DE102014211087A1 - Verfahren und Steuergerät zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems - Google Patents

Verfahren und Steuergerät zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems Download PDF

Info

Publication number
DE102014211087A1
DE102014211087A1 DE102014211087.4A DE102014211087A DE102014211087A1 DE 102014211087 A1 DE102014211087 A1 DE 102014211087A1 DE 102014211087 A DE102014211087 A DE 102014211087A DE 102014211087 A1 DE102014211087 A1 DE 102014211087A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
charging
signal
determining
time
energy storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014211087.4A
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Lethmate
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102014211087.4A priority Critical patent/DE102014211087A1/de
Publication of DE102014211087A1 publication Critical patent/DE102014211087A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10Photovoltaic [PV]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (340) zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher (102) eines Fotovoltaik-Systems (100). Das Verfahren (340 umfasst einen Schritt des Einlesens (342) eines Ladesignals (222) und eines Zeitsignals (224) sowie einen Schritt des Ermittelns (344) eines Ladeparameters (230) ansprechend auf das Ladesignal (222) und das Zeitsignal (224), um eine Ladestromanpassung für den Energiespeicher (102) zu realisieren. Dabei repräsentiert das Ladesignal (222) einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers (102), und das Zeitsignal (224) repräsentiert den aktuellen Zeitpunkt. Der Ladeparameter (230) repräsentiert einen Zielladestrom für den Energiespeicher (102) und/oder eine Zielleistung für den Energiespeicher (102) und/oder eine davon abgeleitete Größe.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems, auf ein entsprechendes Steuergerät sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
  • Gesetzlich müssen Wechselrichter in der Fotovoltaik bei Verwendung eines Energiespeichers, beispielsweise einer Batterie auf 60% der Leistung abgeregelt bzw. gedrosselt werden. Wenn die restliche Energie nicht gespeichert werden kann, weil die Batterie bereits geladen ist und sie im Haushalt nicht verbraucht wird, geht sie für den Besitzer nutzlos verloren. Der Wechselrichter muss in diesem Fall seinen Maximum-Power-Point (MPP) verlassen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems, weiterhin Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Ein Ladestrom für einen Energiespeicher kann optimiert werden, indem eine maximale Ladung des Energiespeichers zu einem vorabdefinierten Zeitpunkt erfolgt und der Ladestrom so angepasst wird, dass erst zu dem vorabdefinierten Zeitpunkt der Energiespeicher vollgeladen ist.
  • Es wird ein Verfahren zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
    Einlesen eines Ladesignals und eines Zeitsignals, wobei das Ladesignal einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers repräsentiert, und wobei das Zeitsignal den aktuellen Zeitpunkt repräsentiert; und
    Ermitteln eines Ladeparameters ansprechend auf das Ladesignal und das Zeitsignal, um eine zeitlich adaptive Ladestromanpassung für den Energiespeicher zu realisieren, wobei der Ladeparameter beispielsweise einen Zielladestrom für den Energiespeicher und/oder eine Zielleistung für den Energiespeicher und/oder eine davon abgeleitete Größe repräsentieren kann.
  • Im Schritt des Ermittelns kann der Ladeparameter unter Verwendung der Kenndaten des Energiespeichers ermittelt werden. Die Kenndaten können im Schritt des Einlesens eingelesen werden. Die Kenndaten können beispielsweise einen oder mehrere Werte umfassen. Beispielsweise können die Kenndaten einen Wert einer Batteriekapazität des Energiespeichers und/oder eine Zeitinformation über einen Zielzeitpunkt des einen vorbestimmten Ladezustand aufweisenden Energiespeichers und/oder einen Spannungswert des den vorbestimmten Ladezustand aufweisenden Energiespeichers und/oder einen aktuellen Spannungswert des Energiespeichers umfassen. Somit kann im Schritt des Ermittelns der Ladeparameter unter Verwendung eines Werts einer Batteriekapazität des Energiespeichers bestimmt werden. Der Ladeparameter kann im Schritt des Ermittelns unter Verwendung einer Zeitinformation über einen Zielzeitpunkt des einen vorbestimmten Ladezustand aufweisenden Energiespeichers bestimmt werden. Ferner kann im Schritt des Ermittelns der Ladeparameter unter Verwendung von einem Spannungswert des einen vorbestimmten Ladezustand aufweisenden Energiespeichers und ergänzend oder alternativ einem aktuellen Spannungswert des Energiespeichers bestimmt werden. Bei dem einen vorbestimmten Ladezustand aufweisenden Energiespeicher kann es sich beispielsweise um einen vollgeladenen oder um einen teilgeladenen Energiespeicher handeln. Die Verwendung eines reduzierten Ladezustands als vorbestimmter Ladezustand kann sinnvoll sein, wenn der volle Ladezustand, beispielsweise aufgrund ungünstiger Witterungsbedingungen im Winter, voraussichtlich nicht erreicht wird. Vorteilhaft kann ein genauer Ladeparameter unter Berücksichtigung von Randparametern des Energiespeichers ermittelt werden.
  • In einem dem Schritt des Ermittelns vorausgehenden Schritt des Bestimmens kann der Zielzeitpunkt unter Verwendung eines astronomischen Sonnenstands ermittelt werden. So kann der Zielzeitpunkt an den Sonnenstand zu unterschiedlichen Jahreszeiten angepasst werden. Auch kann der Zielzeitpunkt unter Verwendung von Wetterdaten, historischer Verbrauchsdaten oder historischer Produktionsdaten ermittelt werden. Bei den Wetterdaten kann es sich um historische und ergänzend oder alternativ prognostizierte Wetterdaten handeln.
  • Im Schritt des Ermittelns kann der Ladeparameter unter Verwendung historischer Verbrauchsdaten und ergänzend oder alternativ historischer Produktionsdaten bestimmt werden. Die historischen Daten können für eine Vorhersage verwendet werden.
  • Im Schritt des Ermittelns kann der Ladeparameter unter Verwendung von Wetterdaten bestimmt werden. Die Wetterdaten können eine Prognose einer Sonneneinstrahlung repräsentieren. Dadurch kann der zukünftig zur Verfügung stehende Ladestrom abgeschätzt werden.
  • Ferner kann das Verfahren einen dem Schritt des Einlesens vorausgehenden Schritt des Erfassens des Ladesignals und ergänzend oder alternativ des Zeitsignals aufweisen. Dadurch können zum Ausführen des Verfahrens relevante Parameter zur Verfügung gestellt werden.
  • Das Verfahren kann einen dem Schritt des Ermittelns folgenden Schritt des Bereitstellens des Ladeparameters aufweisen. Damit kann ein Steuersignal für die Ladestromanpassung für den Energiespeicher bereitgestellt werden.
  • Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
  • Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Fotovoltaik-Systems mit einem Energiespeicher gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 eine grafische Darstellung von Kennlinien eines Fotovoltaik-Systems mit einem Energiespeicher gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 5 zeigt eine grafische Darstellung kennzeichnender Signalverläufe eines Fotovoltaik-Systems mit einem Energiespeicher ohne eine Ladestromanpassung:
    gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 6 zeigt eine grafische Darstellung kennzeichnender Signalverläufe eines Fotovoltaik-Systems mit einem Energiespeicher mit einer Ladestromanpassung:
    gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fotovoltaik-Systems 100 mit einem Energiespeicher 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Ein Haus 104, auch als Haushalt 104 bezeichnet, weist das Fotovoltaik-System 100 auf. Auf einem Dach des Hauses ist ein Solarmodul 106, oder Fotovoltaikmodul 106 installiert, welches mit einem Wechselrichter 108 verbunden ist. Das Fotovoltaik-System 100 umfasst das Solarmodul 106, den Wechselrichter 108 sowie den Energiespeicher 102. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher 102 als eine Batterie 102 beziehungsweise ein Akkumulator 102 ausgeführt. Der Wechselrichter 108 weist ein Steuergerät 110 zur Ladestromanpassung für den Energiespeicher 102 des Fotovoltaik-Systems 100 auf. Das Steuergerät 110 wird in 2 ausführlicher beschrieben.
  • Der Wechselrichter 108 ist mit einem Hausnetz 112 in dem Haus 104 verbunden. An dem Hausnetz 112 sind elektrische Verbraucher 114 angeschlossen. Weiterhin ist der Wechselrichter 108 mit einem Stromnetz 116 verbunden. Elektrische Energie, die von dem Fotovoltaik-System 100 erzeugt wird, kann in das Hausnetz 112, in das Stromnetz 116 oder in den Energiespeicher 102 eingespeist werden. Dabei ist eine Steuerung des Wechselrichters 108 ausgebildet, die von dem Fotovoltaik-System 100 erzeugte elektrische Energie in wechselnden Anteilen in die genannten Netze bzw. den Energiespeicher 102 zu leiten.
  • Ein Aspekt der in 2 detaillierter beschriebenen Idee ist es, den Kundennutzen einer erhöhten Wirtschaftlichkeit einer Fotovoltaik-Anlage 100 mit Energiespeicher 102 zu erhöhen. Dabei kann der Wechselrichter 108 seinen optimalen Betriebspunkt oder Arbeitspunkt (MPP) beibehalten und somit eine optimierte Fotovoltaik-Produktion erzielen. Vorteilhaft liefert der Energiespeicher 102 länger, insbesondere auch in den Nachtstunden, elektrische Energie. Der Besitzer kommt mit seiner Batterie länger durch die Nachtstunden, um seinen Eigenbedarf zu decken. Dies führt zu einer Erhöhung des Eigenverbrauchs, der je nach Inbetriebnahme vergütet wird, die Strombezugskosten reduziert oder zur Netzstabilisierung beiträgt.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Steuergeräts 110 zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fotovoltaik-System kann es sich um das in 1 beschriebene Fotovoltaik-System mit einem Energiespeicher handeln. Somit kann es sich bei dem Steuergerät 110 um das in 1 gezeigte und beschriebene Steuergerät 110 handeln. Das Steuergerät 110 weist eine Schnittstelle 220 zum Einlesen eines Ladesignals 222, eines Zeitsignals 224 und optional von Kenndaten 226 des Energiespeichers auf. Eine Einrichtung 228 zum Ermitteln eines Ladeparameters 230 ist ausgebildet, den Ladeparameter 230 ansprechend auf das Ladesignal 222, das Zeitsignal 224 und optional die Kenndaten 226 des Energiespeichers zu ermitteln. Das Ladesignal 222 repräsentiert einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers. Das Zeitsignal 224 repräsentiert die aktuelle Zeit bzw. einen aktuellen Zeitpunkt. Die Kenndaten 226 des Energiespeichers können als fest hinterlegte Parameter in der Schnittstelle 220 gespeichert sein. Der Ladeparameter 230 schafft eine Kenngröße, um eine Ladestromanpassung für den Energiespeicher zu ermöglichen. Entsprechend ist die in 1 beschriebene Steuerung des Wechselrichters ausgebildet, unter Verwendung des Ladeparameters 230 einen Zielladestrom für den Energiespeicher oder eine Zielleistung für den Energiespeicher einzustellen und zu steuern. Selbstverständlich kann als Steuerungsgröße auch eine von dem Zielladestrom oder der Zielleistung abgeleitete Größe verwendet werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel des Steuergeräts 110 ist die Einrichtung 228 zum Ermitteln des Ladeparameters 230 ausgebildet den Ladeparameter 230 unter Verwendung einer maximalen Batteriekapazität oder Ladekapazität des Energiespeichers, einer festen oder variablen Zeitinformation über einen Zielzeitpunkt, zu dem der Energiespeicher vollgeladen sein soll, oder unter Verwendung einer Information über eine zu erzielende Spannung des vollgeladenen Energiespeichers oder dem aktuellen Spannungswert des Energiespeichers zu bestimmen.
  • In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Steuergerät 110 eine Einrichtung zum Bestimmen der variablen Zeitinformation über den Zielzeitpunkt auf, wobei der Zielzeitpunkt unter Verwendung des astronomischen Sonnenstandes in Bezug auf das aktuelle Datum und die geografische Lage des Fotovoltaik-Systems bestimmt wird.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 228 zum Ermitteln des Ladeparameters 230 ausgebildet, den Ladeparameter 230 unter Verwendung historischer Verbrauchsdaten oder historischer Produktionsdaten des Fotovoltaik-Systems zu bestimmen. Optional ist die Einrichtung 228 zum Ermitteln des Ladeparameters 230 ausgebildet, den Ladeparameter 230 unter Zuhilfenahme von Wetterdaten zu bestimmen, wobei es sich bei den Wetterdaten um eine Prognose insbesondere der Sonneneinstrahlung handelt.
  • In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Steuergerät 110 eine Erfassungseinrichtung auf, die ausgebildet ist, das Ladesignal 222 und gleichzeitig oder alternativ das Zeitsignal 224 zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise als ein Analog-Digital-Wandler ausgeführt sein.
  • Weiterhin umfasst das Steuergerät 110 eine Schnittstelle 232 zum Bereitstellen des Ladeparameters 230. Die Schnittstelle 232 ist ausgebildet, ein Steuersignal, insbesondere als Ladeparameter 230, für die Ladestromanpassung für den Energiespeicher bereitzustellen.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät 110 ausgebildet, das in 3 beschriebene Verfahren 300 zur Ladestromanpassung für den Energiespeicher des Fotovoltaik-Systems in den beschriebenen Einrichtungen auszuführen.
  • Das Steuergerät 110 schafft eine Ladestromanpassung eines Energiespeichers zur Vermeidung von Abregelungen durch den Netzbetreiber in der Fotovoltaik. Vorteilhaft wird ein MPP-Verlust einer Solargeneratoranlage bei gesetzlich vorgeschriebener Abregelung auf aktuell (Stand 2013) 70% der installierten Leistung vermieden (bzw. 60% bei Antrag einer staatlichen Förderung).
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 340 zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fotovoltaik-System kann es sich um das in 1 beschriebene Fotovoltaik-System 100 mit einem Energiespeicher 102 handeln. Das Verfahren 340 umfasst einen Schritt 342 des Einlesens eines Ladesignals, eines Zeitsignals und optional von Kenndaten des Energiespeichers sowie einen Schritt 344 des Ermittelns eines Ladeparameters ansprechend auf das Ladesignal und das Zeitsignal auf. Dabei repräsentiert das Ladesignal einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers. Das Zeitsignal repräsentiert den aktuellen Zeitpunkt. Der Ladeparameter repräsentiert einen Zielladestrom für den Energiespeicher und/oder eine Zielleistung für den Energiespeicher und/oder eine davon abgeleitete Größe. Das Verfahren 340 eignet sich zur Ladestromanpassung für den Energiespeicher. Ein AC-seitig oder DC-seitig an die PV-Anlage gekoppelter Speicher ist für die vorgeschlagene Ladestromanpassung beidermaßen möglich.
  • Das Verfahren 340 weist einen optionalen Schritt 346 des Bestimmens des Zielzeitpunkts unter Verwendung eines astronomischen Sonnenstands auf. Der optionale Schritt 346 des Bestimmens geht dem Schritt 344 des Ermittelns voraus. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der optionale Schritt 346 des Bestimmens nach dem Schritt 342 des Einlesens ausgeführt.
  • Optional geht dem Schritt 342 des Einlesens ein Schritt 348 des Erfassens voraus, in dem das Ladesignal und/oder das Zeitsignal erfasst wird.
  • Ebenfalls optional ist ein Schritt 350 des Bereitstellens, der nach dem Schritt 344 des Ermittelns ausgeführt werden kann. Im Schritt 350 des Bereitstellens wird der Ladeparameter als ein Steuersignal zur Ladestromanpassung bereitgestellt.
  • Der vorgeschlagene Ansatz stellt eine Spielart dar, wie die potenziell abgeregelte Energie ins öffentliche Netz eingespeist werden kann, indem der Energiespeicher langsamer und dadurch später geladen wird. Zu diesem Zweck wird der Ladestrom entsprechend adaptiert. Optimal wäre es, den Energiespeicher zum spätestmöglichen Zeitpunkt des Tages vollzuladen. Ladekurven von Fotovoltaikspeichern zeigen bei guter Einstrahlung einen linearen Anstieg der Ladekurve gefolgt von einem Plateau um die Mittagszeit (Speicher ist voll), wie dies auch in 4 dargestellt ist. Der Ladestrom wird in einem Ausführungsbeispiel beispielhaft wie folgt begrenzt, bis der Energiespeicher zum Zeitpunkt Ttrt vollgeladen sein wird:
    Figure DE102014211087A1_0002
  • Dabei haben die Symbole die folgende Bedeutung:
  • C
    Batteriekapazität
    SOC
    „State of Charge“; aktueller Ladezustand der Batterie in Prozent.
    IMRSOLL
    Zielladestrom
    Ttrt
    Zeitpunkt, zu dem die Batterie vollgeladen sein soll.
    t
    Aktueller Zeitpunkt
    VMR
    Batteriespannung bei voller Ladung
    v
    Aktuelle Batteriespannung
  • Alternativ kann statt des Zielladestroms IMRSOLL eine Zielleistung LSOLL = C(1 – SOC)/(Ttrt – t) an den Wechselrichter geschickt werden. Der Zeitpunkt Ttrt kann in weiteren Ausbaustufen an den astronomischen Sonnenstand angepasst werden, da beispielsweise um die Sommersonnenwende der Zeitpunkt Ttrt später als sonst sein kann, oder statistisch aus den vorherigen Einstrahlungsdaten und Haushaltslasten der vorherigen Tage (beispielsweise unter Berücksichtigung von Wochentagen, da an Wochenenden ein größerer Verbrauch vorliegt) oder mithilfe von Wetterdaten (Prognose der Sonneneinstrahlung) angepasst werden.
  • 4 zeigt eine grafische Darstellung einer Kennlinie 460 eines Fotovoltaik-Systems mit einem Energiespeicher gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem kartesischen Koordinatensystem wird ein Ladezustand eines Energiespeichers über die Zeit dargestellt. Bei dem Energiespeicher kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 beschriebenen Energiespeichers 102 handeln. Auf der Abszisse des kartesischen Koordinatensystems ist die Zeit und auf der Ordinate die Energie in Kilowatt [kW] beziehungsweise der Ladezustand in Prozent [%] dargestellt. Bei dem gezeigten Signalverlauf 460 ist abzulesen, dass der Ladezustand der Batterie in der Nacht auf null Prozent abgesunken ist und am Vormittag die Batterie vollgeladen wird, auf dem Niveau von 11 Uhr bis 20 Uhr verbleibt, um dann langsam entladen zu werden. Ein Aspekt der vorgestellten erfinderischen Idee ist es, den mit Ttrt bezeichneten Zeitpunkt, zu dem der Energiespeicher vollgeladen sein soll, nach hinten zu verschieben, also beispielsweise wie eingezeichnet auf 15 Uhr und den Ladestrom 462 entsprechend anzupassen. Alternativ kann der Zeitpunkt Ttrt einen Zeitpunkt definieren, bei dem der Energiespeicher einen vorbestimmten Ladezustand aufweist, der geringer als ein maximal möglicher Ladezustand des Energiespeichers ist. Beispielsweise kann ein solcher reduzierter Ladezustand bei 75% des maximal möglichen Ladezustands liegen. Ein solcher vorbestimmter Ladezustand kann beispielsweise witterungsbedingt oder jahreszeitlich bedingt eingestellt werden. Wie in 4 gezeigt, wird der Energiespeicher 102 vormittags langsamer geladen, um den Zeitpunkt Ttrt zeitlich nach hinten zu verschieben. Dies kann durch eine geeignete Drosselung des Ladestroms erreicht werden..
  • 5 zeigt eine grafische Darstellung kennzeichnender Signalverläufe eines Fotovoltaik-Systems mit einem Energiespeicher ohne eine Ladestromanpassung, gezeigt an drei aufeinanderfolgenden Sommertagen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Signalverläufe sind in einem kartesischen Koordinatensystem dargestellt, wobei die Abszisse eine Zeit in Stunden und die Ordinate eine Leistung in Watt beziehungsweise den Ladezustand als Anteil der Batteriekapazität darstellt. Bei den dargestellten Signalverläufen handelt es sich bei dem mit „PV“ gekennzeichneten Signalverlauf 501 um eine Darstellung der Leistung aus der PV-Anlage in Watt, bei dem mit „Load“ gekennzeichneten Signalverlauf 503 um eine Darstellung der Haushaltslast in Watt oder mit anderen Worten um einen Verbrauch im Haushalt, sowie bei dem mit „SOC“ gekennzeichneten Signalverlauf 505 um einen „State of Charge“, das heißt, einen aktuellen Ladezustand der Batterie als Anteil der Batteriekapazität.
  • Die Leistung der PV-Anlage, mit dem Signalverlauf PV dargestellt, stellt sich derart dar, dass an dem gewählten Beispiel an den drei aufeinanderfolgenden Sommertagen von 6 Uhr an Strom erzeugt wird, wobei ab 12 Uhr bis spätestens 18 Uhr die Leistung abnimmt, um dann in den Nachtstunden seitens der Solarzellen keinen Strom weiter zur Verfügung zu stellen. Der Signalverlauf der Haushaltslast Load zeigt eine Grundlast und Lastspitzen oder Verbrauchsspitzen insbesondere morgens sowie Nachtmittags am letzten Tag. Der Ladezustand SOC der Batterie beginnt morgens um 6 Uhr anzusteigen, um im Zeitraum von ca. 9 Uhr bis 18:00 Uhr eine vollgeladene Batterie zu zeigen. Dann sinkt der Ladezustand kontinuierlich bis zum Morgen des darauffolgenden Tages.
  • 6 zeigt eine grafische Darstellung kennzeichnender Signalverläufe eines Fotovoltaik-Systems mit einem Energiespeicher mit einer Ladestromanpassung: gezeigt an drei aufeinanderfolgenden Sommertagen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung weist eine Ähnlichkeit zu 5 auf, wobei sich der Ladezustand SOC der Batterie unterscheidet. In 6 weist die Ladekurve eine im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel in 5 weniger steile und „durchhängende“ Ladekurve auf. So verläuft die Ladekurve ohne Optimierung gerader. Als Zielzeit ist in diesem Fall 12h als wirtschaftliches Optimum gewählt.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
  • Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims (10)

  1. Verfahren (340) zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher (102) eines Fotovoltaik-Systems (100), wobei das Verfahren (340) die folgenden Schritte aufweist: Einlesen (342) eines Ladesignals (222) und eines Zeitsignals (224), wobei das Ladesignal (222) einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers (102) repräsentiert, und wobei das Zeitsignal (224) den aktuellen Zeitpunkt repräsentiert; und Ermitteln (344) eines Ladeparameters (230) ansprechend auf das Ladesignal (222) und das Zeitsignal (224), um eine zeitlich adaptive Ladestromanpassung für den Energiespeicher (102) zu realisieren.
  2. Verfahren (340) gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt des Einlesens (342) Kenndaten (226) des Energiespeichers (102) eingelesen werden und im Schritt (344) des Ermittelns der Ladeparameter (230) unter Verwendung der Kenndaten (226) ermittelt wird, wobei die Kenndaten (226) einen Wert einer Batteriekapazität des Energiespeichers (102) und/oder eine Zeitinformation über einen Zielzeitpunkt des einen vorbestimmten Ladezustand aufweisenden Energiespeichers (102) und/oder einen Spannungswert des den vorbestimmten Ladezustand aufweisenden Energiespeichers (102) und/oder einen aktuellen Spannungswert des Energiespeichers (102) umfassen.
  3. Verfahren (340) gemäß Anspruch 2, mit einem dem Schritt (344) des Ermittelns vorausgehenden Schritt (346) des Bestimmens des Zielzeitpunkts unter Verwendung eines astronomischen Sonnenstands.
  4. Verfahren (340) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (344) des Ermittelns der Ladeparameter (230) unter Verwendung historischer Verbrauchsdaten und/oder historischer Produktionsdaten bestimmt wird.
  5. Verfahren (340) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (344) des Ermittelns der Ladeparameter (230) unter Verwendung von Wetterdaten bestimmt wird, wobei die Wetterdaten eine Prognose einer Sonneneinstrahlung repräsentieren.
  6. Verfahren (340) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem dem Schritt (342) des Einlesens vorausgehenden Schritt (348) des Erfassens des Ladesignals (222) und/oder des Zeitsignals (224).
  7. Verfahren (340) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem dem Schritt (344) des Ermittelns folgenden Schritt (350) des Bereitstellens des Ladeparameters (230), um ein Steuersignal für die Ladestromanpassung für den Energiespeicher (102) bereitzustellen.
  8. Steuergerät (110), das ausgebildet ist, um alle Schritte eines Verfahrens (340) gemäß Anspruch 1 durchzuführen.
  9. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (340) nach Anspruch 1 durchzuführen.
  10. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.
DE102014211087.4A 2014-06-11 2014-06-11 Verfahren und Steuergerät zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems Pending DE102014211087A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014211087.4A DE102014211087A1 (de) 2014-06-11 2014-06-11 Verfahren und Steuergerät zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014211087.4A DE102014211087A1 (de) 2014-06-11 2014-06-11 Verfahren und Steuergerät zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014211087A1 true DE102014211087A1 (de) 2015-12-17

Family

ID=54706550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014211087.4A Pending DE102014211087A1 (de) 2014-06-11 2014-06-11 Verfahren und Steuergerät zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014211087A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116454949A (zh) * 2023-04-19 2023-07-18 国网宁夏电力有限公司 一种光储充放电智能控制系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140070756A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 Stem, Inc Method for balancing frequency instability on an electric grid using networked distributed energy storage systems
DE102014206892A1 (de) * 2013-08-26 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Energiespeichers für eine Fotovoltaikanlage

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140070756A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 Stem, Inc Method for balancing frequency instability on an electric grid using networked distributed energy storage systems
DE102014206892A1 (de) * 2013-08-26 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Energiespeichers für eine Fotovoltaikanlage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116454949A (zh) * 2023-04-19 2023-07-18 国网宁夏电力有限公司 一种光储充放电智能控制系统
CN116454949B (zh) * 2023-04-19 2023-11-14 国网宁夏电力有限公司 一种光储充放电智能控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019149428A1 (de) Verfahren und regelvorrichtung zur regelung eines elektrischen leistungstransfers sowie stromnetz
DE102014203074A1 (de) Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem, Steuerungsverfahren und Steuerungsprogramm für ein Photovoltaik-Leistungserzeugungssystem
DE112014002875T5 (de) Ladesteuereinrichtung
DE102011083203A1 (de) Systems and Methods for Providing Power to a Load based upon a control Strategy
DE102011090141A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Nutzung elektrischer Energie einer an ein Hausstromnetz angeschlossenen Einrichtung zur Erzeugung erneuerbarer elektrischer Energie
DE102017203249A1 (de) Energiemanagement-Verfahren für ein Energiesystem und Energiesystem
CN108475940A (zh) 用于管理替代能量源与存储设备之间的功率流的方法和装置
EP3058615A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einstellen einer maximal-entladetiefe eines energiespeichers für eine zeitperiode
WO2014023724A2 (de) Photovoltaikspeichersystem
DE102011118900A1 (de) Energieverwaltungsverfahren und -System und computerlesbares Speichermedium, um das Verfahren zu speichern
EP3039765B1 (de) Verfahren und steuergerät zum betreiben eines energiespeichers für eine fotovoltaikanlage
DE102014211087A1 (de) Verfahren und Steuergerät zur Ladestromanpassung für einen Energiespeicher eines Fotovoltaik-Systems
DE102011103600A1 (de) Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung, insbesondere Anlage oder Maschine, zur optimalen Ausnutzung einer Energiequelle
DE102019214132A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Netzmanagementsystems für ein lokales Energienetz in Abhängigkeit einer Speicherstrategie eines Energiespeichers, sowie Netzmanagementsystem
US11824363B2 (en) Methods and systems for smoothing output of a solar energy system
Bagherwal et al. Design and development of standalone solar photovoltaic battery system with adaptive sliding mode controller
DE102013217572A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur optimierenden Betriebsführung für ein Speichersystem für ein Fotovoltaiksystem
EP3695478A1 (de) Multiple verwendung von energiespeichern
EP3072201B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur adaptiven betriebsführung für ein speichersystem für ein fotovoltaiksystem
WO2013111044A1 (en) Method for the research of maximum available power in photovoltaic generators
DE102014203962A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines mit einer Energiequelle verbundenen Energiespeichers und System zum Bereitstellen von Energie
Sachs et al. Filter-based PV power smoothing control for island hybrid energy systems with high PV penetration
DE102013217573A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur effizienzgesteuerten Betriebsführung für ein Speichersystem für ein Fotovoltaiksystem
DE102022205115A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Verwendens einer Antriebsbatterie eines Elektrokraftfahrzeugs
DE102016119422A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energieversorgungsnetzes, Computerprogramm, Leistungselektronikeinrichtung und Energieversorgungsnetz

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed