularmente preferido, a unidade central armazena informações de demanda e/ou informações de oferta transmitidas, em particular, por um determinado período de tempo. Por conseguinte, a unidade central pode recorrer de forma vantajosa a dados armazenados, isto é, em particular, a primeiras e/ou segundas informações de preço, a fim de determinar em um determinado tempo e/ou para determinados consumidores de energia uma segunda informação de preço que se situa o mais próximo possível de uma segunda informação de preço definitiva, isto é, de um segundo preço, no qual a procura não ultrapasse mais a oferta. De modo alternativo ou adicional a unidade central determina a segunda informação de preço, na qual sobre a primeira ou segunda informação de preço anterior ela aumenta um valor fixo, em particular, de forma gradual ou exponencial.
[0008] Em relação ao estado da técnica, o método de acordo com a invenção tem a vantagem que, no caso de uma demanda de energia em um determinado período de tempo, a qual ultrapassa
Figure BR102017014480A2_D0010
7/23 açao, ο realizar uma priorização predeterminados por ele [0009] Execuções e invenção podem ser uma oferta de energia nesse período de tempo, um mecanismo de preço simples, em particular, baseado em leilão entra em qual possibilita a cada consumidor de energia de acordo com parâmetros mesmo, e adaptar de modo correspondente o consumo de energia independentemente. Por conseguinte, não é necessário que além do preço e quantidades de energia precisem se trocadas informações adicionais entre a unidade central e o consumidor de energia, por exemplo, tipo ou prioridade do consumidor de energia, o que de forma vantajosa torna possível um sistema de fornecimento de energia residencial montado de forma simples com uma troca de informações executada facilmente. De forma vantajosa o método possibilita, portanto, aos consumidores de energia adaptar sua operação independentemente e, por conseguinte, garante um fornecimento de energia estável no sistema de fornecimento de energia residencial.
aperfeiçoamentos vantajosos da depreendidos das reivindicações dependentes, bem como da descrição com referência aos desenhos.
[0010] A menos que explicitamente indicado de outra forma ou necessário obrigatoriamente lógico, a sequência das etapas individuais é arbitrária, independente de sua nomenclatura. Em particular, por exemplo, uma nona etapa pode ocorrer antes ou ao mesmo tempo que a primeira etapa ou o inverso. De preferência, a primeira etapa está prevista cronologicamente, em particular, pelo menos parcialmente antes da segunda etapa, a segunda etapa antes da terceira etapa, a terceira etapa antes da quarta etapa, a quarta etapa
8/23
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antes da quinta etapa e/ou a quinta etapa antes da sextâ^oeftju^^ etapa. Em particular, isso significa que o método de acordo com a invenção pode ser iniciado por cada componente, isto é, pela unidade central, pelo consumidor de energia e/ou por cada fonte de alimentação, a qualquer hora.
[0011] De acordo com uma forma de execução preferida está previsto que em uma sétima etapa a fonte de alimentação gere uma informação de oferta, que contém quantidades de energia que podem estar disponíveis ao máximo para o período de tempo predeterminado, em que, em uma oitava etapa, a fonte de alimentação transmite a informação de oferta para a unidade central, em que, de preferência, a unidade central leva em consideração a informação de oferta na primeira etapa durante a geração da informação e/ou na quinta etapa durante a verificação, em que a sétima etapa e/ou a oitava etapa ocorrem, em particular, antes da primeira etapa. Deste modo, de forma vantajosa também é possível incluir fontes de alimentação (locais) no método de distribuição de energia, e, em particular, tornar possível para as fontes de alimentação, adaptar a produção de energia independente da demanda de energia. De preferência, a fonte de alimentação é uma instalação fotovoltaica, em particular, com um inversor solar.
[0012] De acordo com uma forma de execução preferida uma fonte de alimentação pelo menos temporariamente é um consumidor de energia. Assim, por exemplo, é possível que uma fonte de alimentação seja uma batería, a qual no caso de demanda coloca energia à disposição, no caso de uma demanda muito pequena e/ou de uma oferta de energia muito alta, contudo, armazena energia, portanto, funciona como
Figure BR102017014480A2_D0012
9/23 consumidor de energia. Um outro exemplo é um denominado contador inteligente (ingl. Smart-Meter), o qual produz uma ligação para um sistema de fornecimento de energia externo, por exemplo, para uma rede de fornecimento de corrente, em que o sistema de fornecimento de energia externo em função da oferta e da demanda é uma fonte de alimentação ou um consumidor de energia, e o contador inteligente funciona como unidade central. Por exemplo, o sistema de fornecimento de energia externo pode colocar energia à disposição por um preço predeterminado, ou receber energia, por exemplo, gerada por uma instalação fotovoltaica e não necessária. Deste modo, de forma particularmente vantajosa é possível preparar um método flexível e dinâmico.
[0013] De acordo com uma forma de execução preferida está previsto que em uma etapa parcial a montante da primeira etapa o consumidor de energia transmita à unidade central uma consulta sobre a informação. De modo particularmente preferido está previsto em uma etapa parcial a montante da sétima etapa a unidade central transmitir à fonte de alimentação uma consulta sobre a informação de oferta. Deste modo, de forma vantajosa é possível que o método de acordo com a invenção seja iniciado por cada componente do sistema, portanto, por exemplo, por um consumidor de energia. Deste modo, por exemplo, um consumidor de energia pode reagir a uma alteração de sua situação. Assim, por exemplo, um veículo elétrico pode obter uma nova distribuição, se uma hora de partida planejada for retardada.
[0014] De acordo com uma forma de execução preferida está previsto que a unidade central transmita para a fonte de alimentação a informação e/ou pelo menos a segunda informação
Figure BR102017014480A2_D0013
10/23 de preço, em que, de modo particularmente preferido, a fonte de alimentação adapta sua informação de oferta levando em consideração a informação ou a segunda informação de preço, e de modo muito particularmente preferido transmite a informação de oferta adaptada para a unidade central. Deste modo, de forma vantajosa é possível uma otimização iterativa da distribuição de energia. Assim, de forma vantajosa é possível que uma fonte de alimentação no caso de um excedente de energia pare de alimentar o sistema de fornecimento de energia residencial com energia.
[0015] De preferência, o consumidor de energia e/ou a fonte de alimentação com auxílio das informações transmitidas pela unidade central adaptam sua operação independentemente, em particular, com auxilio das informações de preço transmitidas. De modo particularmente preferido está previsto que o consumidor de energia reduza ou aumente seu consumo de energia, em particular, ligue ou desligue. 0 correspondente vale para a fonte de alimentação, que adapta sua operação de preferência, em função do preço, em particular, se liga ou desliga ou regula uma produção de energia. Deste modo, de forma vantajosa é possível que o consumidor de energia e/ou a fonte de alimentação regulem independentemente sua operação com auxílio de informações acessíveis somente para eles.
[0016] De modo muito particularmente preferido, as adaptações ocorrem em função de priorizações e/ou parâmetros predeterminados. Assim, por exemplo, é possível que um consumidor de energia receba ou necessite pelo menos energia suficiente, a fim de manter uma operação mínima. De modo alternativo e opcional está previsto que um consumidor de
Figure BR102017014480A2_D0014
11/23 energia apresente um determinado preço máximo e/ou minimo%fi ao qual ele deve receber energia. Para uma fonte de alimentação vale o correspondente. Por exemplo, um consumidor pode afirmar para um veiculo elétrico que em função de seu estado de carga ele apresenta um comportamento de recepção de energia diferente. Assim é possível que um veículo elétrico a partir de um estado de carga predeterminado então só deve receber energia ainda caso o preço caia abaixo de um determinado valor limite, e/ou que no caso de um outro estado de carga predeterminado o veículo elétrico deve receber energia a qualquer preço, a fim de garantir uma funcionalidade mínima.
[0017] De acordo com uma forma de execução preferida está previsto que a informação, a informação de demanda e/ou a informação de oferta contenham exclusivamente pelo menos uma informação de preço e/ou pelo menos uma quantidade de informação de energia para o período de tempo predeterminado.
De modo particularmente preferido a informação, a informação de demanda e/ou a informação de oferta contêm várias informações de preço e/ou várias quantidades de informações de energia. Deste modo, de forma vantajosa é possível empregar o método de distribuição de acordo com a invenção também para preços de energia complexos.
[0018] De acordo com uma forma de execução preferida está previsto que o consumidor de energia, em uma nona etapa a montante da primeira e/ou terceira etapa determina a quantidade de energia a ser exigida que serve de base à informação de demanda. Deste modo, de forma vantajosa é possível que o consumidor de energia primeiramente determine a quantidade de energia necessária atualmente e/ou através
Figure BR102017014480A2_D0015
12/23
Figure BR102017014480A2_D0016
de um determinado periodo de tempo, antes que ele dirija u____ consulta à unidade central.
[0019] De acordo com uma forma de execução preferida está previsto que a comunicação, isto é, a troca de informações ou de dados ocorra entre a unidade central e o consumidor de energia e/ou a fonte de alimentação ligada por cabo ou sem cabo, de modo particularmente preferido através de um método baseado no protocolo de Internet e/ou de um sistema coletor, em particular, um coletor de CAN. De modo muito particularmente preferido a comunicação ocorre através de uma rede pública e/ou privada e/ou através da Internet. Em particular, a comunicação ocorre de acordo com o padrão ISO 15118. Neste caso, em particular, é importante que a troca de informações ou de dados esteja prevista de tai modo que possam ser trocadas informações sobre a quantidade de energia disponível, a quantidade de energia demandada e uma informação de preço.
[0020] De acordo com uma forma de execução preferida está previsto que o sistema também compreende consumidores de energia e/ou fontes de alimentação, os quais não são capazes de uma troca de dados com a unidade central. Neste caso, de modo particularmente preferido está previsto que a unidade central meça a quantidade de energia necessária do consumidor de energia e/ou a quantidade de energia da fonte de alimentação colocada à disposição e prepare em particular, uma informação de demanda ou uma informação de oferta. Deste modo, de forma particularmente vantajosa é possível integrar no sistema também consumidores de energia ou fontes de alimentação mais antigas, e levar em consideração o contexto do método de distribuição de energia.
Figure BR102017014480A2_D0017
13/23 [0021] O especialista entende que a unidade central distribui a quantidade de energia para um consumidor de energia desse tipo e/ou para uma fonte de alimentação desse tipo com auxilio de critérios predeterminados, uma vez que esses critérios não podem participar ativamente no processo. De preferência, a unidade central recorre, para isso, aos métodos esclarecidos no inicio, conhecidos do estado da técnica.
[0022] Um outro objeto da presente invenção é um sistema de fornecimento de energia residencial, que compreende uma unidade central, pelo menos uma fonte de alimentação e pelo menos um consumidor de energia, em que a unidade central, a fonte de alimentação e o consumidor de energia estão ligados entre si para a troca de informações, em que o sistema de fornecimento de energia residencial está configurado para a realização de um método de acordo com a invenção.
[0023] Deste modo, de forma vantajosa é possível preparar um sistema de fornecimento de energia residencial compacto, no qual a unidade central não precisa dispor de quaisquer informações mais amplas sobre os consumidores de energia, razão pela qual a unidade central de forma vantajosa pode ser montada de forma simples e ser particularmente compatível com uma infinidade de consumidores de energia. Deste modo o sistema de fornecimento de energia residencial de acordo com a invenção pode ser montado de forma particularmente vantajosa de forma simples e compacta e, por conseguinte pode ser realizado com baixo custo. De modo particularmente preferido podem ser previstos vários sistemas de fornecimento de energia residencial ligados, por exemplo, em cascata, em que um consumidor de energia então é, em
Figure BR102017014480A2_D0018
14/23 particular, uma outra unidade central de um outro sistema fornecimento de energia residencial.
[0024] De acordo com uma forma de execução preferida está previsto que o sistema de fornecimento de energia residencial compreenda um dispositivo, em que o dispositivo compreende a unidade central, a fonte de alimentação e/ou o consumidor de energia. De modo particularmente preferido, o dispositivo é um carregador doméstico, em particular, para um veículo elétrico. Deste modo, de forma vantajosa é possível preparar um sistema de fornecimento de energia residencial montado particularmente compacto.
[0025] Um outro objeto da presente invenção é um programa de computador, que compreende um código de programa legível por máquina, em que o código de programa, quando ele é executado em um sistema de fornecimento de energia residencial, em particular, em uma unidade central, em uma fonte de alimentação e/ou em um consumidor de energia, o sistema de fornecimento de energia residencial, em particular, a unidade central, a fonte de alimentação e/ou o consumidor de energia providenciam a realização de um método de acordo com a invenção.
[0026] Um outro objeto da presente invenção é um produto do programa de computador para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial, em que o produto do programa de computador apresenta um programa de computador, o qual está previsto em um meio de armazenamento, em que o programa de computador compreende um código de programa legível por máquina, em que o código de programa, quando ele é executado em um sistema de fornecimento de energia residencial, em particular, em uma unidade central,
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Figure BR102017014480A2_D0019
_Ynal % em uma fonte de alimentação e/ou em um consumidor de energia, o sistema de fornecimento de energia residencial, em particular, a unidade central, a fonte de alimentação e/ou o consumidor de energia providenciam a realização de um método de acordo com a invenção.
[0027] Com referência a possíveis formas de execução vantajosas é remetido às execuções relativas ao método de acordo com a invenção, as quais valem, do mesmo modo, para esse objeto e o contrário.
[0028] Outras particularidades, características e vantagens da invenção resultam dos desenhos, bem como da descrição seguinte de formas de execução preferidas com auxílio dos desenhos. Neste caso, os desenhos ilustram somente formas de execução exemplares da invenção, as quais não restringem o pensamento essencial da invenção.
[0029] A Figura 1 mostra um sistema de fornecimento de energia residencial de acordo com uma forma de execução exemplar da presente invenção.
[0030] A Figura 2 mostra uma representação gráfica de uma informação de acordo com uma forma de execução exemplar da presente invenção.
[0031] A Figura 3 mostra uma representação gráfica de uma informação de demanda de acordo com uma forma de execução exemplar da presente invenção.
[0032] A Figura 4 mostra um método de acordo com uma forma de execução exemplar da presente invenção.
[0033] Na Figura 1 está representado um sistema de fornecimento de energia residencial 1 de acordo com uma forma de execução exemplar da presente invenção. O sistema de fornecimento de energia residencial 1 compreende uma unidade
Figure BR102017014480A2_D0020
16/23 central 10, que está ligada a pelo menos um consumidor dê?^ energia 20. Neste caso, a ligação ocorre através de comunicação ligada por cabo ou sem cabo, de acordo com um método baseado no protocolo de Internet ou em um sistema coletor, neste caso, por exemplo, através de uma Intranet. De acordo com a representação em guestão, uma comunicação desse tipo está simbolizada por linhas cheias.
[0034] No caso do consumidor de energia 20, por exemplo, se trata de um veiculo elétrico. Neste caso, o sistema de fornecimento de energia residencial compreende outros consumidores de energia 20', 20'', 20''' e 20''''. Esses consumidores podem ser, por exemplo, uma bomba de calefação 20', um refrigerador 20'', uma máquina de lavar roupa 20''' e um lava-louças 20''''.
[0035] Por sua vez, esses consumidores de energia 2020' ' ' ' estão em ligação com serviços ou sistemas externos 60-60'''', em que a máquina de lavar roupa 20''' e o lavalouças 20'''' são conectados em conjunto a um sistema externo 60'''', neste caso, um sistema de automatização residencial (HAS). A fim de esclarecer que esses sistemas em si não são parte do sistema de fornecimento de energia residencial, as ligações correspondentes são executadas de modo tracejado. 0 veiculo elétrico 20, por exemplo, está ligado à Internet através de sistemas próprios de bordo 60', a bomba de calefação 20', a serviços meteorológicos refrigerador, a um outro HAS 60 ' ' ' .
[0036] Além disso, o sistema de fornecimento de energia residencial 1 compreende uma fonte de alimentação 30, neste caso, e uma instalação fotovoltaica com um inversor solar, que pode alimentar o sistema em forma de corrente com
Figure BR102017014480A2_D0021
17/23 energia , & Jf
V /ξ5 tyy tfS**’ [0037] Também é possível que o sistema de fornecimento de energia residencial 1 compreenda unidades, as quais, dependendo da situação funcionam como fonte de alimentação 30 ou como consumidores de energia 20. Nesse sentido se trata, portanto, de consumidores de energia ou fontes de alimentação combinados 23. Neste caso, isso pode ser uma bateria 23', a qual em função da instalação de fornecimento de energia alimenta o sistema com energia ou armazena energia. Além disso, no caso em questão está previsto um contador inteligente 23, que está em ligação com um sistema de fornecimento de energia externo 60''''', por exemplo, com uma rede de corrente urbana. O contador inteligente 23 alimenta o sistema de fornecimento de energia externo 60 ' ' ' ' ' com energia da instalação fotovoltaica e, por outro lado, abastece o sistema de fornecimento de energia residencial 1 com energia desse sistema externo 60'''''.
[0038] Do mesmo modo, a unidade central 10 pode ser ligada ela mesma a sistemas ou serviços externos 60. Assim, por exemplo, por sistemas externos 60 desse tipo ela pode ser abastecida com informações sobre uma quantidade de energia disponível e sobre as informações de preço correspondentes. [0039] Além disso, neste caso, outras fontes de alimentação ou consumidores de energia 50 estão conectados à unidade central 10. Todavia, eles não são capazes de uma comunicação baseada em IP, o que é indicado pelos traços duplos. A fim de incluir também esses consumidores ou fontes de alimentação, o sistema 1 de acordo com a invenção ou o método de acordo com a invenção, a unidade central mede sua recepção ou entrega de energia e procede em conformidade com
Figure BR102017014480A2_D0022
18/23 os valores de medição determinados, em que para esses 'v 1 sistemas 50 essa unidade atribui quantidades de energia com auxílio de critérios de priorização predeterminados. De modo alternativo pode ser imaginado que as outras fontes de alimentação ou consumidores de energia 50 estão ligados a um consumidor de energia 20 ou a uma fonte de alimentação 30, razão pela qual a unidade central está ligada direta ou indiretamente com as outras fontes de alimentação ou consumidores de energia, com os quais ela se comunica como descrito acima.
[0040] Na Figura 2 está representada uma representação gráfica de uma informação de acordo com uma forma de execução exemplar da presente invenção. Neste caso, de forma apropriada, essa representação está aplicada como gráfico de uma quantidade de energia disponível em kW contra o tempo, em que são representados diversos preços através de diversas faixas. Os preços indicados neste caso, em centavos por kWh, devem ser entendidos puramente como exemplos.
[0041] É imediatamente evidente que no centro existe um período de tempo, no qual muita energia está à disposição por altos preços e muito pouca energia por preços baixos. Fora desses períodos está disponível uma quantidade de energia, em essência, constante por preços médios. Um gráfico desse tipo, neste caso, pode se referir em particular, a uma determinada fonte de alimentação 30.
[0042] No decorrer do método de acordo com a invenção a unidade central 10 determina uma informação para o sistema de fornecimento de energia residencial 1 todo, em que essa informação pode ser representada em uma Forma que se assemelha à presente representação e, por conseguinte,
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FIS Sq
Figure BR102017014480A2_D0023
indica toda a energia disponível por determinados preços nó' decorrer do tempo.
[0043] Com isso, a informação compreende, neste caso, uma quantidade de energia disponível por um determinado preço com relação ao tempo. Informações adicionais como, por exemplo, a fonte de uma determinada quantidade de energia, uma expulsão de CO2 ligada à quantidade de energia ou uma proporção de energias renováveis podem estar contidas, do mesmo modo em uma quantidade de energia, mas não são necessárias, e, de preferência, também não estão contidas.
especialista entende que a integral aplicada ao gráfico indica toda a quantidade de energia disponível.
[0044] Na Figura 3 está representada uma representação gráfica de uma informação de demanda de acordo com uma forma de execução exemplar da presente invenção. Neste caso, a quantidade de energia exigida em kW é aplicada através do tempo. No exemplo em questão o consumidor de energia 20 correspondente necessita, neste caso, no início de uma quantidade de energia, em essência, constante, que diminui com o passar do tempo. Em direção ao final do período de tempo representado, o consumidor de energia 20 não necessita mais de qualquer energia.
[0045] Na Figura 4 está representado um método de acordo com uma forma de execução exemplar da presente invenção. Neste caso, o método começa com o fato de que uma fonte de alimentação 30', por exemplo, uma rede de corrente pública, em uma oitava etapa 800 transmite a uma unidade central 10 do sistema de fornecimento de energia residencial 1 quantidades de energia que estão à disposição por determinados preços para um determinado período de tempo.
20/23
Figure BR102017014480A2_D0024
[004 6] Em uma nona etapa 900 antes, depois ou paralelamente à oitava etapa 800, um consumidor de energia 20 do sistema de fornecimento de energia residencial 1 determina a potência necessária por ele, em particular, para um período de tempo predeterminado. Então ele apresenta à unidade central 10 do sistema de fornecimento de energia residencial 1 uma consulta 101 sobre uma informação referente à energia disponível referente ao preço e ao período de tempo predeterminado.
[0047] Em seguida a unidade central 10 dirige em uma sétima etapa 700 uma consulta 701 a uma fonte de alimentação 30 que se encontra no sistema de fornecimento de energia residencial 1 a fim de obter uma informação de oferta, a qual de modo análogo à informação compreende uma quantidade de energia com preço codificado colocada à disposição para o período de tempo predeterminado. A fonte de alimentação 30 determina essa informação de oferta na sétima etapa 700 e transmite a mesma para a unidade central 10.
[0048] Em uma primeira etapa 100 a unidade central 10 determina agora a informação que compreende as quantidades de energia que estão à disposição com preço codificado no período de tempo predeterminado.
[0049] Em uma segunda etapa 200 a unidade central 10 transmite essa informação agora para o consumidor de energia 20. Esse consumidor determina em uma terceira etapa 300 levando em consideração a informação colocada à disposição através da unidade central 10, e a energia necessária determinada determina uma informação de demanda, a qual de modo análogo à informação de oferta ou à informação para o período de tempo predeterminado compreende as quantidades de
Figure BR102017014480A2_D0025
21/23 informações de energia solicitadas ou a serem solicitadas por um determinado / χ3<2^ preço.
[0050] Em uma quarta etapa 400 o consumidor de energia 20 transmite a informação de demanda, a qual também pode ser designada como perfil de solicitação de energia, para a unidade central 10.
[0051] Em uma quinta etapa 500 agora com auxilio das demanda transmitidas e levando em consideração as informações de oferta transmitidas, a unidade central 10 verifica se em um instante qualquer toda a quantidade de energia solicitada ultrapassa a quantidade de energia que está à disposição nesse instante. No caso em questão isto não se realizou, uma vez que há somente um consumidor de energia 20, cuja informação de demanda já foi determinada levando em consideração a quantidade de energia que está à disposição.
[0052] Por isso, neste caso, em uma sexta etapa 601 a unidade central 10 irá transmitir ao consumidor de energia 20 uma informação de confirmação, a qual sinaliza ao consumidor de energia 20, que está à disposição a quantidade de energia solicitada. Isto deve ser considerado como equivalente para o fato de que a unidade central 10 transmite para o consumidor de energia 20 uma permissão para a informação de demanda. Em todo caso, é decisivo o fato de que o consumidor de energia 20 agora correspondente à sua informação de demanda receba energia do sistema de fornecimento de energia residencial 1.
[0053] De acordo com uma forma de execução não representada, o sistema de fornecimento de energia residencial 1 compreende vários consumidores de energia 20-
Figure BR102017014480A2_D0026
22/23
20''''. Neste caso %> ó em particular, nas horas de pico nas4'/ quais muitos consumidores de energia 20-20'''' solicitam altas quantidades de energia, pode acontecer que o teste na quinta etapa 500 resulte em pelo menos um instante toda a quantidade de energia solicitada ultrapassar a quantidade de energia que está à disposição para esse instante. Neste caso, o método de acordo com a invenção agora está em execução de modo reiterado, em que, contudo, a unidade central substitui a primeira informação de preço subjacente à informação pelo menos parcialmente por uma segunda informação de preço mais alta. Deste modo, de certa forma é introduzido um mecanismo de leilão, uma vez que agora cada consumidor de energia 20 precisa decidir de novo se ele mantém suas quantidades de energia solicitadas originalmente também sob observância da segunda informação de preço (virtual) mais alta, ou se ele solicita, por exemplo, quantidades de energia menores. A decisão sobre se é aceitável um preço mais alto para um consumidor de energia 20, cabe exclusivamente ao mesmo, e pode depender de diversos parâmetros. Assim a um consumidor de energia 20' pode ser determinado um sistema de priorização, ou um consumidor de energia 20''' regula seu consumo de energia em horários com um preço alto.
[0054] Neste caso, fica claro que o segundo preço não precisa valer para todo o período de tempo predeterminado, mas pode muito bem. Assim, por exemplo, é possível que somente nas horas do rush a demanda de energia aumente a oferta de energia e somente nesses instantes seja programada uma segunda informação de preço no sentido de um preço virtual mais alto.
[0055]
Do mesmo modo, no contexto do método de acordo com
23/23 // f S=^Q___ >
% A5 a invenção é possível que também a fonte de alimentação Ί reaja à alteração do preço e, por exemplo, forneça quantidades de energia mais altas e adapte a informação de oferta de modo correspondente.
[0056] Neste caso, as etapas também podem variar parcialmente ou serem suprimidas, dependendo da montagem do sistema de fornecimento de energia residencial 1 e da situação.

Claims (10)

  1. REIVINDICAÇOES 1 / 4 ^^usír;sz
    ÍÇ > ;— &
    %‘Hub Ç % —- >F
    1. Método para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial (1) caracterizado por compreender uma unidade central (10), pelo menos uma fonte de alimentação (30) e pelo menos um consumidor de energia (20),
    - em que a unidade central (10), a fonte de alimentação (30) e o consumidor de energia (20) estão ligados entre si para a troca de informações,
    - em que, em uma primeira etapa (100), a unidade central (10) gera uma informação, a qual contém pelo menos uma primeira informação de preço e pelo menos uma primeira informação da quantidade de energia para um período de tempo predeterminado,
    - em que, em uma segunda etapa (200) , a unidade central (10) transmite a informação para o consumidor de energia (20),
    - em que, em uma terceira etapa (300), levando em consideração a informação, o consumidor de energia (20) determina uma informação de demanda, a qual contém pelo menos uma quantidade de energia exigida para o período de tempo predeterminado,
    - em que, em uma quarta etapa (400) , o consumidor de energia (20) transmite a informação de demanda para a unidade central (10),
    - em que, em uma quinta etapa (500) , a unidade central (10) verifica se em um instante qualquer a quantidade total de energia exigida, determinada a partir das informações de demanda transmitidas, ultrapassa a quantidade de energia que está à disposição para esse instante,
  2. 2/4
    - em que, em uma sexta etapa (600),
    - caso a quantidade total de energia exigida para aquele instante seja menor ou igual à quantidade de energia que está à disposição, a unidade central (10) transmite ao consumidor de energia (20) uma informação de confirmação, em que a informação de confirmação contém uma informação sobre o fato de que, para o consumidor de energia (20) , está à disposição energia de acordo com a informação de demanda, ou
    - caso a quantidade total de energia exigida para um instante qualquer seja maior do que a quantidade de energia que está à disposição, o processo é realizado de novo, em que a unidade central (10), na primeira etapa, gera a informação de tal modo que ela contenha pelo menos parcialmente uma segunda informação de preço, em que a segunda informação de preço é mais alta do que a primeira informação de preço.
    2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, em uma sétima etapa, a fonte de alimentação (30) gerar uma informação de oferta que contém quantidades de energia que podem estar disponíveis ao máximo para o período de tempo predeterminado, em que, em uma oitava etapa, a fonte de alimentação (30) transmite a informação de oferta para a unidade central (10), em que a unidade central (10) leva em consideração, de preferência, a informação de oferta na primeira etapa, no caso da geração de informação, e/ou na quinta etapa, durante a verificação, em que a sétima etapa e/ou a oitava etapa ocorrem, em particular, antes da primeira etapa.
  3. 3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por em uma etapa parcial
    3/4 a montante da primeira etapa o consumidor de energia (2'1 , ugP / χ3<φ* transmitir à unidade central (10) uma consulta sobre a informação.
  4. 4 . Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 e 3, caracterizado por em uma etapa parcial a montante da sétima etapa a unidade central (10) transmitir à fonte de alimentação (30) uma consulta sobre a informação de oferta.
  5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 e 4, caracterizado por a informação, a informação de demanda e/ou a informação de oferta conterem exclusivamente pelo menos uma informação de preço e/ou pelo menos uma informação da quantidade de energia para o período de tempo predeterminado.
  6. 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 e 5, caracterizado por o consumidor de energia (20) , em uma nona etapa à montante da primeira e/ou da terceira etapa, determinar a quantidade de energia a ser exigida com base na informação de demanda.
  7. 7. Sistema de fornecimento de energia residencial (1), caracterizado por compreender uma unidade central (10), pelo menos uma fonte de alimentação (30) e pelo menos um consumidor de energia (20), em que a unidade central (10) , a fonte de alimentação (30) e o consumidor de energia (20) estão ligados entre si para a troca de informações, em que o sistema de fornecimento de energia residencial (1) é configurado para a realização de um método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6.
  8. 8. Sistema de fornecimento de energia residencial (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o sistema de fornecimento de energia residencial (r^// compreender um dispositivo, em que o dispositivo compreende a unidade central (10), a fonte de alimentação (30) e/ou o consumidor de energia (20).
  9. 9. Programa de computador caracterizado por compreender um código de programa legível por máquina, em que o código de programa, quando ele é executado em um sistema de fornecimento de energia residencial (1), em particular, em uma unidade central (10), em uma fonte de alimentação (30) e/ou em um consumidor de energia (20), o sistema de fornecimento de energia residencial (1), em particular, a unidade central (10), a fonte de alimentação (30) e/ou o consumidor de energia (20) providenciam a realização de um método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7.
  10. 10. Produto do programa de computador para a distribuição de energia em um sistema de fornecimento de energia residencial (1) , caracterizado por o produto do programa de computador apresentar um programa de computador, o qual está previsto em um meio de armazenamento, em que o programa de computador compreende um código de programa legível por máquina, em que o código de programa, quando é executado em um sistema de fornecimento de energia residencial (1), em particular, em uma unidade central (10), em uma fonte de alimentação (30) e/ou em um consumidor de energia (20) , o sistema de fornecimento de energia residencial (1) , em particular, a unidade central (10) , a fonte de alimentação (30) e/ou o consumidor de energia (20) providenciam a realização de um método, conforme definido em gualquer uma das reivindicações dei, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7.
    1/2
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