DE102016103758A1

DE102016103758A1 - Verfahren zum Auslegen eines Energiespeichers, Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102016103758A1
Application number: DE102016103758.3A
Authority: DE
Inventors: Sven Wendt; Ralf Wegel; Paul Bönisch; Marc Dietrich
Original assignee: SolarWorld Innovations GmbH
Current assignee: Meyer Burger Germany GmbH
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2017-09-07

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auslegung eines Energiespeichers. Dabei wird ein Modell für einen vorhergesagten Netto-Energiefluss zugrunde gelegt und ein realer Netto-Energiefluss durch eine Messung mindestens einer Messgröße ermittelt. Zu einer vorgegebenen Anzahl von Zeitpunkten wird der vorhergesagte Netto-Energiefluss mit dem realen Netto-Energiefluss verglichen. Bei Nicht-Übereinstimmung des vorhergesagten Netto-Energieflusses mit dem realen Netto-Energiefluss wird anhand des realen Netto-Energieflusses das Modell für den vorhergesagten Netto-Energiefluss angepasst, indem das Modell an den realen Netto-Energiefluss angeglichen wird. Bei Übereinstimmung des vorhergesagten Netto-Energieflusses mit dem realen Netto-Energiefluss für die vorgegebene Anzahl von Zeitpunkten wird anhand des Netto-Energieflusses ein zeitlicher Verlauf eines Betriebsparameters des Energiespeichers in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf des Netto-Energieflusses berechnet und der zeitliche Verlauf des Betriebsparameters in einem Speicher abgelegt. Außerdem betrifft die Erfindung eine Recheneinheit, die eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslegen eines Energiespeichers und eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens. Immer mehr Nutzer einer regenerativen Energieerzeugungsanlage gehen dazu über, einen Speicher für die aktuell erzeugte, aber nicht verbrauchte Energie vorzusehen. Dazu ist es notwendig, in langwierigen Simulationsprozessen herauszufinden, welche Art von Energiespeicher, und welche technischen Daten des Energiespeichers vorteilhaft sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Auslegen eines Energiespeichers bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Recheneinheit zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, die es dem Anwender ermöglicht, das Simulationsverfahren selbst durchzuführen.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren zum Auslegen eines Energiespeichers und die Recheneinheit der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Einem Verfahren zum Auslegen eines Energiespeichers wird ein Modell für einen vorhergesagten Netto-Energiefluss zugrunde gelegt. Der Netto-Energiefluss ist dabei die Differenz zwischen einer erzeugten und einer verbrauchten Energie. Ein realer Netto-Energiefluss wird durch eine Messung mindestens einer Messgröße ermittelt. Dies kann beispielsweise durch die Messung eines oder mehrerer Ströme innerhalb der Elektroinstallation eines Gebäudes und die Umrechnung der Ströme in Energiefluss verwirklicht sein. Zu einer vorgegebenen Anzahl von Zeitpunkten wird der vorhergesagte Netto-Energiefluss mit dem realen Netto-Energiefluss verglichen. Wenn der vorhergesagte Netto-Energiefluss nicht mit dem realen Netto-Energiefluss übereinstimmt, wird anhand des realen Netto-Energieflusses das Modell für den vorhergesagten Netto-Energiefluss angepasst, indem das Modell an den realen Netto-Energiefluss angeglichen wird. Wenn der vorhergesagte Netto-Energiefluss mit dem realen Netto-Energiefluss für die vorgegebene Anzahl von Zeitpunkten übereinstimmt, wird anhand des Netto-Energieflusses ein zeitlicher Verlauf eines Betriebsparameters des Energiespeichers in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf des Netto-Energieflusses berechnet. Außerdem wird der zeitliche Verlauf des Betriebsparameters in einem Speicher abgelegt. Der Netto-Energiefluss ist dabei die Energiemenge, die entweder in einem Energiespeicher gespeichert oder vom Energiespeicher abgegeben werden könnte. Durch die Vorhersage des Netto-Energieflusses kann auch vorhergesagt werden, wie ein zeitlicher Verlauf eines Betriebsparameters des Energiespeichers aussehen würde, wenn dieser Energiespeicher zur Verfügung stehen würde.
Durch den Vergleich des vorhergesagten Netto-Energieflusses mit dem anhand der Messgrößen ermittelten Netto-Energiefluss zu verschiedenen Zeitpunkten kann überprüft werden, ob das Modell für die Vorhersage des Netto-Energieflusses mit dem realen, gemessenen Netto-Energiefluss übereinstimmt. Dabei ist es möglich, dass zwischen den Zeitpunkten, an denen verglichen wird, weitere Vorhersagen des Netto-Energieflusses und weitere Messwerte ermittelt und verglichen werden. Durch die Anpassung des Modells für den vorhergesagten Netto-Energiefluss wird die Vorhersage des Netto-Energieflusses immer genauer an den realen Netto-Energiefluss angepasst und so das Modell verbessert. Wenn zu einer vorgegebenen Anzahl von Zeitpunkten der vorhergesagte Netto-Energiefluss mit dem realen, gemessenen Netto-Energiefluss übereinstimmt, kann aus dem realen und dem weiter vorhergesagten Netto-Energiefluss ein Betriebsparameter des Energiespeichers berechnet werden, bzw. auch der zeitliche Verlauf des Betriebsparameters berechnet werden. Dieser Betriebsparameter kann beispielsweise der Füllstand des Energiespeichers sein, sodass durch den zeitlichen Verlauf des Betriebsparameters der zeitliche Verlauf der Energiemenge, die innerhalb des Energiespeichers zur Verfügung steht, berechnet wird. Dieser zeitliche Verlauf wird dann in einem Speicher abgelegt, um dem Nutzer zur Verfügung zu stehen.
In einer Ausführungsform wird bei Übereinstimmung des vorhergesagten Netto-Energieflusses mit dem realen Netto-Energiefluss ein Signal ausgegeben. Dieses Signal kann entweder optisch oder akustisch oder aber auch über eine Datenverbindung ausgegeben werden, wodurch der Nutzer erfährt, dass die Simulation beendet ist. Dadurch, dass zu diesem Zeitpunkt auch schon der zeitliche Verlauf des Betriebsparameters zur Verfügung steht, ist mit dem Signal auch schon die Simulation beispielsweise des Füllstandes des Energiespeichers beendet, sodass der Nutzer auf diese Daten sofort zugreifen und sie für die Auslegung seines Energiespeichers verwenden kann.
In einer Ausführungsform wird zu jedem Zeitpunkt, an dem ein Vergleich zwischen dem vorhergesagten Netto-Energiefluss und dem realen Netto-Energiefluss stattfindet, ein zeitlicher Verlauf des Betriebsparameters des Energiespeichers anhand des realen Netto-Energieflusses berechnet und im Speicher abgelegt. Dies ist vorteilhaft, wenn der Nutzer, auch während die Simulation läuft, die Betriebsparameter bzw. den zeitlichen Verlauf des Betriebsparameters des Energiespeichers auslesen möchte.
In einer Ausführungsform setzt sich der Netto-Energiefluss aus einer ersten Energiemenge, die von einer Energiequelle bereitgestellt wird, und einer zweiten Energiemenge, die von elektrischen Verbrauchern verbraucht wird, zusammen. Dadurch entspricht der Netto-Energiefluss der Bereitstellung und dem Verbrauch der Energieanlage, bzw. der Energiemenge, die entweder im Energiespeicher gespeichert oder aus dem Energiespeicher zur Verfügung gestellt wird.
In einer Ausführungsform ist die Energiequelle eine Solaranlage und/oder ein Blockheizkraftwerk und/oder eine Wärmepumpe.
In einer Ausführungsform weist der Betriebsparameter einen minimalen Wert und einen maximalen Wert auf. Für den Fall, dass der Betriebsparameter im zeitlichen Verlauf größer als der maximale Wert oder kleiner als der minimale Wert des Betriebsparameters ist, wird ein weiterer Verlauf des Betriebsparameters mit verändertem minimalen oder maximalen Wert des Betriebsparameters berechnet. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn der für die Simulation vorgesehene Energiespeicher zu klein ist. In diesem Fall wird zu einem Zeitpunkt der maximale Betriebsparameter, also in diesem Fall die maximale Speicherkapazität erreicht. Weiter vorhandener überschüssiger Strom, bzw. überschüssige Energie, die sich aus dem Netto-Energiefluss ergibt, könnte dann nicht mehr im Energiespeicher gespeichert werden. Nun wird ein entsprechend vergrößerter Energiespeicher für die Berechnung vorgesehen, der auch den weiter vorhandenen Überschuss an Netto-Energiefluss aufnehmen und speichern kann. Die veränderten minimalen und maximalen Werte des Betriebsparameters werden dann ebenfalls im Speicher abgelegt.
In einer Ausführungsform ist der Betriebsparameter eine im Energiespeicher gespeicherte Energiemenge.
In einer Ausführungsform ist ein weiterer Betriebsparameter vorgesehen, wobei der weitere Betriebsparameter dem maximalen Lade- bzw. Entladestrom entspricht. Für den Fall, dass im zeitlichen Verlauf der Netto-Energiefluss größer ist als der maximale Lade- bzw. Entladestrom, wird ein weiterer Verlauf des Betriebsparameters mit einem erhöhten maximalen Ladebzw. Entladestrom berechnet. Dies ist vorteilhaft, wenn zu gewissen Zeitpunkten ein großer Netto-Energiefluss zur Verfügung stehen würde, der Energiespeicher diesen aber aufgrund der Lade- bzw. Entladestrombeschränkung nicht aufnehmen kann. An dieser Stelle muss der Energiespeicher mit einem vergrößerten maximalen Lade- bzw. Entladestrom vorgesehen werden, wodurch die Simulation daran angepasst und für diesen neuen Energiespeicher der zeitliche Verlauf der im Energiespeicher gespeicherten Energiemenge berechnet wird.
In einer Ausführungsform ist der Energiespeicher ein Stromspeicher und/oder ein Wärmespeicher. Diese beiden Arten von Energiespeichern sind gut geeignet, um mit dem Verfahren ausgelegt zu werden.
In einer Ausführungsform wird ein weiteres Signal ausgegeben, wenn der vorhergesagte Netto-Energiefluss unterschiedlich vom realen Netto-Energiefluss ist. Dies ist vorteilhaft, um dem Nutzer zu signalisieren, dass die Simulation einerseits noch nicht abgeschlossen ist und andererseits er, also der Nutzer, die Simulation überprüfen kann und sollte. Dadurch kann der Nutzer, wenn ihm durch die Überprüfung deutlich wird, dass dieser Simulationslauf abgebrochen und das Modell manuell verändert werden sollte, diese Veränderung selbst vornehmen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren anhand einer Nutzereingabe, beispielsweise durch einen Schalter, aktiviert und deaktiviert werden kann.
In einer Ausführungsform wird anhand des realen Energieverbrauchs eine Auslegung für eine Stromquelle, beispielsweise einer Photovoltaikanlage, berechnet. Die Auslegung kann dabei eine Leistung und/oder eine maximale Strommenge, die von der Stromquelle bereitgestellt wird, beinhalten. Anschließend wird anhand dieser berechneten Auslegung der Netto-Energiefluss vorhergesagt und der Betriebsparameter des Energiespeichers simuliert.
Dabei kann es vorgesehen sein, dass eine kleine Solarzelle beziehungsweise eine Photodiode einen realen Messwert für die zur Verfügung stehende Leistung der Sonnenstrahlung bereitstellen, der dann zur Auslegung der Photovoltaikanlage genutzt wird. Mittels der Messwerte der kleinen Solarzelle beziehungsweise der Photodiode wird auch der reale Netto-Energiefluss auf die Auslegung der Solarzelle hochgerechnet, um den Energiespeicher auszulegen.
Eine Recheneinheit ist eingerichtet, eines der genannten Verfahren durchzuführen. Dazu weist die Recheneinheit einen Anschluss für ein Messgerät auf, mit dem die Messgröße ermittelt werden kann. Ferner kann die Recheneinheit in die Energieanlage eines Gebäudes integriert sein, beispielsweise in einem Gleichrichter einer Photovoltaikanlage.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In schematischer Darstellung zeigen
1 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens;
2 ein weiteres Ablaufdiagramm des Verfahrens;
3 ein Diagramm mit vorhergesagten und realen Netto-Energieflüssen;
4 einen Verlauf eines Betriebsparameters eines Energiespeichers; und
5 ein Gebäude mit einer Photovoltaikanlage und einer Recheneinheit.
1 zeigt ein Ablaufdiagramm 100 eines Verfahrens zum Auslegen eines Energiespeichers. In einem ersten Verfahrensschritt 101 wird das Programm gestartet und es werden technische Daten des Energiespeichers bereitgestellt. Dieses Bereitstellen der technischen Daten des Energiespeichers kann beispielsweise über eine Nutzereingabe erfolgen, oder es werden vorgegebene technische Daten eines Energiespeichers genutzt. In einem anschließenden zweiten Verfahrensschritt 102 wird ein Netto-Energiefluss anhand eines Modells vorhergesagt. In einem daran anschließenden dritten Verfahrensschritt 103 wird durch eine Messung mindestens einer Messgröße ein realer Netto-Energiefluss ermittelt. In einem vierten Verfahrensschritt 104 werden der reale Netto-Energiefluss und der vorhergesagte Netto-Energiefluss miteinander verglichen. Wenn der reale Netto-Energiefluss und der vorhergesagte Energiefluss nicht übereinstimmen, wechselt das Programm in den fünften Verfahrensschritt 105. In diesem wird das Modell für den vorhergesagten Netto-Energiefluss anhand des realen Netto-Energieflusses angepasst, indem das Modell an den realen Netto-Energiefluss angeglichen wird. Anschließend wird mit dem zweiten Verfahrensschritt 102, diesmal mit dem im fünften Verfahrensschritt 105 angepassten Modell fortgefahren. Wenn im vierten Verfahrensschritt 104 festgestellt wird, dass der reale Netto-Energiefluss mit dem vorhergesagten Netto-Energiefluss übereinstimmt, wird in einem sechsten Verfahrensschritt 106 überprüft, ob dies bereits bei einer vorgegebenen Anzahl von Zeitpunkten der Fall war. Durch diese Überprüfung im sechsten Verfahrensschritt 106 kann erreicht werden, dass ein zufälliges, einmaliges Übereinstimmen von realem Netto-Energiefluss und vorhergesagtem Netto-Energiefluss nicht zu falschen Ergebnissen führt. Die vorgegebene Anzahl kann dabei vom Nutzer gewählt werden oder aber schon von vornherein für das Verfahren vorgegeben sein. Wenn bei einer vorgegebenen Anzahl von Zeitpunkten der vorhergesagte Netto-Energiefluss noch nicht mit dem realen Netto-Energiefluss übereingestimmt hat, wird das Verfahren mit dem zweiten Verfahrensschritt 102 fortgesetzt. Sollte die Übereinstimmung auch zu der vorgegebenen Anzahl von Zeitpunkten im sechsten Verfahrensschritt 106 festgestellt werden, wird in einem siebten Verfahrensschritt 107 ein zeitlicher Verlauf eines Betriebsparameters des Energiespeichers in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf des Netto-Energieflusses berechnet. Ebenfalls im siebten Verfahrensschritt 107 wird der zeitliche Verlauf des Betriebsparameters in einem Speicher abgelegt.
In einem Ausführungsbeispiel wird im siebten Verfahrensschritt 107 zusätzlich ein Signal ausgegeben, um dem Nutzer zu signalisieren, dass das Verfahren zum Auslegen eines Energiespeichers beendet ist.
2 zeigt ein weiteres Ablaufdiagramm 100 des Verfahrens. In diesem Ablaufdiagramm, das die Verfahrensschritte 101 bis 107 der 1 ebenfalls enthält, ist vorgesehen, dass, nachdem das Verfahren nach dem vierten Verfahrensschritt 104 bzw. dem sechsten Verfahrensschritt 106 im zweiten Verfahrensschritt 102 fortgesetzt wird, zusätzlich ein achter Verfahrensschritt 108 ausgeführt wird, in dem mit den bereits gemessenen realen Netto-Energieflüssen ein zeitlicher Verlauf des Betriebsparameters des Energiespeichers anhand des realen Netto-Energieflusses berechnet und im Speicher abgelegt wird.
In einem Ausführungsbeispiel wird im fünften Verfahrensschritt 105 zusätzlich ein Signal ausgegeben, das anzeigt, dass der vorhergesagte Netto-Energiefluss vom realen Netto-Energiefluss unterschiedlich ist.
3 zeigt ein Diagramm 200, in dem zu verschiedenen Zeitpunkten 202 bis 209 auf einer Zeitachse 201 vorhergesagte Netto-Energieflüsse 211 bis 218 und real gemessene Netto-Energieflüsse 221 bis 228 aufgetragen sind. Die Auftragung der gemessenen und realen Netto-Energieflüsse 211 bis 218, 221 bis 228 erfolgt dabei auf einer Achse 210. Die vorhergesagten Netto-Energieflüsse 211 bis 218 sind dabei durch Quadrate angedeutet, die real gemessenen Netto-Energieflüsse 221 bis 228 durch Kreuze. Für einen ersten Zeitpunkt 202 wird ein erster vorhergesagter Netto-Energiefluss 211 bestimmt. Wenn der erste Zeitpunkt 202 erreicht wird, wird der erste reale Netto-Energiefluss 221 gemessen. Im Diagramm 200 unterscheiden sich der erste vorhergesagte Netto-Energiefluss 211 und der erste reale Netto-Energiefluss 221. Da sich diese beiden Netto-Energieflüsse unterscheiden, wird das Modell für die Vorhersage des Netto-Energieflusses angepasst und für den zweiten Zeitpunkt 203 ein zweiter vorhergesagter Netto-Energiefluss 212 bestimmt. Bei Erreichen des zweiten Zeitpunkts 203 wird wiederum der zweite reale Netto-Energiefluss 222 gemessen, der sich wiederum vom zweiten vorhergesagten Netto-Energiefluss 212 unterscheidet. Daraufhin wird das Modell für die Vorhersage des Netto-Energieflusses wiederum angepasst und für einen dritten Zeitpunkt 204 ein dritter vorhergesagter Netto-Energiefluss 213 bestimmt. Zu diesem dritten Zeitpunkt 204 wird wiederum der dritte reale Netto-Energiefluss 223 bestimmt, der in diesem Fall mit dem dritten vorhergesagten Netto-Energiefluss 213 übereinstimmt. Daraufhin wird das Modell nicht angepasst und für einen vierten Zeitpunkt 205 ein vierter vorhergesagter Netto-Energiefluss 214 bestimmt. Bei Erreichen des vierten Zeitpunkts 205 wird wiederum der vierte reale Netto-Energiefluss 224 bestimmt, der nicht mit dem vierten vorhergesagten Netto-Energiefluss 214 übereinstimmt. Daraufhin wird das Modell für die Vorhersage des Netto-Energieflusses erneut geändert und für einen fünften Zeitpunkt 206 ein fünfter vorhergesagter Netto-Energiefluss 215 bestimmt. Zum fünften Zeitpunkt 206 bestimmt der fünfte reale Netto-Energiefluss 225 mit dem vorhergesagten fünften Netto-Energiefluss 215 überein, sodass das Modell für die Vorhersage nicht geändert wird und mit dem Modell ein sechster vorhergesagter Netto-Energiefluss 216 für einen sechsten Zeitpunkt 207 bestimmt wird. Auch zum sechsten Zeitpunkt 207 stimmt der sechste reale Netto-Energiefluss 226 mit dem sechsten vorhergesagten Netto-Energiefluss 216 überein, ebenso der siebte vorhergesagte Netto-Energiefluss 217 mit dem realen siebten Netto-Energiefluss 227 und der achte vorhergesagte Netto-Energiefluss 218 mit dem realen achten Netto-Energiefluss 228, jeweils für den siebten Zeitpunkt 208 und den achten Zeitpunkt 209. Wenn nun die vorgegebene Anzahl von Übereinstimmungen vier war, kann an dieser Stelle davon ausgegangen werden, dass das Modell für die Vorhersage des Netto-Energieflusses nicht weiter verändert werden muss und nun anhand der Netto-Energieflüsse der Betriebsparameter bzw. der zeitliche Verlauf des Betriebsparameters des Energiespeichers in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf des Netto-Energieflusses berechnet werden kann.
Diese Berechnung des zeitlichen Verlaufs 311 des Betriebsparameters ist in 4 dargestellt. 4 zeigt ein Diagramm 300 des zeitlichen Verlaufs 311 des Energieinhalts eines Energiespeichers. Dabei ist über eine Zeitachse 301 ein erster Zeitpunkt 302 bis zu einem achten Zeitpunkt 309 aufgetragen, die zweite Achse 310 gibt den Energieinhalt des Energiespeichers. Anhand der realen Netto-Energieflüsse 221 bis 228 der 3 kann die Linie 311, bzw. der zeitliche Verlauf des Energieinhalts des Energiespeichers 311 berechnet werden.
In einem Ausführungsbeispiel wird schon zum ersten Zeitpunkt 202 bzw. 302 der zeitliche Verlauf des Energieinhalts des Energiespeichers berechnet.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Betriebsparameter einen minimalen Wert und einen maximalen Wert auf. Dies könnten beispielsweise die durch 0 % und 100 % angezeigten Füllstände des Energiespeichers der 4 sein. Sollte sich bei der Berechnung des zeitlichen Verlaufs 311 des Energieinhalts des Energiespeichers ergeben, dass der Energieinhalt über 100 % ansteigen würde, da der Netto-Energiefluss eher positiv als negativ ist, so könnten an dieser Stelle die technischen Daten des Energiespeichers verändert werden, damit eine größere Kapazität des Energiespeichers berücksichtigt werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel ist ein weiterer Betriebsparameter des Energiespeichers vorgesehen, wobei dieser weitere Betriebsparameter dem maximalen Lade- bzw. Entladestrom des Energiespeichers entspricht und wobei für den Fall, dass im zeitlichen Verlauf der Netto-Energiefluss größer ist als der maximale Lade- bzw. Entladestrom, ein weiterer Verlauf des Betriebsparameters mit einem erhöhten maximalen Lade- bzw. Entladestrom berechnet wird.
In einem Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher ein Stromspeicher und/oder ein Wärmespeicher.
5 zeigt ein Gebäude 400 mit einer Photovoltaikanlage 401, einer Recheneinheit 402, einem Anschluss an ein externes Stromnetz 403, einer Messeinrichtung 404 und elektrischen Verbrauchern 405. Die Recheneinheit 402 ist dabei eingerichtet, das Verfahren durchzuführen. Der Strom, der von der Photovoltaikanlage 401 bereitgestellt wird, wird mit einem (nicht dargestellten) Wechselrichter zu Wechselstrom transformiert und steht zur Verfügung. Mit dem Strom, der durch den Wechselrichter transformiert wurde, werden elektrische Verbraucher 405 betrieben. Je nachdem, ob der Strombedarf der elektrischen Verbraucher 405 größer oder kleiner ist als der von der Photovoltaikanlage 401 bereitgestellte Strom, wird im Messgerät 404, das in die Anschlussleitung des externen Stromanschlusses 403 integriert ist, ein Netto-Energiefluss hin zum Gebäude 400 oder weg vom Gebäude 400 gemessen. Dieser Netto-Energiefluss, der im Messgerät 404 gemessen wird, entspricht dem Netto-Energiefluss, der in einem Stromspeicher gespeichert werden könnte, oder mit dem aus einem Stromspeicher heraus die elektrischen Verbraucher 405 versorgt werden könnten, wenn die Photovoltaikanlage 401 zu wenig Strom liefert.
Anstelle der Photovoltaikanlage 401 oder zusätzlich zur Photovoltaikanlage 401 kann auch ein Blockheizkraftwerk und/oder eine Wärmepumpe für das Gebäude 400 vorgesehen sein. Der Energiespeicher kann sowohl ein Stromspeicher als auch ein Wärmespeicher sein, wobei für das Ausführungsbeispiel mit dem Wärmespeicher insbesondere vorteilhaft ist, eine Photovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe zu kombinieren, und den überschüssigen Strom der Photovoltaikanlage mittels Wärmepumpe im Wärmespeicher zu speichern.
Als Stromspeicher könnten beispielsweise Batterien, aber auch andere vom Fachmann auszuwählende Stromspeicher dienen.
Ebenso ist es denkbar, den überschüssigen Strom mittels Elektrolyse von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff umzuwandeln und den Sauerstoff zu speichern, und für den Fall, dass die Photovoltaikanlage 401 zu wenig Strom erzeugt, mit dem gespeicherten Wasserstoff eine Brennstoffzelle zu betreiben.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

100: Ablaufdiagramm
101: erster Verfahrensschritt
102: zweiter Verfahrensschritt
103: dritter Verfahrensschritt
104: vierter Verfahrensschritt
105: fünfter Verfahrensschritt
106: sechster Verfahrensschritt
107: siebter Verfahrensschritt
108: achter Verfahrensschritt
200: Diagramm
201: Zeitachse
202: erster Zeitpunkt
203: zweiter Zeitpunkt
204: dritter Zeitpunkt
205: vierter Zeitpunkt
206: fünfter Zeitpunkt
207: sechster Zeitpunkt
208: siebter Zeitpunkt
209: achter Zeitpunkt
210: Achse
211–218: erster bis achter vorhergesagter Netto-Energiefluss
221–228: erster bis achter realer Netto-Energiefluss
300: Diagramm
301: Zeitachse
302: erster Zeitpunkt
303: zweiter Zeitpunkt
304: dritter Zeitpunkt
305: vierter Zeitpunkt
306: fünfter Zeitpunkt
307: sechster Zeitpunkt
308: siebter Zeitpunkt
309: achter Zeitpunkt
310: Achse
311: zeitlicher Verlauf
400: Gebäude
401: Photovoltaikanlage
402: Recheneinheit
403: Anschluss an ein externes Stromnetz
404: Messeinrichtung
405: elektrischer Verbraucher

Claims

Verfahren zum Auslegen eines Energiespeichers, wobei ein Modell für einen vorhergesagten Netto-Energiefluss zugrunde gelegt wird, wobei ein realer Netto-Energiefluss durch eine Messung mindestens einer Messgröße ermittelt wird, wobei zu einer vorgegebenen Anzahl von Zeitpunkten der vorhergesagte Netto-Energiefluss mit dem realen Netto-Energiefluss verglichen wird, wobei bei Nicht-Übereinstimmung des vorhergesagten Netto-Energieflusses mit dem realen Netto-Energiefluss anhand des realen Netto-Energieflusses das Modell für den vorhergesagten Netto-Energiefluss angepasst wird, indem das Modell an den realen Netto-Energiefluss angeglichen wird, wobei bei Übereinstimmung des vorhergesagten Netto-Energieflusses mit dem realen Netto-Energiefluss für die vorgegebene Anzahl von Zeitpunkten anhand des Netto-Energieflusses ein zeitlicher Verlauf eines Betriebsparameters des Energiespeichers in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf des Netto-Energieflusses berechnet wird, und wobei der zeitliche Verlauf des Betriebsparameters in einem Speicher abgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei Übereinstimmung des vorhergesagten Netto-Energieflusses mit dem realen Netto-Energiefluss ein Signal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zu jedem Zeitpunkt, an dem ein Vergleich zwischen dem vorhergesagten Netto-Energiefluss und dem realen Netto-Energiefluss stattfindet, ein zeitlicher Verlauf des Betriebsparameters des Energiespeichers anhand des realen Netto-Energieflusses berechnet und im Speicher abgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Netto-Energiefluss aus einer ersten Energiemenge, die von einer Energiequelle bereitgestellt wird und einer zweiten Energiemenge, die von elektrischen Verbrauchern verbraucht wird, zusammensetzt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Energiequelle eine Solaranlage und/oder ein Blockheizkraftwerk und/oder eine Wärmepumpe ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betriebsparameter einen minimalen Wert und einen maximalen Wert aufweist und wobei für den Fall, dass der Betriebsparameter im zeitlichen Verlauf größer als der maximale Wert oder kleiner als der minimale Wert des Betriebsparameters ist, ein weiterer Verlauf des Betriebsparameters mit verändertem minimalen oder maximalen Wert berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Betriebsparameter eine im Energiespeicher gespeicherte Energiemenge ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein weiterer Betriebsparameter des Energiespeichers vorgesehen ist, wobei der weitere Betriebsparameter dem maximalen Lade/Entladestrom entspricht und wobei für den Fall, dass im zeitlichen Verlauf der Netto-Energiefluss größer ist als der maximale Lade/Entladestrom, ein weiterer Verlauf des Betriebsparameters mit einem erhöhten maximalen Lade/Entladestrom berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Energiespeicher ein Stromspeicher und/oder ein Wärmespeicher ist.
Recheneinheit (402), die eingerichtet ist, eines der Verfahren der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.