DE102013108623A1

DE102013108623A1 - Verfahren und System zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauches zumindest eines elektrischen Verbrauchers

Info

Publication number: DE102013108623A1
Application number: DE102013108623.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Loster
Original assignee: Loster GmbH
Current assignee: Loster GmbH
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2033-08-10
Also published as: DE102013108623B4

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und ein System zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs zumindest eines elektrischen Verbrauchers (V1–Vn), insbesondere eines elektrischen Haushaltsgerätes, bei dem der zumindest eine elektrische Verbraucher (V1–Vn) an ein Hausstromnetz (HS) angeschlossen ist, dass das Hausstromnetz (HS) zum Bezug von elektrischer Energie über eine Netzanschlusseinheit (NAE) direkt oder indirekt an ein elektrisches Energieversorgungsnetz (EVN) angeschlossen ist, wobei die Netzanschlusseinheit (NAE) eine Messstelle zur Erfassung des von dem Hausstromnetz (HS) vom Energieversorgungsnetz (EVN) bezogenen elektrischen Energieverbrauchs bildet und zumindest ein wenigstens einem elektrischen Verbraucher zugeordnetes, vom Haustromnetz (HS) unabhängiges Steuergerät (SG) vorgesehen ist. Besonders vorteilhaft wird mittels eines der Messstelle (MS) des Hausstromnetzes (HS) vorzugsweise räumlich zugeordneten Identifikationsgerätes (IG) ein die Messstelle (MS) anzeigendes Identifikationssignal (IS) erzeugt und an das Steuergerät (SG) übertragen. Mittels des Identifikationssignals (IS) wird dem Steuergerät (SG) die Zuordnung zu der Messstelle (MS) angezeigt und im Steuergerät (SG) die dem elektrischen Verbraucher zugeführte elektrische Energie zeitaufgelöst und bezogen auf die zugeordnete Messstelle (MS) in Form von Verbrauchsdaten (VD) erfasst.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und System zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauches zumindest eines elektrischen Verbrauchers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und 13.
Verfahren zur Steuerung von elektrischen Verbrauchern in Haushalten wie beispielsweise Waschmaschinen, Trockner, Kühlschränken abhängig vom aktuellen Energiepreis, insbesondere Strompreis sind bereits bekannt. Mit zunehmender Einspeisung von durch erneuerbare Energiequellen gewonnener elektrischer Energie in das Energieversorgungsnetz ist eine effiziente Anpassung des elektrischen Energieverbrauchs, insbesondere in Haushalten und kleineren Unternehmen an die zeitlich schwankende Erzeugung von besonderer Bedeutung.
Üblicherweise erfolgt der Anschluss des Hausstromnetzes eines Haushalts oder eines kleinen Unternehmens an das Energieversorgungsnetz eines Energieversorgers über eine so genannte Abnahme- oder Messstelle. Hierzu weist das Hausstromnetz eines Haushalts, einer Wohnung oder eines kleinen Unternehmens zumindest eine Netzanschlusseinheit auf, welche die Verbindung zum Energieversorgungsnetz direkt oder indirekt herstellt und die zur Bildung einer Messstelle ein vom Energieversorger bereitgestellten Messgerät, vorzugsweise einen Stromzähler aufweist, mit dem der elektrische Energieverbrauch pro Zeiteinheit, beispielsweise in Kilowattstunden gemessen wird. Die elektrischen Verbraucher werden hierbei über bekannte Steckdosen an das Hausstromnetz angeschlossen und mit elektrischer Energie versorgt.
Bekannt sind auch in das Hausstromnetz eingebundene intelligente Energiezähler, so genannte „Smartmeter“, welche die aktuellen Verbrauchsdaten des gesamten Hausstromnetzes aufzeichnen und an den Versorger übermitteln. Diese sind beispielsweise über eine entsprechende Kommunikationsverbindung mit zumindest einer Servereinheit des Energieversorgungsunternehmens verbunden und ermöglichen dadurch eine zeitlich aufgelöste Erfassung des Energieverbrauchs einer Messstelle und damit eines gesamten Haushalts. Dadurch entsteht ein Anreiz für die Verbraucher, energieintensive Verbrauchszyklen hin zu Zeiten hohen Energieangebotes und dadurch bedingten kostengünstigen Energiepreisen zu verlagern.
Auch sind bereits Verfahren bekannt, welche ein automatisiertes An- und Abschalten von elektrischen Verbrauchern abhängig vom aktuell vorliegenden Strompreis ermöglichen. Die Ansteuerung der elektrischen Verbraucher erfolgt hierbei abhängig von dem jeweils gültigen Strompreis, um einen kostenoptimierten Stromverbrauch zu gewährleisten. Es ist bekannt, dass von den Energieversorgern hierzu Informationen über den aktuellen Strompreis an die Verbraucher übermittelt werden, vorzugsweise über ein zentral erzeugtes Tarifsignal, welches von einem dem jeweiligen elektrischen Verbraucher zugeordneten Steuergerät abgerufen und zur Ansteuerung des elektrischen Verbrauchers ausgewertet wird.
Nachteilig besteht jedoch keine technisch einfache und damit kostengünstige Möglichkeit einer zeitaufgelösten Erfassung des Energieverbrauchs einzelner elektrischer Verbraucher oder einer Gruppe von ausgewählten elektrischen Verbrauchern, die abhängig vom aktuellen Strompreis über eine diesen zugeordnete Steuereinheit an- und ausgeschaltet werden. Besonders nachteilig ist dies insbesondere bei Mehrparteienhäusern mit einer Vielzahl von Netzanschlusseinheiten bzw. Messstellen.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauches zumindest eines elektrischen Verbrauchers in Haushalten oder kleinen Unternehmen anzugeben, welches die eingangs genannten Nachteile beseitigt und insbesondere eine zeitlich variable und verbraucherindividuelle Abrechnung der vom Energieversorger bezogenen elektrischen Energie ohne das Vorsehen technisch aufwendiger und damit kostenintensiver Installationen im Hausstromnetz ermöglicht. Die Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 und 13 durch jeweils dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs zumindest eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere eines elektrischen Haushaltsgerätes ist darin zu sehen, dass mittels eines der Messstelle des Hausstromnetzes vorzugsweise räumlich zugeordneten Identifikationsgerätes ein die Messstelle anzeigendes Identifikationssignal erzeugt und an das Steuergerät übertragen wird, dass mittels des Identifikationssignals dem Steuergerät die Zuordnung zu der Messstelle angezeigt wird und dass im Steuergerät die dem elektrischen Verbraucher zugeführte elektrische Energie zeitaufgelöst und bezogen auf die zugeordnete Messstelle in Form von Verbrauchsdaten erfasst wird. Besonders vorteilhaft wird durch die erfindungsgemäße Erzeugung eines Identifikationssignales zur eindeutigen Kennzeichnung der Messstelle im Hausstromnetz und entsprechenden Zuordnung der vom Steuergerät zeitaufgelösten erfassten Verbrauchsdaten zu der dem Identifikationssignal zugeordneten Messstelle eine technisch einfache, fälschungssichere und kostengünstige zeitaufgelöste Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs eines elektrischen Haushaltsgerätes zu einem Zeitpunkt mit reduzierten Stromkosten möglich. Der Stromkunde kann durch entsprechende Programmierung des dem Haushaltsgerät vorgeschalteten Steuergerätes automatisiert das Haushaltsgerät in Zeitperioden mit reduzierten Energiepreisen betreiben und dadurch in Summe eine Reduzierung seiner Energiekosten erreichen. Darüber hinaus können dann im Netz vorhandene Überkapazitäten aufgrund der Einspeisung von regenerativen Energiequellen gezielt abgebaut werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahren werden versorgungsnetzseitig den aktuell gültigen Strompreis anzeigende Tarifdaten erzeugt und an das zur strompreisabhängigen Steuerung des wenigstens einen angeschlossenen Verbrauchers vorgesehene Steuergerät übertragen, wobei vorzugsweise mittels des Steuergerätes abhängig von den empfangenen Tarifdaten zumindest der dem Steuergerät zugeordnete elektrische Verbraucher an- oder ausgeschaltet wird. Vorteilhaft ist dadurch eine automatisierte, energiekostenoptimierte Steuerung des Betriebes eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere eines Haushaltsgerätes möglich.
Weiterhin vorteilhaft wird mittels des Identifikationssignals eine Anschlusskennung übertragen, mittels der die Messstelle eindeutig identifizierbar ist. Die eindeutige Zuordnung des Steuergerätes zur Messstelle des Hausstromnetzes ermöglicht eine fälschungssichere und vor allem zeitaufgelöste Erfassung der Verbrauchsdaten, wobei die zeitaufgelöst erfassten Verbrauchsdaten vorzugsweise im Steuergerät gespeichert werden. Das Identifikationssignal kann entweder drahtlos oder drahtgebunden sowie kontinuierlich oder periodisch durch das Identifikationsgerät in das Hausstromnetz gesendet werden.
Die Tarifdaten werden vorteilhaft über zumindest eine Datenverbindung von zumindest einer dem Energieversorgungsnetz zugeordneten Servereinheit an das Steuergerät übertragen werden. Analog hierzu erfolgt die Übertragung der Verbrauchsdaten ebenfalls über zumindest eine Datenverbindung vom Steuergerät an dieselbe oder eine weitere dem Energieversorgungsnetz zugeordnete Servereinheit. Die Tarifdaten und/oder Verbrauchsdaten können wahlweise kontinuierlich oder periodisch übertragen werden, wobei die Übertragung vorzugsweise über eine WLAN-Datenverbindung, eine TCP/IP-Datenverbindung, eine DECT-Datenverbindung, eine ZigBee-Datenverbindung und/oder eine GSM-Datenverbindung erfolgt.
Weiterhin vorteilhaft können die Verbrauchsdaten über eine am Steuergerät vorgesehene Anzeigeeinheit angezeigt werden. Damit kann der Benutzer die aktuellen Verbrauchsdaten kontrollieren und ggf. das Steuergerät entsprechend konfigurieren. Als weitere Verbrauchsdaten können auch der jeweils gültige elektrische Energiepreis erfasst und angezeigt werden.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein System zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs zumindest eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere eines elektrischen Haushaltsgerätes, umfassend zumindest einen elektrischen Verbraucher, der über ein Steuergerät an ein Hausstromnetz angeschlossen ist, wobei das Hausstromnetz zum Bezug von elektrischer Energie über eine Netzanschlusseinheit direkt oder indirekt an ein elektrisches Energieversorgungsnetz angeschlossen ist, wobei die Netzanschlusseinheit eine Messstelle zur Erfassung des von dem Hausstromnetz vom Energieversorgungsnetz bezogenen elektrischen Energieverbrauchs bildet. Besonders vorteilhaft ist der Messstelle des Hausstromnetzes ein Identifikationsgerät vorzugsweise räumlich zugeordnet und das Identifikationsgerät zum Erzeugen und Aussenden eines die Messstelle anzeigendes Identifikationssignal ausgebildet. Das Steuergerät ist ferner zum Empfang und zur Auswertung des Identifikationssignals ausgebildet, wobei mittels dem Identifikationssignal dem Steuergerät die Zuordnung zu der Messstelle angezeigt wird und dass das Steuergerät zur zeitaufgelösten Erfassung der dem elektrischen Verbraucher zugeführten elektrischen Energie bezogen auf die zugeordnete Messstelle in Form von Verbrauchsdaten eingerichtet ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Steuergerät zur strompreisabhängigen Steuerung, insbesondere An- und Abschalten des wenigstens einen angeschlossenen Verbrauchers ausgebildet.
Weiterhin vorteilhaft ist dem Energieversorgungsnetz zumindest eine Servereinheit zur Erzeugung von den aktuell gültigen Strompreis anzeigende Tarifdaten und zur Übertragung der Tarifdaten an das dem wenigstens einen elektrischen Verbraucher zugeordneten, vom Hausstromnetz unabhängigen Steuergerät zugeordnet.
Vorteilhaft weist das Identifikationssignal eine Anschlusskennung zur eindeutigen Identifikation der Messstelle gegenüber dem Steuergerät auf. Durch Auswertung der Anschlusskennung im Steuergerät erfolgt die eindeutige Zuordnung.
Auch kann das Identifikationsgerät Teil der Messstelle sein, insbesondere in das in der Messstelle vorgesehene Messgerät zur Erfassung des Stromverbrauches integriert sein. Das Identifikationsgerät unterliegt damit der Kontrolle des Energieversorgers und ist daher fälschungssicher.
Weiterhin vorteilhaft ist das Steuergerät als portables, vom Hausstromnetz unabhängiges Gerät ausgebildet, und zwar vorzugsweise als Vorschaltgerät mit einem direkten Anschluss an das Hausstromnetz. Alternativ kann das Steuergerät im elektrischen Verbraucher aufgenommen sein.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist das Identifikationsgerät zur induktiven oder kapazitiven Einkopplung des Identifikationssignales in das Hausstromnetz ausgebildet, wobei das Identifikationsgerät und das Steuergerät zueinander kompatible Kommunikationsschnittstellen aufweisen.
Zur Übertragung der Tarifdaten und/oder der Verbrauchsdaten ist eine Datenverbindung vorgesehen, welche vorzugsweise als WLAN-Datenverbindung, TCP/IP-Datenverbindung, DECT-Datenverbindung, ZigBee-Datenverbindung und/oder GSM-Datenverbindung realisiert ist.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Figur näher erläutert werden. Zudem ergeben sich Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und aus der Figur. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Es wird aber ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung keinesfalls auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll.
Die Figur zeigt beispielhaft ein schematisches Blockschaltbild eines Systems zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauches zumindest eines elektrischen Verbrauchers V1, V2–Vn, insbesondere eines elektrischen Haushaltsgerätes wie beispielweise einer Waschmaschine, eines Wäschetrockners, eines Herdes oder eines Geschirrspülers etc..
In der Figur sind beispielhaft ein erster bis n-ter elektrischer Verbraucher V1, V2–Vn dargestellt, welche an ein Hausstromnetz HS eines Haushalts oder eines kleinen Unternehmens angeschlossen sind. Unter Haushalt im Sinne der Erfindung wird ebenfalls eine abgeschlossene Wohnung in einem Mehrparteienhaus verstanden, welche über eine eigene abgeschlossene Hausinstallation verfügt. Der Anschluss erfolgt hierbei über eine übliche Steckdose der Hausinstallation des Hausstromnetzes HS.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt jedoch der Anschluss des ersten elektrischen Verbrauchers V1 über ein Steuergerät SG, welches vorzugsweise vom Haustromnetz HS unabhängig ist und beispielsweise als Vorschaltgerät ausgebildet ist, d.h. das Steuergerät SG wird zwischen eine Steckdose des Hausstromnetzes HS und der Stromzuführung beispielweise des ersten elektrischen Verbrauchers V1 eingeschaltet. Hierzu kann das Steuergerät SG beispielsweise in eine Steckmoduleinheit integriert sein, welche zum direkten Anschluss an eine beliebige Steckdose im Hausstromnetz HS ausgebildet ist. Auch ist das Steuergerät SG vorzugsweise portabel ausgebildet und somit leicht transportierbar, d.h. kann in beliebigen Hausstromnetzen HS zum Einsatz kommen. In einer alternativen Ausführungsvariante ist das Steuergerät SG im jeweiligen elektrischen Verbraucher V1, V2–Vn selbst integriert oder Teil dessen internen Steuereinheit.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist lediglich dem ersten elektrischen Verbraucher V1 ein Steuergerät SG zugeordnet, während die weiteren elektrischen Verbraucher V2–Vn direkt, d.h. ohne Zwischenschaltung eines Steuergerätes SG an das Hausstromnetz HS angeschlossen sind. Es versteht sich, dass auch eine ausgewählte Gruppe von elektrischen Verbrauchern V1, V2–Vn über ein Steuergerät SG an das Hausstromnetz HS anschließbar sind oder mehrere Steuergeräte SG im Hausstromnetz HS zu benutzerindividuellen Ansteuerung unterschiedlicher elektrischer Verbraucher V1, V2–Vn vorgesehen sein können ohne das hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
Das Steuergerät SG weist vorzugsweise zumindest eine Steuereinheit CU auf, in der eine Auswerte- und Steuerroutine ASR ausgeführt wird. Vorzugsweise ist das Steuergerät SG mit einer Speichereinheit MEM versehen. Schließlich umfasst das Steuergerät SG eine Sende- und/oder Empfangseinheit EE zum Empfangen und/oder Senden von elektrischen, vorzugsweise digitalen Datensignalen in unterschiedlichen Formaten, und zwar vorzugsweise sowohl drahtgebunden als auch drahtlos.
In der einfachsten Ausführungsvariante des Steuergerätes SG ist dieses lediglich zur zeitaufgelösten Erfassung der elektrischen Verbrauchsdaten VD des wenigstens einen angeschlossenen Verbrauchers V1 ausgebildet.
Das Hausstromnetz HS ist zum Bezug von elektrischer Energie, und zwar elektrischen Stromes über eine Netzanschlusseinheit NAE direkt oder indirekt an ein elektrisches Energieversorgungsnetz EVN eines Energieversorgers angeschlossen, wobei die Netzanschlusseinheit NAE üblicherweise eine vom Energieversorger bereitsgestellte, fälschungssichere Messstelle MS zur mengenmäßigen Erfassung des von dem gesamten Hausstromnetz HS vom Energieversorgungsnetz EVN bezogenen elektrischen Energieverbrauchs bildet, welcher mittels eines der Netzanschlusseinheit NAE zugeordneten Messgerätes MG in Form eines geeichten Stromzählers ermittelt wird. Eine zeitaufgelöste Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs ist mit einem herkömmlichen Messgerät MG in Form eines Stromzählers jedoch nicht möglich. Auch kann der elektrische Energieverbrauch eines einzelnen elektrischen Verbrauchers V1, V2–Vn nicht getrennt ermittelt werden.
Das Messgerät MG ist vorzugsweise in der Netzanschlusseinheit NAE integriert oder in unmittelbarer Nähe der Netzanschlusseinheit NAE angeordnet. Die Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs erfolgt durch das Messgerät MG vorzugsweise in Kilowattstunden (kWh). Üblicherweise wird durch das Messgerät MG der elektrische Energieverbrauch des gesamten Hausstromnetzes HS summarisch erfasst, d.h. zur Verbrauchsermittlung wird jeweils der aktuelle Zählerstand ab- bzw. ausgelesen und durch Differenzbildung mit des letzten Zählerstandes der Verbrauch der letzten Abrechnungsperiode ermittelt. Das als Stromzähler ausgebildete Messgerät MG wird hierzu häufig einmal pro Abrechnungsperiode entweder manuell durch eine mit dem Ablesen beauftragte Person oder automatisiert mittels bekannter Fernableseverfahren ausgelesen und abhängig davon der jährliche Energieverbrauch des Haushalts ermittelt und dieser zu den vertraglich vereinbarten Stromtarifen in Rechnung gestellt. Zur Abrechnung wird jedoch überwiegend ein vertraglich vereinbarter einheitlicher Stromtarif herangezogen, d.h. eine verbrauchsbezogene Abrechnung zu unterschiedlichen Tarifen erfolgte nicht.
Um jedoch einen kostenoptimierten Betrieb von elektrischen Verbrauchern V1–Vn bei zeitlich variierenden Tarifen bzw. Stromtarifen zu ermöglichen, werden von den Energieversorgern, d.h. von den Betreibern des Energieversorgungsnetzes EVN dem jeweiligen Haushalt bzw. dem elektrischen Verbraucher V1–Vn die aktuell gültigen Strompreise bzw. Stromtarife angezeigt. Hierzu sind beispielsweise dem Energieversorgungsnetz EVN zugeordnete Servereinheiten SE vorgesehen, welche versorgernetzseitig den zum aktuellen Zeitpunkt gültigen Strompreis ermitteln und abhängig davon ein den aktuellen Strompreis anzeigende Tarifdaten TD erzeugen. Die Tarifdaten TD werden kontinuierlich oder periodisch über zumindest eine Datenverbindung DV an das jeweilige Hausstromnetz HS, insbesondere an das zum gesteuerten An- und Abschalten des ersten elektrischen Verbraucher V1 vorgesehene Steuergerät SG übermittelt. Die Übermittlung der Tarifdaten TD kann hierbei über unterschiedliche drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsstrecken erfolgen, insbesondere auch über die bereits zum Verbraucher bestehenden elektrischen Energieversorgungsleitungen oder eine bestehende Datenleitung zur Kommunikation über das Internet, beispielsweise einem DSL-Anschluss.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Tarifdaten TD über zumindest eine Datenverbindung DV von einer dem Energieversorgungsnetz EVN zugeordneten Servereinheit SE an das Steuergerät SG übertragen. Die Datenverbindung DV kann beispielsweise in Form einer WLAN-Datenverbindung, einer TCP/IP-Datenverbindung, einer DECT-Datenverbindung, einer ZigBee-Datenverbindung und/oder einer GSM-Datenverbindung realisiert sein.
Über die Sende- und/oder Empfangseinheit EE der zum gesteuerten An- und Abschalten des elektrischen Verbrauchers V1 abhängig von jeweils aktuell gültigen Strompreis ausgebildeten Steuergerät SG werden die vom Energieversorger bereitgestellten Tarifdaten TD empfangen und anschließend mittels der in der Steuereinheit CU des Steuergerätes SG ausgeführten Auswerte- und Steuerroutine ausgewertet. Abhängig von vorgegebenen Schaltparametern, insbesondere Schwellwerten wird der an das Steuergerät SG angeschlossene erste elektrische Verbraucher V1 an- oder abgeschaltet. Die für das An- und Ausschalten maßgeblichen Schwellwerte der Auswerte- und Steuerroutine ASR sind vorzugsweise durch den Benutzer individuell einstellbar. Auch kann abhängig von den aktuell empfangenen Tarifdaten TD durch die Auswerte- und Steuerroutine ASR eine Schaltempfehlung für den Benutzer automatisch erzeugt und über eine im Steuergerät SG vorgesehene Anzeigeneinheit AE dem Benutzer angezeigt werden. Der Benutzer kann dieser Schaltempfehlung wahlweise folgen oder eine eigene Einstellung des Steuergerätes SG vornehmen. Auch ist eine Fernsteuerung des Steuergerätes SG durch den Benutzer über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle möglich, um einen kostenoptimierten Betrieb des an über das elektrische Steuergerät SG angeschlossenen ersten elektrischen Verbrauchers V1 auch bei einem vom Haushalt abwesenden Benutzer zu gewährleisten. Der aktuelle Strompreis und/oder der aktuelle Stromverbrauch und/oder die aktuell eingestellten Schaltparameter können dem Benutzer ebenfalls über die Anzeigeeinheit AE angezeigt werden. Hierzu ist die Anzeigeeinheit AE beispielsweise in Form einer Displayeinheit realisiert.
Erfindungsgemäß ist das Steuergerät SG zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs zumindest eines elektrischen Verbrauchers V1 ausgebildet, und zwar wird mittels der Auswerte- und Steuerroutine ASR der Stromverbrauch zusammen mit der aktuellen Uhrzeit erfasst. Hierzu umfasst die Auswerte- und Steuerroutine ASR auch eine vorzugsweise zur Zeiterfassung des Energieversorgungsnetzes EVN synchrone Zeiterfassung. Um eine eindeutige Zuordnung der mittels des Steuergerätes SG zeitaufgelöst erfassten elektrischen Verbrauchsdaten VD zur jeweiligen Messstelle MS des Hausstromnetzes HS zu ermöglich ist das Steuergerät SG zum Empfang eines Identifikationssignal IS eingerichtet, über welches die dem Steuergerät SG zugeordnete Messstelle MS eindeutig angezeigt wird. Hierzu ist jeder Messstelle MS eine eindeutige Anschlusskennung AK zugeordnet, die über das Identifikationssignal IS an das jeweilige Steuergerät SG übermittelt wird. Das Senden des Identifikationssignal IS innerhalb eines das Hausstromnetz HS aufnehmenden Gebäudes erfolgt entweder drahtgebunden oder drahtlos sowie kontinuierlich oder periodisch. Damit ist eine zeitaufgelöste Erfassung von elektrischen Verbrauchsdaten VD unter eindeutigem Bezug zu der Messstelle MS eines Hausstromnetzes HS möglich. Unter Verbrauchsdaten VD wird im Sinne der Erfindung zumindest der zeitaufgelöst erfasste elektrische Energieverbrauch, vorzugsweise elektrische Strom und die zugeordnete Anschlusskennung AK verstanden. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird zusätzlich noch der aktuell gültige Strompreis erfasst, d.h. die empfangenen Tarifdaten TD.
Das Identifikationssignal IS wird von einem Identifikationsgerät IG erzeugt, welches eindeutig der Messstelle MS eines Hausstromnetzes HS zugeordnet ist. Hierzu ist dies vorzugsweise in räumlicher Nähe zur Netzanschlusseinheit NAE bzw. dem diesen zugeordneten Messgerät MG angeordnet. In einer alternativen Ausführungsvariante ist jedoch eine nahezu beliebige Anordnung des Identifikationsgerät IG innerhalb des Hausstromnetzes HS möglich, wobei vorzugsweise keine direkte Verbindung zwischen dem Identifikationsgerät IG und dem Hausstromnetz HS besteht. Das Identifikationsgerät IG ist damit ebenfalls unabhängig vom Hausstromnetz HS und kann durch den Benutzer auch bei bestehender Hausinstallation problemlos nachgerüstet werden.
Erfindungsgemäß wird mittels dem Identifikationsgerät IG das Identifikationssignal IS erzeugt und an das Steuergerät SG übertragen, wobei mittels des Identifikationssignals IS dem Steuergerät SG die Zuordnung zu der Messstelle MS angezeigt wird. Vorzugsweise nach erfolgter Zuordnung zur Messstelle MS anhand der übermittelten Anschlusskennung AK wird durch das Steuergerät SG die dem elektrischen Verbraucher zugeführte elektrische Energie zeitaufgelöst und bezogen auf die zugeordnete Messstelle MS in Form der Verbrauchsdaten VD erfasst. Das Identifikationssignal IS und die darin enthaltende Anschlusskennung AK sind eindeutig und nicht durch andere Geräte reproduzierbar, d.h. fälschungssicher ausgebildet.
Vorzugsweise erfolgt die Übertragung des Identifikationssignal IS über die Leitungen des Hausstromnetzes HS. Das Identifikationsgerät IG kann beispielsweise zur induktiven oder kapazitiven Einkopplung des Identifikationssignales IS in die Leitungen des Hausstromnetzes HS ausgebildet sein. Hierzu weist das Identifikationsgerät IG eine eigene Energieversorgung auf oder ist bezieht die hierfür erforderliche Energie aus der Umgebung, beispielsweise durch entsprechende Kopplung mit den stromführenden Leitungen des Hausstromnetzes HS. Das mit den Leitungen der Hausinstallation HS verbundene Steuergerät SG ist zum Empfang des derart übertragenen Identifikationssignal IS mittels der Sende- und/oder Empfangseinheit EE eingerichtet, d.h. das Identifikationsgerät IG und das Steuergerät SG weisen zueinander kompatible Kommunikationsschnittstellen auf.
Das Identifikationsgerät IG kann entweder in die Netzanschlusseinheit NAE oder das Messgerät MG integriert sein oder Teil einer zusätzlich hierzu vorgesehenen Smartmeter-Einheit sein. Hierbei ist eine Datenkommunikation zwischen der Smartmeter-Einheit und dem Steuergerät SG über unterschiedliche Kommunikationsschnittstellen denkbar, beispielsweise M-Bus, Open-Smart-Grid, Powerline-Kommunikation, TCP/IP oder ZigBee.
Die vom Steuergerät SG zeitaufgelösten Verbrauchsdaten VD werden über zumindest eine Datenverbindung DV an die Servereinheiten SE des Energieversorgungsnetzes EVN übertragen und von dieser zur Abrechnung des elektrischen Energieverbrauchs erfasst.
Zum Schutz der zeitaufgelösten Verbrauchsdaten VD vor unberechtigter Nutzung können diese vor der Übertragung an den Energieversorger manipuliert werden, und zwar kann beispielsweise zum Ende eines Abrechnungsintervalls beispielsweise die Summe der Produkte aus zeitaufgelösten Verbrauchsdaten VD und Tarifdaten TD an den Energieversorger übermittelt werden. So wird nur eine Preisinformation je Abrechnungsintervall übertragen und der Energieversorger kann kein Verbraucherprofil erstellen.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen und Änderungen der Erfindung möglich sind, ohne dass hierdurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste

AE

Anzeigeeinheit

AK

Anschlusskennung

ASR

Auswerte- und Steuereinheit

CU

Steuereinheit

DV

Datenverbindung

EE

Sende- und/oder Empfangseinheit

EVN

Energieversorgungsnetz

HS

Hausstromnetz

IS

Identifikationssignal

MEM

Speichereinheit

MG

Messgerät

MS

Messstelle

NAE

Netzanschlusseinheit

SE

Servereinheit

SG

Steuergerät

IG

Identifikationsgerät

TD

Tarifdaten

V1–Vn

erster bis n-ter elektrischer Verbraucher

VD

Verbrauchsdaten

Claims

Verfahren zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs zumindest eines elektrischen Verbrauchers (V1–Vn), insbesondere eines elektrischen Haushaltsgerätes, bei dem der zumindest eine elektrische Verbraucher (V1–Vn) an ein Hausstromnetz (HS) angeschlossen ist, dass das Hausstromnetz (HS) zum Bezug von elektrischer Energie über eine Netzanschlusseinheit (NAE) direkt oder indirekt an ein elektrisches Energieversorgungsnetz (EVN) angeschlossen ist, wobei die Netzanschlusseinheit (NAE) eine Messstelle (MS) zur Erfassung des von dem Hausstromnetz (HS) vom Energieversorgungsnetz (EVN) bezogenen elektrischen Energieverbrauchs bildet und zumindest ein wenigstens einem elektrischen Verbraucher zugeordnetes, vom Haustromnetz (HS) unabhängiges Steuergerät (SG) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines der Messstelle des Hausstromnetzes (HS) vorzugsweise räumlich zugeordneten Identifikationsgerätes (IG) ein die Messstelle (MS) anzeigendes Identifikationssignal (IS) erzeugt und an das Steuergerät (SG) übertragen wird, dass mittels des Identifikationssignals (IG) dem Steuergerät (SG) die Zuordnung zu der Messstelle (MS) angezeigt wird und dass im Steuergerät (SG) die dem elektrischen Verbraucher zugeführte elektrische Energie zeitaufgelöst und bezogen auf die zugeordnete Messstelle (MS) in Form von Verbrauchsdaten (VD) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass versorgungsnetzseitig den aktuell gültigen Strompreis anzeigende Tarifdaten (TD) erzeugt und an das zur strompreisabhängigen Steuerung des wenigstens einen angeschlossenen Verbrauchers (V1) vorgesehene Steuergerät (SG) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuergerätes (SG) abhängig von den empfangenen Tarifdaten (TD) zumindest der wenigstens eine dem Steuergerät (SG) zugeordnete elektrische Verbraucher (V1) an- oder ausgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Identifikationssignals (IS) eine Anschlusskennung (AK) übertragen wird, mittels der die Messstelle (MS) eindeutig identifizierbar ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitaufgelöst erfassten Verbrauchsdaten (VD) im Steuergerät (SG) gespeichert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tarifdaten (TD) über zumindest eine Datenverbindung (DV) von zumindest einer dem Energieversorgungsnetz (EVN) zugeordneten Servereinheit (SE) an das Steuergerät (SG) übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchsdaten (VD) über zumindest eine Datenverbindung (DV) vom Steuergerät (SG) an eine dem Energieversorgungsnetz (EVN) zugeordnete Servereinheit (SE) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tarifdaten (TD) und/oder die Verbrauchsdaten (VD) kontinuierlich oder periodisch übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tarifdaten (TD) und/oder die Verbrauchsdaten (VD) über eine WLAN-Datenverbindung, eine TCP/IP-Datenverbindung, eine DECT-Datenverbindung, eine ZigBee-Datenverbindung und/oder eine GSM-Datenverbindung übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchsdaten (VD) über eine am Steuergerät (SG) vorgesehene Anzeigeeinheit (AE) angezeigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationssignal (IS) drahtlos oder drahtgebunden sowie kontinuierlich oder periodisch durch das Identifikationsgerät (IG) gesendet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Verbrauchsdaten (VD) der jeweils gültige elektrische Energiepreis erfasst wird.
System zur zeitaufgelösten Erfassung des elektrischen Energieverbrauchs zumindest eines elektrischen Verbrauchers (V1–Vn), insbesondere eines elektrischen Haushaltsgerätes, umfassend zumindest einen elektrischen Verbraucher (V1–Vn), der über ein Steuergerät (SG) an ein Hausstromnetz (HS) angeschlossen ist, wobei das Hausstromnetz (HS) zum Bezug von elektrischer Energie über eine Netzanschlusseinheit (NAE) direkt oder indirekt an ein elektrisches Energieversorgungsnetz (EVN) angeschlossen ist, wobei die Netzanschlusseinheit (NAE) eine Messstelle (MS) zur Erfassung des von dem Hausstromnetz (HS) vom Energieversorgungsnetz (EVN) bezogenen elektrischen Energieverbrauchs bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Messstelle (MS) des Hausstromnetzes (HS) ein Identifikationsgerät (IG) vorzugsweise räumlich zugeordnet ist, dass das Identifikationsgerät (IG) zum Erzeugen und Aussenden eines die Messstelle (MS) anzeigendes Identifikationssignal (IS) ausgebildet ist, dass das Steuergerät (SG) zum Empfang und zur Auswertung des Identifikationssignals (IG) ausgebildet ist, wobei mittels dem Identifikationssignal (IS) dem Steuergerät (SG) die Zuordnung zu der Messstelle (MS) angezeigt wird und dass das Steuergerät (SG) zur zeitaufgelösten Erfassung der dem elektrischen Verbraucher zugeführten elektrischen Energie bezogen auf die zugeordnete Messstelle (MS) in Form von Verbrauchsdaten (VD) eingerichtet ist.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (SG) zur strompreisabhängigen Steuerung, insbesondere An- und Abschalten des wenigstens einen angeschlossenen Verbrauchers (V1) ausgebildet ist.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Energieversorgungsnetz (EVN) zumindest eine Servereinheit (SE) zur Erzeugung von den aktuell gültigen Strompreis anzeigende Tarifdaten (TD) und Übertragung der Tarifdaten (TD) an das dem wenigstens einen elektrischen Verbraucher zugeordneten, vom Hausstromnetz (HS) unabhängigen Steuergerät (SG) zugeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationssignal (IS) eine Anschlusskennung (AS) zur eindeutigen Identifikation der Messstelle (MS) gegenüber dem Steuergerät (SG) aufweist.
System nach einem der Ansprüche 13 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationsgerät (IG) Teil der Messstelle (MS) ist.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (SG) als portables, vom Hausstromnetz (HS) unabhängiges Gerät ausgebildet ist.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (SG) als Vorschaltgerät mit einem direkten Anschluss an das Hausstromnetz (HS) ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (SG) im elektrischen Verbraucher (V1–Vn) aufgenommen ist.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationsgerät (IG) zur induktiven oder kapazitiven Einkopplung des Identifikationssignales (IS) in das Hausstromnetz (HS) ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationsgerät (IG) und das Steuergerät (SG) zueinander kompatible Kommunikationsschnittstellen aufweisen.
System nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung der Tarifdaten (TD) und/oder der Verbrauchsdaten (VD) eine Datenverbindung (DV) vorgesehen ist, welche vorzugsweise als WLAN-Datenverbindung, TCP/IP-Datenverbindung, DECT-Datenverbindung, ZigBee-Datenverbindung und/oder GSM-Datenverbindung realisiert ist.