CN109863661B - 用于消费者的存储单元和存储系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于消费者的存储单元(10)，其包括能量存储器(12)，电能能够存储在能量存储器(12)中。存储单元(10)具有电流接口(16)，存储单元(10)可通过电流接口(16)连接到电网(20)。此外，存储单元(10)包括：在电流流动方向上位于能量存储器(12)和电流接口(16)之间的电路(14)；以及服务器单元，其配置为与其它服务器单元一起建立分散式计算网络(52)，经由分散式计算网络(52)以分散的方式管理、控制和/或监控交易。还描述了存储系统(54)。

Description

用于消费者的存储单元和存储系统

技术领域

本发明涉及一种用于消费者的存储单元和一种存储系统。

背景技术

近年来，人们的生态意识有所提高，这就是为什么越来越多的能量由可再生能源提供，以满足人民日益增长的能量需求并减少化石能源的份额。例如，可再生能源可以是风能或太阳能。因此，风力发电机或太阳能模块分别用于在风或阳光下生成能量。

由于能量需求与天气条件无关，因此必须能够临时存储可再生能源生成的能量并根据需要进行将其取出。

关于此，现有技术公开了一种生成高容量和临时存储能量的中央存储电站。如果可再生能源生成超过需要的能量，则多余的能量可以用来将水泵送到更高的势能水平。一旦能量需求增加并且不再被当前生成的能量所满足，就可以将被泵至高处的水排出以通过涡轮机生成电能。通过抽水蓄能电站，可以平衡供电网的波动或减少过剩的容量。

抽水蓄能电站需要大量空间并且建造和维护费用昂贵的事实证明是不利的。

此外，已知分散式存储单元，其与分散式光伏系统一起运行，以例如通过光伏系统临时存储在消费者或用户、典型的家庭住户处生成的能量。临时存储在存储单元中的能量可以由消费者自身消耗和/或馈送到供电网中，其中，几个家庭连接到该供电网并且家庭从该供电网提取他们的能量。因此，消费者访问临时存储的能量本身，以便确定将什么比例馈送到供电网中或者其自身消耗。

供电网通常由能量供应商或电网运营商以集中方式操作，即管理、检验和监控。因此，能量供应商或电网运营商必须稳定供电网，使得例如可以支撑可能发生的负载波动。这给能量供应商或电网运营商带来了巨大的困难，特别是因为可再生能源。

因此，从现有技术中已知供电网的集中管理，使用集中管理的能量存储器(抽水蓄能电站)或通常由相应的消费者或用户现场在本地操作的多个分散式存储单元。然而，在分散式存储单元中，中央能量供应商或电网运营商无法访问临时存储的能量的量。电网运营商或能量供应商顶多可以检索对能量的量进行计费所需的、适当的存储单元的消耗和/或馈送数据。

此外，关于对能量的量进行计费的支出很高，因为这也必须由能量供应商或访问可能性集中进行。

发明内容

本发明的目的是以节省成本且简单的方式确保单独消费者或用户的永久和可靠的能量供应。

根据本发明，目的通过一种用于消费者的存储单元来实现，所述存储单元包括：能量存储器，其中能够存储电能；电流接口，存储单元能够经由电流接口连接到电网；电路，其在电流流动方向上位于能量存储器和电流接口之间；和服务器单元，其配置为与其它服务器单元一起建立分散式计算网络，经由所述分散式计算网络以分散的方式管理、控制和/或监控交易。

本发明还涉及一种存储系统，其具有至少两个前述类型的存储单元，这些存储单元通过其服务器单元形成分散式计算网络。

本发明的基本思想是：通过在用户或消费者处以分散方式设置的存储单元以及电能的分散式存储器来建立分散式计算网络，所述分散式计算网络管理、监控和检验自身以及由计算网络执行的交易，从而使得可以至少部分地省去对通过集成在存储单元中的服务器单元执行的交易的上级集中管理。上级管理要执行的任务被减少、优化或外包。因此，上级集中管理至少可以配置得较小，这降低了成本。由于存储单元包括能量存储器和服务器单元，两者都需要冷却单元，例如，由于冷却单元可以由能量存储器和服务器单元同时使用，因此生成协同效应。通常，分散式计算网络允许交易的分散确定或执行。服务器单元或计算网络通常可用于为计算服务提供商，即相对于能量供应商或电网运营商的第三方提供服务器性能。交易尤其可以涉及对关于流经存储单元的能量的量，即消耗值或馈送值进行计费，计费通常经由能量供应商或电网运营商集中执行。

分散管理、控制和监控也称为“分布式账本”。

建立分散式计算网络的服务器单元也可以用于提供所谓的“智能合约”，其中，通过该分散式计算网络以分散的方式管理、控制和/或监控交易。“智能合约”是一种电子的、根据“如果那么”原则自动执行的协议或合约。这意味着必须满足第一个条件才能执行第二个条件。如果电能是以所期望的方式并按照约定提供的，则第一个条件可以是提供电能，然后对应地对其支付报酬(第二个条件)。因此不再需要人为干预，所以减少了监管支出。

电网例如是家用电网，其连接到由能量供应商或电网运营商集中操作的供电网。因此，存储单元包括在提供对供电网的访问的家用电网中。因此，存储单元可以从供电网获取能量并将其临时存储或者将临时存储的能量输送到电网。因此可以缓解供电网上的负载。

因此，可以通过存储单元确保供电网的稳定性。这另外是由于存储单元可以是由包括多个存储单元的存储系统形成的集群存储器的一部分的事实。这些多个存储单元形成大型虚拟存储器。

例如，存储单元是安装在用户或消费者的房屋上的设备，即，在私人家庭或(小型或中型)企业中的。

存储单元配置为从电网获取能量和将临时存储的能量馈送到电网中。

根据一个方案，服务器单元具有配置为存储区块链的数据块的数据存储器。整个区块链尤其可以存储在数据存储器中。区块链是确保了完整性的分布式数据库。这是因为先前数据记录的加密校验和在相应的后续数据记录中得到保护的事实。因此确保了随后数据不再能够被操纵或者数据以正确的时间顺序存储。通常，区块链由一系列单独的数据块或数据记录组成，在所述数据块或数据记录中，一个或多个交易分别被组合并提供校验和。

通常，服务器单元可以包括数据存储器，该数据存储器配置为存储分布式账本的数据，即共享记账系统的数据。

例如这些交易是仅使用服务器单元的可用服务器性能的第三计算服务提供商的数据。然而，它们还可以涉及用于由能量供应商和/或电网运营商集中管理、控制和/或监控的能量的量的计费的数据。因此，通过服务器单元形成的计算网络提供了区块链社区。

服务器单元可以包括计算处理器，特别是配置为生成区块链的数据块或分布式账本的数据的计算处理器。因此，服务器单元本身配置为创建新的数据块。服务器单元可以将新生成的数据块或数据记录发送到分散式计算网络的存储单元的其它服务器单元。因此，新数据块或数据集由分散式计算网络中的生成服务器单元相应地分发。然后，只要存储单元是分散式计算机网络的一部分，包括所有数据块的区块链就冗余地存储在存储网络的所有存储单元上，特别是其数据存储器上。这最小化了数据的丢失或操纵风险，特别是馈送和/或消耗数据，因为这种数据不是集中存储的。

除了包括服务器单元的存储单元，其它设备也可以参与分散式计算网络，然而该分散式计算网络不能临时存储电能，即，没有能量存储器。

服务器单元特别是分散式计算网络中的节点。因此，形成分散式计算网络的各个节点的存储单元的服务器单元确保可以在它们之间交换适当的数据记录，通过该数据记录控制、管理和监控整个分散式计算网络。该数据例如由第三计算服务提供商提供或要求，该第三计算服务提供商使用由存储单元经由服务器单元提供的服务器性能。因此，关于数据的内容，计算服务提供商可以完全独立于存储单元，特别是能量值。然而，可以规定，数据涉及单独存储单元的消耗或馈送数据。

通常，除了分散式能量存储器，存储单元因此同时提供分散式服务器性能。计算服务提供商可以是区块链服务提供商。

一个方案提供了：存储单元具有用于控制能量存储器的控制接口，能量存储器仅可通过仅与外部控制设备通信的控制接口来控制。存储单元的能量存储器仅与外部控制设备通信，并且仅可通过该控制设备控制，由此确保消费者和未经授权的人都不能访问能量存储器的控制。外部控制设备可以设置在能量供应商的或连接到电网的供电网的电网运营商的地点。能量供应商或电网运营商有权通过控制接口访问至少一个分散式存储单元，特别是其能量存储器，以便适于从外部控制能量存储器。因此，能量供应商或电网运营商可以决定来自供电网的能量是否临时存储在能量存储器中，或者，来自能量存储器的临时存储的能量是否由对应的消费者消耗，即必须被馈送到消费者的电网(家用电网)中，从而缓解供电网上的负载。因此能量供应商或电网运营商操作由包括多个存储单元的存储系统形成的集群存储器。

此外，可以可选地提供的是，来自存储单元的存储能量被馈送到供电网中，使得馈送的能量可用于连接到供电网的其它消费者或用户。

然而，优选地，临时存储的能量仅用于消费者的电网中，以便最小化参考负载，因为存储单元根据需要向电网提供能量，结果是缓解了供电网上的负载。然后，供电网不必为具有存储单元的消费者提供能量。

另一个方案提供：存储单元配置成使得仅电网运营商、能量供应商和/或委托的服务提供商有权通过控制接口访问存储单元和临时存储的来自供电网的能量。对集群存储器的访问的控制也可以从能量供应商或电网运营商转移到外部控制服务提供商。然后，该控制服务提供商根据其客户的具体要求，即能量供应商或电网运营商的具体要求来控制集群存储器。

能量供应商可同时是运营和维护供电网的电网运营商。然而，情况不一定如此。无论谁操作网络，集群存储器的控制都可以由根据“所有者”的具体要求驱动集群存储器的控制服务提供商来接管。

或者，电网运营商和能量供应商可以同时有权访问存储单元。然后可以提供，电网运营商和能量供应商可以驱动不同的区域。为了排除相反的驱动操作，可以提供，电网运营商向能量供应商分配访问权限，反之亦然。通常，它们中只有一个可以访问存储单元，特别是其能量存储器。

根据另一个替代方案或另外地，可以在所选择的接管对能量供应商和/或电网运营商的控制的控制服务提供商的地点处提供外部控制设备。

在下文中，为了更好的可读性，参考能量供应商或电网运营商。但是，上述场景表明其它群集是可能的。

如果供电网或电网中存在过剩的容量，则存储单元可以由外部控制设备驱动，以临时存储电能。如果电网中的可用电能不足以满足能量需求，则控制设备可以控制存储单元，尤其是其能量存储器，使得它将临时存储的电能馈送到电网中。这(间接)减少了供电网上的负载。

由于只有电网运营商或能量供应商有权访问存储单元，因此可以以可靠的方式使用存储单元以临时存储电网运营商或能量供应商在需要时可以提取的能量。因此，电网运营商或能量供应商具有可以使用的可靠的能量存储器，且仅电网运营商或能量供应商可使用所述能量存储器。存储单元或控制器尤其不是设计成自动地将临时存储的能量馈送到供电网中或者临时存储来自供电网的能量。

通常，存储单元中临时存储的电可以是先前由能量供应商馈送到供电网中的所谓的灰电。存储在至少一个存储单元中的电能仅由来自供电网的电网临时存储，并且不能直接供消费者使用。这意味着消费者无法自行处理临时存储的能量。因此，临时存储在存储单元中的电(灰电)不一定必须是例如由光伏系统生成并由消费者临时存储的自我生成的电(绿电)。

特别地，服务器单元是可切换的、灵活的负载。在这方面，有权访问存储单元，特别是有权访问能量存储器的能量供应商或电网运营商可以确定服务器单元何时活动或不活动。如果供电网中的频率很高，则能量供应商或电网运营商可以接通服务器单元以降低峰值。如果不再能够满足电网中的需求，则可以以类似的方式断开服务器单元。服务器单元(额外地)消耗的能量的量可以由能量供应商、电网运营商或服务器单元本身感测，以便根据计算服务提供商对其开票。

根据一个实施例，存储单元具有能量接口，存储单元通过该能量接口连接到能量生成源，特别是光伏系统。因此，存储单元的用户或消费者可以充当所谓的“生产性消费者”，所述“生产性消费者”自身生成能量并将其馈送到供电网中，使得其可供存储系统的其它参与者使用。然后，馈送到供电网的电就是所谓的绿电。特别地，提供了：由光伏系统生成的能量将仅用于电网运营商或能量供应商。因此，消费者或用户不能自己决定其将什么比例馈送入供电网或其自身消耗。

存储单元特别是“即插即用”设备，其通过将其插入插座而投入运行。因此，存储单元通过连接到充分配置存储单元的电网的插座容易地连接。存储单元可以由消费者或用户自己容易地连接。这里通常不需要技术人员来安装与光伏系统一起工作的存储单元(除非在安装地点没有插座，电工必须在那里安装和连接插座)。

能量存储器可以具有在1kWh和10kWh之间，优选地为2kWh的存储容量。此外，能量存储器可以是铅、铅-凝胶、锂离子、LiFEPO、锂聚合物(lipo)、镍镉(NiCd)、镍铁(NiFe)或镍氢(NiMH)蓄电池。能量存储器的小存储容量确保存储单元是可由消费者或用户现场使用的设备。由此还得出，存储单元只能满足私人家庭通常存在的日常需求的一小部分。

根据一个方案，电路包括逆变器和整流器，所述整流器将经由所述电流接口接收的电流转换为用于所述能量存储器的直流电，和/或所述逆变器将待经由电流接口馈送到电网中的电流转换为交流电。电路的设计确保存储单元可以存储来自电网的电，并且如果需要，可以将存储的电能馈送到电网或供电网中。

另一个方案提供了：控制接口是也被设计用于数据传输的无线接口或有线接口。控制接口特别可以是无线局域网WLAN、Z-Wave、ZigBee、Enocean、蓝牙Bluetooth、无线电radio、局域网LAN、以太网Ethernet、电力线、同轴或玻璃纤维接口。作为无线接口的控制接口的设计还确保：在除了电源连接之外没有其它线缆连接的地方，存储单元可以安装在消费者处。

特别地，服务器单元使用控制接口来形成分散式计算网络。因此，分散式计算网络通过控制接口的连接性形成。因此利用了以下事实：提供用于专门驱动能量存储器的控制接口可以同时用于建立分散式计算网络。然而，能量存储器和分散式计算网络的驱动彼此独立，从而防止了对存储单元的能量存储器的未授权访问。

因此，集成在存储单元中的服务器单元总是被供应电流，充分冷却并且还可以通过网络、特别是因特网访问。

但是，集成在存储单元中的服务器单元是完全独立于能量存储器的单元，或者是仅使用与能量存储器共用的部件的独立单元，所述共用的部件例如为冷却单元，电源和连接性特别是控制接口的连接性。

另一方案提供了：其它设备可以连接到存储单元。为此，存储单元尤其包括其它通信接口。其它设备可以是例如(也)可以通过控制接口连接到存储单元的多媒体设备和/或家用电器。然而，其它设备不能驱动存储单元，特别是存储单元的能量存储器。如果控制接口是可以将几个设备同时连接的无线接口，则该变型实施例特别重要。例如，其它可选通信接口可以是USB、局域网、以太网、HDMI或NFC接口。通常，存储单元可以配置作为消费者或用户处特别是在私人家庭中的中央通信单元，所有多媒体设备和/或家用电器通过该中央通信单元进行通信。此外，连接到存储单元的设备可以将消耗值传输到存储单元，且其由能量供应商直接读出。为此，存储单元可以形成总线系统等。

优选地，存储单元包括调制解调器和/或路由器，从而使得存储单元可以容易地集成到消费者的网络中，或者可以由用户用来建立他的家庭网络。因此，调制解调器和/或路由器至少包括控制接口和/或通信接口之一。

从其它设备接收的数据可以通过也配置用于数据传输的控制接口传输至能量供应商、电网运营商和/或控制服务提供商。此外，数据可以包括来自位于已连接存储单元的用户的无线局域网中的其它设备的使用数据。

存储单元特别是上级存储系统的一部分。存储系统确保可以补偿供电网中的波动，因为单个存储单元具有相对小的存储容量，不足以补偿通常在供电网中发生的波动或者在需要时提供足够的能量。多个存储单元使得可以形成实际上由许多小存储单元形成的集群存储器，即大型虚拟存储器。这也使能量供应商或电网运营商能够快速准确地做出反应，因为它可以驱动单个小型存储单元。

特别地，在存储系统中设置中央外部控制设备，特别是仅控制设备有权通过控制接口访问存储单元。如已经说明的那样，控制设备可以设置在能够驱动属于其服务区域的所有存储单元的能量供应商或者供电网的电网运营商处。因此，电网运营商可以通过经由位于消费者处的存储单元满足单独消费者的能量需求来相应地监控供电网并平衡供电网中的波动。

或者，这也可以由控制服务提供商或能量供应商来完成，其中，电网运营商给予控制服务提供商或能量供应商对供应区域的适当访问权。因此，可以通过多个存储单元容易地缓冲供电网中的容量峰值。

特别地提供了，存储系统包括由控制设备同时驱动的多个存储单元。因此，可以形成大型虚拟存储器，其也被称为集群存储器，因为它包括若干个真实存储单元。可以驱动单独的存储单元以平衡供电网中的波动，从而确保供电网的稳定性。

这确保了稳定的供电网，因为能量供应商可以依靠如果需要则提供能量供应商想要的容量的存储单元。以分散的方式排列并且每个都具有相对小的存储容量的许多存储单元形成只能由能量供应商、电网运营商或指定的控制服务提供商监控和控制的大型虚拟存储器。特别是，这有助于稳定供电网，因为可以在各处提供许多小型分散式存储单元。

因此，单独住户或消费者的能量需求由那里设置的存储单元满足，这缓解了供电网的负担。这里没有提供回到电网的馈送。在这方面，涉及供电网的间接稳定或缓解。

根据具体实施例，可以提供，存储单元将电馈送到供电网中。这允许实现供电网的直接稳定。形象地说，存储单元的能量可以通过供电网输送给能量需求高于临时存储的能量或根本没有存储单元的另一个消费者或家庭。

存储单元可以配置成使得只有电网运营商、能量供应商和/或委托的控制服务提供商可以通过控制接口访问存储单元和临时存储的来自供电网的能量。因此，电网运营商、能量供应商和/或委托的控制服务提供商可以通过驱动存储单元来控制存储在存储单元中的能量的量，使得能量临时存储在存储单元中或者被输送到连接至存储单元的电网。

消费者或用户本身对临时存储的能量的量或临时存储的能量是否可用没有影响，因为这通常是在与光伏系统一起操作或联接到光伏系统的分散式存储单元中的情况。消费者通过移动电话、因特网或智能手机上的应用程序进行的远程访问不允许客户访问存储单元或存储在存储单元中的能量。

如果供电网或电网中存在过剩的容量，则可以通过控制接口驱动存储系统的存储单元，使得存储单元临时存储电能。如果来自存储单元的能量被馈送到电网中，则这在电表的消费者或用户侧完成。因此，向整个网络中的馈送具有减少负载的效果。

存储单元可以是允许能量供应商快速响应供应市场中的变化情况的移动单元。这一方面涉及供电网的波动，另一方面涉及电价。如果需要，存储单元因此可以在一天的过程中充电和放电几次。

由于对存储单元的访问，特别是其控制对于消费者是有限的，所以即使存储单元设置在消费者处，优选地存储单元仍然是能量供应商或操作供电网的电网运营商的所有物。或者，存储单元也可以由不同的能量供应商拥有。存储单元例如可以由能量供应商A提供，尽管能量供应商B向消费者提供能量并且使用电网运营商C的供电网来这样做。尽管能量供应商B向消费者提供能量，但是存储单元也可以由电网运营商C拥有。

例如，可以免费将存储单元提供给消费者或者与现代通信服务相关联，从而可以建立中央总线系统而无需额外的费用。由于集群存储器，能量供应商具有如下优点：能够积极参与电力市场并以节省成本的方式购买能量并临时存储能量，其中该能量随后可以高价出售。另一方面，电网运营商对集群存储器感兴趣，因为集成到电网中的存储单元，除了其它之外，其能够保持瞬时储备，它获得了维持电压和频率的可能性，并且简化了供应的重建。

根据一个方案，存储单元缓冲了连接电网的供电网中的波动。因此，存储单元可以被视为用于由能量供应商或电网运营商驱动的供电网的能量缓冲器，使得存储单元有助于供电网的稳定运行，或者电网运营商可以以稳定的方式运行供电网。由于只有能量供应商或电网运营商有权访问存储单元，因此还确保了可靠的控制，借此，供电网可以以稳定的方式永久且可靠地运行。如果消费者自己有权访问存储单元，则情况并非如此，因为可能不再有可以馈送到电网中以间接地缓解供电网的任何可用电能。

特别地，连接到电网的存储单元通过将电网的消费者所消耗的能量输送到电网来减少供电网上的负载。因此，由于能量不馈送回供电网，因此涉及间接缓解供电网。在那里使用临时存储在消费者处的能量，由此缓解供电网，因为不必从供电网向连接到供电网的电网供应能量。存储单元至少在短时间内供应对应的电网。

优选地，存储单元仅由电网运营商、能量供应商和/或委托的控制服务提供商运营，这样，只有电网运营商、能量供应商和/或委托的控制服务提供商有权通过控制接口访问存储单元和临时存储在存储单元中的来自供电网的能量。因此，存储单元所在的消费者不可能自身操作存储单元。存储单元专门由外部操作或外部驱动。

根据另一个方案，存储系统同时包括分散式计算网络和通过控制设备执行的中央控制。计算网络和控制配置为彼此独立，因为所述计算网络由计算服务提供商操作，而所述控制由能量供应商和/或电网运营商执行。

然而，例如，能量供应商或电网运营商可以委托计算服务提供商通过分散式计算网络对能量数量进行计费或自行完成。通常，能量供应商或电网运营商可以委托控制服务提供商来控制存储单元的能量存储器。

计算服务提供商和控制服务提供商通常可以是同一服务提供商。

附图说明

本发明的其它优点和特征将由以下描述和附图得出，参考附图并且附图示出：

图1是根据本发明第一实施例中的存储单元的示意图，

图2是根据本发明的存储系统的示意图，和

图3是根据本发明第二实施例中的存储单元的示意图。

具体实施方式

图1示出了分别用于消费者或用户的存储单元10，其包括能量存储器12、电路14、电流接口16和控制接口18，控制接口18通常也被设计用于数据传输。在所示的示例实施例中，消费者是私人家庭。

存储单元10经由电流接口16连接到家用电网20，在所示实施例中，电流接口16电联接到家用插座22。因此，存储单元10可以是所谓的“即插即用”设备，其简单地插入家用插座22中以投入运行。存储单元10相应地预先配置。

家用电网20通过接头24连接到此处未示出的供电网。接头24可以设置在房屋接线盒(HAK)26上。通常，家用电网20尤其包括电表28、NZ电阻30和位于接头24与家用插座22之间的剩余电流断路器32。

存储单元10可以通过家用电网20临时存储来自供电网的能量，电路14为此包括整流器34，整流器34将家用电网20中提供的交流电转换成直流电，使得电能被供应到能量存储器12并且可以存储在那里。

由于存储单元10仅用于临时存储来自家用电网20或来自供应家用电网20的供电网的电能，因此存储单元10可以将临时存储的电能从能量存储器12供应到家用电网20中。为此，电路14包括逆变器36，逆变器36将源自能量存储器12的直流电转换为交流电，使得电能可以馈送到家用电网20中。

整流器34和逆变器36用虚线表示，因为它们是电路14的组成部件。

存储单元10的控制，特别是存储在能量存储器12中的能量的控制通常仅通过与外部控制设备通信的控制接口18来执行，如下所述。控制设备可以位于能量供应商、电网运营商或由能量供应商或电网运营商委托的控制服务提供商处。

通过控制接口18，存储单元10在存储单元10必须将能量从能量存储器12馈送到家用电网20中或者将来自家用电网20的能量临时存储在能量存储器12中时接收控制信号。因此，存储单元10的能量存储器12通过控制接口18驱动。

能量存储器12可以是小型到中型的能量存储器，其具有在1kWh和10kWh之间，优选地为2kWh的存储容量。这仅相当于私人家庭典型日常需求的一小部分。能量存储器12可以配置为铅、铅-凝胶、锂离子、LiFEPO、锂聚合物(lipo)、镍镉(NiCd)、镍铁(NiFe)或镍氢(NiMH)蓄电池。

在所示的实施例中，存储单元10具有两个通信接口38、40，可以包括多媒体和/或家用电器的其它设备42、44经由两个通信接口38、40连接到存储单元10。其它通信接口38、40可以是有线或无线通信接口，例如USB、无线局域网或局域网接口。或者，它们可以是Z-Wave、ZigBee、Enocean、蓝牙、无线电、以太网、电力线、同轴或玻璃纤维接口。

也可以是多媒体和/或家用电器的其它设备46与控制接口18联接，控制接口18配置为用于数据传输或者同时作为通信接口，如开头已经解释的那样。然而，如下所述，该其它设备46即使连接到控制接口18，也不用于控制存储单元10。其它设备46仅使用该控制接口18的连接性。

其它设备42至46中的每个可以是多媒体设备，例如电视机、计算机、笔记本电脑、平板电脑或移动电话。此外，能够通信的家用电器可以经由适当的接口18、38、40连接到存储单元10。能够通信的家用电器可以是洗衣机、滚筒式烘干机、咖啡机、冰箱、洗碗机、烤箱等。其它设备42至46可以将例如涉及的能量消耗数据的信息传输到家庭中的中央存储单元10。该数据可以通过控制接口18传输。

私人家庭的所有者可以通过存储单元10控制其它设备42至46。然而，对于私人家庭的所有者而言，无法访问能量存储器12和存储的能量。

存储单元10尤其包括至少具有控制接口18和/或通信接口38、40中的一个的调制解调器和/或路由器。用户还可以使用此路由器安装其家庭网络(WLAN)。

存储单元10通常还包括服务器单元47，服务器单元47包括：诸如微计算机或任何其它运算单元的计算处理器48，以及数据存储器50。计算处理器48和数据存储器50都是连接到控制接口18的服务器单元47的组成部分。

服务器单元47与其它存储单元19和其它设备的其它服务器单元47通信以形成分散式计算网络52，分散式计算网络52适于监控、管理和控制其自身。这将在下面参考图2进行解释。

为此，通常可能的是，类似于设备46，服务器单元47使用控制接口18的连接性，服务器单元47例如通过控制接口18永久地连接到因特网。

图2示出了分散式存储系统54，其在所示实施例中具有两个根据图1所示的实施例配置的存储单元10。通常，存储系统54可以包括其它存储单元10。

存储单元10各自集成到分离的家用电网20中，两个家用电网20通过其相应的接头24连接到公共供电网56。因此，两个家用电网20都由供电网56供应。

此外，分散式存储系统54包括公共中央控制设备58，公共中央控制设备58通过其相应的控制接口18与存储单元10联接，以分别访问存储在存储单元10的能量存储器12中的能量或者为能量存储器12充电。

比喻地说，图2示出了两个分离的私人家庭，例如住宅区中的具有自己的家庭电网20的两个独立的家庭住宅，每个家庭电网20连接到电网运营商的包括中央控制设备58的公共供电网56。此外，两个私人家庭可以由公共能量供应商供应能量。

中央控制设备58也联接到供电网56，以监控供电网56，尤其是确定过剩的容量或波动。

因此，控制设备58例如确定供电网56中是否存在要缓冲的容量峰值。此外，中央控制设备58确定能量需求是否超过供电网56或对应的家用电网20中的可用能量。然后，中央控制设备58驱动设置在存储系统54中的存储单元10，使得供电网56中的波动被平衡。

整个能量需求可以通过供电网56本身确定，因为例如供电网56中的电源频率被监控，这提供了有关电源需求的信息。

然后，中央控制设备58检测总能量需求是否高于可用电能。如果是高于的情况，则中央控制设备58驱动单独的存储单元10，使得临时存储在相应能量存储器12中的电能被馈送到与存储单元10相关联的家用电网20中以满足能量需求。因此，当通过从存储单元10提供临时存储的能量而将所需能量供应给消费者或用户的家用电网20时，供电网56被间接地缓解。临时存储的能量是先前从供电网56获得的能量，即所谓的灰电。

如果中央控制设备58确定能量需求低于供电网56中可用的电能，它可以驱动存储单元10，使得来自供电网56的多余电能经由家用电网20临时存储在存储单元10的相应能量存储器12中。

如果能量供应商能够以便宜的方式获取能量并且将其临时存储在存储单元10中，特别是在能量存储器12中，以供以后消耗，则也可以向家用电网20中馈送。

因此，无论电源情况如何，都可以执行存储单元10中的电能存储和存储单元10的放电。

因此，各个的存储单元10的控制仅仅通过中央控制设备58进行。私人家庭的所有者不能驱动存储单元10来访问能量存储器12。仅可以驱动连接到通信接口38、40和控制接口18的其它设备42到46。

能量存储器12仅可通过控制接口18控制，仅电网运营商或能量供应商有权通过控制接口18访问能量存储器12，即使其它设备应使用控制接口18的连接性。

通过配置为用于数据传输的控制接口18，例如还可以提供另外的数据，特别是连接的设备42至46的使用数据，其被传输到中央控制设备58，从而使得能量供应商或电网运营商或适当授权的服务提供商有权访问该数据。

根据一个变型实施例，规定了：没有回到供电网56中的馈送。因此，临时存储在存储单元10中的能量仅可用于家用电网20，由此，间接平衡供电网56的参考负载。

通常，临时存储在存储单元10中的能量是能量供应商提供的并由电网运营商转发给消费者的能量，即所谓的灰电。因此，临时存储在存储单元10中的能量不是自生能量(绿电)，如在连接的光伏系统中的情况。

由于消费者或用户简单地将存储单元10插入其家用电网20中的插座22中，因此存储单元10的安装很简单。如果不必安装新的插座22，通常不需要安装存储单元10的技术人员。

因此，使用存储系统54，可以形成集群存储器，因为许多分散式存储单元10尽可能多地设置在供电网56的私人家庭中，能量供应商或电网运营商有权对其进行访问。

特别地，可以提供的是，存储单元10与检测对应的客户端能量消耗的相应电表28通信。

除了可以由能量供应商、电网运营商或委托的控制服务提供商经由中央控制设备58以集中方式提取的电能的分散式存储器之外，分散式存储系统54同时形成分散式计算网络52，特别是也经由设计为用于通信的控制接口18。为此，存储单元10包括适当配置的服务器单元47。

两个代表的存储单元10的服务器单元47各自通过其控制接口18彼此通信，并形成分散式计算网络52。

通常，可以通过分散式计算网络52以分散的方式确定或执行不同的交易，这在没有来自外部的任何访问的情况下在分散式计算网络52中自动执行。交易的分散的和对于大部分而言独立的管理、检验和监控也称为“分布式账本”技术或区块链技术。在这方面，相应的服务器单元47配置为参与“分布式账本”社区或区块链社区。

为此，服务器单元47通过其计算处理器48具有所需的计算容量。因此，计算处理器48能够生成区块链的数据块。

此外，服务器单元47可以经由控制接口18将经由计算处理器48新生成的数据块分发给区块链社区的其它参与者。数据块，特别是整个区块链可以进一步存储在服务器单元47的数据存储器50中。

在这方面，存储单元10将通过其服务器单元47而被视为分散式计算网络52的节点，因为它是“分布式账本”或区块链社区的(积极)参与者。

服务器单元47或计算网络52通常可用于使服务器性能对也可称为“分布式账本”或区块链服务提供商的计算服务提供商可用，从而对相对于能量供应商或电网运营商的第三方可用。因此，经由服务器单元47执行的交易不需要与能量存储器12相关。相反，服务器单元47不受能量存储器12的影响。

因此，分散式计算网络52构成分布式数据库，数据被安全且冗余地存储在所述分布式数据库中。

通常，由存储单元10的服务器单元47赋予的该技术可以由第三计算服务提供商使用，因为单独的服务器单元47通过其计算处理器48提供计算能力并通过其数据存储器50提供数据存储容量。

由于由多个数据块或数据记录组成的所谓的区块链，数据处理经由计算网络52执行，并且，在所述多个数据块或数据记录中，一个或多个交易分别被组合并提供有校验和。

因此，服务器单元47的相应计算处理器48由于交易而计算对应的数据块。因此，存储单元10的服务器单元47本身配置为生成新的数据块。

存储单元10通过控制接口18将新生成的数据块分发给分散式计算网络52的其它存储单元10，特别是其服务器单元47，并分发给分散式计算网络52的其它参与者，所述其它参与者例如不是节点，因为其不生成任何数据块。

计算网络52的参与者也可以没有能量存储器，使得它们仅参与分散式计算网络52。

分布在分散式计算网络52中的适当新生成的数据块附加到现有区块链，使得更新的区块链冗余地存在于分散式计算网络52的所有参与者上，特别是在相应的数据存储器50中。这可以使数据丢失或数据操纵的风险最小化，因为该数据以分散和冗余的方式存在，而不是以集中方式存储。

此外，先前的区块链的校验和相应包括在新生成的数据块中，由此确保了完整性。因此防止了区块链的后续修改或影响。还确保了正确的时间顺序。

存储单元10，特别是其服务器单元47确保可以在其间交换适当的数据记录或数据块，并借此执行整个分散式计算网络52的控制、管理和监控。

为此，服务器单元47利用存储单元10要求的连接性，即，控制接口18的连接性，中央控制设备58通过控制接口18驱动存储单元10的能量存储器12。

因此，控制设备58专门用于控制临时存储在存储单元10的能量存储器12中的能量的量，以便以稳定的方式操作供电网56。

通过分散式计算网络52实现的交易也可以是能量的量、即消耗值或馈送值的计费，且计费通常通过能量供应商或电网运营商集中执行。因此，这可以以更简单且更具成本效益的方式以分散的方式执行，同时与传统的中央数据存储器相比，数据安全性得到保证甚至增加。

由服务器单元47处理的数据可以是所有类型的数据，这些数据将以安全的方式在单独服务器单元之间交换并存储在分散式数据库中，即，单独存储单元10的消耗和馈送数据也如此。通常，服务器单元47仅使其计算能力和数据存储容量可用。

分散式计算网络52的参与者通常配置成使得它们自动就要执行的交易达成协议，这尤其是为什么不需要来自外部的监管或访问的原因，这对应于区块链技术。

服务器单元47尤其可以由能量供应商或电网运营商用作可切换的灵活负载，使得如果电网20中存在过剩容量则接通服务器单元47。如果能量需求超过可用能量，则以类似的方式断开服务器单元47。在这方面，服务器单元47可以由能量供应商或电网运营商接通和断开以响应能量要求。当多个服务器单元47形成分散式计算网络52时，即使单独服务器单元47断开，也能确保区块链社区充分运行。

图3示出了服务器单元10的第二实施例，其中服务器单元10经由能量接口60联接到服务器单元10的能量生成源62。能量生成源62可以例如是光伏系统。

因此，可以临时存储存储单元10自身生成的能量，其相应地可用于存储系统54。消费者或用户是所谓的“生产性消费者”，因为它本身为社区提供能量。

在所示的实施例中，能量接口60是与电流接口16分开配置并且还联接到电路14的接口。或者，能量接口60和电流接口16也可以联合配置。

由于目前的能量生成源62，存储单元10被集成在剩余电流断路器32和NZ电阻30之间的电网20中。因此，需要技术人员连接该存储单元10。

因此，分散式存储系统54提供分散式能量存储器以临时存储电能并根据需要提取电能以缓解供电网56上的负载。这是可能的，因为只有能量供应商或电网运营商有权通过控制接口18访问相应的存储单元10的能量存储器12。同时，分散式存储系统54形成分散式计算网络52，通过该分散式计算网络52可以以分散的方式生成和处理区块链。为此，分散式存储系统54的存储单元10具有相应服务器单元47。

这里利用了这样的事实：由于能量供应商或电网运营商的中央驱动，相应的存储单元10永久地连接到因特网，这也是区块链社区的先决条件。

可以额外地使用进一步的协同效应，例如能量存储器12的和服务器单元47的充分冷却。

因此，存储系统54的存储单元10形成到能量网(供电网56)和到通信网络(因特网)的接口，使得例如，存储单元10不仅可以存储电能，同时还可以为区块链应用提供计算能力。

区块链应用的具体应用领域由存储单元10的所有者或持有者决定，生成有效设备，以使低压范围或供电网更加灵活，并且同时优化发生的交易，特别是能量量的购买和分配。

另一方面，例如，服务器单元47，特别是其数据存储容量和/或计算能力，可以为不在能源市场上运行的服务提供商提供。

由于中央和上级控制设备58，供电网56在任何情况下都是集中管理、控制或监控的，以确保网络安全和网络稳定性，而与之相关的交易(操作活动)可以以分散和具有成本效益的方式得到验证和处理。

由于存储单元10适合用于存储最少量的能量，并且由于低交易成本，区块链技术同时适用于小单位交易，所以全部获得了由存储单元10和存储系统56使用的对能源市场的协同效应。

Claims (13)

1.一种用于消费者的存储单元（10），包括：

a）能量存储器（12），其中能够存储电能，

b）电流接口（16），所述存储单元（10）能够经由所述电流接口（16）连接到电网（20），

c）电路（14），其在电流流动方向上位于所述能量存储器（12）和所述电流接口（16）之间，和

d）服务器单元（47），其配置为与其它服务器单元一起建立分散式计算网络（52），经由所述分散式计算网络（52）以分散的方式管理、控制和/或监控交易，所述分散式计算网络（52）的所述服务器单元（47）被配置为：使得所述交易在没有来自所述分散式计算网络（52）外部的任何访问的情况下自动执行，其中，所述交易包括流经所述存储单元的能量的消耗值或馈送值，

其特征在于，所述存储单元（10）被配置为从作为家用电网的消费者的电网（20）所连接的供电网（56）获取能量，将所述能量临时存储，并将所述临时存储的能量输入所述电网（20）。

2.根据权利要求1所述的存储单元（10），其特征在于，所述服务器单元（47）具有配置用于存储区块链的数据块的数据存储器（50）。

3.根据权利要求1或2所述的存储单元（10），其特征在于，所述服务器单元（47）具有计算处理器（48），配置用于生成区块链的数据块。

4.根据权利要求1或2所述的存储单元（10），其特征在于，所述存储单元（10）是所述分散式计算网络（52）中的节点。

5.根据权利要求1或2所述的存储单元（10），其特征在于，所述存储单元（10）具有用于控制所述能量存储器（12）的控制接口（18），所述能量存储器（12）仅能够通过仅与中央外部控制设备（58）通信的所述控制接口（18）受控制。

6.根据权利要求1或2所述的存储单元（10），其特征在于，所述存储单元（10）配置为使得仅电网运营商、能量供应商和/或委托的服务提供商有权经由控制接口（18）访问所述存储单元（10）和临时存储的来自供电网（56）的能量。

7.根据权利要求1或2所述的存储单元（10），其特征在于，所述服务器单元（47）是能够灵活切换的负载。

8.根据权利要求1或2所述的存储单元（10），其特征在于，所述存储单元（10）具有能量接口（60），所述存储单元（10）通过所述能量接口（60）连接到能量生成源（62）。

9.根据权利要求1或2所述的存储单元（10），其特征在于，所述存储单元（10）是“即插即用”设备，其通过与插座（22）的连接而投入运行。

10.根据权利要求1或2所述的存储单元（10），其特征在于，所述能量存储器（12）具有1kWh至10kWh之间的存储容量。

11.一种存储系统（54），包括至少两个根据权利要求1或2或5所述的存储单元（10），所述至少两个存储单元（10）经由其服务器单元形成分散式计算网络（52）。

12.根据权利要求11所述的存储系统（54），其特征在于，所述存储系统（54）具有中央外部控制设备（58）。

13.根据权利要求11或12所述的存储系统（54），其特征在于，所述存储系统（54）同时包括分散式计算网络（52）和通过中央外部控制设备（58）所实施的中央控制。

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