-
Die Erfindung betrifft ein System zur gesteuerten Abgabe von elektrischer Energie, Gas, Wasser oder ähnlichen Medien, mit einem Anschluss (1) für das Medium, mit einer Vielzahl von Abgabegeräten (20) für das genannte Medium und einer Steuereinheit (7), wobei die Abgabegeräte (20) einen Zähler (8) für die Menge des abgegebenen Mediums, einen Schalter (4) für die Abgabe des Mediums und eine Schaltersteuerung (3) umfassen, wobei die Schaltersteuerung (3) von der Steuereinheit (7) ansteuerbar ist, wobei jedes Abgabegerät (20) mit dem Anschluss (1) für das Medium und mit einem Verbrauchsgerät (5) verbindbar ist. Die Steuereinheit (7) kann als Software oder als Hardware oder als eine Kombination aus Software und Hardware realisiert sein.
-
Stand der Technik
-
Die Steuerung von industriellen Verbrauchsgeräten wie Waschautomaten, Staubsaugeranlagen, etc. erfolgt üblicherweise mit Hilfe von Münz-, Chipkarten- oder Tastaturautomaten. Dabei löst der mechanische Einwurf von Münzen, der Einzug einer Chipkarte oder die manuelle Eingabe eines Codes über die Tastatur den elektrischen Schaltvorgang eines elektrisch und mechanisch fest mit dem Verbrauchsgerät verbundenen Zeitrelais (Schalter 4) aus, so dass der Stromkreis geschlossen und das Verbrauchsgerät in Betrieb gesetzt wird. Nach Ablauf eines definierten Zeitintervalls schaltet das Relais erneut, wodurch der Stromkreis unterbrochen und das Verbrauchsgerät wieder außer Betrieb gesetzt wird.
-
Bei Münzautomaten erfolgt die Abrechnung der Nutzung des Verbrauchsgeräts direkt über die Geldmünzen im Moment des Einwurfs in das Verbrauchsgerät. Der Betreiber entnimmt zu einem späteren Zeitpunkt die Münzen. Bei allen anderen Systemen werden die sogenannten „Token“ (Karten, Chips, Codes) zunächst vom Nutzer käuflich erworben (prepaid), um anschließend am Verbrauchsgerät zur Auslösung des Betriebs eingesetzt zu werden. Der Betreiber entnimmt die Karten oder Chips zu einem späteren Zeitpunkt. Nur im Fall der Tastaturautomaten entfällt die Entnahme der Token. 3 zeigt diesen Stand der Technik.
-
Die Nachteile der heutigen Systeme wie oben beschrieben bestehen darin, dass
- 1. die feste elektrische und mechanische Verbindung zwischen Steuereinheit und Verbrauchsgerät den Einsatz speziell angefertigter Verbrauchsgeräte erfordert (Kostennachteil);
- 2. die Anbringung der Steuer- und Abrechnungseinheit am Verbrauchsgerät erhöhte Anforderungen an Witterungsbeständigkeit und Schutz gegen Missbrauch, Vandalismus und Diebstahl nach sich zieht, da das Verbrauchsgerät für den Nutzer stets zugänglich ist (Kostennachteil);
- 3. die Tarifierung auf eine feste Zeiteinheit beschränkt und damit für Betreiber und Nutzer im Hinblick auf optimale Preiskalkulationen unflexibel und ungenau ist;
- 4. selbst bei einer Verlagerung des Relais (des Schalters 4) in einen für den Nutzer unzugänglichen Raum zusätzlich zum bestehenden System eine dem Nutzer oder Betreiber zugängliche logische Steuereinheit (Hard- und Software) eingebaut werden muss, was die Komplexität erhöht und die Kompaktheit herabsetzt;
- 5. keine oder nur eine in Bezug auf die technische Alterung (z.B. Anzahl der Schaltvorgänge) begrenzte Auswertung der Verbrauchsgeräte gelingt;
- 6. bei Karten- bzw. Chipautomaten auf teure „Hardware“-Token nicht verzichtet werden kann; dabei liegen die Hauptrisiken für den Betreiber im von ihm nicht ausreichend kontrollierbarem Umgang mit den Token durch den Anwender, was zu Verlust und Funktionsausfall und damit zu hohen Wartungs- und Ersatzbeschaffungskosten führen kann.
-
Bekannt ist außerdem ein System zur gesteuerten Abgabe von elektrischer Energie aus der
EP 0 852 364 B1 (Franz Hans Peter Bauer, Mindelheim). Beschrieben wird ein Prepaid-Zähler mit Bezahlkomplettlösungen, allerdings läuft die Steuerung und Bezahlung über den Netzbetreiber. Es handelt sich um einen modifizierten geeichten Standard-Stromzähler des Elektrizitäts-Versorgungsunternehmens.
-
Aufgabe und Lösung der Erfindung
-
Aufgabe der Erfindung: Eine Möglichkeit soll geschaffen werden, damit
- – Verbrauchsgeräte mit handelsüblichem, interoperablem elektrischen Anschluss verwendet werden können sowie
- – die Abgabegeräte (Steuer- und Schalteinheit, Prepaid-Zählereinheit) kompakt in einem gegen unbefugten Zutritt und witterungsgeschützten Raum (Hausanschlussraum) untergebracht werden können und
- – die Abgabegeräte dennoch dem Anwender/Operator über eine flexible Applikationssoftware durch moderne Kommunikations-(drahtgebundene oder drahtlose Signalübertragung) und Zugriffstechnik (Webservertechnologie) funktional zugänglich sind.
-
Eine weitere üblicherweise örtlich mit der Applikationssoftware verknüpfte, logische Steuereinheit soll nicht notwendig sein.
-
Diese Aufgabe wird bei einem System zur gesteuerten Abgabe von elektrischer Energie, Gas, Wasser oder ähnlichen Medien der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Anschluss (1) für das Medium in einem Anschlussraum (A) und die Verbrauchsgeräte (5) in einem vom Anschlussraum (A) unterschiedlichen Anwenderraum (B) angeordnet sind, und dass die Abgabegeräte (20) im Anschlussraum (A) angeordnet sind.
-
Erfindungsgemäß wird die Steuereinheit (7) vorzugsweise nur als Software und ohne Einsatz zusätzlicher Hardware realisiert.
-
Erfindungsgemäß wird ein hochintegrationsfähiges Mess-, Steuerungs- und Abrechnungssystem für Multi-Utility Verbrauchsgeräte im Industriebereich auf der Basis intelligenter Zählersysteme bereitgestellt.
-
Durch die Erfindung ist es möglich, die logische Steuereinheit, z. B. Münzautomat, und die Abgabegeräte (technische Schalteinheit, Relais) örtlich vom zu betreibenden Verbrauchsgerät, z. B. einer Autostaubsauganlage an einer Tankstelle, so zu trennen, dass die oben genannten Teilaufgaben gelöst werden.
-
Unter anderem werden die folgenden Vorteile erreicht: Zum einen ermöglicht der Einsatz intelligenter Prepaid-Energiezählersysteme mit integriertem Relais im hier vorgestellten neuen System/Verfahren die örtliche Trennung von Steuereinheit und Verbrauchsgerät.
-
Daraus ergeben sich die folgenden Vorteile:
- 1) Auf aufwändige Schutzmaßnahmen gegen Witterung, Missbrauch, Diebstahl oder Vandalismus kann verzichtet werden (Kostenvorteil).
- 2) Es können handelsübliche Verbrauchsgeräte eingesetzt werden (Kostenvorteil).
- 3) Die Erfindung gewährleistet Geräteunabhängigkeit, also Interoperabilität.
- 4) Die Komplexität des Systems/Verfahrens wird reduziert.
- 5) Das System wird kompakter.
- 6) Die Nutzung von „Hardware“-Token wird vermieden (Kostenvorteil).
-
Zum anderen ergeben sich durch die leicht am Kassensystem des Betreibers zu installierende Applikationssoftware der Erfindung die weiteren Vorteile, wie folgt:
- 7) Es wird neben der Software keine weitere logische Steuereinheit benötigt (geringere Komplexität).
- 8) Das System/Verfahren wird wesentlich flexibler, da neben der Steuerung in der identischen Software gleichzeitig unterschiedlichste Dienstleistungen zu verschiedenen Tarifen (z.B. Time Of Use) implementiert werden können. Der Betreiber kann so z.B. die Preise seiner Dienstleistungen variabel gestalten, weil die Bezahlung entweder an der Kasse direkt umgesetzt wird oder in der Software frei programmierbar hinterlegt werden kann.
- 9) Die Steuerung der Verbrauchsgeräte kann nicht nur über die Einheit „Zeit“, sondern z.B. über eine definierte Energiemenge o.ä. erfolgen.
- 10) Die Freischaltung des Verbrauchsgerätes ist unabhängig von Bezahlarten und damit z.B. unabhängig von Währungen oder Währungsumstellungen wie bei Münzautomaten.
- 11) Kunden können das Zeitfenster zur Nutzung des Verbrauchsgerätes im Voraus wählen, d.h. „reservieren“, da diese Daten in der Applikationssoftware gespeichert und abgerufen werden können.
- 12) Dem Kunden und dem Betreiber können zusätzliche Informationen sowohl über die Verbrauchsprofile als auch über das Verbrauchsgerät selbst (z.B. Anzahl der Schaltvorgänge) zur Verfügung gestellt werden. Damit wird eine genauere Beurteilung von Funktionalität und Lebensdauer des Verbrauchsgerätes möglich. Durch direktes Ablesen und Speichern der Verbrauchsprofile stehen sowohl dem Betreiber als auch dem Anwender die aktuellen und die historischen Verbrauchsdaten zur Verfügung (Community). Anhand solcher Profile können Preiskalkulationen und technische Überwachungen (z.B. mittels Korrelation) optimaler gestaltet werden.
-
Darüber hinaus sind abschließend die folgenden Vorteile zu nennen:
- 13) Es entfällt die Entleerung von Münz- oder Kartenautomaten (Kostenvorteil).
- 14) Dem Betreiber wird die volle Kontrolle über die Verbrauchsgeräte übertragen, die z.B. bei Münzautomaten auch teilweise dem Anwender/Kunden obliegt (Betriebsrisikoreduzierung).
- 15) Das neu entwickelte System/Verfahren ist hoch integrationsfähig, insbesondere im Hinblick auf moderne „State-of-the-Art“ Kommunikationssysteme wie das Internet. So kann z.B. durch die Integration eines Kommunikationsnetzes, wie in 2 gezeigt, der Betreiber einige freigegebene Betreiberfunktionen dem Anwender/Kunden wieder übertragen.
-
Die Vorteile 1–6 werden durch die Smart Meter und Steuerungssoftware der Intelligenten Prepaid-Zählersysteme, die Vorteile 7–13 durch die Smart Meter und Applikationssoftware der Intelligenten Prepaid-Zählersysteme, der Vorteil 14 durch die Applikations- und Steuerungssoftware und das Kommunikationsnetzwerk, der Vorteil 15 durch die Smart Meter und Applikations- und Steuerungssoftware der Intelligenten Prepaid-Zählersysteme erreicht.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
-
Ausführungsbeispiele
-
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert.
-
Es zeigen
-
1 eine Darstellung des gesamten erfindungsgemäßen Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und anhand des einfachsten Aufbaus zum Zweck der eindeutigen Vergleichbarkeit mit heute eingesetzten Systemen/Verfahren,
-
2 eine Darstellung des gesamten erfindungsgemäßen Systems gemäß einem zweiten komplexeren Ausführungsbeispiel, wobei zusätzlich „State-of-the-Art“-Kommunikationstechnik integriert wird,
-
3 eine Darstellung eines der einfachsten heute üblichen Systeme (Stand der Technik) zum Zweck der Vergleichbarkeit mit der Erfindung.
-
1 zeigt einen simplen Anwendungsfall des Gesamtkonzepts der Erfindung mit den minimal benötigten Einzelteilen und deren funktionellen Verbindungen zur Herstellung der Vergleichbarkeit mit heute eingesetzten Systemen/Verfahren. Das neue System/Verfahren ermöglicht eine zentrale Verwaltung und Steuerung mehrerer angeschlossener Verbrauchsgeräte durch den Einsatz von intelligenten Prepaid-Zählersystemen und eine direkt am handelsüblichen Terminal (9) des Operators (z.B. Kassencomputersystem) installierte, intelligente Applikationssoftware (7).
-
Die Integration von zusätzlicher Kommunikationstechnik ist ohne weiteres möglich (siehe 2).
-
Aufbau des erfindungsgemäßen Systems
-
Die Erfindung ist als ein gesamtheitliches System/Verfahren zu betrachten, welches aus mehreren intelligenten Prepaid-Zählern (8) und einer intelligenten Verwaltungs-, Steuerungs- und Applikationssoftware (7) besteht. Sie kann auf jegliche Energieversorgungsarten (Strom, Wasser, Gas usw.) angewendet werden. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Fall „elektrischer Strom“:
Hinter dem Energiezähler des Stromversorgers (1) wird eine gewünschte Anzahl von intelligenten Energiezählern (8) installiert, die jeweils ein oder mehrere Verbrauchsgeräte (5) steuern können. Die örtliche Positionierung der Zähler ist dabei beliebig wählbar. Beispielsweise können sie im Hausanschlussraum untergebracht werden, während die Verbrauchsgeräte (5) verteilt auf dem Nutzer zugänglichen Betriebsgelände (B) aufgestellt werden können.
-
Im einfachsten Anwendungsfall (1) wird jeder intelligente Energiezähler (8) über eine Kommunikationsschnittstelle (z.B. eine RS485 Busleitung) mit dem – ebenfalls vor Ort befindlichen – Operatorcomputer (9) über die Installationsebene (D) verbunden, auf dem die intelligente Verwaltungs-, Steuerungs- und Applikationssoftware (7) installiert ist. Durch diese Software hat der Operator direkten Zugriff auf die intelligenten Zähler (8) und kann
- • sie freischalten bzw. sperren und programmieren
- • die historischen, aber auch aktuellen Verbrauchsdaten
auslesen.
-
Des Weiteren hat der Operator durch die Software (7) die Möglichkeit, bestimmte Dienstleistungen vorab für Endkunden zu reservieren (flexible Tarifierung durch Programmierfähigkeit).
-
Im komplexen Anwendungsfall (2) wird die Integrationsfähigkeit der Erfindung herausgestellt und zusätzliche Kommunikationseinheiten systemisch/verfahrenstechnisch vorgestellt:
Jeder intelligente Stromzähler (8) wird über eine Kommunikationsschnittstelle (z.B. eine RS485 Busleitung) mit der ebenfalls vor Ort befindlichen Zugriffseinheit (11) verbunden. Diese ist als Kommunikationsschnittstelle zwischen den Zählen (8) und dem Anwender/Operator zu verstehen und ist der Ausführungsort der Verwaltungs- und Steuerungsapplikation (7). Die Zugriffseinheit (11) kann dann über einen Router mit dem hausinternen Kommunikationsnetzwerk (10) verbunden werden, wodurch es ggf. Zugang zum Internet (13) erhält. Durch die Verlagerung der Verwaltungs- und Steuerungsapplikation (7) vom Operatorcomputer (9) auf einen zentralen Netzwerkpunkt (11) ist es nun sowohl dem Operator als auch anderen Anwendern (Endkunden) mit ihren Endgeräten (12) möglich, sich direkt bzw. über das hausinterne Netzwerk (10) in die Zugriffseinheit (11) einzuwählen und freigegebene Dienste der Applikation zu verwenden. Der Operator (9) hat dabei stets die Kontrolle und den Zugriff über die Software (7) (und somit auch über die Zähler (8)), wohingegen der Anwender nur einen sehr eingeschränkten Zugriff erhält (Vorteil zum Geräteschutz), dessen Umfang der Operator bestimmt. Ein weiterer Vorteil der Verlagerung der Verwaltungs- und Steuerungsapplikation (7) ist, dass ein direkter Zugang zum System via gesichertes Internet möglich ist. Um den Datenaustausch über das Internet zu verwalten, kann eine spezielle Internetplattform (15) mit Daten Back-End (14) verwendet werden, die auf einem zentral installierten, dem Nutzer nicht zugänglichen, Server implementiert ist. Diese Plattform kann dann von überall via Internet (13) von einem Endnutzergerät (16) aufgerufen werden, um z.B. als Anwender Verbrauchsgerätreservierungen mit unterschiedlichen Tarifen vorzunehmen oder als Operator relevante Daten abzufragen. Diese Internetplattform kann die Daten mehrerer Verbrauchsgeräte auslesen und verwalten, sodass nur eine Plattform nötig ist.
-
Durch die Darstellung des einfachsten (1) als auch des komplexen (2) Aufbaus dieser Erfindung sind die Vorteile und neuartigen Anwendungsmöglichkeiten deutlich zu erkennen, sodass es sich gegenüber den heutigen, teuren, wartungsintensiven und beschränkt bedienfreundlichen Systemen/Verfahren abhebt.
-
Funktionsweise
-
Im Folgenden wird sowohl der komplette System-/Verfahrensablauf des einfachsten Aufbaus (1) als auch des komplexen Anwendungsfalls (2) von der Verbrauchsgerätereservierung bis zur Nutzung/Bedienung eines Verbrauchsgerätes (5) beschrieben.
-
A) Einfachster Anwendungsfall:
-
Schritt 1:
-
Der Anwender/Endkunde besucht vorzeitig physikalisch den Betriebsort des Verbrauchsgeräts seiner Wahl, reserviert die gewünschte Dienstleistung beim Operator (9) und bezahlt. Der Operator speichert die Reservierungsdaten im Verwaltungssystem (7).
-
Schritt 2:
-
Der Anwender/Endkunde erscheint zu der reservierten Uhrzeit und identifiziert sich dem Operator über den Reservierungsschein/-nachweis, der in der Regel den Rechnungsschein darstellt.
-
Schritt 3:
-
Der Operator (9) wählt das zugewiesene Verbrauchsgerät (5) indirekt über den angeschlossenen intelligenten Prepaid-Zähler (8) aus und schaltet es für die erworbene Energiemenge bzw. Zeiteinheit frei. Dabei wird über die Steuerungs- und Applikationssoftware (7) ein zählerspezifisches Datenwort – das sogenannte „Software-Token“ – an den Zähler (8) gesendet, das all diese Informationen enthält.
-
Schritt 4:
-
Sofern das „Token“ von der Software (7) als korrekt identifiziert wird, wird der zugehörige Zähler (8) aktiviert und dadurch das angeschlossene Verbrauchsgerät (5) freigeschaltet. Der Anwender kann das Verbrauchsgerät (5) solange benutzen, bis er entweder vorzeitig fertig ist (siehe Schritt 5b) oder bis die freigeschaltete Energiemenge bzw. Zeit verbraucht ist (siehe Schritt 5a).
-
Schritt 5:
-
- a) Die freigeschaltete Energiemenge/Zeit ist verbraucht. Falls der Anwender noch nicht fertig ist, kann eine erneute Bezahlung und Freischaltung beim Operator (9) stattfinden.
- b) Ist der Anwender vorzeitig fertig, kann er den Operator (9) in Kenntnis setzen und dieser kann den Zähler (8) softwareseitig wieder sperren. Nichtverbrauchte Energie/Zeit können beispielsweise dem Anwender über die Software (7) gutgeschrieben oder vergütet werden.
-
B) Komplexer Aufbau:
-
Schritt 1:
-
Der Anwender/Endkunde besucht beispielsweise von Zuhause aus mit seinem Endgerät (16) die Community Plattform (15) im Internet (13). Dort wählt er den gewünschten Dienstleister aus und reserviert eine bestimmte Dienstleistung bzw. ein bestimmtes Verbrauchsgerät (5) für den gewünschten Tag + Uhrzeit, sofern die Kapazitäten des Dienstleisters es zulässt. Die Bezahlung kann entweder über verschiedene Bezahlverfahren (Kreditkarten, etc.) abgewickelt werden, oder persönlich beim Dienstleister vor Ort erfolgen.
-
Schritt 2:
-
Die Reservierungs- und Kundendaten werden auf den Daten Back-End Server (14) nach Autorisierung durch den Kunden gespeichert.
-
Schritt 3:
-
Über das hausinterne Kommunikationsnetzwerk des Dienstleisters (10) – und somit über das Internet (13) – kann die Zugriffseinheit (11) die relevanten Daten für den zugehörigen Betrieb von dem Daten Back-End Server (14) abrufen. Diese Daten werden analysiert und verwendet, um die Reservierung der einzelnen Verbrauchsgeräte (5) zu verwalten.
-
Schritt 4:
-
Trifft der Endkunde zum Zeitpunkt unmittelbar vor der reservierten Betriebszeit am Betriebsort ein, gibt es zwei Möglichkeiten den Verbrauchsvorgang zu aktivieren:
- a) Der Anwender/Endkunde meldet sich beim Operator (9), der die Reservierungsdaten über die Verwaltungs-, Steuerungs- und Applikationssoftware (7) auf der Zugriffseinheit (11) prüft. Wenn alles korrekt und die Bezahlung abgewickelt ist, kann der Operator das zugehörige Verbrauchsgerät (5) für die Nutzung aktivieren/freischalten (ein detaillierter interne Ablauf der Freischaltung wird in Schritt 5 beschrieben).
- b) Der Anwender/Endkunde verbindet sich über sein Endgerät (Smartphone, Tablet o. Ä.) (12) und über gängige Identifizierungsverfahren mit dem hausinternen Netzwerk (10). Das Netzwerk erkennt den Anwender und leitet ihn automatisch auf die interne Applikationsseite der Zugriffseinheit (11) weiter, auf dem seine Reservierungsdaten angezeigt werden. Mit Bestätigung/Quittierung auf seinem Endgerät (12) kann der Anwender nun das Verbrauchsgerät (5) selbst aktivieren/freischalten, sofern die Bezahlung korrekt abgewickelt wurde.
-
Schritt 5:
-
Die Zugriffseinheit (11) erhält den Aktivierungsbefehl entweder durch den Operator (9) oder durch den Anwender (12) für ein ausgewähltes Verbrauchsgerät (5). Daraufhin lädt sie (11) bei vorhandenem Internetzugang den zugehörigen Aktivierungscode – das sogenannte „Token“ – für den am Verbrauchsgerät (5) angeschlossenen Zähler (8) vom Back-End Server (14) herunter (ohne Internetzugang können die Token intern abgespeichert sein) und sendet es via Kommunikationsnetz an den ausgewählten Zähler (8). Das Token beinhaltet die freigegebene Energiemenge bzw. Zeit und weitere Informationen zur z.B. flexiblen Tarifierung.
-
Schritt 6:
-
Sofern das Token als korrekt identifiziert wird, wird der zugehörige Zähler (8) aktiviert, und dadurch das angeschlossene Verbrauchsgerät (5) freigeschaltet. Der Anwender kann das Verbrauchsgerät (5) solange benutzen, bis er entweder vorzeitig fertig ist (siehe Schritt 7b) oder bis die freigeschaltete Energiemenge bzw. Zeit verbraucht ist (siehe Schritt 7a).
-
Schritt 7:
-
- a) Die freigeschaltete Energiemenge/Zeit ist verbraucht. Falls der Anwender noch nicht fertig ist, kann eine erneute Bezahlung und Freischaltung beim Operator oder via Internetplattform stattfinden.
- b) Ist der Anwender vorzeitig fertig, kann er selbst oder der Operator (9) den Zähler (8) softwareseitig wieder zurücksetzen und damit sperren. Nichtverbrauchte Energie/Zeit können beispielsweise über die Software (7) dem Anwender gutgeschrieben oder vergütet werden.
-
Allgemein:
-
- 1. Das hier vorgestellte neue System/Verfahren enthält den Einsatz von intelligenten Zählersystemen im – in Bezug auf die Energieversorgung – nicht staatlich regulierten Anwendungsfall. Da diese Zähler gleichzeitig auch im staatlich regulierten Anwendungsfall eingesetzt werden können (z.B. Sub-Metering) erfüllt das neue System den Nachweis zur Wirtschaftlichkeit, der im Allgemeinen für den isolierten Anwendungsfall des staatlich regulierten Bereichs nicht einfach zu erbringen ist (siehe Kosten-Nutzen-Analyse für einen flächendeckenden Einsatz intelligenter Zähler von E&Y im Auftrag des BMWi zu Smart Metering/Smart Grids im Jahr 2013). Damit kann das neue System als Katalysator für den Einsatz intelligenter Zählersysteme im Bereich Smart Metering und Smart Grid wirken.
- 2. Durch die hohe Integrationsfähigkeit der Erfindung können bereits beim simplen Anwendungsfall des neuen Systems/Verfahrens moderne Kommunikations- und Identifikationssysteme wie WLAN als Verbindung zum Internet eingesetzt werden, so dass die Mobilität (z.B. Fernzugriff) der Erfindung noch weiter erhöht wird. Der Anwender wird gleichzeitig zum Operator also zum OPERENDER. Der Automatisierungsgrad kann weiter erhöht werden, so dass das System ohne Operator betrieben werden kann, ohne dabei die genannten Vorteile gegenüber zu herkömmlichen Systemen/Verfahren zu verlieren.
- 3. Durch den systemischen Ansatz und der Trennung der Steuer- bzw. Schalteinheit (Hard- und Firmware) von der Applikationseinheit (Software) erhöht sich die Flexibilität der Erfindung enorm: Unterschiedlichste Dienstleistungen zu unterschiedlichen Tarifen können dem Nutzer angeboten werden, Cash-Back Verfahren werden unterstützt, etc. Eine Erweiterung um neue Anwendungen kann softwaremäßig einfach erzielt werden. Evtl. Kombinationen dieser neuen Software mit Hardware oder Firmware der Steuer- oder Schalteinheit können einfach in dem für Nutzer unzugänglichen Hausanschlussraum implementiert werden.
-
Alle anderen denkbaren Lösungen auf der Basis der bisherigen Verfahren/Systeme erfordern mindestens eine weitere üblicherweise örtlich mit der Applikationssoftware verknüpfte, logische Steuereinheit (Zusatzlogikeinheit des Operators).
-
Erfindungsgemäße Systemvorteile und -funktionen
-
- • Energievergabe steuerbar über
– Zeit
– Verbrauchte Energiemenge
– Kombination aus Zeit und verbrauchter Energie
– Maximale Leistung (z.B. für eine Notabschaltung)
- • Verbraucher/Anwender sind nicht zwingend auf Bargeld angewiesen, denn die Bezahlung kann an der Kasse stattfinden
– Durch die Erweiterbarkeit dieser Erfindung (siehe 2) können weitere Möglichkeiten der Bezahlung z.B. über Internetdienste oder Communityportale integriert werden
– Des Weiteren ist durch diesen Vorteil eine Währungsunabhängigkeit gegeben
- • Eine flexiblere Preisgestaltung ist durch diese Erfindung möglich, da die Bezahlung an der Kasse abgewickelt werden kann und somit nicht von separaten Bezahlgeräten (z.B. Münzautomaten) abhängig ist. Dadurch sind auch tages-/stundenabhängige Preise realisierbar.
- • Der Anbieter/Operator hat sowohl Zugang zu spezifischen als auch zu allgemeinen Verbrauchsprofilen/-verläufen für einzelne Verbrauchsgeräte.
– Bessere Möglichkeit der Preiskalkulation durch den Anbieter/Operator möglich
– Direkte ("live") Geräteüberwachung möglich
– Bei auffälligen Verlaufskurven kann die Software den Anbieter alarmieren. Dadurch sind defekte Geräte mit höherem Verbrauch sofort sichtbar
- • Zusätzliche Möglichkeiten der Preis- und Rabattgestaltung gegeben: Anbieter kann dem Verbraucher Boni gewähren bei besonders sparsamer Verwendung (ablesbar aus den Zählerdaten für die Sitzung)
- • Keine Wartungsarbeiten an Münzautomaten oder ähnliches
- • Der Anbieter ist nicht mehr auf Verbrauchsgeräte angewiesen, die bestimmte Bezahlvorrichtungen aufweisen, sondern kann sich an handelsüblichen Geräten orientieren
– Die Verbrauchsgeräte benötigen nur noch einen handelsüblichen Steckdosenstecker
- • Alle Verbrauchsgeräte sind über die eingebauten intelligenten Zähler indirekt mittels externer Applikationssoftware ansprechbar und steuerbar
– Fernauslesung und -steuerung
- • Um bei einem Software-/Kommunikationsausfall ein "Backup" zu haben, können UIUs (User Interface Unit) verwendet werden, die direkt mit den Zählern verbunden werden und über denen Codes zur Freischaltung und Sperrung der Geräte übermittelt werden können.
- • Im erweiterten Fall dieser Erfindung ist es dem Anwender/Verbraucher möglich, die Energieprofile der selbstgenutzten Verbrauchsgeräte einzusehen und z.B. auf seinem Account zu speichern.
- • Sicherheitsaspekt: Die Gefahr eines Einbruchs bzw. eines Diebstahls wird dadurch reduziert, dass kein Bargeld in Automaten gelagert wird.
-
Weitere Vorteile durch die Kommunikationserweiterung dieser Erfindung:
-
- • Anbieter kann dem Endverbraucher kostenfreies Wifi anbieten oder nur Zugang zu bestimmten Seiten gewähren
– z.B. nur auf die Community-Webseite und nur auf seine eigene Seite
- • Anbieter kann seine eigene lokale Webseite pflegen bzw. eigene Werbung einschalten und diese ebenfalls auf der Community-Webseite hochladen
- • Durch die Verlagerung der Applikationssoftware auf einen zentralen Netzwerkpunkt (Zugriffseinheit), mit dem auch die Zähler verbunden sind, können die Anwender/Verbraucher selbstständig die zugeteilten Verbrauchsgeräte freischalten und sperren, wodurch der Operator entlastet wird. Die freigegebenen Anwenderfunktionen werden vom Operator bestimmt.
-
Vergleich mit dem o.g. Stand der Technik der EP 852364 B1
-
- • Das erfindungsgemäße System ist unabhängig von den Netzbetreibern, denn die Zähler werden dahinter geschaltet. Dadurch ist der Prepaid Service nur für den Endverbraucher sichtbar; der Anbieter benötigt keine Tarif- und Geräteänderungen.
- • Das Kassensystem bzw. der Operatorrechner, welches(r) im direkten Kontakt zu den Zählern steht, übernimmt die Rolle des Zentralrechners durch die auf ihm installierte Applikationssoftware. So kann auf zusätzliche Hardware verzichtet werden. Des Weiteren wird der Datenschutz verbessert, da der Rechner beim Betrieb vor Ort ist und die intelligenten Zähler drahtgebunden steuert.
- • Im erweiterten Erfindungsfall (siehe Ausführungsbeispiel in 2) kann z.B. ein Webserver im Betrieb als Zentralrechner dienen. Dadurch sind zusätzliche Funktionen wie internetbasierte Dienste möglich.
- • Es können moderne, kostengünstige, kompakte, wartungsarme und standardisierte Prepaid-Zähler genutzt werden.
– Diese haben eine integrierte Auswerteelektronik; somit fällt die Anschaffung eines teuren Rechenwerkes für alle Zähler weg.
– Außerdem gelangen so die internen Werte nicht zwangsweise nach außen.
– Im Gegensatz dazu beschreibt die EP 852364 B1 einen Zentralrechner, der die Auswertung der einzelnen Rechner übernimmt und Befehle zum Öffnen oder Schließen des Schalters schickt.
– Nachteil: Bei einem Ausfall des Zentralrechners fällt auch die komplette Auswertung aller Zähler aus.
– Vorteil der Erfindung: Da die Zähler die Auswerteelektronik integriert haben, kommt es nicht zu einem gleichzeitigen Ausfall aller Zähler bei einem Elektronikfehler einer Auswerteeinheit.
- • Zählerdaten (Steuerungsdaten) können drahtgebunden und somit stabiler und sicherer übertragen werden, da die Steuerung und Auswertung sich in unmittelbarer Nähe befindet.
- • Alle Zähler und ggf. der zentrale Netzwerkpunkt (die Zugriffseinheit mit integrierter Applikationssoftware) können in dem für Nutzer unzugänglichen Hausanschlussraum untergebracht werden und sind so vor Witterungen und Manipulationen geschützt.
-
Im Gegensatz zu
EP 852364 B1 bietet die Erfindung die Möglichkeit, durch den Einbau weiterer Abgabegeräte (
20) in alle dem Anschluss (
1) folgende Energie/-Leitungswege eine Verbrauchskontrollmessung des Anschlusses (
1) durch Aufsummierung aller Verbräuche über die Abgabegeräte durchzuführen (Submetering), was einen deutlichen Mehrwert darstellt. Dieser kann noch gesteigert werden, wenn dadurch die Möglichkeit geschaffen wird, den Anschluss (
1) komplett durch die Abgabegeräte (
20) unter Zustimmung des Energieversorgers zu ersetzen (Kostenvorteil).
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Anschluss für das Medium (Energiezähler vom Elektrizitätswerk)
- 2
- Leitungsschutz
- 3
- Schaltersteuerung (Relais-Steuerung)
- 4
- Schalter (Relais-Schalter)
- 5
- Verbrauchsgerät
- 6
- Verbrauchsgerät mit integrierter Steuer- und Schalteinheit
- 7
- Steuereinheit (Verwaltungs-, Steuerungs- und Applikationseinheit (Software))
- 8
- Zähler (Intelligenter Prepaid-Zähler)
- 9
- PC/Terminal des Operators (z.B. Kassensystem)
- 10
- Netzwerkknotenpunkt vor Ort (z.B. der Router)
- 11
- Zugriffseinheit, hier: Webserver
- 12
- Endkunden-/Anwendergeräte (Smartphone, Tablet, Laptop o. Ä.)
- 13
- Internet (Wide Area Network)
- 14
- Daten Back-End Server im geschützten Internet
- 15
- Plattform (Community) Front-End Web-Server im Internet
- 16
- Gerät mit Internetzugang außerhalb des Betriebes („Operender“)
- 20
- Abgabegerät
- A
- Anschlussraum (Hausanschlussraum)
- B
- Anwenderraum (Verbrauchsgeräte- & Anwenderraum)
- C
- Operatorraum zur Steuerung der Verbrauchsgeräte (Operator)
- D
- Leitungs- bzw. Installationsebene
- E
- Kommunikationstechnikraum
- F
- Naher „Operender“ Raum (Operator + Anwender = Operender)
- G
- Ferner „Operender“ Raum (Operator + Anwender = Operender)
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0852364 B1 [0005]
- EP 852364 B1 [0041, 0042]
