DE102009028311A1 - Verfahren und Vorrichtung für ein Energiemanagement - Google Patents

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Michael Mahler
Friedrich Schoepf
Markus Brandstetter
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Energiemanagement zur Optimierung von Lasten und Erzeugung in einem Energiemanagement-Netzwerk, welches mindestens eine Energiemanagementeinheit aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger über kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen an die Energiemanagementeinheit übertragen und damit eine eigenständige Konfiguration der Energiemanagementeinheit durchgeführt wird, wobei mindestens ein SOLL-Parameter an der Energiemanagementeinheit eingestellt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechende Energiemanagementeinheit zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Energiemanagementeinheit Einrichtungen zum Empfang eines IST-Zustands der Energieverbraucher bzw. Energieerzeuger aufweist, wobei der IST-Zustand über kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen an die Energiemanagementeinheit übertragbar und damit eine eigenständige Konfiguration der Energiemanagementeinheit realisierbar ist, wobei mindestens ein SOLL-Parameter an der Energiemanagementeinheit einstellbar ist. Mit dem vorgestellten Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann der Installationsaufwand gegenüber bestehenden Lösungen erheblich reduziert werden, da ein sonst aufwendige Programmierung entfällt. Die Einstellung der Energiemanagementeinheit sowie die Vorgabe der SOLL-Parameter kann über eine grafische ...

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Energiemanagement zur Optimierung von Lasten und Erzeugung in einem Energiemanagement-Netzwerk, welches mindestens eine Energiemanagementeinheit aufweist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Energiemanagementsysteme mit entsprechender Software zur Energieverbrauchsoptimierung sind inzwischen für Wohn- und gewerbliche Gebäude bekannt. Allerdings sind alle am Markt befindlichen Lösungen nur mit einem erheblichen Installationsaufwand in Betrieb zu nehmen. Zudem lassen sich derartige Systeme nur eingeschränkt nutzen.
  • Derartige Lösungen basieren beispielsweise auf einer Energiemanagementsoftware, die mit einer installierten Gebäudeleittechnik (GLT) verbunden wird. Die vorhandenen Softwarelösungen sind mit den vorhandenen Sensoren begrenzt in der Lage, die energetischen IST-Zustände der Gebäudetechnik zu erfassen, die mit dieser GLT verbunden ist. Eine automatische Steuerung anhand vorgegebener SOLL-Parameter existiert aber nicht. Bei den am Markt angebotenen Energiemanagementgeräten, bei denen beispielsweise die der Firma ENNOVATIS bereits einen hohen innovativen Stand erreicht haben, müssen Lasten und Erzeuger separat mit dem Energiemanagementsystem verdrahtet werden. Lokalisierungsinformationen müssen weiterhin aufwendig programmiert werden. Zudem können nur IST-Zustände erfasst und wiedergegeben werden.
  • Die Schrift DE 102004055088 A1 beschreibt beispielsweise ein derartiges System zur Erfassung und Speicherung von für die Verbrauchsermittlung und -analyse einer Immobilie erforderlichen Messdaten, wie Innen- und Außentemperatur, Strom-, Gas-, Heizungs- und Wasserverbrauch odgl., sowie zur Steuerung des Verbrauches der Immobilie, mit einem Datenlogger, mit einem Datenanalysator, mit mindestens einem Steuerungsausgang und mit mindestens einer Schnittstelle zur Datenauslegung, wobei sämtliche Komponenten auf einer einzigen kompakten Platine angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dabei eine Programmierung des Systems mittels einer Programmiereinheit (PC) vor, so dass seine Komponenten eigenständig arbeiten. Nur mit einem erheblichen Programmieraufwand ist es möglich, nach festgelegten Anforderungsprofilen Zustände zu schalten. Zudem ist dabei explizit vorgesehen, dass das System über Ethernet und/oder über RS485-Schnittstellen kaskadierbar bzw. vernetzbar ist.
  • Aus der Patentschrift US 2004 0201 279 A1 ist ein DC-Leistungsverteilmanagement für z. B. ein Computersystem bekannt, welches eine Leistungsmanagementeinheit mit Controllern zur Funktionsüberwachung der einzelnen Komponenten aufweist, wobei Informationen über einen Kontroll- und Kommunikationsbus ausgetauscht werden. Hierbei ist keine Selbstkonfiguration bzw. eine Parametervorgabe vorgesehen. Zudem spezialisieren sich die aufgeführten Ausführungsbeispiele auf DC-DC-Konverter mit separaten Bus.
  • Ähnliche Systeme sind in der Schrift US 2007 0288 774 A1 bzw. in der Schrift US 2008 0244 288 A1 beschrieben, bei denen ein separater Signal-Bus (Signal-Line) erforderlich ist.
  • Ferner gehören Verfahren zum Stand der Technik, bei denen die Einschalt- und Stromverbrauchsprofile den Typ der unterschiedlichen Geräte sowie deren Verbrauchseigenschaften mit recht hoher Wahrscheinlichkeit erkannt werden können.
  • Zum Stand der Technik gehören auch Datentransferanwendungen, bei denen Daten über die Stromversorgungsleitungen (Powerline) ausgetauscht werden können. Ebenso sind entsprechende Daten-Funkverbindungen (z. B. Bluetooth) zum Datentransfer im Nahbereich bekannt. Ergebnisse aus aktuellen Forschungsanstrengungen lassen zudem erkennen, dass bei neuen Datenfunkstandards auch Lokalisierungsdienste unterstützt werden, bei denen der Ort der Sender mit ausreichender Genauigkeit in einem Gebäude lokalisiert werden kann.
  • Allen bisherigen Ansätzen ist gemeinsam, dass zur Installation der Energiemanager zusätzliche Programmierung und Informationen über die Verteilung und Anwesenheit der energieumwandelnden Anlagen notwendig sind. Damit fallen Expertenaufwendungen an, die in der Höhe der Kosten bei vielen Gebäuden nicht durch die erzielbaren Energieeinsparungen gedeckt werden. Zudem sind die bisherigen Produkte anwendungsfern, da sich gerade in gewerblich aber auch in privat genutzten Gebäuden die Zusammenstellung und Verteilung der Geräte permanent ändert.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches den Installationsaufwand und vor allem den Programmieraufwand deutlich reduziert.
  • Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine zur Durchführung des Verfahrens entsprechende Vorrichtung bereitzustellen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die das Verfahren betreffende Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 bis 12 gelöst.
  • Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Energiemanagementeinheit Einrichtungen zum Empfang eines IST-Zustands der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger aufweist, wobei der IST-Zustand über kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen an die Energiemanagementeinheit übertragbar und damit eine eigenständige Konfiguration der Energiemanagementeinheit realisierbar ist, wobei mindestens ein SOLL-Parameter an der Energiemanagementeinheit einstellbar ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dabei vor, dass der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger über kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen an die Energiemanagementeinheit übertragen und damit eine eigenständige Konfiguration der Energiemanagementeinheit durchgeführt wird, wobei mindestens ein SOLL-Parameter an der Energiemanagementeinheit eingestellt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann erreicht werden, dass der Installationsaufwand der Energiemanagementeinheit gegenüber bestehenden Lösungsansätzen deutlich reduziert werden kann, da eine aufwendige Programmierung, welche in der Regel nur durch entsprechendes Fachpersonal geleistet werden kann, entfällt. Ein weiterer Vorteil resultiert aus der Möglichkeit, dass der Datentransfer über die kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen erfolgen kann. Diese sogenannte „Powerline-Communication” (PLC) ermöglicht es, dass zusätzliche Datenleitungen und entsprechende Schnittstellen entfallen können. Damit kann eine Plug- & Play-Lösung für Endkunden bereitgestellt werden, was eine breite Vermarktung begünstigt. Zudem kann erreicht werden, dass eine Selbstanpassung bei Veränderungen im Energiemanagement-Netzwerk erfolgt. Ein weiterer Vorteil resultiert aus der Möglichkeit, SOLL-Vorgaben direkt an der Energiemanagementeinheit einstellen zu können, was den Bedienkomfort zusätzlich erhöht.
  • In einer Verfahrensvariante wird eine Lokalisierung der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk mittels einer indizierten Geräteart und die Kenntnis typischer Aufstellorte dieser Endgeräte im Energiemanagement-Netzwerk durchgeführt. Damit kann der Programmieraufwand reduziert werden, da entsprechende Informationen direkt an die Energiemanagementeinheit gemeldet werden, sobald diese an der kombinierten Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungs angeschlossen werden.
  • Eine alternative Verfahrensvariante sieht vor, dass die Lokalisierung der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk mittels einer Laufzeitbestimmung von Signalen über die kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen durchgeführt wird. Auch mit dieser Variante kann mit ausreichender Genauigkeit eine Information über den Aufstellort der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk an die Energiemanagementeinheit gewonnen werden.
  • Eine weitere Verfahrensvariante sieht die Lokalisierung der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk mittels einer Funkortung vor.
  • Diese kann innerhalb von Gebäuden bereits mit einer Genauigkeit von < 1 m realisiert werden. Es sei angemerkt, dass alle Varianten zur Lokalisierung parallel angewendet werden können, womit eine besonders hohe Flexibilität in Bezug auf die örtlichen Gegebenheiten sowie auf die Art der Erzeuger und Verbraucher gegeben ist.
  • Hinsichtlich des Bedienkomforts ist in bevorzugter Verfahrensvariante vorgesehen, dass mehrere SOLL-Parameter nutzerspezifisch ausgewählt und zueinander gewichtet eingestellt werden. Je nach Bedarf und benutzerabhängiger Wünsche können damit unterschiedliche Vorgaben einfach eingestellt werden.
  • Als besonders praxisnah hat sich herausgestellt, wenn als energieverbrauchsrelevanter SOLL-Parameter jeweils ein Wert für Energiekosten, ein Wert für einen CO2-Ausstoß und ein Komfortwert vorgegeben werden. Damit können entsprechende Verbrauchsoptimierende Maßnahmen im Hinblick auf möglichst geringe Energiekosten, auf möglichst niedrigen CO2-Ausstoß oder unter Berücksichtigung eines möglichst hohen Komforts eingeleitet werden, wobei mittels entsprechender Gewichtung auch kombinierte Vorgabewerte Berücksichtigung finden können.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung sieht dazu vor, dass der oder die SOLL-Parameter mittels Regelschieber mechanisch oder elektronisch über Touch-Bedienoberflächen einstellbar und die SOLL-Parameter bzw. der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk über ein Display darstellbar sind. Mit dieser Einstellmöglichkeit der Energiemanagementeinheit kann eine grafische Benutzerführung ähnlich wie bei einem Computer oder wie bei Mobiltelefonen realisiert werden, was den Bedienkomfort durch diese intuitive Benutzerführung deutlich erhöht. Zukünftige Systeme werden zudem über eine Sprach- und Projektionsschnittstelle verfügen, die den zukünftigen MUI-Entwicklungen (multilingual user interface) Rechnung trägt.
  • Eine relativ einfache Verfahrensvariante sieht vor, dass die Art und der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk anhand deren Schaltcharakteristik erkannt und ein Verbrauch pro Zeiteinheit ermittelt wird. Dies ist insbesondere bei einphasiger Netzauslegung, wie dies beispielsweise in USA der Fall ist, von Vorteil, wobei die Energieverbraucher bzw. die Energieerzeuger sowie die Energiemanagementeinheit in der einfachsten Ausprägung über die Steckdosen an die kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitung angeschlossen sind.
  • Eine weitere bevorzugte Verfahrensvariante sieht vor, dass mittels Induktionsschellen der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk gemessen und eine Einkopplung in die kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen durchgeführt wird.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass zusätzliche Sensordaten von Sensoren, die unmittelbar über Zwischensteckdosen zwischen den Energieverbrauchern bzw. an den Energieerzeugern und der kombinierten Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen angeschlossen werden oder ihre Informationen drahtlos an diese übertragen, von der Energiemanagementeinheit ausgewertet werden. Durch diese Art der Verknüpfung im gleichen Strang wie der Verbraucher bzw. wie der Erzeuger, sind die Messdaten der Position des Verbrauchers bzw. des Erzeugers direkt zugeordnet.
  • Alternativ oder in Kombination mit der zuvor beschriebenen Verfahrensvariante können zusätzliche Sensordaten von funkbasierten Sensoren, die ihre Daten an Empfangsgeräte innerhalb des Energiemanagement-Netzwerks oder direkt an die Energiemanagementeinheit senden, ausgewertet werden. Dabei können Übertragungsmethoden verwendet werden, die die Lokalisierung der Sensoren zulassen und es dadurch ermöglichen, menügeführt während der Installation den Ort in seiner Bezeichnung zu erfragen und die Vorgaben des Anwenders für diesen Ort zu erfahren.
  • Bei den zuvor beschriebenen Verfahrensvarianten kann zudem vorgesehen sein, dass von der Energiemanagementeinheit Signale an, an den Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen angeschlossene Aktoren und/oder funkbasierte Signale an Aktoren im Energiemanagement-Netzwerk gesendet werden. Als Aktoren kommen beispielsweise Rollladenmotoren, Lüftungsklappen-Verstellvorrichtungen, Verriegelungssysteme, Schaltrelais oder dergleichen in Betracht, die eine Verbrauchsreduzierung innerhalb des Energiemanagement-Netzwerks ermöglichen.
  • Weiterhin kann zum Austausch von Daten vorgesehen sein, dass mittels einer im Energiemanagement-Netzwerk integrierten Datenzugangsschnittstelle ein bidirektionaler Datentransfer zu externen Datennetzen realisiert wird, wobei der Datentransfer drahtgebunden, z. B. über die Powerline, und/oder funkbasiert, z. B. mittels Wireless LAN, durchgeführt wird. Damit können beispielsweise Informationen über aktuelle Stromtarife zwecks Kostenoptimierung vom lokalen Stromanbieter abgerufen werden. Zudem wird damit eine größere Reichweite für das Energiemanagement-Netzwerk ermöglicht.
  • Eine bevorzugte Vorrichtungsvariante sieht dabei vor, dass die Energiemanagementeinheit Empfangs- und/oder Sendeeinrichtungen für funkbasierte Informationen von bzw. an, im Energiemanagement-Netzwerk platzierten Sensoren und/oder Aktoren aufweist. Dafür können beispielsweise Bluetooth-Applikationen zur Anwendung kommen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 in einer schematischen Darstellung ein Energiemanagement-Netzwerk.
  • 1 zeigt schematisch das technische Umfeld, in dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden kann.
  • Dargestellt ist ein Energiemanagement-Netzwerk 1, welches über Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 verfügt, die in unterschiedlichen Räumen 40, wie beispielsweise Keller 41, Schlafzimmer 42, Flur 43, Wohnzimmer 44 und Küche 45 innerhalb eines Gebäudes verlegt sind. In Europa ist dies die übliche 230 V/220 V-Spannungsversorgung mit einer Powerline-Kommunikation (PLC). In USA ist dies die übliche 120 V/110 V-Spannungsversorgung.
  • Weiterhin dargestellt sind unterschiedliche elektrische Ausrüstungen 30, die an die Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 angeschlossen sind. Dabei sind über Anschlüsse 31 diverse Endgeräte 33 an die Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 angeschlossen. Derartige Endgeräte sind in der Regel elektrische Großverbraucher, wie beispielsweise eine Spülmaschine 33.1, ein Toaster 33.2, eine Klimaanlage 33.3, eine Heizung 33.4, eine Wärmepumpe 33.5 oder eine Kfz.-Ladestation 33.6 für Elektrofahrzeuge, welche insbesondere in dem Energiemanagement-Netzwerk 1 eingebunden sind.
  • Darüber hinaus sind im Energiemanagement-Netzwerk 1 Display/Webserver-Einheiten 32 eingebunden, über die ein Netzwerkzustand angezeigt werden kann oder über die Dienste abgerufen werden können. So kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass an einer derartigen Display/Webserver-Einheit 32 die Raumbeleuchtung 33.7 angekoppelt ist. Zudem ist in der Regel für ein Gebäude mindestens ein Service-Zugang 34 (Service-Access) vorgesehen, der, wie in 1 beispielhaft gezeigt, über eine Funkübertragungsstrecke 50 mit dem Energiemanagement-Netzwerk 1 kommunizieren kann. Dies kann selbst außerhalb des Gebäudes auch über Web Services oder PLC Kommunikation, wie zuvor beschrieben, dargestellt werden.
  • Eine Funkübertragungsstrecke 50 ist insbesondere dann von Nutzen, falls bestimmte Räume 40 oder aber auch bestimmte Sensoren und/oder Aktoren nicht direkt über einen Anschluss zu den Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 verfügen. Derartige Sensoren können beispielsweise Temperaturfühler, Bewegungsmelder oder Luftfeuchtesensoren sein. Als Aktoren kommen beispielsweise Rollladenmotoren, Lüftungsklappen-Verstellvorrichtungen, Verriegelungssysteme, Schaltrelais oder dergleichen in Betracht.
  • Zur Kommunikation mit externen Netzwerken 70, beispielsweise mit Netzwerken der Energieerzeuger, oder aber auch mit Geräteanschlüsse, die sich außerhalb des im Gebäude befindlichen Energiemanagement-Netzwerks 1 befinden, ist mindestens eine Datenzugangsschnittstelle 60 (Gateway) vorgesehen, über die ein bidirektionaler Datentransfer 61 zu den externen Netzwerken 70 oder zu den außerhalb befindlichen Geräteanschlüssen erfolgen kann. Der bidirektionale Datentransfer 61 kann dabei über DSL oder über eine Powerline erfolgen und ist ggf. auch ein Bestandteil des Energiemanagement-Netzwerks 1, sofern nicht im Gebäude verfügbar.
  • Erfindungsgemäß ist im Energiemanagement-Netzwerk 1 mindestens eine Energiemanagementeinheit 20 zur Optimierung von Lasten und Erzeugung in dem Energiemanagement-Netzwerk 1 vorgesehen, wobei die Energiemanagementeinheit 20 Einrichtungen zum Empfang eines IST-Zustands der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger aufweist, wobei der IST-Zustand über die kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 mittels PLC an die Energiemanagementeinheit 20 übertragbar und damit eine eigenständige Konfiguration der Energiemanagementeinheit 20realisierbar ist, wobei mindestens ein SOLL-Parameter an der Energiemanagementeinheit 20 einstellbar ist.
  • Die Energiemanagementeinheit 20 kann dabei zusätzliche Merkmale, wie Empfangs- und/oder Sendeeinrichtungen für funkbasierte Informationen von bzw. an, im Energiemanagement-Netzwerk 1 platzierten Sensoren und/oder Aktoren, aufweisen.
  • Weiterhin können die SOLL-Parameter mittels Regelschieber mechanisch oder elektronisch über Touch-Bedienoberflächen einstellbar und die SOLL-Parameter bzw. der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk 1 über ein Display darstellbar sein.
  • Die Funktion der Selbstkonfiguration wird dabei je nach Anwendungsumfang des dezentralen Energiemanagements in folgenden Beispielen dargestellt:
  • 1. Optimierung großer Verbraucher und Erzeuger:
  • Die Energiemanagementeinheit 20 wird mit dem Gebäude-Stromnetz, der kombinierten Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 (Powerline), verbunden, was in der einfachsten Ausprägung der Erfindung über die Steckdose geschieht. Dies ist insbesondere vorteilhaft in den USA, wo vorwiegend eine einphasige Netzauslegung vorhanden ist.
  • Anhand der Schaltcharakteristik der Verbraucher und Erzeuger werden verschiedene Endgeräte 33 erkannt und der Verbrauch pro Zeiteinheit gemessen. Darüber kann der Gesamtenergieverbrauch ermittelt werden. Endgeräte 33, die einfach geschaltet werden können, können direkt über die Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 mittels der „Powerline-Communication” (PLC) adressiert werden. Eine Lokalisierung ist in diesem Fall nicht erforderlich. Lediglich die Anwendervorgaben über einzuhaltende Verbräuche und maximale zulässige Spitzenlasten im Stromnetz sind vorzugeben, wie dies beispielsweise im Fall von Elektrofahrzeugen ist, die im Hausnetz mittels der in 1 dargestellten Kfz.-Ladestation 33.5 geladen werden sollen, so dass es zu keiner Überlastung kommt. Die Information über die aktuellen Stromtarife zur Kostenminimierung können dabei ebenfalls über die Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 bezogen werden und können ggf. über die in 1 dargestellte Datenzugangsschnittstelle 60 (Gateway) über ein anderes externes Netzwerk 70 bezogen werden.
  • 2. Optimierung von Verbrauchern und Erzeugern unter Einbeziehung von Sensordaten aus der Umwelt des Anwenders (I):
  • Hierzu wird wie unter 1. beschrieben verfahren. Ergänzt werden nun aber Sensoren, die in der unmittelbaren Nähe der elektrischen Last oder des Erzeugers angeordnet sind. Diese werden als Zwischensteckdose zwischen Last (z. B. Kühlschrank, Trockner) bzw. Erzeuger angebracht. Diese Sensoren übermitteln über die Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10 Messdaten wie Temperatur, Luftfeuchte, Helligkeit, Anwesenheit oder andere Eingangsgrößen an die Energiemanagementeinheit 20. Durch die Verknüpfung im gleichen Strang wie der Verbraucher bzw. der Erzeuger, sind die Messdaten der Position des Verbrauchers bzw. des Erzeugers zugeordnet.
  • 3. Optimierung von Verbrauchern und Erzeugern unter Einbeziehung von Sensordaten aus der Umwelt des Anwenders (II)
  • Ergänzt wird der unter 2. beschriebene Anwendungsfall in den Fällen, in denen Energieerzeuger oder Verbraucher nicht mit den Sensordaten lokalisiert sind, durch funkbasierte Sensoren, die die Messdaten übermitteln. Beispiele dafür sind die Helligkeit außen für den Energieverbrauch der Raumbeleuchtung 33.7 innerhalb des Gebäudes. Dabei können Übertragungsmethoden verwendet werden, die die Lokalisierung der Sensoren zulassen und es dadurch ermöglichen, menügeführt während der Installation den Ort in seiner Bezeichnung zu erfragen und die Vorgaben des Anwenders für diesen Ort zu erfahren. Es können dabei die Verknüpfungen mit den bereits unter 1. und 2. gefundenen Endgeräten 33 Verwendung finden.
  • 4. Zugang zu externen Netzwerken 70:
  • Ergänzt werden können die zuvor genannten Anwendungsfälle durch die Option der Kommunikation zu externen Netzwerken 70, was entweder über die Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen 10, über das Internet mit entsprechender TCP/IP oder über ein Funkdatennetzwerk erfolgen kann. Damit können von extern Daten zur Verbrauchsoptimierung herangezogen werden bzw. eine größere Reichweite des Energiemanagement-Netzwerks 1 erzielt werden.
  • Die Bedienung der Energiemanagementeinheit 20 kann sich dabei wie folgt darstellen, wobei im nachfolgenden Beispiel eine besonders anwenderfreundliche einfache Eingabe der SOLL-Parameter beschrieben wird.
  • In einer beispielhaften Ausprägung der Erfindung und der Darstellung der Anwenderoberfläche erhält der Nutzer der Energiemanagementeinheit 20 die Möglichkeit, die Einstellung des Geräts anhand einfacher Schieberegler vorzunehmen. Dieser kann mechanisch, elektronisch oder virtuell als Touchscreen ausgebildet sein. Ebenso ist eine Eingabemöglichkeit über Handy oder Sprache denkbar. Beispielsweise sind lediglich drei Zielparameter für Energiekosten, für einen CO2-Ausstoß und für den Komfort vorzugeben. Die Summe der Zielparameter ergibt immer 100% und setzt sich anteilig aus den einzelnen Zielvorgaben zusammen. So bedeutet z. B. 100% Energiekostenoptimierung, dass die anderen Zielparameter zwangsläufig auf 0% stehen müssen.
  • Bei der Auswahl dieses Ziels optimiert die Energiemanagementeinheit 20 die Kosten für die benötigte Energie der angeschlossenen Lasten anhand der vorgegebenen Einstellungen (z. B. Kühlschrank-Innentemperatur gleich 7°C) anhand der zur Verfügung stehenden Erzeugung von elektrischer Energie (z. B. Angebot vom Energieversorger in Höhe von 20 Cent/kWh im Moment, 15 Cent/kWh aus einer eigenen Kraft-Wärme-Kopplungs-Einheit (KWK) in 2 Stunden oder 5 Cent/kWh in 2,5 Stunden durch Windkraft des Nachbars).
  • Dabei kommuniziert die Energiemanagementeinheit 20 auch mit energieerzeugenden Anlagen, die außerhalb des häuslichen Energiemanagement-Netzwerks 1 angeordnet sind. So wird im genannten Beispiel die zur Verfügung stehende Energie aus Windkraft des Nachbars oder aus der eigenen Kraft-Wärme-Kopplungs-Einheit berücksichtigt.
  • Erweitert der Nutzer das Ziel hinsichtlich eines minimierten CO2-Ausstoßes (im Hinblick auf eine hohe Energieeffizienz) um beispielsweise 25%, dann würde die Kostenoptimierung auf 75% Anteil zurück genommen. Die Energiemanagementeinheit 20 würde neben einer Energiekostenreduzierung auch Maßnahmen zur Minimierung des CO2 Ausstoßes anstreben.
  • Mit dem Verfahren und der Vorrichtung kann insbesondere ein effizientes Energiemanagementsystem für Wohn- und Gewerbebauten bereitgestellt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (15)

  1. Verfahren für ein Energiemanagement zur Optimierung von Lasten und Erzeugung in einem Energiemanagement-Netzwerk (1), welches mindestens eine Energiemanagementeinheit (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger über kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen (10) an die Energiemanagementeinheit (20) übertragen und damit eine eigenständige Konfiguration der Energiemanagementeinheit (20) durchgeführt wird, wobei mindestens ein SOLL-Parameter an der Energiemanagementeinheit (20) eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lokalisierung der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk (1) mittels einer indizierten Geräteart und die Kenntnis typischer Aufstellorte dieser Endgeräte (33) im Energiemanagement-Netzwerk (1) durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierung der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk (1) mittels einer Laufzeitbestimmung von Signalen über die kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen (10) durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lokalisierung der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk (1) mittels einer Funkortung durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere SOLL-Parameter nutzerspezifisch ausgewählt und zueinander gewichtet eingestellt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als SOLL-Parameter jeweils ein Wert für Energiekosten, ein Wert für einen CO2-Ausstoß und ein Komfortwert vorgegeben werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Art und der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk (1) anhand deren Schaltcharakteristik erkannt ein Verbrauch pro Zeiteinheit ermittelt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Induktionsschellen der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk (1) gemessen und eine Einkopplung in die kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen (10) durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Sensordaten von Sensoren, die unmittelbar über Zwischensteckdosen zwischen den Energieverbrauchern bzw. an den Energieerzeugern und der kombinierten Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen (10) angeschlossen werden oder ihre Informationen drahtlos an diese übertragen, von der Energiemanagementeinheit (20) ausgewertet werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Sensordaten von funkbasierten Sensoren, die ihre Daten an Empfangsgeräte innerhalb des Energiemanagement-Netzwerks (1) oder direkt an die Energiemanagementeinheit (20) senden, ausgewertet werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass von der Energiemanagementeinheit (20) Signale an, an den Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen (10) angeschlossene Aktoren und/oder funkbasierte Signale an Aktoren im Energiemanagement-Netzwerk (1) gesendet werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer im Energiemanagement-Netzwerk (1) integrierten Datenzugangsschnittstelle (60) ein bidirektionaler Datentransfer (61) zu externen Datennetzen realisiert wird, wobei der Datentransfer drahtgebunden und/oder funkbasiert durchgeführt wird.
  13. Vorrichtung für ein Energiemanagement in Form von mindestens einer Energiemanagementeinheit (20) zur Optimierung von Lasten und Erzeugung in einem Energiemanagement-Netzwerk (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Energiemanagementeinheit (20) Einrichtungen zum Empfang eines IST-Zustands der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger aufweist, wobei der IST-Zustand über kombinierte Energieversorgungs-/Kommunikationsleitungen (10) an die Energiemanagementeinheit (20) übertragbar und damit eine eigenständige Konfiguration der Energiemanagementeinheit (20) realisierbar ist, wobei mindestens ein SOLL-Parameter an der Energiemanagementeinheit (20) einstellbar ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiemanagementeinheit (20) Empfangs- und/oder Sendeeinrichtungen für funkbasierte Informationen von bzw. an, im Energiemanagement-Netzwerk (1) platzierten Sensoren und/oder Aktoren aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die SOLL-Parameter mittels Regelschieber mechanisch oder elektronisch über Touch-Bedienoberflächen einstellbar und die SOLL-Parameter bzw. der IST-Zustand der Energieverbraucher bzw. der Energieerzeuger im Energiemanagement-Netzwerk (1) über ein Display darstellbar sind.
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