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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Empfangen und Auswerten
nachrichtentechnischer Signale, die von einem Energie-Versorger
gesendet werden und an beliebiger Stelle mit einem an das öffentliche
230 V-Wechselstromnetz angeschlossenen Empfänger zu empfangen sind.
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Von
Elektrizitäts-Versorgungs-Unternehmen (EVU)
bzw. Stadtwerken – im
folgenden kurz „Versorger" genannt – werden
in bekannter Technik durch Senden von Signalen als Tonfrequenzrundsteuertelegramme
im niederfrequenten Bereich von 166 Hz bis 500 Hz bzw. PLC (Power
Line Communication) über
die Leitungen des öffentlichen
230 V-Wechselstromnetzes
oder als Funkrundsteuertelegramme bzw. per Nahfunk im Langwellenbereich
bei etwa 150 kHz bestimmte Geräte
zentral ein- und ausgeschaltet. Solche Geräte sind beispielsweise Straßenleuchten
und Pumpen von Wasserwerken. Die Geräte sind dazu mit Empfängern für die Signale
und einer zugehörigen
Elektronik sowie mit Schaltelementen ausgerüstet, durch welche die in dem
Signal enthaltene Information erkannt und ausgeführt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderte
Anordnung in privaten Haushalten auszunutzen.
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Diese
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst,
- – daß der Empfänger zusammen
mit einer Auswerteelektronik in einem Gehäuse eines Geräts angeordnet
ist, das mit einem elektrischen Stecker zum Einstecken in handelsübliche Steckdosen
ausgerüstet
ist, die innerhalb eines Gebäudes an
darin verlegte elektrische Leitungen angeschlossen sind, welche
mit dem 230 V-Wechselstromnetz
verbunden sind,
- – daß an die
in dem Gebäude
verlegten Leitungen außerdem
ein Doppeltarifzähler
angeschlossen ist, der ebenfalls mit einem Empfänger und einer Auswerteelektronik
ausgerüstet
ist, und
- – daß an dem
Gehäuse
des Geräts
drei von außen
erkennbare Sichtmarken angebracht sind, die durch die Auswerteelektronik
nach Maßgabe
der empfangenen Signale derart ein- und ausschaltbar sind, daß
a)
beim Empfang eines Tarif 1-Signals eine erste Sichtmarke eingeschaltet
und eine andere Sichtmarke gegebenenfalls ausgeschaltet wird,
b)
beim Empfang eines Tarif 2-Signals eine zweite Sichtmarke eingeschaltet
und die erste Sichtmarke ausgeschaltet wird und
c) die dritte
Sichtmarke jeweils für
eine als Zusatzzeit dienende Zeitdauer gemeinsam mit einer der beiden
anderen Sichtmarken eingeschaltet und nach Ablauf der Zeitdauer
ausgeschaltet wird.
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Mit
dem Gerät
dieser Anordnung, zu der auch der Doppeltarifzähler gehört, wird es den Kunden eines
Versorgers, insbesondere Personen in privaten Haushalten, ermöglicht,
zwei unterschiedliche, vom Versorger angebotene Tarife mit Zeiten
billigen Stroms einerseits (Tarif 1) und Zeiten teureren Stroms
andererseits (Tarif 2) zu erkennen und Dank der dritten Sichtmarke
vorteilhaft vorausschauend auszunutzen, wenn der betreffende Haushalt
vom Versorger die geschilderten Signale übermittelt bekommt. Es bleibt
den Kunden dann überlassen,
ob und wann sie Großgeräte des Haushalts
mit erhöhtem
Stromverbrauch einschalten wollen. Solche Großgeräte sind beispielsweise Waschmaschinen, Trockner,
Geschirrspüler,
Gartenpumpen und Durchlauferhitzer. Der jeweilige Stromverbrauch
in den beiden unterschiedlichen Tarifen wird in bekannter Technik
mittels des in dem jeweiligen Haushalt installierten Doppeltarifzählers erfaßt, der
durch das entsprechende Signal des Versorgers jeweils auf das entsprechende
Zählwerk
umgeschaltet wird.
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Der
wesentliche Vorteil dieser Anordnung ist die dem Kunden zur Verfügung gestellte
und durch die dritte Sichtmarke angezeigte Zusatzzeit mit einer Zeitdauer
von beispielsweise 30 Minuten. Während dieser
Zeitdauer kann jeder Kunde entscheiden, ob er ein Großgerät noch oder
schon einschalten will oder nicht. Die dritte Sichtmarke zeigt in
eingeschaltetem Zustand an, daß demnächst – nach Ablauf
der Zeitdauer – eine
Umschaltung von einem Tarif auf den anderen erfolgt. Die entsprechende
Zeitdauer der Zusatzzeit ist mit dem Versorger vertraglich vereinbart,
so daß auch
der Doppeltarifzähler
mit entsprechender Verzögerung
umgeschaltet wird. Der Kunde kann seine Stromsparmaßnahmen
also mit erhöhter
Sicherheit durchführen,
ohne befürchten
zu müssen,
daß unkontrolliert
kurzzeitig von einem Tarif in den anderen umgeschaltet wird.
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Durch
den Einsatz dieser Anordnung wird insgesamt gezielt eine Verlagerung
der Zeiten mit erhöhtem
Stromverbrauch in privaten Haushalten ermöglicht. Bei richtiger Anwendung
kann der Kunde eines Versorgers seine Stromverbrauchskosten senken
und der Versorger kann teilweise auf das Anfahren von sogenannten
Spitzenlastkraftwerken verzichten, weil die Spitzenlasten im Energienetz
reduziert werden. Diese für
beide Seiten – Kunde
einerseits und Versorger andererseits – gegebenen Vorteile können weiter
optimiert werden, wenn der Preis für den billigen Strom (Tarif
1) erniedrigt wird, bei gleichzeitiger Erhöhung des Preises für den teureren
Strom (Tarif 2).
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In
besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung hat das Gerät der Anordnung
eine zusätzliche,
an seinem Gehäuse
angebrachte handelsübliche
Steckdose, so daß es
als Zwischengerät
zwischen einem Großgerät des Haushalts
und dem 230 V-Wechselstromnetz
angeordnet werden kann. Das Gerät
hat dann mit Vorteil auch zwei Bedientaster, mit denen es zur sinnvollen
Ausnutzung der beiden Tarife in einen von drei Betriebszuständen umgeschaltet werden
kann, die weiter unten erläutert
werden. Es ist dabei insbesondere möglich, das Gerät beispielsweise
so zu schalten, daß ein
daran angeschlossenes Großgerät erst dann
eingeschaltet wird, wenn die nächstfolgende
Phase mit dem preiswerteren Tarif 1 beginnt. Die Umschaltung kann
dadurch dynamisch durch den Versorger erfolgen, der dieselbe in
Abhängigkeit
von der Netzauslastung durch Senden eines entsprechenden Signals
steuert.
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Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Es
zeigen:
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1 eine
Frontansicht eines Geräts
nach der Erfindung.
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2 eine
Seitenansicht des Geräts
nach 1.
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3 eine
erweiterte Ausführungsform
des Geräts
nach der Erfindung.
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4 schematisch
eine Anordnung zur Stromversorgung von Kunden eines Versorgers.
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In
den 1 und 2 ist ein Gerät G in seiner
einfachsten Ausführungsform
dargestellt, das aus einem etwa quaderförmigen Gehäuse 1 aus mechanisch
stabilem Kunststoff besteht, an dem ein elektrischer Stecker 2 angebracht
ist. Der Stecker 2 ist so ausgeführt, daß er in eine handelsübliche Steckdose
eingesteckt werden kann, von denen in einem Wohngebäude W (4)
eine große
Anzahl vorhanden ist. Diese Steckdosen sind über in dem Wohngebäude W verlegte
elektrische Leitungen mit dem öffentlichen
230 V-Wechselstromnetz N verbunden. An der Frontseite des Gehäuses 1 sind
drei von außen
gut erkennbare Sichtmarken 3, 4 und 5 angebracht,
die durch eine in dem Gehäuse 1 untergebrachte
elektronische Schaltung in unterschiedliche Zustände schaltbar sind.
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In
dem Gehäuse 1 befinden
sich ein Empfänger
für nachrichtentechnische
Signale und eine Auswerteelektronik, die einen Mikroprozessor oder
ein äquivalentes
intelligentes Bauteil umfaßt.
Beide Teile sind in der Rundsteuertechnik grundsätzlich bekannt. Es wird daher
hier nicht genauer auf sie eingegangen. Der Empfänger und die Auswerteelektronik
des Geräts
G sind aktiv, wenn dasselbe in eine der Steckdosen des Wohngebäudes W eingesteckt
ist.
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In
dem Wohngebäude
W ist außerdem
ein Doppeltarifzähler 6 an
dessen elektrische Leitungen angeschlossen, der mit einem Gerät G1 verbunden ist,
das ebenso wie das Gerät
G einen Empfänger
für nachrichtentechnische
Signale und eine Auswerteelektronik enthält. Ein vom Versorger V beispielsweise über das
230 V-Wechselstromnetz
N (4) gesendetes Signal (Rundsteuertelegramm) wird
im Wohngebäude
W von den Empfängern
der Geräte
G und G1 empfangen und von deren Auswerteelektronik jeweils ausgewertet.
Wenn dieses Signal die Information enthält, daß der vom Versorger V gelieferte
Strom gemäß Tarif
1 gerade billiger ist, dann zeigt das Gerät G das an einer seiner Sichtmarken 3, 4 und 5 an
und der Doppeltarifzähler 6 wird
durch das Gerät
G1 entsprechend geschaltet. Der Kunde bzw. eine beliebige Person
im Wohngebäude
W weiß jetzt,
daß der Strom
gerade billiger ist.
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Er
bzw. sie kann dann mit Vorteil mindestens ein im Wohngebäude W angeschlossenes
Großgerät 7 ein-
und ausschalten.
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Die
Sichtmarken 3, 4 und 5 sind in bevorzugter
Ausführungsform
Leuchtdioden (LED) mit unterschiedlichen Farben. Statt des Wortes „Sichtmarke" wird daher im folgenden
der Einfachheit halber die Bezeichnung „LED" verwendet. Im eingeschalteten Zustand
leuchten die LED 3 beispielsweise grün, die LED 4 gelb
und die LED 5 rot. Die drei LEDs sind dadurch mit einer
Ampel des Straßenverkehrs
vergleichbar. Die Bedeutung der Farben einer Ampel ist heute den
meisten Menschen geläufig,
mit „grün" für freie
Fahrt und „rot" für „Halt" sowie „gelb" für Achtung.
In diesem Sinne kann die grüne
LED 3 die Zeiten des billigeren Tarifs 1 und die rote LED 5 die
Zeiten des teureren Tarifs 2 anzeigen. Die Achtungs-Funktion der
gelben LED 4 wird noch erläutert.
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Selbstverständlich sind
auch andere Sichtmarken verwendbar und es können auch andere Farben als
die geschilderten eingesetzt werden.
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Die
Anordnung nach der Erfindung arbeitet mit dem Gerät G nach
den 1 und 2 beispielsweise wie folgt:
Wenn
das Gerät
G in eine Steckdose im Wohngebäude
W gesteckt wird, leuchtet zunächst
immer die LED 5 (rot). Sie zeigt den teureren Tarif 2 an,
da dem Gerät
G zu diesem Zeitpunkt jegliche Tarifinformation fehlt. Mit dem Empfang
eines ersten Signals zu einem bevorstehenden Tarifwechsel zeigen
die LEDs 3 oder 5 ab dann den aktuellen Tarif
an. Es sei angenommen, daß dann
die grüne
LED 3 leuchtet. Der Kunde weiß dann, daß der Strom im Tarif 1 gerade billig
ist. Der Doppeltarifzähler 6 ist
durch das entsprechende Signal des Versorgers V auf diesen Tarif geschaltet.
Bevor der Doppeltarifzähler 6 vom
Versorger V auf den teureren Tarif 2 umgeschaltet wird, beginnt
infolge des Signals für
den Tarif 2- als Achtungssignal – die gelbe LED 4 zusätzlich zur
grünen LED 3 zu
leuchten. Das wird durch die Auswerteelektronik des Gerätes G bewirkt,
in welcher ein vom Versorger parametrierbares Verzögerungsglied
enthalten ist, durch welches die Durchführung des im Signal des Versorgers
V enthaltenen Befehls um eine Zeitdauer von beispielsweise 30 Minuten
verzögert wird.
Diese Zeitdauer ist einstellbar. Sie wird mit dem Versorger V vertraglich
vereinbart. Ein entsprechendes Verzögerungsglied ist auch in der
Auswerteelektronik des zum Doppeltarifzähler 6 gehörenden Gerätes G1 enthalten.
Alle Verzögerungsglieder
werden vom Versorger auf die gleiche Verzögerungszeit parametriert.
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Wenn
also die gelbe LED 4 zusätzlich zur grünen LED 3 zu
leuchten beginnt, weiß der
Kunde, daß nach
Ablauf der vereinbarten Zusatzzeit auf den teureren Tarif 2 umgeschaltet
wird. Nach Ablauf der Zusatzzeit werden dann die LEDs 3 und 4 abgeschaltet
und die rote LED 5 beginnt zu leuchten.
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Das
Verzögerungsglied
mit der einstellbaren Zusatzzeit ist auch dann wirksam, wenn vom
teureren Tarif 2 auf den billigeren Tarif 1 umgeschaltet wird. Zur
frühzeitigen
Ankündigung
dieses Zeitpunkts beginnt die gelbe LED 4 zusätzlich zur
roten LED 5 zu leuchten, und zwar für die vertraglich vereinbarte Zeitdauer.
Erst nach deren Ablauf – beispielsweise wieder
30 Minuten – wird
auf den billigeren Tarif 1 umgeschaltet. Die LEDs 4 und 5 werden
abgeschaltet und die grüne
LED 3 beginnt zu leuchten.
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Die
tatsächlichen
Schaltzeitpunkte werden also jeweils um die Zeitdauer von beispielsweise
30 Minuten verschoben. Das wird dem Kunden durch die beschriebene „Ampelschaltung" der LEDs 3, 4 und 5 angezeigt.
Sie dient damit nicht nur seiner Information, sondern auch seinem
Schutz. Durch die vereinbarte Zusatzzeit (Gelbphase) ist es ausgeschlossen,
daß der
Versorger V nur kurzzeitig auf den billigeren Tarif 1 schaltet.
Die Mindestzeit beträgt durch
die Verschiebung der beiden Schaltzeiten jeweils um die Zusatzzeit
von 30 Minuten insgesamt 60 Minuten. Der Kunde kann durch die Gelbphase
also besser beurteilen, ob es sich noch lohnt, ein Großgerät in Betrieb
zu nehmen oder noch maximal 30 Minuten zu warten (Rot-Gelb). Er
hat auch die Möglichkeit, das
Großgerät nicht
mehr in Betrieb zu nehmen, da der Tarif 1 spätestens nach 30 Minuten zum
ungünstigeren
Tarif 2 wechseln wird (Grün-Gelb).
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Die
dem Kunden mit der Anordnung nach der Erfindung gegebene Möglichkeit
zum Stromsparen wird bei Verwendung einer gegenüber den 1 und 2 komfortableren
Ausführung
des Gerätes
G verbessert, wie es in 3 dargestellt ist: Das Gerät G nach 3 ist
zusätzlich
zu den LEDs 3, 4 und 5 mit zwei Bedientastern 8 und 9 sowie
einer handelsüblichen
Steckdose 10 bestückt,
die in dem Gehäuse des
Geräts
G integriert ist. In dieser Ausführung
kann das Gerät
G als Zwischengerät
in einem Wohngebäude
W bzw. in einem Haushalt benutzt werden. Dazu wird das Gerät G selber
mit seiner Steckdose 2 in eine in dem Wohngebäude W installierte
Steckdose gesteckt und der Netzstecker eines anzuschließenden Großgeräts 7 wird
in die Steckdose 10 des Geräts G gesteckt. Anschließend wird
das Großgerät 7 mit
einem Programm betrieben, daß mit
den Bedientastern 8 und 9 des Geräts G eingestellt
werden kann. Das kann beispielsweise wie folgt gemacht werden: Durch
Druck auf den Bedientaster 8 wird das Gerät G in einen
Zustand gebracht, in dem die Steckdose 10 nur zum günstigen
Tarif 1 spannungsführend ist.
Angeschlossene Geäte
arbeiten nur in diesem Tarif 1. Die Auswerteelektronik folgt dann
den Signalen des Versorgers, mit den folgenden Zuständen der LEDs:
- – LED 5 (rot)
leuchtet: Das Gerät
G ist spannungslos
- – LEDs 5 (rot)
und 4 (gelb) leuchten: Das Gerät G ist spannungslos
- – LED 3 (grün) leuchtet:
Das Gerät
G ist spannungsführend
- – LEDs 3 (grün) und 4 (gelb)
leuchten: Das Gerät G
ist spannungsführend.
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Dieser
Betriebszustand des Gerätes
G wird dem Kunden durch eine dem Bedientaster 8 zugeordnete
LED 11 angezeigt, die bei diesem Betriebszustand leuchtet.
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Durch
nochmaligen Druck auf den Bedientaster 8 wird das Gerät G in einen
Zustand gebracht, in dem es von der Auswerteelektronik dann spannungsführend geschaltet
wird, wenn eine Grün-Periode
komplett ausgenutzt werden soll. Dieser Zustand wird dem Kunden
durch die dann leuchtende LED 12 angezeigt, wobei gleichzeitig
die LED 11 abgeschaltet ist. Das Gerät G und damit das angeschlossene Großgerät 7 wird
also erst dann eingeschaltet, wenn die nächste Grün-Periode mit dem billigeren
Tarif 1 beginnt. Wenn bei geplanter Inbetriebnahme eines Großgeräts 7 bereits
eine Grün-Periode läuft, dann wird
das Gerät
G erst bei der nächstfolgenden Grün-Periode
eingeschaltet. Beim Einschalten dieses Zustandes des Gerätes G nutzt
der Kunde also das Billigangebot des Versorgers V voll aus.
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Durch
Druck auf den Bedientaster 9 wird das Gerät G in einen
Zustand geschaltet, in dem die Steckdose 10 immer spannungsführend ist.
Dieser Zustand wird dem Kunden durch Aufleuchten der LED 13 angezeigt.
Die LEDs 11 und 12 sind dann abgeschaltet. Die
aus der oben geschilderten Ampelschaltung zu gewinnende Information
bleibt davon unberührt.