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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung mindestens eines Betriebsparameters eines Gebäudebatteriesystems mit einem Batteriespeicher, der aus mehreren Batterien oder aus mehreren elektrischen Sekundärzellen aufgebaut ist und eine Speicherkapazität von mehr als zwei kWh aufweist. Bevorzugt sind auch größere Systeme mit mehr als 4, 10, 20 oder 40 kWh Speicherkapazität im Einsatz.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung weisen Batteriespeicher von Gebäudebatteriesystemen eine Mehrzahl miteinander gekoppelter Batterien oder eine Mehrzahl miteinander gekoppelter elektrischer Sekundärzellen auf. Die einzelnen Batterien sind wiederum aus einer Mehrzahl Sekundärzellen aufgebaut. Die Batteriespeicher für die Gebäudebatteriesysteme können somit auf- und wieder entladen werden. Aufgrund dieser Eigenschaft lassen sich mit Hilfe derartiger Batteriespeicher elektrische Gebäudebatteriesysteme aufbauen, die nicht für den unmittelbaren Verbrauch benötigte elektrische Energie aus externen Gleich- oder Wechselstromquellen für den zeitlich späteren Bedarf im Gebäude speichern. Derartige Gleich- und Wechselstromquellen sind beispielsweise Photovoltaik-Anlagen, Windkraftanlagen oder aber auch Blockheizkraftwerke. Diese Speichersysteme kommen insbesondere bei der Versorgung privater Haushalte und gewerblicher Betriebe mit elektrischer Energie zum Einsatz. Vor diesem Hintergrund sind Gebäudebatteriesysteme erforderlich, die Energiespeicherkapazitäten von mehr als zwei kWh aufweisen, um wirtschaftlich zu sein. Die Wirtschaftlichkeit errechnet sich vor dem Hintergrund sinkender gesetzlicher Einspeisevergütungen für regenerativ erzeugten Strom und gleichzeitig steigender Preise für elektrische Energie öffentlicher Versorger. Aufgrund der in Deutschland seit 2013 eingeführten staatlichen Förderung für die Anschaffung lokaler elektrischer Gebäudebatteriesysteme, nimmt die Nachfrage nach diesen Systemen deutlich zu. Der Kosten- und Konkurrenzdruck zwischen den Herstellern derartiger Gebäudebatteriesysteme erfordert deren stetige Weiterentwicklung und Vervollkommnung. Dies betrifft insbesondere Verfahren mittels derer derartige Gebäudebatteriesysteme mit ihren menschlichen Nutzern im Gebäude selbst kommunizieren. Im Rahmen dieser Kommunikation wird regelmäßig gewünscht dass der Nutzer über gewisse wichtige Betriebsparameter des Gebäudebatteriesystems informiert wird. Diese Betriebsparameter sind insbesondere:
- • Der Ladezustand des Batteriespeichers mit den Extremfällen „Batteriespeicher voll geladen” und „Batteriespeicher leer”;
- • der Batteriespeicher wird aus regenerativen Energiequellen, beispielsweise in Form einer Photovoltaik- oder Windkraftanlage geladen, wobei ergänzend der Betrag der Leistungsaufnahme von Interesse ist;
- • der Batteriespeicher versorgt den gesamten Bedarf an elektrischer Energie im daran gekoppelten elektrischen Gebäudenetz, wobei auch dabei ergänzend der Betrag der Leistungsabgabe von Interesse ist;
- • der Batteriespeicher ist in einem passiven Zustand, d. h. er wird weder geladen noch versorgt er ganz oder teilweise elektrische Verbraucher im Gebäudenetz;
- • die z. B. in 2013/2014 in Deutschland eingeführte gesetzliche Einspeisebegrenzung wird erreicht;
- • die maximale Abgabeleistungsschwelle des Batteriespeichers ist oder wird überschritten, so dass Energie vom externen Netzversorger benötigt wird, um den elektrischen Energiebedarf im Gebäudenetz zu decken und
- • der Schaltstatus (an oder aus) vom Gebäudebatteriesystem automatisch gesteuerter Funksteckdosen.
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Diese Betriebsparameter kann ein Nutzer derzeit am Markt befindlicher Gebäudebatteriesysteme üblicherweise über ein Display mit Kommunikationsschnittstelle am Batteriespeicher selbst und/oder über eine Softwareschnittstelle an einem PC oder einem Smartphone ablesen. Für die Nutzungsakzeptanz und die Freude und Begeisterung mit der ein Gebäudebatteriesystem gesteuert und überwacht wird, ist es jedoch von Bedeutung ergänzende Wege der Kommunikation zwischen Gebäudebatteriesystem und Nutzer zu entwickeln und zu optimieren.
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Gerade Menschen, die trotz vermeintlich intuitiver Bedienerfreundlichkeit Schwierigkeiten im Umgang mit Software haben und/oder ohnehin den Großteil ihres Arbeitstages mit der Nutzung von Software verbringen, müssen oftmals eine subjektive Schwelle überwinden, wenn sie insbesondere in ihrer Freizeit nach Feierabend in zeitlich signifikantem Umfang an digitalen Endgeräten Software nutzen müssen, um mit technischen Systemen in Kommunikation treten zu können. Ebenfalls stellt es eine in der Mensch-Maschine-Kommunikation eine durchaus beachtliche Hürde dar, wenn man sich zum Zweck der Kommunikation körperlich zu dem üblicherweise im Kellerbereich des Gebäudes befindlichen Batteriespeicher bewegen muss.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Darstellung mindestens eines Betriebsparameters eines Gebäudebatteriesystems zu schaffen, das eine sehr simple und auch unaufdringliche Möglichkeit zur Kommunikation zwischen Mensch und einer Maschine in Form eines Gebäudebatteriesystems bietet.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist das Verfahren folgende Verfahrensschritte auf:
- • Ermitteln des Abstands zwischen einem Menschen und dem Gebäudebatteriesystemsystem, insbesondere dem Batteriespeicher,
- • Vergleichen des ermittelten Abstands mit einem Schwellwert,
- • wenn der Schwellwert als Ergebnis des Vergleichens unterschritten wird,
- • optisches Darstellen mindestens eines Betriebsparameters des Gebäudebatteriesystems in Form einer statischen Projektion und/oder einer dynamischen Projektion in mindestens einer Form ausgewählt aus der Gruppe Schriftzeichen, Symbol und Farbfläche und/oder
- • akustisches Darstellen mindestens eines Betriebsparameters des Gebäudebatteriesystems in Form eines generierten akustischen Signals in mindestens einer Form
ausgewählt aus der Gruppe Einzelton, Dauerton, Mehrfachton, Tonfolge und Geräuschsample.
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Zunächst wird der Abstand zwischen dem Gebäudebatteriesystem und dem Nutzer ermittelt und nach dem Unterschreiten des ermittelten Abstands im Vergleich zu einer vorgegebenen Schwelle wird die optische und/oder akustische Darstellung des mindestens einen Betriebsparameters ausgelöst. Auf diese Weise erfolgt die Informationsvermittlung der Betriebsparameter nur dann, wenn die Möglichkeit der Aufnahme der Information durch die tatsächliche körperliche Nähe gegeben ist. Das heißt beispielsweise im Vorbeigehen am Gebäudebatteriesystem insbesondere am Batteriespeicher stellt dieser vom Nutzer als wichtig voreinstellbare Informationen über Betriebsparameter auf optische und/oder akustische Weise dar. Die optische Darstellung kann dabei sehr simpel und diskret als Projektionsbeleuchtung einer Wand-, Boden- oder Deckenfläche in einem Raum realisiert werden. Zum Beispiel der Ladezustand des Batteriespeichers kann durch unterschiedliche Farben beispielsweise durch ein Ampelspektrum visualisiert werden. Dadurch vermittelt sich dieser Betriebsparameter auf eine äußerst diskrete und unaufdringliche Weise, die sich intuitiv erschließt, wobei die Aufnahme dieser Information keinerlei Mühe bereitet. Ebenso ist denkbar, den Ladezustand mittels eines stilisierten Pegelsymbols oder einer Prozentzahl optisch darzustellen. Für die Maximalzustände Batterie vollständig geladen oder entladen kann neben der Farbe beispielsweise auch die Lichtintensität genutzt werden.
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Wenn der Batteriespeicher durch eine regenerative Energiequelle geladen wird, so lässt sich dies beispielsweise durch eine dynamisch projizierte optische Information zusätzlich oder überlagert zum Füllstand darstellen. Durch die Projektion der optischen Information ist man von der räumlichen Festlegung auf ein Display entkoppelt. Außerdem kann eine Verbindung zwischen dem Gebäudebatteriesystem und dem umgebenden Raum hergestellt werden, weil dieses seine Informationen zu den Betriebsparametern dann ausstrahlt, wenn sich der Nutzer in hinreichender Nähe aufhält.
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Analog verhält es sich mit der ergänzenden oder alternativen akustischen Darstellung. Menschen, die weniger visuell veranlagt sind und sensibler auf akustische Signale reagieren, werden die Möglichkeit schätzen, die Information der Betriebsparameter durch sinnfällige akustische Signale im Vorbeigehen oder in der hinreichenden Annäherung zu erfahren. So kann der Betriebsparameter, des Aufladens des Speichers durch eine regenerative Energiequelle beispielsweise durch ein Wassertröpfeln, das sich bei steigender Leistungsaufnahme zu einem Wasserfallgeräusch in steigert dargestellt werden. Die autarke Versorgung des Gebäudes wird beispielsweise durch eine angenehme Geräuschkulisse in Form von Vogelgezwitscher oder das Rauschen eines Baches. Das Erreichen oder das Vorliegen von Maximal- oder Minimalzuständen und das Überschreiten von Schwellen lässt sich durch sinnfällige Tonsignale, Melodien, Gesprächszitate oder Kommentare kommunizieren. Auf diese Weise erhält der Umgang mit dem täglichen Energieverbrauch und Management eine spielerische Leichtigkeit. Insbesondere für Kinder aber auch für weniger technikaffine Erwachsene erhält der nüchterne Batterieschrank eine Seele eingehaucht. Ähnlich einem Haustier, das in optische und akustische Interaktion mit dem Menschen tritt, wenn man sich ihm nähert.
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In einer bevorzugten konkreten Ausführungsform des Verfahrens wird das Ermitteln des Abstands zum Gebäudebatteriesystem mit Hilfe eines Infrarotsensors durchgeführt. Derartige Infrarotsensoren sind in preisgünstig erhältlichen Bewegungsmeldern verbaut. Derartige Elektronik-Komponenten erlauben einen hohen Grad an Funktionalität für geringe Kosten. So kann die Erkennungsschwelle und der auf Infrarotstrahlung zu überwachende Raumwinkelbereich einfach eingestellt werden, um eine unerwünschte Aktivierung beispielsweise durch Kinder oder Haustiere zu reduzieren oder auszuschließen.
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Ergänzend oder alternativ zur Ermittlung des Abstandes zwischen Gebäudebatteriesystem und einem Menschen mittels eines vorangehend beschriebenen Infrarotsensors ist es weiterhin vorteilhaft, dass das Ermitteln des Abstands zum Gebäudebatteriesystem mit Hilfe von Mobilfunkzellendaten und/oder GPS-Daten eines Smartphones durchgeführt wird, auf dem ein Softwareprodukt zur Steuerung und Überwachung des Gebäudebatteriesystems installiert ist. Für die Steuerung und Überwachung moderner Gebäudebatteriesysteme sind derartige Softwareprodukte als Smartphone-Apps erhältlich. Bei einer entsprechenden softwareseitigen Autorisierung kann das Gebäudebatteriesystem erkennen, wie in welchem Abstand sich eines oder mehrere der diesem System zur Steuerung und Überwachung zugeordnete Smartphones befinden. Die Gebäudebatteriesysteme sind üblicherweise an festen Orten installiert, so dass dort nur einmalig die Lage in Form von GPS-Daten oder der zugehörigen Mobilfunkzelle zu hinterlegen sind. Auch die zeitliche Veränderung des Abstands zwischen dem Nutzer mit seinem Smartphone und dem Gebäudebatteriesystem ist einfach ermittelbar. Dadurch erkennt das System, dass sich ein Nutzer dem Gebäude nähert. Ist die unmittelbare Nähe zum Standort des Gebäudebatteriesystems erreicht, so veranlasst das Verfahren die optische und/oder akustische Darstellung der Betriebsparameter des Gebäudebatteriesystems.
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Zur weiteren Verfeinerung für den Verfahrensschritt des Ermittelns des Abstands zum Gebäudebatteriesystem wird ergänzend eine Analyse der Leistungsaufnahme definierter elektrischer Verbraucher in einem mit dem Gebäudebatteriesystem gekoppelten Gebäudeversorgungsnetz durchgeführt. So kann beispielsweise die Annäherung des Nutzers wie vorangehend beschrieben durch Kopplung an dessen Smartphone-Daten ermittelt werden. Wenn dann beispielsweise weiterhin berücksichtigt wird, dass es zur aktuellen Tageszeit so dunkel ist, dass im Gebäude nach Ankunft der Nutzer Lichtschalter betätigt werden, so ist die Leistungsaufnahme der Beleuchtung im Eingangsbereich ein für das Gebäudebatteriesystems sicheres Indiz für die räumliche Nähe des Nutzers zum Gebäudebatteriesystem. Nach einer voreinstellbaren Zeit wird dem Nutzer dann optisch und/oder akustisch mitgeteilt, wie es um wichtige Betriebsparameter des Gebäudebatteriesystems steht ohne dass dafür irgendein digitales Endgerät genutzt oder Tasten an Displays zu drücken sind. Weiterhin ist denkbar, dass die optische und/oder akustische Darstellung der Betriebsparameter immer nur für einen vom Nutzer voreinstellbaren definierten Zeitraum vorgenommen werden. Oder auch eine vom Nutzer gewünschte regelmäßige Informationsvermittlung beispielsweise im Stundentakt kann gewünscht sein.
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Ebenso wäre es denkbar, dass der Nutzer selbst entscheidet, dass beispielsweise das Anschalten des Fernsehers, oder der Mikrowelle am Morgen oder am Abend gleichzeitig die optische und/oder akustische Kommunikation mit dem Gebäudebatteriesystem aktiviert.
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Für die akustische Darstellung der Betriebsparameter ist es vorteilhaft, wenn eine Lautstärkeeinstellung in Abhängigkeit vom Betrag des ermittelten Abstands zwischen Mensch und Gebäudebatteriesystem vorgenommen wird. Dies kann auch in Abhängigkeit einer Mehrzahl von Informationen vorgenommen werden. Wenn beispielsweise der Infrarotsensor ermittelt, dass sich ein Mensch nahe am Gebäudebatteriesystem befindet so wird die Lautstärke in einem geeigneten Maße reduziert.
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Hinsichtlich der optischen Darstellung der Betriebsparameter wird bevorzugt eine optische Leistungseinstellung der Projektion in Abhängigkeit der Umgebungsbeleuchtung vorgenommen. Dies ist insbesondere erforderlich, wenn das Gebäudebatteriesystem mit seinem Batteriespeicher in Räumen aufgestellt ist, in denen tageszeitabhängig starke Helligkeitsunterschiede auftreten.
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Eine bevorzugte Weiterbildung aller vorangehenden Verfahren sieht vor, dass die optische Darstellung und/oder die akustische Darstellung des mindestens einen Betriebsparameters des Gebäudebatteriesystems an einem Kommunikationsort beabstandet vom Batteriespeicher des Gebäudebatteriesystems durchgeführt wird. Die Batteriespeicher befinden sich oftmals in Kellerräumen, die von den Nutzern nicht regelmäßig aufgesucht werden. Dann ist es von Vorteil, wenn an einem anderen Ort nach Wahl des Nutzers im Gebäude – dem gewählten Kommunikationsort – die Darstellung der Informationen zu den Betriebsparametern vorgenommen wird. Dazu wird ein Datenaustausch zum Kommunikationsort mittels einer Funkverbindung und/oder mittels einer Datenübertragung in einem elektrischen Gebäudeversorgungsnetz durchgeführt. Auf diese Weise erhält der Nutzer eine weitestgehend freie Gestaltungsmöglichkeit an welchem Ort im Gebäude die optische und/oder akustische Vermittlung der Informationen zu den Betriebsparametern vorgenommen werden soll.
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Für alle Varianten der vorangehend beschriebenen Verfahren ist ein Kommunikationssystem zum optischen Darstellen und/oder zum akustischen Darstellen mindestens eines Betriebsparameters eines Gebäudebatteriesystems mit einem Batteriespeicher mit einer Speicherkapazität von mehr als 2 kWh vorgesehen. Dazu weist es die folgenden Merkmale auf: eine Steuereinrichtung mit einer Abstandsermittlungeinheit, eine optische Projektionseinrichtung und/oder eine Lautsprechereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung mit der Abstandsermittlungseinheit derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass sie ein Verfahren mit vorangehend beschriebenen Merkmalen durchführt.
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Als Projektionseinrichtung können alle Leuchtmittel, auch einfachste in Form von Glühbirnen, bevorzugt aber LED-Leuchtmitteln dienen. Insbesondere die LED-Leuchtmittel ermöglichen ein breites Spektrum an Beleuchtungsvarianten hinsichtlich Intensität und Farbmischung und sind daher als Leuchtmittel der Projektionseinrichtung prädestiniert. Auch das Beleuchten eines Körpers mittels eines Leuchtmittels ohne dazwischen angeordnete Optik ist als Projektion im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Eine Abbildungsoptik kann vorgesehen sein, ist jedoch nicht zwingend. Ebenso sind Laserdioden als Leuchtmittel einsetzbar, bei denen beispielsweise über geeignete Optiken den gewünschten Projektionseffekt erzielt wird. So genannte Microbeamer ermöglichen ein breites und flexibles Spektrum an Projektionsvarianten. Ebenso ist die Kombination einer Lichtquelle mit einem holographisch optischen Element für die optische Darstellung möglich.
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Eine erste Ausführungsform des Kommunikationssystems ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Vorrichtung in einem Gehäuse eines Batteriespeichers integriert ist. Dadurch ist die räumliche Nähe mit dem Batteriespeicher als Herzstück des Gebäudebatteriesystems hergestellt. In der Vermittlung der Informationen erscheint es dann so, also ob der Batteriespeicher selbst mittels optischer und/oder akustischer Signale mit seiner Umgebung über seinen Betriebszustand in Kommunikation tritt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass die Vorrichtung einen Projektionskörper aufweist, der aus dem Gehäuse des Batteriespeichers heraus beweglich ist oder an dem Gehäuse des Batteriespeichers beweglich angebracht ist. Bei einem solchen Projektionskörper kann es sich beispielsweise um eine flächige Leinwand handeln. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sich Wände, Decken oder Bodenbereiche in der Umgebung des Batteriespeichers schlecht zur Projektion optischer Informationen eignen.
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Eine zweite Ausführungsform des Kommunikationssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die optische Projektionseinrichtung und/oder die Lautsprechereinrichtung mobil ausgebildet sind und das Kommunikationssystem eine Datenübertragungseinrichtung zum Transfer von Daten zur Darstellung des mindestens einen Betriebsparameters an die optische Projektionseinrichtung und/oder an die Lautsprechereinrichtung aufweist. Dadurch lässt sich die räumliche Nähe zwischen Batteriespeicher und dem Ort der Darstellung der optischen und/oder akustischen Information aufheben. Der Nutzer kann selbst entscheiden, wo im Gebäude die Darstellung der Information erfolgen soll. Auch für diese Variante ist es von Vorteil, wenn das Kommunikationssystem im Bereich der optischen Projektionseinrichtung einen Projektionskörper aufweist falls sich die Umgebung nicht gut für eine Projektion der optisch aufbereiteten Informationen eignet. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Leinwand oder um eine miniaturisierte Nachbildung des Batteriespeichers selbst handeln, der stellvertretend für den echten Batteriespeicher im Keller mit dem Nutzer nach hinreichender Annäherung in Kommunikation tritt.