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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen von einem Stromaustausch zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher und ein Verfahren zum Vermitteln von einem Stromaustausch zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher.
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Stand der Technik
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Beim Betreiben von Stromnetzen erweist es sich für die Auslastung (Verringerung der Aussetzung gegenüber Stromspitzen) des gesamten Stromnetzes als vorteilhaft, wenn zumindest ein Teil des von einem Verbraucher vom Netzwerk abgenommenen Stroms in dessen lokaler Umgebung, etwa in der gleichen Region, erzeugt und zum Verbraucher transportiert werden kann und nicht über weite Strecken durch Stromtrassen transportiert werden muss. Des Weiteren ergeben sich durch die geringere Belastung des Stromnetzes geringere Kosten für den Stromtransport. Es ist daher angestrebt, lokale Stromanbieter und Stromabnehmer besser miteinander in den lokalen Stromaustausch einzubinden, um die zentrale Energieerzeugung zu verringern.
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In der
DE 10 2008 043 205 A1 wird eine Energieerzeugungsvorrichtung zum mobilen Versorgen eines Fahrzeugs mit elektrischer Energie sowie ein Verfahren zum mobilen Erzeugen elektrischer Energie zum Versorgen eines Fahrzeugs beschrieben. Es erfolgt dabei ein Einspeisen der Energie in ein Energieversorgungsnetz.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft ein System zum Erzeugen von einem Stromaustausch zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Vermitteln von einem Stromaustausch zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher nach Anspruch 5.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, ein System zum Erzeugen von einem Stromaustausch zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher anzugeben, wobei durch eine regionale oder lokale Nähe des Verbrauchers zum Erzeuger der erzeugte Strom vorteilhaft lokal verbraucht werden kann, wodurch die Auslastung des Stromnetzes verbessert werden kann und fluktuierend erzeugter Strom bereits lokal verbraucht werden kann, wodurch weniger zentrale Stromerzeugung erfolgen muss.
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Erfindungsgemäß umfasst das System zum Erzeugen von einem Stromaustausch zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher ein Stromversorgungsnetzwerk, an welches der Verbraucher und der Erzeuger angeschlossen sind und über welches ein Strom zwischen dem Erzeuger und dem Verbraucher austauschbar ist, wobei das Stromversorgungsnetzwerk von einem Netzbetreiber betreibbar ist; und eine Vermittlungseinrichtung, welche von einem Vermittler betreibbar ist, und welche mit dem Stromversorgungsnetzwerk verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, ein Stromabnahmebedürfnis des Verbrauchers und ein Stromabgabebedürfnis des Erzeugers zu ermitteln und eine Stromeinspeisung durch den Erzeuger in das Stromversorgungsnetzwerk freizugeben und den Stromaustausch in Abhängigkeit von einer Vorgabebedingung für den Stromaustausch vom Verbraucher, und/oder vom Erzeuger und/oder von einem Netzbetreiber zu aktivieren.
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Das Stromversorgungsnetzwerk umfasst vorteilhaft ein übliches Stromnetz aus Leitungen (im Haus, öffentlich, Bahnoberleitung, Überlandleitung, Verteilnetz, usw.), Ladestationen für Elektrofahrzeuge oder auch Batterien der Elektrofahrzeuge, welche im Stand des Elektrofahrzeugs auch als Energiequelle zum Einspeisen von Strom in das Netz genutzt werden können. Unter einem Stromaustausch kann vorteilhaft ein Stromfluss vom Erzeuger zum Verbraucher, oder auch ein Stromfluss vom Netzbetreiber und dessen Energieversorger (Kraftwerk, Windanlage, usw.) an den Erzeuger (beispielsweise als Zwischenspeicher, etwa eine Batterie im Elektrofahrzeug) verstanden werden.
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Die Vermittlungseinrichtung ist vorteilhaft in das Stromversorgungsnetzwerk eingebunden oder an dieses angeschlossen. Des Weiteren kann die Vermittlungseinrichtung eine Steuerungseinrichtung im Netzwerk umfassen, welche mit dem Erzeuger und mit dem Vermittler kommunizieren kann, und von diesen ein Angebot (Stromabgabebedürfnis) oder eine Nachfrage (Stromabnahmebedürfnis) für den Strom empfangen. Durch die lokale Erzeugung und Abnahme des Stroms kann der Strom vorteilhaft günstiger verkauft und gekauft werden als dies bei weiten Transportwegen der Fall ist. Nachdem vorteilhaft ein zum Angebot passender Abnehmer (Verbraucher), betreffend Strommenge und/oder Entfernung zueinander vorteilhaft nur lokal oder regional, sowie für vom Erzeuger und vom Verbraucher und vom Netzbetreiber (und vom Betreiber der Vermittlungseinrichtung) akzeptablen Vergütungen (diese entsprechen vorteilhaft den Vorgabebedingungen), von der Vermittlungseinrichtung gefunden wird, kann diese vorteilhaft als ein Stromschalter funktionieren und die Stromeinspeisung vom Erzeuger in das Stromversorgungsnetzwerk freigeben (einschalten). Die Vorgabebedingung vom Erzeuger und/oder vom Verbraucher und/oder vom Netzbetreiber und vom Betreiber der Vermittlungseinrichtung kann vorteilhaft an letztere übermittelt werden oder von vornherein in dieser gespeichert werden, etwa, wenn sich der Erzeuger, der Verbraucher und der Netzbetreiber und der Betreiber der Vermittlungseinrichtung mit dem Stromversorgungsnetzwerk verbinden oder als Nutzer in diesem registrieren.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Systems umfasst der Verbraucher ein elektrisch fahrendes Fahrzeug, eine Wärmepumpe oder eine Ladestation für ein Elektrofahrzeug.
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Der Verbraucher kann mit der Wärmepumpe oder mit der Ladestation für ein Elektrofahrzeug oder mit einer EMMA (Energiemanagement-System) ein steuerbarer Verbraucher sein. Das Stromabnahmebedürfnis des Verbrauchers kann sich vorteilhaft in dessen Stromleistung, Strommenge oder Versorgungsdauer nach dem Energiebedarf (steuerbar) des Verbrauchers richten, etwa nach dessen Mobilitätsbedürfnis. Das Mobilitätsbedürfnis, welches vorteilhaft, je nach verfügbarer Strommenge aus dem Stromversorgungsnetzwerk, angeboten werden kann, bestimmt die gewünschte Strommenge (Ladedauer), also die Nachfrage des Verbrauchers.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Systems umfasst der Erzeuger eine Solar- oder Windkraftanlage.
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Den somit erzeugten Strom kann der Erzeuger vorteilhaft in das Stromversorgungsnetzwerk anbieten, einspeisen, und verkaufen. Das Stromangebot (Stromabgabebedürfnis) umfasst vorteilhaft eine zeitliche Prognose über den erzeugbaren Strom, beispielsweise abhängig von einer Wettervorhersage bei Photovoltaikanlagen (lokale Sonneneinstrahlung) oder Windkraftanlagen, wodurch ermittelt werden kann, ob das Stromangebot des Erzeugers zur Nachfrage des Verbrauchers (etwa die benötigte und vom Erzeuger zugesicherte Abnahmezeit) passt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Systems umfasst der Erzeuger eine stationäre oder mobile Energiespeichereinrichtung, welche vom Stromversorgungsnetzwerk als ein Stromzwischenspeicher nutzbar ist.
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Die mobile Energiespeichereinrichtung umfasst vorteilhaft eine Batterie in einem Elektrofahrzeug, welche beim stationären Nichtbetrieb (Stand) des Fahrzeugs und bei Stromüberschuss im Stromversorgungsnetzwerk vorteilhaft als Zwischenspeicher genutzt werden kann, solange das Elektrofahrzeug als Erzeuger an das Stromversorgungsnetzwerk angeschlossen ist (etwa über Nacht). Auch andere Arten von Stationärspeichern oder Fahrzeugen mit rückspeisefähigen Ladesystemen können als Zwischenspeicher genutzt werden. Es ist hierbei von Vorteil, wenn die Position eines solchen Zwischenspeichers bekannt und/oder vorhersagbar ist, um zu erkennen, ob der jeweilige Zwischenspeicher sich noch im lokalen Bereich aufhält. Des Weiteren ist vorteilhaft auch der Ladezustand (SoC) des Zwischenspeichers bekannt. Auf diese Weise kann der Zwischenspeicher besser einem lokalen Verbraucher mit einer dazu passenden Nachfrage vermittelt werden.
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Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Vermitteln von einem Stromaustausch zwischen einem Erzeuger und einem Verbraucher über ein Stromversorgungsnetzwerk in einem Verfahrensschritt S1 ein Ermitteln eines Stromabnahmebedürfnisses des Verbrauchers durch einen Vermittler und im Verfahrensschritt S2 ein Ermitteln eines Stromabgabebedürfnisses des Erzeugers durch den Vermittler; und in einem Verfahrensschritt S3 ein Ermitteln einer Netzbedingung für den Stromaustausch im Stromversorgungsnetzwerk durch den Vermittler, wobei der Verbraucher und der Erzeuger an das Stromversorgungsnetzwerk angeschlossen sind. In einem Verfahrensschritt S4 erfolgt ein Vergleichen der Netzbedingung mit einer Vorgabebedingung für den Stromaustausch vom Verbraucher, und/oder vom Erzeuger und/oder von einem Netzbetreiber und ein Festlegen eines Zahlungsvorgangs zwischen dem Netzbetreiber, und/oder dem Verbraucher und/oder dem Erzeuger und/oder dem Vermittler; und im Verfahrensschritt S5 ein Freigeben einer Stromeinspeisung in das Stromversorgungsnetzwerk und ein Aktivieren des Stromaustauschs zwischen dem Verbraucher und dem Erzeuger.
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Das Verfahren zeichnet sich vorteilhaft auch durch die in Verbindung mit dem System beschriebenen Merkmale aus und umgekehrt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens umfasst im Verfahrensschritt S3 die Netzbedingung einen Stromübertragungspreis, eine Stromübertragungsmenge oder eine Nutzungsgebühr für das Stromversorgungsnetzwerk.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens umfasst im Verfahrensschritt S4 die Vorgabebedingung eine Preisvorgabe oder eine lokale Position des Verbrauchers und/oder des Erzeugers.
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Der Vermittler kann vorteilhaft über eine Vermittlungseinrichtung die tatsächliche Netzbedingung mit den Vorgabebedingungen von dem Erzeuger, dem Verbraucher, dem Vermittler (Betreiber der Vermittlungseinrichtung) und dem Netzbetreiber (und einem zentralen Energieversorger, falls nur der Verbraucher dem Strombezug vom Stromversorgungsnetzwerk zustimmen würde, somit wäre eine klassische überregionale Stromversorgung auch noch möglich) vergleichen und vorteilhaft ermitteln, ob für alle Beteiligten ein vorteilhafter Stromaustausch erfolgen kann. Der Vorteil im Strompreis und der lokalen Netzauslastung (Verringerung von Netzspitzen) bestimmt sich durch die Synchronisierung von lokaler Stromerzeugung und lokalem Stromverbrauch gegenüber einer üblichen zentralen Stromerzeugung. Bei der lokalen Position wird vorteilhaft eine maximale Entfernung zwischen dem Verbraucher und dem Erzeuger berücksichtigt, welcher vorteilhaft eine Entfernung von 50 km oder 100 km nicht übersteigt.
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Der Vermittler kann bei einer vom Erzeuger genannten Preisvorgabe auch einen Verbraucher aus mehreren Verbrauchern (v)ermitteln, wobei die Verbraucher auch über eine Auktion um den jeweiligen Erzeuger bieten können. Der Zahlungsverkehr kann im Vorfeld oder nach dem Stromaustausch zwischen den Beteiligten erfolgen. Der Erzeuger kann auch ein privater oder ein kommerzieller Stromanbieter von Strom aus einem Blockheizwerk (Haus), einer Photovoltaikanlage oder ein Windstromanbieter sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens erfolgt im Verfahrensschritt S4 der Zahlvorgang vom Netzbetreiber an den Erzeuger und/oder an den Vermittler.
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Bei einer entsprechenden Regulierung des Strommarktes, kann der Netzbetreiber vorteilhaft auch den Strom an den Verbraucher verkaufen und dabei den Erzeuger und/oder den Vermittler vergüten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens umfasst die lokale Position eine Geoposition und/oder einen Standort des Verbrauchers und/oder des Erzeugers.
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Bei dem Verfahren wird vorteilhaft nur ein solcher Verbraucher oder Erzeuger ausgewählt oder (v)ermittelt, welcher sich innerhalb einer maximalen Entfernung vom jeweils anderen befindet, vorteilhaft im gleichen Verteilnetz. Somit kann vorteilhaft eine geringe Belastung des lokalen und überregionalen Stromversorgungsnetzwerks erreicht werden. Durch eine solche Synchronität wird eine Mehrbelastung aus überregionaler Stromversorgung verringert, was höhere Kapazitäten für das Betreiben des Stromversorgungsnetzwerks für den Netzbetreiber ermöglicht, da das Netz weniger ausgelastet ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens erfragt im Verfahrensschritt S3 der Vermittler die Netzbedingung vom Netzbetreiber.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens umfasst die Preisvorgabe eine Einspeisevergütung für den Erzeuger und einen aktuellen Strompreis für den Verbraucher.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens beobachtet der Vermittler das Stromversorgungsnetzwerk über einen Zeitraum und ermittelt daraus ein Stromverbrauchsmuster des Verbrauchers und/oder ein Stromerzeugungsmuster des Erzeugers und schätzt daraus das Stromabnahmebedürfnis und/oder das Stromabgabebedürfnis ab.
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Der Vermittler ist vorteilhaft mit dem Erzeuger oder mit mehreren Erzeugern und mit einem Verbraucher, oder mit mehreren Verbrauchern, verbunden. Das Stromversorgungsnetzwerk ist vorteilhaft als ein Mitglieder-Netzwerk ausgebildet, wobei die Erzeuger, Verbraucher und ein oder mehrere Vermittler als Mitglieder registriert sind, wodurch sich vorteilhaft die Netzwerkzugänge für die Mitglieder an das Stromnetz, und an ein Bezahl- und/oder Abrechnungssystem, welche das Stromversorgungsnetzwerk ebenfalls umfassen kann, vereinfachen. Der Vermittler kann beispielsweise die Stromabgabe durch die Erzeuger und/oder die Stromabnahme durch die Verbraucher selbst erfassen oder Zugang zu aktuellen Daten haben, die vom Stromversorgungsnetzwerk erfasst werden/wurden und von diesem gespeichert sind. Durch die Verbrauchs- oder Erzeugungsdaten kann der Vermittler vorteilhaft wissen, zu welchen Zeiten und an welchen Tagen ein Energieüberschuss oder ein Energiemangel im Netz mit hoher Wahrscheinlichkeit auftritt und damit die Stromabnahme, die Stromabgabe oder die momentanen Strompreise abschätzen. Zur Abschätzung der Stromnachfrage oder des Stromangebotes kann vorteilhaft der Vermittler zeitliche Muster abschätzen, beispielsweise Arbeitszeiten, Urlaubszeiten, oder auch regelmäßig auftretende außerplanmäßige Ereignisse oder Weiteres. Mit dem Kenntnisstand über das lokale Stromangebot und die lokale Nachfrage (Verbrauchsbedürfnisse, beispielsweise Mobilitätsbedürfnisse betreffend Ladezeiten, Ladedauer, Ladeort, oder zumindest die Registrierung des Verbrauchers als Nutzer einer Ladestation) kann der Vermittler vorteilhaft einen passenden Erzeuger zu einem passenden Verbraucher vermitteln. Hierbei kann vorteilhaft eine Aggregation von vielen Daten aus gleichen oder verschiedenen Verteilnetzen oder Netzeinheiten durch den Vermittler erfolgen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wählt der Vermittler im Verfahrensschritt S3 für den Stromaustausch den Erzeuger und/oder den Verbraucher nur innerhalb einer vorgegebenen lokalen Entfernung zwischeneinander aus.
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Um den Stromaustausch vorteilhaft auf einer lokalen Ebene vollziehen zu können ermittelt der Vermittler vorteilhaft nur solche Erzeuger und Verbraucher, welche innerhalb einer vom Erzeuger, vom Verbraucher, oder vom Netzbetreiber vorgegebenen maximalen Entfernung, beispielsweise 50 km oder 100 km voneinander, liegen. Somit kann vorteilhaft ein lokaler Stromaustausch (Erzeugung und Abnahme) erzielt werden, Transportkosten für den Strom über überregionale Stromtrassen verringert werden und insbesondere das lokale Stromnetz oder Verteilungsnetz besser ausgelastet werden und Stromspitzen verringert werden. Es können vorteilhaft solche lokalen Erzeuger und lokale Verbraucher, vorzugsweise gleichzeitig, ausgewählt (vermittelt) werden, welche sich innerhalb eines Verteilnetzes oder in derselben Netzeinheit befinden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens umfasst der Verbraucher eine Mehrzahl von Verbrauchern und/oder der Erzeuger umfasst eine Mehrzahl von Erzeugern, welche jeweils im Verfahrensschritt S1 oder im Verfahrensschritt S2 als Verbrauchergruppen oder als Erzeugergruppen ermittelt werden.
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Die Erzeuger und/oder Verbraucher können vorteilhaft in Aggregationseinheiten, welche sich vorteilhaft alle innerhalb eines selben Verteilnetzes oder in derselben Netzeinheit befinden, erfasst werden und zueinander vermittelt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Blockdarstellung der Verfahrensschritte gemäß eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
- 3 eine schematisches Darstellung eines Zahlungsverkehrs gemäß eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1 zeigt eine Blockdarstellung der Verfahrensschritte gemäß eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
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Die Verfahrensschritte S1, S2, S3, S4 und S5 werden vorteilhaft nacheinander ausgeführt.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Das System 10 zum Erzeugen von einem Stromaustausch verbindet einen Erzeuger 2 mit einem Verbraucher 1, wobei beide an das Stromversorgungsnetzwerk SN angeschlossen sind. Des Weiteren ist der Vermittler V mit der Vermittlungseinrichtung VE an das Stromversorgungsnetzwerk SN angeschlossen. Der Erzeuger 2 umfasst vorteilhaft eine Solar- oder Windkraftanlage, ein Blockheizkraftwerk- oder eine mobile Energiespeichereinrichtung B, welche vorteilhaft als Zwischenspeicher für das Stromversorgungsnetzwerk SN genutzt werden kann. Der Erzeuger 2 hat betreffend den von ihm erzeugten Strom ein Stromabgabebedürfnis SAB, welches der Vermittler V über die Vermittlungseinrichtung VE ermittelt, oder es dem Vermittler V mitgeteilt werden kann. Die Vermittlungseinrichtung VE ist vorteilhaft in das Stromversorgungsnetzwerk SN integriert. Der Verbraucher 1 kann ein stationärer Verbraucher sein oder ein elektrisch fahrendes (betriebenes) Fahrzeug F umfassen. Der Verbraucher 1 hat ein Stromabnahmebedürfnis SAN, welches vom Vermittler V ermittelt wird. Zusätzlich zum Verbraucher und Erzeuger ist der Netzbetreiber 3 mit dem Stromversorgungsnetzwerk verbunden, welcher vorteilhaft eine Netzbedingung NB zum Betreiben, Vermitteln und Nutzen des Stromversorgungsnetzwerks SN vorgibt. Der Verbraucher 1, der Erzeuger 2, der Vermittler V und der Netzbetreiber 3 stellen jeweils Vorgabebedingungen VORB, nach welchen diese bereit sind den Strom zu beziehen (kaufen), abzugeben (verkaufen), vermitteln, oder das Netz zu betreiben. Der Erzeuger kann auch mehrere Erzeuger (2a; ...; 2n) und der Verbraucher kann mehrere Verbraucher (1a; ...; 1n) umfassen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Zahlungsverkehrs gemäß eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Nach einem, vorteilhaft erfolgreichem, Zustandekommen eines Stromaustausches zwischen dem Erzeuger 2 und dem Verbraucher 1, kann ein Zahlungsverkehr ZV festgelegt werden und erfolgen, wobei der Zahlungsverkehr ZV zwischen dem Erzeuger 2 und dem Verbraucher 1, zwischen dem Erzeuger 2 und dem Vermittler V, zwischen dem Verbraucher 1 und dem Vermittler V, zwischen dem Netzbetreiber 3 und dem Vermittler V, zwischen dem Verbraucher 1 und dem Netzbetreiber 3, oder zwischen dem Erzeuger 2 und dem Netzbetreiber 3, oder auch in anderer Reihenfolge, erfolgen kann. Hierbei kann beispielsweise auch ein Zahlungsverkehr ZV vorerst als eine Zahlung an einen der Nutzer (Erzeuger, Verbraucher, Vermittler, Netzbetreiber) des Zahlungsverkehrs ZV erfolgen, und dieser dann, etwa nach Abzug seines Anteils, die Zahlung an die übrigen berechtigten Nutzer weiterleiten. Der Vermittler V kann beispielsweise auch als ein Vermittler für den Zahlungsverkehr ZV unter den Nutzern agieren.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008043205 A1 [0003]
