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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von smarten Stromsteckdosen im Innen- und Außenbereich, um batteriebetriebene Gegenstände, zum Beispiel Elektromobile aufzuladen, sowie ein System um verbrauchten Strom zwischen Abnehmern und Anbietern von Strom auf eine einfache Art und Weise zu verrechnen.
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Zur Vermeidung gegenwärtiger Umweltprobleme besteht allgemein das Bestreben, herkömmliche Verbrennungsmotoren durch Elektroantriebe für Fahrzeuge zu ersetzen. Das Problem dabei ist die mangelnde Reichweite der Elektrofahrzeuge aufgrund der geringen Batteriekapazitäten. Trotz eines recht dynamischen Anwachsens der Anzahl der Aufladestationen ist es beispielsweise in Deutschland für Nutzer von Elektrofahrzeugen immer noch schwierig, vor einer vollständigen Entladung der Batterie (Akkumulator) eine Aufladestation zu finden, die zum jeweiligen Fahrzeugtyp passt, oder eine herkömmliche Stromsteckdose im Außenbereich zu finden, über die man durch einen Adapter am Ladekabel Strom tanken könnte.
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Eine Möglichkeit, die Zeit für das Aufladen zu verkürzen, besteht darin, die Batterie des Fahrzeugs auszuwechseln. Derartige Batterie-Sharing-Modelle haben jedoch den Nachteil, dass der vorrichtungstechnische Aufwand für die Auflade-/Auswechselstationen erheblich ist und dass sich die Fahrzeughersteller nicht auf einen gemeinsamen Standard für ein automatisches Auswechseln der Batterien einigen können.
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Die derzeit vorhandenen herkömmlichen Aufladestationen werden von den Fahrzeugherstellern und/oder den jeweiligen Regierungen unterstützt, so dass der Aufladevorgang nahezu kostenfrei ist. Etwas anders sieht es bei Home-Aufladestationen aus, bei denen der Ladevorgang natürlich vom jeweiligen Abnehmer bezahlt wird.
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Es ist bekannt, dass die meisten Ladevorgänge von Elektromobilen aller Größen entgegen der öffentlichen Meinung von Nicht-Elektrofahrzeugnutzern über herkömmliche 220V (110V) 16A Hausstromsteckdosen erfolgen, da für die meisten Elektrofahrzeugnutzer genug Zeit zur Verfügung steht, den Ladevorgang entweder über Nacht oder während der Arbeit durchzuführen. Außerdem ist auch bekannt, dass das Laden über herkömmliche Stromstärken batterieschonend, effizienter und sehr viel kostengünstiger ist, als das von der Industrie und den Regierungen geförderte Speedcharging mit hohen Ladeströmen und spezieller Infrastruktur.
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Hohe Kosten verursacht durch nötige Infrastrukturinvestitionen bei gleichzeitig sehr niedrigen Einkünften über den verkauften Strom bei herkömmlichen Ladestationen bedingen hoch subventionierte Ladesystembetreiber, welche bis heute und vermutlich auch in ferner Zukunft erhebliche finanzielle Verluste erleiden dürften und somit ohne staatliche Unterstützung kaum überlebensfähig sind. Aufgrund der fehlenden Attraktivität solcher Investitionsprojekte ist ein Wachstum ohne oder mit geringer staatlicher Förderung und somit ein schnellerer Ausbau der Ladeinfrastruktur zur Ermöglichung flächendeckender Elektromobilität unwahrscheinlich.
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Es sind weiterhin smarte Stromsteckdosen unter dem Oberbegriff IoT (Internet of Things) bekannt, die über ein Smartphone und eine Cloud-Anwendung angeschaltet werden können, dies ist jedoch nur vom Besitzer ist oder von einer aktiv vom Besitzer zugelassenen Person möglich wurde. Es gibt demnach keine legale Möglichkeit, dass fremde Personen ohne Authorisierung zum eigenen Stromnetz Zugang über smarte herkömmliche Stromsteckdosen erhalten können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum profitablen Betreiben von öffentlich zugänglichen Stromsteckdosen und ein nach einem derartigen Verfahren betreibbares Steckdosensystem zu schaffen, das einerseits eine hohe Akzeptanz bei den Nutzern findet und andererseits den Besitzern der Stromsteckdosen ein Abrechnen ermöglicht, ohne einen bestimmten Benutzer aktiv zulassen zu müssen.
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Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Verfahren durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf das Steckdosensystem durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 7 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß sieht das Verfahren vor, eine Vielzahl von smarten Steckdosen mittels eines mobilen Endgeräts, beispielsweise eines Smartphones, zum Aufladen und Bezahlen über eine Cloud-Anwendung aktivieren zu können. Bei dem Verfahren erfolgt unter anderem zunächst eine Identifikation der Stromsteckdose, des Nutzers oder des Endgerätes mittels einer an der Stromsteckdose angeordneten Identifikationseinrichtung. Nach erfolgter Identifikation wird die Stromsteckdose über eine Cloud-Anwendung frei geschaltet, so dass Strom fließt und ein Aufladen des batteriebetriebenen Gegenstandes, beispielsweise eines Elektromobils, über die Stromsteckdose erfolgt. Nach Beendigung des Aufladevorgangs erfolgt dann ein bargeldloses Bezahlen des „Besitzers“ der Aufladestation/Stromsteckdose durch Auslesen des für die Ladung erforderlichen Stromverbrauchs. Dieser Bezahlvorgang erfolgt vorzugsweise bargeldlos über ein zentrales Bezahlsystem innerhalb der Cloud-Anwendung oder durch Abbuchung von einem Konto oder einem Guthaben eines anderen Bezahlungsdienstleisters, beispielsweise Paypal.
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Das mobile Endgerät kann auch fest oder lösbar am/im aufzuladenden Gegenstand, zum Beispiel Elektromobil, angeordnet sein.
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Bei einer Variante der Erfindung erfolgt die Bezahlung durch Auslesen der Parameter über die Cloud-Anwendung und die Erteilung eines Überweisungs- oder Abbuchungsauftrags mittels des Endgerätes.
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Um den Nutzern das Auffinden der smarten Stromsteckdosen zu erleichtern, können die Standorte der Stromsteckdosen in dem zentralen Speicher abgelegt sein und mittels des Endgeräts über Mobilfunk, W-LAN oder dergleichen auf einer Karte im Endgerät oder im Internetbrowser dargestellt werden.
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Eine Gruppe von Stromsteckdosen kann auch nur für eine gewisse Gruppe von Nutzern sichtbar und nutzbar gemacht werden, um unerwünschte Nutzer fernzuhalten. Dies ist vorteilhaft in Wohngemeinschaften oder unter Mitarbeitern einer Firma oder Organisation.
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Ansonsten ist jede Stromsteckdose für jeden Nutzer zugänglich solange er ein Konto in der Cloud-Anwendung hat, die nötige App um die Identifikation der Stromsteckdose durchzuführen, um diese über die Cloud-Anwendung zu aktivieren.
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Die zentrale Cloud-Anwendung ist vorzugsweise multimandantenfähig und kann somit auch als Businessanwendung im Private-Label Verfahren betrieben werden.
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Die Identifikation einer smarten Stromsteckdose durch den Nutzer kann mittels eines Barcodes, eines QR-Codes, mittels NFC oder dergleichen erfolgen.
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Zur Vermeidung eines Missbrauchs können die Verbindungen mit der Stromsteckdose und der Cloud-Anwendung sowie der Bezahlvorgang innerhalb der Cloud-Anwendung oder über dritte Bezahldienstleister passwortgesichert sein.
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Das erfindungsgemäße Steckdosensystem hat dementsprechend eine Vielzahl von smarten Stromsteckdosen, die jeweils mit einer individuellen Identifikationseinrichtung versehen sind. Jeder Nutzer hat ein mobiles Endgerät, das dazu ausgelegt ist, die individuelle Stromsteckdose mittels der Identifikationseinrichtung zu erfassen, und über eine App und einen Account in der Cloud-Anwendung eine Stromsteckdose zum Laden über die Cloud-Anwendung und das Internet freizuschalten. Die Stromsteckdose hat des Weiteren einen Adapter zum Anschließen des Elektrofahrzeugs an die Stromsteckdose, eine Einrichtung zum Erfassen des Stromverbrauchs während des Ladevorgangs und eine Einrichtung zum Übertragen des Stromverbrauchs über das Internet an die Cloud-Anwendung und das Endgerät. Des Weiteren hat das Steckdosensystem ein Bezahlsystem zum bargeldlosen Bezahlen in Abhängigkeit von dem Stromverbrauch an den Betreiber der Stromsteckdose und zum Abbuchen des Betrags von einem Guthaben oder dergleichen des Nutzers des Stroms.
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Betreiber und Nutzer können die gleichen Personen sein und der Betreiber der Cloud-Anwendung kann diese Rollen entweder in einer App oder in einer nutzer- oder betreiberspezifischen App verwalten. Das Prinzip, in dem Nutzer und Betreiber zusammenfinden, ist ein Peer-to-Peer System.
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Bei einer bevorzugten Lösung wird während des Ladevorgangs in einem Bereich, vorzugsweise der oberen Hälfte oder in den oberen 2/3 des Bildschirmes, eine Werbemöglichkeit geboten, die es Werbern und lokalen Unternehmern ermöglicht, ihre Dienstleistung unter anderem ortsgebunden zu kommunizieren.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Konzeptes und
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2 ein Smartphone, auf dem eine App des erfindungsgemäßen Verfahrens läuft.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Stromsteckdosensystem werden vorzugsweise zum Aufladen von Batterien/Akkumulatoren von Elektromobilen verwendet. Selbstverständlich können auch andere batteriebetriebene Gegenstände über das Stromsteckdosensystem aufgeladen werden.
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Erfindungsgemäß hat eine Vielzahl von Stromanbietern/Nutzern jeweils eine außen liegende smarte Stromsteckdose (WeCharge Socket). Derartige smarte Stromsteckdosen können beispielsweise über WLAN oder dergleichen aktiviert oder gesperrt werden. Des Weiteren können über eine Schnittstelle dieser Stromsteckdose weitere Informationen, wie beispielsweise der Stromverbrauch, die Ladung, Identifikationsdaten oder dergleichen an eine Cloud (WeCharge Cloud) übertragen werden und entsprechend auch aus der Cloud heraus Steuerungs- und Identifikationsdaten an die Stromsteckdose übermittelt werden.
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Wie in 1 rechts von der Stromsteckdose dargestellt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Besitzer der jeweiligen Stromsteckdosen eine App (WeCharge App) aus dem jeweiligen Appstore oder von einer vom Betreiber des hier vorgestellten Systems betriebenen Datenbank herunterladen und auf dem Smartphone betreiben. Über diese App kann dann der Stromverkäufer die jeweilige smarte Stromsteckdose in der Cloud registrieren. Voraussetzung hierfür ist, dass er über die App einen Account eröffnet, über den dann die ihm zugeordneten Stromsteckdosen in der Cloud registriert werden. Jeder Stromsteckdose wird seitens des Betreibers eine Kennung, beispielsweise ein Barcode oder ein QR-Code zugeordnet, der dann entsprechend an der Stromsteckdose angebracht wird. Dementsprechend kann dann über diesen Code jede Stromsteckdose einem Stromverkäufer zugeordnet werden. Für diese Art der Registrierung und Zuordnung ist kein mobiles Endgerät oder auch kein Smartphone erforderlich – prinzipiell ist es ausreichend, wenn der Stromverkäufer (Owner) sich und/oder seine Stromsteckdose über eine zugeordnete App in der Cloud registriert; dies kann auch über einen stationären, herkömmlichen PC oder dergleichen erfolgen.
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Die Nutzer des erfindungsgemäßen Systems haben üblicher Weise mobile Endgeräte, beispielsweise ein Smartphone oder aber auch ein in dem Elektrofahrzeug integriertes System, auf dem ebenfalls die WeCharge App laufen kann. Wie beim Stromverkäufer lädt auch der potentielle Nutzer (Stromabnehmer) diese App auf sein Endgerät (bspw. Smartphone, PC des Elektrofahrzeugs, Tablet) und registriert sich über diese in der Cloud als potentieller Stromabnehmer (Socket User). Über diese App werden die jeweiligen Positionsdaten des Stromabnehmers erfasst und dieser erhält in Abhängigkeit von seiner Position Informationen über die nächstgelegene smarte Stromsteckdose des Systems. Zum Aufladen fährt der Stromabnehmer dann die nächstgelegene Stromsteckdose an und scannt dann über sein Smartphone bzw. die App den QR-Code oder liest in sonstiger Weise die entsprechende Identifikation der Stromsteckdose aus.
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In Abhängigkeit von diesem QR-Code wird dann über die App eine Verbindung zur Cloud hergestellt. Vor oder nach dem Herstellen der Datenverbindung schließt der Stromabnehmer das Elektromobil über einen geeigneten Stecker/Adapter an der Stromsteckdose an. Dieser Stecker kann entweder vom Nutzer/Stromabnehmer mitgeführt werden oder aber auch seitens des Stromverkäufers zur Verfügung gestellt werden. Nach hergestellter elektrischer Verbindung und Identifikation in der Cloud erfolgt seitens der Cloud die Freigabe des Ladevorgangs – das Elektromobil wird dementsprechend aufgeladen. Dieser Ladevorgang kann entweder nach Erreichen eines vorbestimmten Ladezustands seitens des Stromabnehmers unterbrochen werden. Alternativ dazu wird der Ladevorgang bei vollständigem Aufladen über die App beendet. Diese übermittelt während des Ladevorgangs die entsprechenden Daten (Stromverbrauch, Zeit, eventuelle Störungen, etc.) an die Cloud, so dass dieser Ladevorgang mit allen für die Erfassung wesentlichen Details dem jeweiligen Nutzer zugeordnet ist.
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Prinzipiell kann das Herstellen der elektrischen Verbindung und die Anmeldung in der Cloud auch über einen intelligenten Stecker/Adapter erfolgen, der dem Nutzer zugeordnet ist.
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Nach Beendigung des Ladevorgangs berechnet die Cloud die mit dem Ladevorgang verbundenen Kosten und belastet ein Konto, das bei der Registrierung des Nutzers/Stromabnehmers angegeben werden muss, mit dem jeweiligen Betrag. In entsprechender Weise bekommt dann der Stromverkäufer einen Betrag für das zur Verfügung stellen der Stromsteckdose und für den Ladevorgang auf seinem Konto gutgeschrieben – ein Anteil der Gebühren bleibt dann bei dem Betreiber der Cloud. Dieses Konto wird bei der Registrierung des Stromverkäufers angegeben.
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Wie in 2 dargestellt, werden auf dem Display eines Smartphones oder dergleichen Informationen über den Ladevorgang (Charging Status) eingeblendet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Informationen im unteren Bereich eines im Hochformat angeordneten Displays angeordnet. In dem darüber liegenden Bereich kann dann während des Ladens orts- oder personenabhängig individualisierte Werbung angezeigt werden, mit der beispielsweise der Stromabnehmer auf benachbarte Lokalitäten, Geschäfte oder dergleichen hingewiesen wird. Die Bildschirmfläche, die von der Werbung beaufschlagt ist, ist vorzugsweise größer als diejenige, die den Ladezustand wieder gibt.
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Ähnlich wie bei herkömmlichen Apps kann der Stromabnehmer auch durch Buchung eines kostenpflichtigen Upgrades eine werbefreie Darstellung des Ladevorgangs erhalten – dies ist eine Option.
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Wie bereits eingangs beschrieben, können eine Vielzahl von Stromsteckdosen einer bestimmten Nutzergruppe, beispielsweise den Mitarbeitern eines Unternehmens, eines Vereins oder dergleichen zugeordnet werden, so dass nur diese Zugriff auf die jeweilige Stromsteckdose haben. In diesem Fall würden die sonstigen Nutzer des Systems über die App keine Informationen über diese, einem bestimmten Personenkreis zugeordnete Stromsteckdosen erhalten.
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Üblicher Weise wird das Andocken an die Stromsteckdosen zu den Zeiten mit der größten Verkehrsdichte in den Morgen- und Abendstunden erfolgen. Um diesen Zugriff etwas zu entzerren, kann der Strompreis über die Cloud zeitabhängig variabel gehalten werden, so dass beispielsweise in den dazwischen liegenden Zeiten der Strompreis etwas verringert ist und somit die Kunden motiviert sind, zu diesen günstigen Zeiten aufzuladen. Über die App erhält der Stromabnehmer dann eine entsprechende Information, über die er auf den günstigen Strompreis der nächstgelegenen Stromsteckdose hingewiesen wird.
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Offenbart ist ein Verfahren zum Betreiben von smarten Stromsteckdosen im öffentlichen Bereich, um batteriebetriebene Gegenstände zu betreiben oder zu laden, beispielsweise Elektromobile und ein nach einem derartigen Verfahren betreibbares smartes Steckdosensystem. Dabei wird der Stromfluss über ein mobiles Endgerät aktiviert und die jeweilige smarte Stromsteckdose über eine Cloud-Anwendung gesteuert und es erfolgt ein bargeldloses Bezahlen in Abhängigkeit vom Stromverbrauch. Das System ist ein reines Peer-to-Peer System.
