DE102015110651A1

DE102015110651A1 - Verfahren und energieverbraucherfassungseinrichtungen zum bestimmen eines energiemixes beim verbrauch elektrischer energie

Info

Publication number: DE102015110651A1
Application number: DE102015110651.5A
Authority: DE
Inventors: Felix Kever
Original assignee: SMA Solar Technology AG
Current assignee: SMA Solar Technology AG
Priority date: 2014-07-07
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Zum Bestimmen eines Energiemixes beim Verbrauch elektrischer Energie durch mehrere Gruppen (2 bis 4) von elektrischen Verbrauchern (5), die zusammen mit mindestens einer dezentralen Energiequelle (6) über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt (7) an ein Verbundnetz (8) angeschlossen sind, werden die von jeder einzelnen Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) verbrauchte elektrische Energie, die von der mindestens einen dezentralen Energiequelle (6) erzeugte elektrische Energie und die über den Netzanschlusspunkt (7) transferierte elektrische Energie mit Zählern (9, 11, 12) für elektrische Energie für übereinstimmende Zeiträume erfasst und als maschinenlesbare Energiedaten bereitgestellt. Die übereinstimmenden Zeiträume sind dabei nicht länger als eine Stunde, und jedes Energiedatum wird mit einem maschinenlesbaren Zeitdatum versehen, das denjenigen der übereinstimmenden Zeiträume angibt, für die die jeweilige Energie erfasst wurde. Die Energiedaten werden für jeden der übereinstimmenden Zeiträume bezüglich der Quellen der von jeder einzelnen Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) verbrauchten Energie ausgewertet.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen eines Energiemixes beim Verbrauch elektrischer Energie durch mehrere Gruppen von elektrischen Verbrauchern, die zusammen mit mindestens einer dezentralen Energiequelle über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt an ein Verbundnetz angeschlossen sind. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf Energieverbraucherfassungseinrichtungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Wenn elektrische Verbraucher sowohl elektrische Energie verbrauchen können, die von einer dezentralen Energiequelle stammt, als auch elektrische Energie, die aus einem Verbundnetz stammt, ist es aus verschiedenen Gründen von Interesse, festzustellen, aus welchen Quellen die verbrauchte elektrische Energie tatsächlich stammte. Die Verteilung der Anteile der von einer Gruppe von Verbrauchern verbrauchten elektrischen Energie auf die verschiedenen Quellen wird hier auch als Energiemix bezeichnet.
Von besonderem Interesse ist das Bestimmen des Energiemixes, wenn mehrere Gruppen von Verbrauchern betrachtet werden, die zusammen mit mindestens einer dezentralen Energiequelle über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt an ein Verbundnetz angeschlossen sind, weil dann die am Netzanschlusspunkt erfassten, aus dem Verbundnetz entnommenen und in das Verbundnetz eingespeisten Energien wenig darüber aussagen, wie sehr der Verbrauch von Energie durch die einzelnen Gruppen der Verbraucher auf die Energieverfügbarkeit von der dezentralen Energiequelle abgestimmt ist. Diese Abstimmung ist jedoch zum Beispiel Voraussetzung dafür, eine Gruppe von Verbrauchern möglichst vollständig mit dezentral erzeugter Energie zu versorgen.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlich wird der Verbrauch von elektrischer Energie mit Zählern erfasst, die in regelmäßigen Abständen von beispielsweise einem Jahr abgelesen werden. An Netzanschlusspunkten, über die neben Verbrauchern auch eine dezentrale Energiequelle an ein Verbundnetz angeschlossen ist, wird die aus dem Verbundnetz entnommene elektrische Energie getrennt von der in das Verbundnetz eingespeisten elektrischen Energie für den jeweiligen Zeitraum erfasst. Wenn zudem die von der dezentralen Energiequelle erzeugte elektrische Energie erfasst wird, kann hieraus der Energiemix für die von den Verbrauchern verbrauchte Energie abgeleitet werden. Über den Energiemix kann aber nur eine zusammengefasste Aussage für alle Verbraucher gemeinsam getroffen werden.
Aktuelle dezentrale Energiequellen, wie beispielsweise Photovoltaikwechselrichter mit angeschlossenen Photovoltaikgeneratoren, stellen in Echtzeit Informationen über die von ihnen erzeugte elektrische Leistung bereit. Es ist bekannt, diese elektrische Leistung mit der elektrischen Leistung von Verbrauchern zu vergleichen, die über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt mit einer solchen Energiequelle an ein Verbundnetz angeschlossen sind, um einen aktuellen Verbrauch der dezentral erzeugten elektrischen Energie vor Ort zu ermitteln, d. h. den sogenannten Eigenverbrauch zu erfassen. Die Erfassung kann dem Zweck dienen, den Eigenverbrauch durch gezieltes Ab- oder Anschalten einzelner Verbraucher zu maximieren, um beispielsweise Grenzen für die Einspeisung von elektrischer Energie in das Verbundnetz einzuhalten, siehe beispielsweise die DE 10 2012 101 928 A1 .
Eine Möglichkeit, eine dezentrale Energiequelle optimal zu nutzen, besteht darin, dass sich mehrere Betreiber von jeweils einer Gruppe von Verbrauchern zum gemeinsamen Betrieb der dezentralen Energiequelle zusammenschließen, um gemeinsam elektrische Energie dezentral für den jeweiligen Eigenbedarf zu erzeugen. Hierzu kann ein lokales Netz eingerichtet werden, an das die einzelnen Gruppen der Verbraucher und die dezentrale Energiequelle angeschlossen werden und das über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt an ein Verbundnetz angeschlossen wird, um die Versorgung aller Gruppen der Verbraucher mit elektrischer Energie für jeden Fall sicherzustellen. Durch das über einen Netzanschlusspunkt an das Verbundnetz angeschlossene lokale Netz wird verhindert, dass Teile des Eigenverbrauchs über das Verbundnetz zu einem der Mitbetreiber der dezentralen Energiequelle fließen müssen. Es versteht sich, dass bei einer solchen Konstellation jeder Gruppe von Verbrauchern ein zusätzlicher Zähler für verbrauchte elektrische Energie zuzuordnen ist ebenso wie der dezentralen Energiequelle ein Zähler für die erzeugte elektrische Energie. Aus den für einen üblichen Ablesezeitraum erfassten Zählerständen lässt sich jedoch keine Zuordnung eines individuellen Energiemixes zu jeder einzelnen Gruppe von Verbrauchern treffen. Nur wenn eine Gruppe von Verbrauchern keinen Anspruch auf die elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle hat, weil ihr Betreiber nicht Mitbetreiber der dezentralen Energiequelle ist, kann unterstellt werden, dass die von dieser Gruppe von Verbrauchern verbrauchte Energie vollständig aus dem Verbundnetz stammte.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen eines Energiemixes beim Verbrauch elektrischer Energie durch mehrere Gruppen von elektrischen Verbrauchern, die zusammen mit mindestens einer dezentralen Energiequelle über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt an ein Verbundnetz angeschlossen sind, sowie Energieverbraucherfassungseinrichtungen zur Durchführung eines solchen Verfahrens aufzuzeigen, mit denen für jede Gruppe von Verbrauchern ein individueller Energiemix bestimmbar ist.
LÖSUNG
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch Energieverbraucherfassungseinrichtungen nach den nebengeordneten Patentansprüchen 11 und 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Energieverbraucherfassungseinrichtungen sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Bestimmen eines Energiemixes beim Verbrauch elektrischer Energie durch mehrere Gruppen von elektrischen Verbrauchern, die zusammen mit mindestens einer dezentralen Energiequelle über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt an ein Verbundnetz angeschlossen sind, weist die folgenden Schritte auf: Die von jeder einzelnen Gruppe von Verbrauchern verbrauchte elektrische Energie, die von der mindestens einen dezentralen Energiequelle erzeugte elektrische Energie und die über den Netzanschlusspunkt transferierte elektrische Energie werden mit Zählern für elektrische Energie für übereinstimmende Zeiträume erfasst und als maschinenlesbare Energiedaten bereitgestellt. Die übereinstimmenden Zeiträume sind dabei nicht länger als eine Stunde; und jedes Energiedatum wird mit einem maschinenlesbaren Zeitdatum versehen, das denjenigen der übereinstimmenden Zeiträume angibt, für den die jeweilige Energie erfasst wurde. Diese Energiedaten werden für jeden der übereinstimmenden Zeiträume bezüglich der Quellen der von jeder einzelnen Gruppe von Verbrauchern verbrauchten Energie ausgewertet.
Zusätzlich kann aus den für jeden der übereinstimmenden Zeiträume bestimmten Quellen der von jeder einzelnen Gruppe von Verbrauchern verbrauchten Energie, d. h. dem Energiemix für jeden der übereinstimmenden Zeiträume, der Energiemix der von der jeweiligen Gruppe von Verbrauchern verbrauchten elektrischen Energie für einen mehrere der übereinstimmenden Zeiträume umfassenden Auswertezeitraum berechnet werden. Diese Berechnung kann insbesondere als mit der von der jeweiligen Gruppe von Verbrauchern in dem jeweiligen Zeitraum verbrauchten elektrischen Energie gewichtetes Mittel erfolgen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Energiedaten direkt die jeweiligen verbrauchten, erzeugten oder transferierten elektrischen Energien wiedergeben. Es kann sich aber auch um die entsprechenden Zählerstände der Zähler handeln, aus denen sich die Energien durch Differenzbildung bestimmen lassen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die übereinstimmenden Zeiträume, für die verbrauchten, erzeugten bzw. transferierten elektrischen Energien erfasst und ausgewertet werden, mit maximal einer Stunde vergleichsweise kurz. Dies trägt den typischen Schwankungen der von einer dezentralen Energiequelle, wie beispielsweise einer Windkraftanlage oder einer Photovoltaikanlage, erzeugten elektrischen Energie, aber auch einem schwankenden Verbrauch von elektrischer Energie durch die einzelnen Gruppen von Verbrauchern Rechnung. Nur so kann der tatsächliche Energiemix für jede einzelne Gruppe von Verbrauchern erfasst werden und damit auch eine Abstimmung des Verbrauchs von elektrischer Energie durch die einzelnen Gruppen von Verbrauchern auf die dezentral erzeugte elektrische Energie durchgeführt, d. h. der Eigenverbrauch durch die einzelnen Gruppen von Verbrauchern maximiert werden. Es versteht sich, dass die übereinstimmenden Zeiträume auch deutlich kürzer als eine Stunde, d. h. zum Beispiel nicht länger als zehn Minuten, eine Minute, zehn Sekunden oder eine Sekunde sein können und gewählt werden sollten, wenn die von der dezentralen Energiequelle erzeugte elektrische Leistung oder die von den einzelnen Gruppen der Verbraucher verbrauchte elektrische Leistung, d. h. die Energie pro Zeiteinheit, entsprechend schnellen Fluktuationen unterworfen ist. Im Idealfall sind die übereinstimmenden Zeiträume so kurz, dass die jeweilige erzeugte oder verbrauchte Leistung über die einzelnen Zeiträume hinweg als konstant angesehen werden kann. In jedem Fall sollte die Schwankung der Leistung in jedem der Zeiträume nur klein bleiben. Wenn nur eine der relevanten Leistungen schwankt, kann für die entsprechende dezentrale Energiequelle bzw. Gruppe von Verbrauchern der Zeitraum, der mit den anderen Zeiträumen übereinstimmt, auch in kleinere Teilzeiträume unterteilt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird jedes Energiedatum mit einem maschinenlesbaren Zeitdatum versehen, das denjenigen der übereinstimmenden Zeiträume angibt, für den die jeweilige Energie erfasst wurde. Auf diese Weise wird ermöglicht, die Energiedaten in richtiger Zuordnung zueinander auszuwerten, und vor allem, diese Auswertung auch nachvollziehbar, d. h. überprüfbar zu machen. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn auf Basis der Ergebnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens Entscheidungen getroffen oder Kosten verteilt werden. Eine inhärente Überprüfungsmöglichkeit der Energiedaten für jeden der übereinstimmenden Zeiträume bietet das erfindungsgemäße Verfahren auch dadurch, dass die Differenz zwischen der Summe der Verbrauchten elektrischen Energie und der erzeugten elektrischen Energie immer gleich der transferierten elektrischen Energie sein muss und alle diese Energien erfasst werden.
Die Vergabe des Zeitdatums für jedes Energiedatum erfolgt in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unmittelbar in dem Zähler, von dem die jeweilige Energie erfasst wird. In diesem Zähler kann dann jedes Energiedatum zusammen mit dem zugehörigen Zeitdatum gespeichert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Energiedatum mit dem zugehörigen Zeitdatum sofort oder auch verzögert oder zusammen mit anderen Energie- und Zeitdaten an eine Energieverbraucherfassungseinrichtung gesendet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise eine solche Energieverbraucherfassungseinrichtung ein externes Synchronisierungssignal bereitstellen, das die übereinstimmenden Zeiträume, für die die Zähler die Energien erfassen, synchronisiert. Als externes Synchronisierungssignal kann grundsätzlich jedes externe Zeitsignal verwendet werden. Bei ausreichend hoher Genauigkeit von inneren Uhren der Zähler kann auch eine einmalige oder in größeren zeitlichen Abständen erfolgende Synchronisation dieser Uhren ausreichen, um sicherzustellen, dass die Zeiträume, für die die Zähler die Energien erfassen, übereinstimmen.
Die Quelle der von jeder einzelnen Gruppe von Verbrauchern in einem der Zeiträume verbrauchten Energie kann unter Anwendung eines vorgegebenen Energieverbrauchverteilerschlüssels für die von der mindestens einen dezentralen Energiequelle in dem jeweiligen Zeitraum erzeugten Energie bestimmt werden. Dieser Energieverbrauchverteilerschlüssel kann zum Beispiel besagen, dass die von der dezentralen Energiequelle erzeugte Energie in denselben Anteilen auf die einzelnen Gruppen von Verbrauchern verteilt werden, in denen diese in dem jeweiligen Zeitraum elektrische Energie verbrauchen. Auch dann ergibt sich über einen Auswertezeitraum, der sich über mehrere der übereinstimmenden Zeiträume erstreckt, jeweils ein unterschiedlicher Energiemix für unterschiedliche Gruppen von Verbrauchern, deren Verbrauch von elektrischer Energie einen unterschiedlichen Verlauf über die Zeiträume aufweist. Der Energieverbrauchverteilerschlüssel kann die von der dezentralen Energiequelle erzeugte elektrische Energie aber auch nach einer von dem aktuellen Verbrauch an elektrischer Energie durch die einzelnen Gruppen von Verbrauchern unabhängigen Quote verteilen. Dies führt bei Gruppen von Verbrauchern mit unterschiedlichem Verlauf des Verbrauchs zu noch größeren Unterschieden bei dem Energiemix. In jedem Fall kann der Energieverbrauchverteilerschlüssel einzelne Gruppen von Verbrauchern von der Energie, die die dezentrale Energiequelle erzeugt, ausschließen, weil beispielsweise die Betreiber dieser Gruppen von Verbrauchern nicht zu den Mitbetreibern der dezentralen Energiequelle zählen, obwohl ihre Gruppen von Verbrauchern ebenfalls über den gemeinsamen Netzanschlusspunkt an das Verbundnetz angeschlossen sind.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfassten Energiedaten und Zeitdaten sind auch geeignet, eine Mehrerzeugung zu erfassen, bei der in mindestens einem der übereinstimmenden Zeiträume mehr elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle erzeugt wurde, als von jenen der Gruppen von Verbrauchern verbraucht wurde, denen die elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle zugeordnet wird. In einem solchen Fall der Mehrerzeugung kann zum Beispiel ein Energieüberschusssignal an mindestens eine jener Gruppen von Verbrauchern übermittelt werden, denen die elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle zugordnet wird. In den Gruppen, denen das Energieüberschusssignal übermittelt wird, kann dies zur Folge haben, dass die Leistungsaufnahme von bereits aktivierten Verbrauchern gesteigert wird und/oder zusätzliche Verbraucher aktiviert werden. Diese Leistungssteigerung bezieht sich insbesondere auf Verbraucher, die ein Ergebnis erzielen, das bevorratet oder gespeichert werden kann oder das aus anderen Gründen vorgezogen werden kann, wie beispielsweise ein Reinigungsvorgang.
Das Energieüberschusssignal kann selektiv an solche der Gruppen von Verbrauchern übermittelt werden, die eine Energiemenge nicht ausgeschöpft haben, die ihnen von der dezentralen Energiequelle nach einem vorgegebenen Energieanspruchverteilerschlüssel zusteht. Dieser Energieanspruchverteilerschlüssel kann dieselbe Basis wie der bereits diskutierte Energieverbrauchverteilerschlüssel haben. Konkret kann der Energieverbrauchverteilerschlüssel mit dem Energieanspruchverteilerschlüssel übereinstimmen, solange die nach dem Energieanspruchverteilerschlüssel zugestandenen Energiemengen von den jeweiligen Gruppen von Verbrauchern ausgeschöpft werden. Wenn sich beispielsweise drei Betreiber von Gruppen von Verbrauchern eine dezentrale Energiequelle zu gleichen Teilen teilen, kann der Energieanspruchverteilerschlüssel die von der dezentralen Energiequelle erzeugte elektrische Energie für jeden der übereinstimmenden Zeiträume zu gleichen Teilen den drei Gruppen von Verbrauchern zuordnen. Wenn ein Vergleich dieser zugeordneten Energiemengen nur für einige der Gruppen von Verbrauchern ergibt, dass die zugeordneten Energiemengen nicht ausgeschöpft wurden, kann das Energieüberschusssignal selektiv diesen Gruppen von Verbrauchern übermittelt werden.
Die Übermittlung des Energieüberschusssignals kann auch an alle jene der Gruppen von Verbrauchern übermittelt werden, denen die elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle überhaupt zugeordnet wird. Aber auch dann kann optional das Energieüberschusssignal mit abgestufter Hierarchie übermittelt werden, wobei die Gruppe von Verbrauchern die höchste Hierarchie hat, die die ihr nach dem vorgegebenen Energieanspruchverteilerschlüssel zustehende elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle am wenigsten ausschöpft.
Eine erfindungsgemäße Energieverbraucherfassungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Schnittstelle auf, über die sie die Energiedaten zusammen mit den zugehörigen Zeitdaten von den Zählern empfängt, und sie wertet die Energiedaten für jeden übereinstimmenden Zeitraum bezüglich der Quelle der von jeder einzelnen Gruppe von Verbrauchern verbrauchten elektrischen Energie aus. Diese Energieverbraucherfassungseinrichtung kann über die Schnittstelle auch ein Synchronisierungssignal an die Zähler ausgeben.
Eine andere Energieverbraucherfassungseinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist eine Schnittstelle auf, über die sie die Energiedaten von den Zählern abfragt und empfängt und die selbst die für jeden Zeitraum abgefragten Energiedaten mit dem entsprechenden Zeitdatum versieht. Zusätzlich kann auch diese Energieverbraucherfassungseinrichtung die Energiedaten für jeden übereinstimmenden Zeitraum bezüglich der Quelle der von jeder einzelnen Gruppe von Verbrauchern verbrauchten Energie auswerten.
Wenn die Auswertung der Energiedaten in Echtzeit oder zumindest zeitnah erfolgt, kann die Energieverbraucherfassungseinrichtung in beiden Ausführungsformen eine Mehrerzeugung, bei der in mindestens einem Zeitraum mehr elektrische Leistung von der dezentralen Energiequelle erzeugt wurde als von all jenen Verbrauchergruppen verbraucht wurde, denen die elektrische Leistung von der dezentralen Energiequelle zugeordnet wird, erfassen, um im Falle der Mehrerzeugung ein Energieüberschusssignal an zumindest eine der Verbrauchergruppen auszusenden. Wenn diese zumindest eine Verbrauchergruppe einen Empfänger für das Energieüberschusssignal und eine Einrichtung zum Zuschalten eines zusätzlichen Verbrauchers oder zur Leistungserhöhung eines bereits zugeschalteten Verbrauchers beim Empfang des Energieüberschusssignals aufweist, kann auf diese Weise der Eigenverbrauch der dezentral erzeugten elektrischen Energie effizient erhöht werden.
Die Energieverbraucherfassungseinrichtung kann im Falle der Mehrerzeugung auch selbst einen zusätzlichen elektrischen Verbraucher aktivieren oder einen leistungsvariablen Verbraucher entsprechend ansteuern. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Verbraucher handeln, der von allen Betreibern der einzelnen Gruppen von Verbrauchern ebenfalls gemeinsam genutzt wird, wie beispielsweise ein Heizelement einer Warmwasser- oder Wärmeversorgung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere der relativen Anordnung und den Wirkverbindungen mehrerer Bauteile – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
1 zeigt eine elektrische Installation, anhand derer eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden wird; und
2 zeigt eine zweite elektrische Installation, anhand derer eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden wird.
FIGURENBESCHREIBUNG
Bei der elektrischen Installation 1 gemäß 1 sind mehrere Gruppen 2 bis 4 von Verbrauchern 5 zusammen mit einer dezentralen Energiequelle 6 über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt 7 an ein Verbundnetz 8 angeschlossen. Hier sind für jede Gruppe 2 bis 4 von Verbrauchern 5 drei Verbraucher 5 dargestellt. Die Anzahl der Verbraucher 5 je Gruppe 2 bis 4 kann auch kleiner oder größer als drei sein, und jede Gruppe von Verbrauchern kann auch nur einen einzigen Verbraucher 5 umfassen. Insbesondere kann die Anzahl der Verbraucher 5 der einzelnen Gruppen 2 bis 4 aber auch unterschiedlich sein. Die einzelnen Gruppen 2 bis 4 sind jeweils über einen Zähler 9 an ein die Gruppen 2 bis 4 und die Energiequelle 6 sowie den Netzanschlusspunkt verbindendes lokales Netz 10 angeschlossen. An dieses lokale Netz 10 ist auch die Energiequelle 6 über einen Zähler 11 angeschlossen. Während die Zähler 9 die von den Gruppen 2 bis 4 verbrauchte elektrische Energie erfassen, erfasst der Zähler 11 die von der dezentralen Energiequelle 6 erzeugte elektrische Energie. An dem Netzanschlusspunkt 7 ist ein Summenzähler 12 vorgesehen, der getrennt voneinander die aus dem Verbundnetz 8 bezogene elektrische Energie und die in das Verbundnetz 8 eingespeiste elektrische Energie erfasst. Ein Signalgeber 13 gibt ein Synchronisierungssignal 14 aus, das von den Zählern 9, 11 und 12 registriert wird und das übereinstimmende Zeiträume synchronisiert, für die die Zähler 9, 11 und 12 die von jeder einzelnen Gruppe 2 bis 4 von Verbrauchern 5 verbrauchte Energie, die von der dezentralen Energiequelle 6 erzeugte elektrische Energie und die über den Netzanschlusspunkt transferierte elektrische Energie erfassen. Erfindungsgemäß sind diese übereinstimmenden Zeiträume vergleichsweise kurz, und zwar so kurz, dass die über die einzelnen Zähler 9, 11 und 12 fließenden elektrischen Leistungen während jeweils eines Zeitraums im Wesentlichen konstant sind.
In den Zählern 9, 11 und 12 werden Energiedaten, die die verbrauchten, erzeugten oder transferierten elektrischen Energien beschreiben, jeweils mit einem Zeitdatum verknüpft, das denjenigen der übereinstimmenden Zeiträume angibt, für den die Energien erfasst wurden. Die Energiedaten und die zugehörigen Zeitdaten werden von jedem der Zähler 9, 11 und 12 in einem zugeordneten Datenspeicher 15 abgelegt. Diese Datenspeicher 15 werden entweder durch direkten Zugriff oder auch über eine drahtlose Verbindung ausgelesen. Aus den ausgelesenen Energiedaten und Zeitdaten wird für jeden der übereinstimmenden Zeiträume ermittelt, aus welcher Quelle die von jeder der Gruppen 2 bis 4 verbrauchte elektrische Energie stammte. Dabei wird die von der dezentralen Energiequelle 6 erzeugte elektrische Energie den einzelnen Gruppen 2 bis 4 nach einem Energieverbrauchverteilerschlüssel zugeordnet. Wenn beispielsweise nur die Betreiber der Gruppen 2 und 3 die dezentrale Energiequelle 6 betreiben und der Betreiber der Gruppe 4 nicht, wird die von der dezentralen Energiequelle 6 erzeugte elektrische Energie ausschließlich den Gruppen 2 und 3 zugeordnet. Dabei kann die Aufteilung der von der Energiequelle 6 erzeugten elektrischen Energie auf die Gruppen 2 und 3 nach festen Anteilen an der erzeugten elektrischen Energie oder in Form eines gleichen Anteils an der von den Gruppen 2 und 3 aktuell verbrauchten elektrischen Energie oder auch nach einem anders definierten Energieverbrauchverteilerschlüssel erfolgen. Diese Verteilung der Quellen der verbrauchten elektrischen Energie für jede der Gruppen 2 bis 4 kann für einen längeren, mehrere der übereinstimmenden Zeiträume umfassenden Auswertezeitraum zusammengefasst werden, beispielsweise als ein mit dem in jedem der übereinstimmenden Zeiträume verbrauchten Energie gewichtetes Mittel, um einen Energiemix für jede der Gruppen innerhalb des Auswertezeitraums zu bestimmen. Nach diesem Energiemix kann eine zu zahlende Vergütung für die von den einzelnen Gruppen 2 bis 4 während des Auswertezeitraums verbrauchte Gesamtenergie berechnet werden. Weiterhin kann abhängig von dem ermittelten Energiemix das Verbrauchsverhalten der einzelnen Gruppen verändert werden, um den Eigenverbrauch der von der Energiequelle 6 dezentral erzeugten elektrischen Energie zu maximieren.
Die in 2 skizzierte elektrische Installation 1 unterscheidet sich rein in der Darstellung von derjenigen in 1 dadurch, dass die Verbraucher 5 der Gruppen 2 bis 4 nicht einzeln dargestellt sind. In der Sache bestehen Unterschiede darin, dass eine Energieverbraucherfassungseinrichtung 16 vorgesehen ist, die über eine Schnittstelle 17 ein hier als drahtlos angedeutetes Abfragesignal 18 an die einzelnen Zähler 9, 11 und 12 aussendet. Das Abfragesignal 18 wird von einer Schnittstelle 19 an den jeweiligen Zählern 9, 11 und 12 registriert. Die Schnittstellen 19 übermitteln im Gegenzug die von dem jeweiligen Zähler 9, 11 und 12 für den direkt zurückliegenden Zeitraum seit dem letzten Abfragesignal 18 erfasste Energie oder einfach den aktuellen Zählerstand in Form von Energiedaten 20 an die Energieverbraucherfassungseinrichtung 16. In der Energieverbraucherfassungseinrichtung 16 werden die Energiedaten 20 mit Zeitdaten verknüpft, die den jeweiligen Zeitraum angeben, zu dem die Energiedaten 20 von den einzelnen Zählern 9, 11 und 12 gehören. Die kombinierten Energiedaten 20 und Zeitdaten werden in einem Datenspeicher 21 gespeichert. Zusätzlich wertet die Energieverbraucherfassungseinrichtung 16 die Energiedaten für jeden der Zeiträume aus, um wie bereits erläutert eine Verteilung der Quellen der von den einzelnen Gruppen 2 bis 4 verbrauchten elektrischen Energie zu ermitteln. Darüber hinaus registriert die Energieverbraucherfassungseinrichtung 16 etwaige Fälle von Mehrerzeugung. Ein solcher Fall von Mehrerzeugung von elektrischer Energie durch die dezentrale Energiequelle 6 kann nicht nur dann vorliegen, wenn über den Zähler 12 an dem Netzanschlusspunkt 7 elektrische Energie in das Verbundnetz 8 eingespeist wird. Wenn beispielsweise der Betreiber der Gruppe 4 nicht Mitbetreiber der dezentralen Energiequelle 6 ist, liegt eine Mehrerzeugung auch schon dann vor, wenn die von dem Zähler 9 der Gruppe 4 erfasste Energie für einen der übereinstimmenden Zeiträume größer ist als die in demselben Zeitraum über den Zähler 12 aus dem Verbundnetz 8 bezogene Energie. Wenn eine Mehrerzeugung auftritt, sendet die Energieverbraucherfassungseinrichtung 16 über ihre Schnittstelle 17 ein Energieüberschusssignal 22 an die Gruppen 2 und 3 aus, deren Betreiber Mitbetreiber der dezentralen Energiequelle 6 sind. Dabei kann dieses Energieüberschusssignal 22 zuerst an die Gruppe 2 übersandt werden, die ihren Anteil an der dezentral erzeugten elektrischen Energie, der ihr nach einem Energieanspruchverteilerschlüssel zusteht, bislang weniger ausschöpft als die andere Gruppe. Alternativ oder zusätzlich kann die Energieverbraucherfassungseinrichtung im Falle der Mehrerzeugung ein Aktivierungssignal 23 an eine Schalteinrichtung 24 senden, über die ein zusätzlicher Verbraucher 25 betrieben wird. Bei dem Verbraucher 25 kann es sich zum Beispiel um eine Heizeinrichtung für eine Zentralheizung in einem Gebäude handeln, in dem die Gruppen 2 bis 4 jeweils die Verbraucher in einer einzelnen Wohnung umfassen. Es versteht sich, dass dann auch der Verbrauch des Verbrauchers 25 mit einem zusätzlichen Zähler 9 erfasst und von der Energieverbraucherfassungseinrichtung 16 abgefragt wird. Die Energieverbraucherfassungseinrichtung 16 kann eine lokale Einrichtung, beispielsweise am Ort der dezentralen Energiequelle 6, sein. Sie kann alternativ auch entfernt von der eigentlichen elektrischen Installation 1 angeordnet sein und beispielsweise mit der restlichen elektrischen Installation 1 ausschließlich über das Internet kommunizieren. Die in dem Datenspeicher 21 abgelegten Energiedaten und Zeitdaten erlauben eine nachprüfbare Auswertung der Verteilung der Quellen der elektrischen Energie für die einzelnen Gruppen 2 bis 4, insbesondere in Bezug auf einen Energiemix für einen längeren, mehrere der übereinstimmenden Zeiträume umfassenden Auswertezeitraum.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Installation
2: Gruppe
3: Gruppe
4: Gruppe
5: Verbraucher
6: dezentrale Energiequelle
7: Netzanschlusspunkt
8: Verbundnetz
9: Zähler
10: lokales Netz
11: Zähler
12: Summenzähler
13: Signalgeber
14: Synchronisierungssignal
15: Datenspeicher
16: Energieverbraucherfassungseinrichtung
17: Schnittstelle
18: Abfragesignal
19: Schnittstelle
20: Energiedaten
21: Datenspeicher
22: Energieüberschusssignal
23: Aktivierungssignal
24: Schalter
25: zusätzlicher Verbraucher

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012101928 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Energiemixes beim Verbrauch elektrischer Energie durch mehrere Gruppen (2 bis 4) von elektrischen Verbrauchern (5), die zusammen mit mindestens einer dezentralen Energiequelle (6) über einen gemeinsamen Netzanschlusspunkt (7) an ein Verbundnetz (8) angeschlossen sind, wobei – die von jeder einzelnen Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) verbrauchte elektrische Energie, – die von der mindestens einen dezentralen Energiequelle (6) erzeugte elektrische Energie und – die über den Netzanschlusspunkt (7) transferierte elektrische Energie mit Zählern (9, 11, 12) für elektrische Energie für übereinstimmende Zeiträume erfasst und als maschinenlesbare Energiedaten (20) bereitgestellt werden und wobei die Energiedaten (20) für jeden der übereinstimmenden Zeiträume bezüglich der Quellen der von jeder einzelnen Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) verbrauchten Energie ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinstimmenden Zeiträume nicht länger als eine Stunde sind und dass jedes Energiedatum mit einem maschinenlesbaren Zeitdatum versehen wird, das denjenigen der übereinstimmenden Zeiträume angibt, für den die jeweilige Energie erfasst wurde.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den für jeden der übereinstimmenden Zeiträume bestimmten Quellen der von jeder einzelnen Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) verbrauchten Energie der Energiemix für die jeweilige Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) für einen mehrere der übereinstimmenden Zeiträume umfassenden Auswertezeitraum berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinstimmenden Zeiträume nicht länger als zehn Minuten, eine Minute, zehn Sekunden oder eine Sekunde sind.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Energiedatum von dem die jeweilige Energie erfassenden Zähler (9, 11, 12) mit dem Zeitdatum versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Energiedatum zusammen mit dem zugehörigen Zeitdatum in dem sie erfassenden Zähler (9, 11, 12) gespeichert und/oder von dem Zähler (9, 11, 12) an eine Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) gesendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die übereinstimmenden Zeiträume, für die die Zähler (9, 11, 12) die Energien erfassen, durch ein externes Synchronisierungssignal (14) synchronisiert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Quelle der von jeder einzelnen Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) in einem der Zeiträume verbrauchten Energie unter Anwendung eines vorgegebenen Energieverbrauchverteilerschlüssels für die von der mindestens einen dezentralen Energiequelle (6) in dem jeweiligen Zeitraum erzeugten Energie bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrerzeugung erfasst wird, bei der in mindestens einem der übereinstimmenden Zeiträume mehr elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle (6) erzeugt wurde als von jenen der Gruppen (2 und 3) von Verbrauchern (5) verbraucht wurde, denen die elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle (6) zugeordnet wird, und dass im Falle der Mehrerzeugung ein Energieüberschusssignal (22) an mindestens eine jener Gruppen (2 und 3) von Verbrauchern (5) übermittelt wird, denen die elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle (6) zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieüberschusssignal (22) an solche der Gruppen (2 und 3) von Verbrauchern (5) übermittelt wird, die eine Energiemenge nicht ausgeschöpft haben, die ihnen von der dezentralen Energiequelle (6) nach einem vorgegebenen Energieanspruchverteilerschlüssel zusteht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieüberschusssignal (22) an alle jene der Gruppen (2 und 3) von Verbrauchern (5) übermittelt wird, denen die elektrische Energie von der dezentralen Energiequelle (6) zugeordnet wird, wobei das Energieüberschusssignal (22) optional mit abgestufter Hierarchie übermittelt wird, wobei die Gruppe (2 und 3) von Verbrauchern (5) die höchste Hierarchie hat, die eine ihr nach einem vorgegebenen Energieanspruchverteilerschlüssel von der dezentralen Energiequelle (6) zustehende Energiemenge am wenigsten ausschöpft.
Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) – eine Schnittstelle aufweist, über die sie die Energiedaten zusammen mit den zugehörigen Zeitdaten von den Zählern (9, 11, 12) empfängt, und – die Energiedaten für jeden übereinstimmenden Zeitraum bezüglich der Quelle der von jeder einzelnen Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) verbrauchten Energie auswertet.
Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie über die Schnittstelle ein Synchronisierungssignal an die Zähler (9, 11, 12) ausgibt.
Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) – eine Schnittstelle (17) aufweist, über die sie die Energiedaten (20) von den Zählern (9, 11, 12) abfragt und empfängt, – die für jeden Zeitraum abgefragten Energiedaten (20) mit dem entsprechenden Zeitdatum versieht und – die Energiedaten (20) für jeden übereinstimmenden Zeitraum bezüglich der Quelle der von jeder einzelnen Gruppe (2 bis 4) von Verbrauchern (5) verbrauchten Energie auswertet.
Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) eine Mehrerzeugung, bei der in mindestens einem Zeitraum mehr elektrische Leistung von der dezentralen Energiequelle (6) erzeugt wurde als von all jenen Gruppen (2 und 3) von Verbrauchern (5) verbraucht wurde, denen die elektrische Leistung von der dezentralen Energiequelle (6) zugeordnet ist, in Echtzeit erfasst und im Falle der Mehrerzeugung ein Energieüberschusssignal (22) an zumindest eine der Gruppen (2 und 3) von Verbrauchern (5) aussendet.
Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieverbraucherfassungseinrichtung (16) eine Mehrerzeugung, bei der in mindestens einem Zeitraum mehr elektrische Leistung von der dezentralen Energiequelle (6) erzeugt als von all jenen Gruppen (2 und 3) von Verbrauchern (5) verbraucht wurde, denen die elektrische Leistung von der dezentralen Energiequelle (6) zugeordnet ist, in Echtzeit erfasst und im Falle der Mehrerzeugung einen zusätzlichen elektrischen Verbraucher (25) aktiviert.