DE102022130331A1

DE102022130331A1 - Leistungsversorgungsvorrichtung, Leistungsversorgungsverfahren und Leistungsversorgungssystem

Info

Publication number: DE102022130331A1
Application number: DE102022130331.4A
Authority: DE
Inventors: Dirk Steuwer; Daniel Luxa
Original assignee: Schneider Electric Industries SAS
Current assignee: Schneider Electric Industries SAS
Priority date: 2022-11-16
Filing date: 2022-11-16
Publication date: 2024-05-16
Also published as: WO2024104903A1

Abstract

Leistungsversorgungsvorrichtung, umfassend ein Leistungselement, das ausgebildet ist, elektrische Leistung aus einer Leistungsquelle aufzunehmen und an mindestens einen Verbraucher abzugeben, ein Informationselement, das ausgebildet ist, Leistungsquelleninformationen zu empfangen und ein Steuerelement, das ausgebildet ist, die abgegebene Leistung abhängig von den Leistungsquelleninformationen zu steuern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leistungsversorgungsvorrichtung, ein Leistungsversorgungsverfahren und ein Leistungsversorgungssystem.
Leistungsversorgungsvorrichtungen und Verfahren hierzu sind prinzipiell bekannt. Insbesondere sind herkömmliche Haushaltssteckdosen bekannt, die sich bei einem Kurzschluss abschalten bzw. die Stromzufuhr unterbrechen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Leistungsversorgungsvorrichtung, ein verbessertes Leistungsversorgungsverfahren sowie ein verbessertes Leistungsversorgungssystem anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungsversorgungsvorrichtung, umfassend ein Leistungselement, das ausgebildet ist, elektrische Leistung aus einer Leistungsquelle aufzunehmen und an mindestens einen Verbraucher abzugeben, ein Informationselement, das ausgebildet ist, Leistungsquelleninformationen zu empfangen und ein Steuerelement, das ausgebildet ist, die abgegebene Leistung abhängig von den Leistungsquelleninformationen zu steuern.
Wenn im Folgenden auf eine Leistung, insbesondere eine elektrische Leistung Bezug genommen wird, so umfasst dies sowohl einen elektrischen Strom als auch eine elektrische Spannung, die zusammen die Leistung ergeben. Beispielsweise kann die Leistungsversorgungsvorrichtung ausgebildet sein, eine konstante Spannung und einen variablen Strom aufzunehmen und/oder abzugeben. Ebenso kann die Leistungsversorgungsvorrichtung ausgebildet sein, einen konstanten Strom und eine variable Spannung aufzunehmen und/oder abzugeben. Auch kann die Leistungsversorgungsvorrichtung ausgebildet sein, einen konstanten Strom und eine konstante Spannung aufzunehmen und/oder abzugeben.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung umfasst zunächst ein Leistungselement, das ausgebildet ist, elektrische Leistung aus einer Leistungsquelle aufzunehmen. Eine Leistungsquelle ist eine Quelle, die elektrische Leistung an den Ort der Leistungsversorgungsvorrichtung bereitstellt, wie beispielsweise eine elektrische Leitung. Insbesondere handelt es sich bei der Leistungsquelle um eine Leitung eines Versorgungsnetzbetreibers, die an mit einem Gebäude, in dem sich die Leistungsversorgungsvorrichtung befindet, verbunden ist und dafür elektrische Leistung bereitstellt. Mit anderen Worten kann die Leistungsversorgungsleitung eine Verbindung, insbesondere eine direkte Verbindung, mit einem elektrischen Versorgungsnetz aufweisen.
Das Leistungselement ist auch ausgebildet, die aufgenommene Leistung an einen oder mehrere Verbraucher, die mit der Leistungsversorgungsvorrichtung elektrisch verbunden sind, abzugeben. Ein Verbraucher ist vorliegend ein elektrisches und/oder elektronisches Gerät, das elektrische Leistung benötigt, um seine Funktionen auszuführen. Die elektronische Leistung kann dabei insbesondere dafür verwendet werden, einen Betrieb des Verbrauchers zu ermöglichen und/oder einen Akkumulator des Verbrauchers zu laden.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung umfasst auch ein Informationselement, das ausgebildet ist, Leistungsquelleninformationen zu empfangen. Leistungsquelleninformationen sind Informationen bezüglich der durch die Leistungsversorgungsvorrichtung aufgenommen Leistung, insbesondere mittels der von der Leistungsquelle abgegebenen Leistung. Das Informationselement kann drahtlos und/oder drahtgebunden ausgebildet sein, um die Leistungsquelleninformationen zu empfangen. Die Informationen werden hierin im generischen Plural verwendet und können auch eine einzelne Information umfassen.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung umfasst auch ein Steuerelement, das ausgebildet ist, die abgegebene Leistung abhängig von den Leistungsquelleninformationen zu steuern. Beispielsweise kann das Steuerelement ausgebildet sein, die abgegebene Leistung in Abhängigkeit der empfangenen Leistungsquelleninformationen zu erhöhen, insbesondere auf eine maximale Leistung, und/oder zu erniedrigen, insbesondere auf eine minimale Leistung und/oder auf null.
Durch die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsvorrichtung wird es ermöglicht, die Leistungsabgabe an einen oder mehrere Verbraucher intelligent zu steuern. Insbesondere wird es durch die erfindungsgemäße Leistungsversorgungsvorrichtung ermöglicht, die Leistungsabgabe an die Gegebenheiten der Leistungsquelle dynamisch anzupassen. Hierdurch wird eine besonders flexible Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Leistungsquelleninformationen Gebäudeleistungsinformationen.
Gebäudeleistungsinformationen sind Informationen, die eine Leistung des Gebäudes, in dem die Leistungsversorgungsvorrichtung eingesetzt wird, betreffen.
Beispielsweise umfassen die Gebäudeleistungsinformationen Informationen in Bezug auf in dem Gebäude vorhandenen oder damit direkt verbundenen elektrischen Leistungserzeugern und/oder Energiespeichern, die ausgebildet sind, eine elektrische Leistung abzugeben. Ein Leistungserzeuger ist beispielsweise eine auf dem Dach des Gebäudes angeordnete Photovoltaikanlage, eine in dem Garten angeordnete Windkraftanlage, ein in der Garage mit dem Gebäude verbundenes batterieelektrisches Kraftfahrzeug und/oder eine Batterie und/oder ein Akkumulator, der in dem Gebäude angeordnet ist. Diese Leistungserzeuger sind ausgebildet, elektrische Leistung an das Gebäude und insbesondere die Leistungsversorgungsvorrichtung bereitzustellen. Die Gebäudeleistungsinformationen können dann Informationen zur Verfügbarkeit der Leistung und/oder die Höhe der durch die Leistungserzeuger erzeugten bzw. verfügbaren Leistung umfassen.
Durch diese Ausführungsform wird es ermöglicht, Leistungserzeuger, die an oder in dem Gebäude angeordnet sind, bevorzugt zu verwenden, insbesondere sobald und/oder solange diese Leistung bereitstellen können. Es wird somit eine besonders effiziente Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Leistungsquelleninformationen Versorgungsnetzinformationen.
Versorgungsnetzinformationen sind solche Informationen, die das elektrische Versorgungsnetz betreffen, das von einem Versorgungsnetzbetreiber bereitgestellt wird. Insbesondere sind solche Versorgungsnetzinformationen Informationen bezüglich der über die Versorgungsleitung an die Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellte Leistung, beispielsweise über die Verfügbarkeit der Leistung und/oder die Höhe der verfügbaren Leistung, insbesondere ob Probleme, Schwankungen oder Ausfälle im elektrischen Versorgungsnetz auftreten.
Insbesondere umfassen die Verbraucherleistungsinformationen keine Gebäudeleistungsinformationen und andersherum.
Durch diese Ausführungsform wird es ermöglicht, dynamisch auf Versorgungsleistungen, die von einem Versorgungsnetzbetreiber bereitgestellt werden, zu reagieren. Insbesondere kann durch diese Ausführungsform flexibel auf einen Stromausfall reagiert werden und einzelne oder mehrere unwichtigere Verbraucher können von der Leistungsbereitstellung ausgeschlossen werden, während andere, wichtigere Verbraucher weiterhin versorgt werden können. Es wird somit eine besonders sichere, insbesondere versorgungssichere Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Informationselement weiter ausgebildet, Verbraucherleistungsinformationen zu empfangen und das Steuerelement ist weiter ausgebildet, die abgegebene Leistung abhängig von den Verbraucherleistungsinformationen zu steuern.
Verbraucherleistungsinformationen sind Informationen bezüglich der durch die Leistungsversorgungsvorrichtung an den Verbraucher abgegebenen Leistung. Auch die Verbraucherleistungsinformationen können drahtlos oder drahtgebunden von dem Informationselement empfangen werden. Beispielsweise können die Verbraucherleistungsinformationen Informationen bezüglich der minimalen und/oder maximalen Leistung, die der Verbraucher aufnehmen kann, umfassen.
Durch diese Ausführungsform wird es ermöglicht, die an einen Verbraucher abgegebene Leistung dynamisch zu regeln. Insbesondere kann durch diese Ausführungsform eine Leistungsabgabe an einen Verbraucher reduziert werden, insbesondere auf einen minimale Leistung, wenn die Verbraucherleistungsinformationen dies anzeigen. Somit wird eine besonders effiziente Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung weiter ein Datenelement, das ausgebildet ist, Daten von einer Datenquelle zu empfangen und diese Daten an den Verbraucher bereitzustellen. Insbesondere ist das Datenelement auch ausgebildet, Daten von dem Verbraucher zu empfangen und/oder Daten an die Datenquelle bereitzustellen.
Die Daten, die das Datenelement empfängt und/oder bereitstellt sind von den Informationen, die das Informationselement empfängt verschieden. Insbesondere handelt es sich bei den Daten um einen Datenstrom, wie beispielsweise ein Internetzugriff oder ein Zugriff auf einen Server.
Die Datenquelle kann dabei ein Router, ein Switch und/oder ein Hub sein und/oder Zugriff auf ein Datennetzwerk umfassen. Das Empfangen und/oder Bereitstellen der Daten kann sowohl drahtgebunden als auch drahtlos erfolgen. Dazu hat das Datenelement der Leistungsversorgungsvorrichtung insbesondere Zugriff auf ein Datennetzwerk, wie beispielsweise ein LAN oder WLAN. Das Datenelement kann dabei auch selbst als Router, Hub oder Switch agieren.
Durch diese Ausführungsform wird es ermöglicht, dass nicht nur eine Leistung, sondern auch Daten an einen oder mehrere Verbraucher gleichzeitig bereitgestellt werden. Somit wird eine besonders kommunikative Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Leistungselement ausgebildet, Gleichspannungsleistung von einer Gleichspannungsleistungsquelle aufzunehmen.
Insbesondere ist das Leistungselement ausgebildet, eine Gleichspannungsleistung von einer Gleichspannungsleistungsquelle aufzunehmen, die sich an bzw. in dem gleichen Gebäude wie die Leistungsversorgungsvorrichtung befindet, beispielsweise einem oder mehrere der zuvor genannten Gebäudeleistungsquellen bzw. -erzeuger.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Leistungselement ausgebildet, Gleichspannungsleistung an den mindestens einen Verbraucher abzugeben.
Insbesondere ist das Leistungselement ausgebildet, die von der Gleichspannungsleistungsquelle aufgenommene Gleichspannungsleistung an einen Gleichspannungsleistungsverbraucher abzugeben, weiter insbesondere ohne die Gleichspannungsleistung umzuwandeln oder zu transformieren, insbesondere ohne die Gleichspannungsleistung in eine Wechselspannungsleistung und zurück in eine Gleichspannungsleistung umzuwandeln. Alternativ kann ausschließlich die Höhe der Gleichspannungsleistung mithilfe eines Wandlungselements umgewandelt werden, beispielsweise von 48 V Gleichspannung auf 12 V Gleichspannung.
Durch diese Ausführungsform wird es ermöglicht, Gleichspannungsleistung unmittelbar von einer Gleichspannungsleistungsquelle an einen Gleichspannungsleistungsverbraucher abzugeben, insbesondere ohne Umwandlung. Somit ergibt sich eine Bereitstellung von Gleichspannungsleistung, die ohne Umwandlungsverluste möglich ist. Hierdurch wird eine besonders effiziente Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Leistungselement ausgebildet, Wechselspannungsleistung von einer Wechselspannungsleistungsquelle aufzunehmen
Insbesondere ist das Leistungselement ausgebildet, eine Wechselspannungsleistung von einer Wechselspannungsleistungsquelle aufzunehmen, die mit dem gleichen Gebäude verbunden ist, in dem sich die Leistungsversorgungsvorrichtung befindet, beispielsweise einem oder mehrere der zuvor genannten Versorgungsnetzleistungsquellen bzw. -erzeuger.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Leistungselement ausgebildet, Wechselspannungsleistung an den mindestens einen Verbraucher abzugeben.
Insbesondere ist das Leistungselement ausgebildet, die von der Wechselspannungsleistungsquelle aufgenommene Wechselspannungsleistung an einen Wechselspannungsleistungsverbraucher abzugeben, weiter insbesondere ohne die Wechselspannungsleistung umzuwandeln oder zu transformieren, insbesondere ohne die Wechselspannungsleistung in eine Gleichspannung und zurück in eine Wechselspannungsleistung umzuwandeln. Alternativ kann ausschließlich die Höhe der Wechselspannungsleistung mithilfe eines Wandlungselements umgewandelt werden, beispielsweise von 230 V Wechselspannung auf 110 V Wechselspannung.
Durch diese Ausführungsform wird es ermöglicht, Wechselspannungsleistung unmittelbar von einer Wechselspannungsleistungsquelle an einen Gleichspannungsleistungsverbraucher abzugeben, insbesondere ohne Umwandlung. Somit ergibt sich eine Bereitstellung von Wechselspannungsleistung, die ohne Umwandlungsverluste möglich ist. Hierdurch wird eine besonders effiziente Leistungsversorgungsvorrichtung bereitgestellt.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Informationselement weiter ausgebildet, Temperaturinformationen zu empfangen und das Steuerelement ist weiter ausgebildet, die Abgabe der Leistung abhängig von den Temperaturinformationen zu steuern.
Temperaturinformationen betreffen eine Temperatur der Leistungsversorgungsvorrichtung, insbesondere eine Temperatur in einem Gehäuse der Leistungsversorgungsvorrichtung. Dazu kann das Informationselement Zugriff auf einen Temperatursensor, der in und/oder an dem Gehäuse der Leistungsversorgungsvorrichtung angeordnet ist und die Temperatur erfasst, haben.
Insbesondere kann das Steuerelement ausgebildet sein, die abgegebene Leistung zu reduzieren, wenn eine vorbestimmte maximale Temperatur überschritten wird und/oder die abgegebene Leistung zu erhöhen, wenn die vorbestimmte maximale Temperatur unterschritten wird, insbesondere durch Anwendung einer Hysterese.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Leistungselement weiter ausgebildet, einen Fehler bei der Leistungsabgabe an den mindestens einen Verbraucher zu erkennen.
Ein Fehler, der bei der Leistungsabgabe an den mindestens einen Verbraucher auftritt ist beispielsweise eine Überspannung und/oder ein Überstrom bei der Leistungsabgabe. Eine Überspannung bzw. ein Überstrom ist die Abgabe einer für den jeweiligen Verbraucher zu hohen Spannung bzw. Stroms. Alternativ oder zusätzlich ist ein solcher Fehler das Auftreten eines Kurzschlusses bei dem mindestens einen Verbraucher und/oder einer dazugehörigen Leitung. Alternativ oder zusätzlich ist das Auftreten eines solchen Fehlers eine falsche Verpolung, insbesondere eine falsche Verpolung eines Gleichspannungsleistungsverbrauchers.
Ein solcher Fehler kann durch geeignete Sensoren und/oder Schaltungen erkannt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Leistungselement weiter ausgebildet, den erkannten Fehler zu korrigieren.
Insbesondere ist das Leistungselement weiter ausgebildet, im Falle einer erkannten Überspannung, eines Überstroms und/oder eines Kurzschlusses die Leistungsabgabe, insbesondere die abgegebene Spannung und/oder den abgegebenen Strom, zu reduzieren, zu verringern und/oder abzuschalten.
Alternativ oder zusätzlich ist das Leistungselement insbesondere ausgebildet, im Falle einer erkannten falschen Verpolung die Verpolung umzukehren bzw. umzuschalten und/oder ebenfalls die abgegebene Leistung zu reduzieren und/oder abzuschalten.
Durch diese Ausführungsformen kann die Leistung besonders sicher an den oder die Verbraucher abgegeben werden. Insbesondere wird durch diese Ausführungsform eine Gefahr für Benutzer der Vorrichtung reduziert.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Informationselement weiter ausgebildet, Segmentinformationen zu empfangen und das Steuerelement ist weiter ausgebildet, die Abgabe der Leistung abhängig von den Segmentinformationen zu steuern.
Segmentinformationen sind Informationen, die verschiedene Segmente von einem oder mehreren Verbrauchern, insbesondere einem oder mehreren Gleichspannungsleistungsverbrauchern und einem oder mehreren Wechselspannungsleistungsverbrauchern betreffen. Beispielsweise können ein oder mehrere Gleichspannungsleistungsverbraucher zu einem ersten Gleichspannungsleistungssegment zusammengefasst sein und ein oder mehrere weitere Gleichspannungsleistungsverbraucher zu einem zweiten Gleichspannungsleistungssegment zusammengefasst sein. Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere Wechselspannungsleistungsverbraucher zu einem ersten Wechselspannungsleistungssegment zusammengefasst sein und ein oder mehrere weitere Wechselspannungsleistungsverbraucher zu einem zweiten Wechselspannungsleistungssegment zusammengefasst sein.
Beispielsweise sind Verbraucher basierend auf ihrer typischerweise abgerufenen Leistung in einem Segment zusammengefasst. Wieder beispielsweise sind Verbraucher basierend auf ihrer Leistungsart, das bedeutet basierend darauf, ob sie Gleichspannungsleistung oder Wechselspannungsleistung beziehen, in einem Segment zusammengefasst. Auch beispielsweise sind Verbraucher basierend auf ihrer gewünschten Versorgungssicherheit in einem Segment zusammengefasst.
Ein oder mehrere Verbraucher können beispielsweise an einem Anschluss an der Leistungsversorgungsvorrichtung durch einen Benutzer zu einem Segment zugeordnet werden, beispielsweise durch einen Knopf oder einen Schalter. Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere Verbraucher an einer gemeinsamen Benutzerschnittstelle der Leistungsversorgungsvorrichtung zu einem Segment zugeordnet werden. Hierzu können zusätzlich weitere Parameter der Leistungsbereitstellung definiert bzw. geändert werden, wie beispielsweise minimale abgegebene Leistung, Dauer einer Versorgungssicherheit, etc.
Durch diese Ausführungsform ist es möglich, die Leistung an einen oder mehrere Verbraucher, die in einem ersten Segment zusammengefasst sind, zu reduzieren, während die Leistung an einen oder mehrere Verbraucher, die in einem anderen Segment zusammengefasst sind, beizubehalten. Beispielsweise kann das erste Segment Verbraucher umfassen, die Akkumulatoren laden, die nicht dringend benötigt werden, während das zweite Segment Verbraucher umfasst, die eine kritische und/oder benötigte Infrastruktur bereitstellen.
Insbesondere ist es hierdurch möglich, dass bestimmte Verbraucher, die in einem Segment organisiert sind, nur dann mit Leistung versorgt werden, wenn genügend Gleichspannungsleistung von der Gleichspannungsleistungsquelle vorhanden ist bzw. erzeugt wird.
Insbesondere können die Segmentinformationen zu einem oder mehreren Verbrauchern auch vorübergehend oder dauerhaft in der Leistungsversorgungsvorrichtung gespeichert werden. Ob und ggf. wie lange die Segmentinformationen gespeichert werden, kann insbesondere durch einen Benutzer für jeden Verbraucher individuell festgelegt bzw. eingestellt werden.
Hierdurch ist es möglich, dass bereits zuvor eingestellte Segmentinformationen auch bei erneuter Verbindung des Verbrauchers mit der Leistungsversorgungsvorrichtung abgerufen werden können, ohne dass diese erneut eingegeben werden müssen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung weiter ein Benachrichtigungselement auf, das ausgebildet ist, einen Benutzer über einen Leistungsquellenzustand zu informieren.
Ein Leistungsquellenzustand ist eine Information darüber, welche von den zuvor beschriebenen Leistungsquellen gegenwärtig verwendet wird. Insbesondere ist ein Leistungsquellenzustand eine Information ob bzw. dass zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich Leistung von in dem Gebäude vorhandenen oder damit direkt verbundenen elektrischen Leistungserzeugern und/oder Energiespeichern bezogen bzw. abgegeben wird. Diese Information kann beispielsweise von dem Informationselement aus den Gebäudeleistungsinformationen ermittelt werden.
Weiter insbesondere ist ein Leistungsquellenzustand eine Information ob bzw. dass zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich Leistung von einer Versorgungsnetzleistungsquelle bzw. einem Versorgungsnetzleistungserzeuger bezogen bzw. abgegeben wird. Diese Information kann beispielsweise von dem Informationselement aus den Versorgungsnetzinformationen ermittelt werden.
Ebenso insbesondere ist ein Leistungsquellenzustand eine Information, dass es sich bei der Leistung, die von einer Versorgungsnetzleistungsquelle bzw. einem Versorgungsnetzleistungserzeuger bezogen bzw. abgegeben wird um eine Leistung handelt, die zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich bzw. nicht aus erneuerbaren Energien gewonnen wurde. Diese Information kann. Diese Information kann beispielsweise auch von dem Informationselement aus den Versorgungsnetzinformationen ermittelt werden.
Weiter insbesondere ist ein Leistungsquellenzustand eine Information, dass es sich bei der Leistung, insbesondere der Gleichspannungsleistung, um eine Leistung in voller, reduzierter bzw. gedrosselter oder in minimaler Höhe handelt.
Das Benachrichtigungselement ist dabei ausgebildet, die Information bezüglich des Leistungsquellenzustands insbesondere während der Abgabe der Leistung an einen oder mehrere Verbraucher auszugeben. Insbesondere ist das Benachrichtigungselement ausgebildet, die Information bezüglich des Leistungsquellenzustands bereits vor Abgabe, insbesondere vor Verbindung des einen oder der mehreren Verbraucher mit der Leistungsversorgungsvorrichtung anzuzeigen bzw. darauf hinzuweisen. Insbesondere kann das Benachrichtigungselement ausgebildet sein, einen Leistungsquellenzustand dauerhaft an der Leistungsversorgungsvorrichtung anzuzeigen, unabhängig davon, ob ein oder mehrere Verbraucher damit verbunden sind und/oder davon, ob gerade Leistung abgegeben wird.
Das Benachrichtigungselement kann insbesondere eine grafische und/oder visuelle Informationsanzeige umfassen. Beispielsweise kann das Benachrichtigungselement als eine oder mehrere LEDs, insbesondere ein oder mehrere mehrfarbige oder verschieden farbige LEDs ausgebildet sein, die einen Benutzer über den Leistungsquellenzustand informieren können.
Beispielsweise kann eine LED in Rot leuchten, wenn gegenwärtig keine Leistungsabgabe stattfindet und/oder stattfinden kann, beispielsweise weil nicht genügend Leistung empfangen wird.
Weiter beispielsweise kann die oder eine weitere LED in Gelb leuchten, wenn gegenwärtig eine eingeschränkte und/oder reduzierte Leistungsabgabe erfolgt und/oder stattfinden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die oder eine weitere LED in Gelb leuchten, wenn eine Leistungsabgabe zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich aus einer Leistung erfolgt, die von einer Versorgungsnetzleistungsquelle bzw. einem Versorgungsnetzleistungserzeuger bezogen wird, insbesondere eine solche Leistung, die zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich nicht aus erneuerbaren Energien gewonnen wurde.
Weiter beispielsweise kann die oder eine weitere LED in Grün leuchten, wenn gegenwärtig eine Leistungsabgabe in voller Höhe erfolgt und/oder stattfinden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die oder eine weitere LED in Grün leuchten, wenn eine Leistungsabgabe zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich aus einer Leistung erfolgt, die von in dem Gebäude vorhandenen oder damit direkt verbundenen elektrischen Leistungserzeugern und/oder Energiespeichern bezogen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die oder eine weitere LED in Grün leuchten, wenn eine Leistungsabgabe zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich aus einer Leistung erfolgt, die zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich aus erneuerbaren Energien von einer Versorgungsnetzleistungsquelle bzw. einem Versorgungsnetzleistungserzeuger gewonnen bzw. bereitgestellt wurde.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Leistungsquellenzustand auch an einer grafischen Anzeige, wie beispielswiese einer LCD-Anzeige, ausgegeben werden. Dabei können, zusätzlich zu den oben in Bezug auf die eine oder mehreren LEDs auch weitergehende Informationen bezüglich des Leistungsquellenzustands ausgegeben werden, wie beispielsweise die aktuelle Zusammensetzung der Leistungsquellen, von denen Leistung empfangen und abgegeben wird, und/oder die Höhe der abgegebenen Leistung, beispielsweise als Balken- oder Tortendiagramm oder als Prozentzahl. Diese Information kann ebenfalls basierend auf den Leistungsquelleninformationen ermittelt werden.
Durch diese Ausführungsform wird es einem Benutzer ermöglicht den gegenwärtigen und insbesondere zukünftigen Leistungsquellenzustand schnell und einfach zu erfassen und so eine Entscheidung zu treffen, ob und welche Geräte er als Verbraucher mit der Leistungsversorgungsvorrichtung verbinden möchte und/oder verbunden lassen möchte.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Leistungsversorgungsvorrichtung weiter ein Eingabeelement, das ausgebildet ist, eine Benutzereingabe zu empfangen, wobei das Steuerelement weiter ausgebildet ist, die Abgabe der Leistung abhängig von der Benutzereingabe zu steuern.
Das Eingabeelement ist eine Benutzerschnittstelle, die es dem Benutzer möglich macht, eine Benutzereingabe an die Leistungsversorgungsvorrichtung zu richten. Das Eingabeelement kann beispielsweise als Knopf, Taster oder Schalter ausgebildet sein. Insbesondere kann das Eingabeelement mit dem Benachrichtigungselement verbunden oder darin integriert sein, beispielsweise als bedienbare LED oder als Berührungsanzeige bzw. -bildschirm. Das Eingabeelement kann auch ausgebildet sein, Segmentinformationen zu empfangen.
Beispielsweise kann der Benutzer das Eingabeelement betätigen und damit anzeigen, dass er es wünscht, dass an den einen oder die mehreren Verbraucher, die mit der Leistungsversorgungsvorrichtung verbunden sind, ausschließlich Leistung abgegeben werden soll, die von in dem Gebäude vorhandenen oder damit direkt verbundenen elektrischen Leistungserzeugern und/oder Energiespeichern bezogen wird und/oder ausschließlich Leistung abgegeben werden soll, wenn Leistung von in dem Gebäude vorhandenen oder damit direkt verbundenen elektrischen Leistungserzeugern und/oder Energiespeichern bereitgestellt werden kann.
Hierbei kann es sich insbesondere um Verbraucher handeln, die geringe Leistungsanforderungen haben, die ausschließlich aus in dem Gebäude vorhandenen oder damit direkt verbundenen elektrischen Leistungserzeugern und/oder Energiespeichern bereitgestellt werden kann und/oder soll. Insbesondere kann es sich um Verbraucher handeln, die eine Gleichspannungsleistung benötigen oder verarbeiten und/oder die selbst einen Energiespeicher umfassen, sodass eine Leistungsbereitstellung auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen kann.
Weiter beispielsweise kann der Benutzer das Eingabeelement betätigen und damit anzeigen, dass er es wünscht, dass an den einen oder die mehreren Verbraucher, die mit der Leistungsversorgungsvorrichtung verbunden sind, ausschließlich Leistung abgegeben werden soll, wenn eine Leistungsabgabe zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich aus einer Leistung erfolgen kann, die zumindest teilweise, überwiegend oder ausschließlich aus erneuerbaren Energien von einer Versorgungsnetzleistungsquelle bzw. einem Versorgungsnetzleistungserzeuger gewonnen bzw. bereitgestellt wurde.
Auch hier kann es sich um Verbraucher handeln, die selbst einen Energiespeicher umfassen, sodass eine Leistungsbereitstellung auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen kann.
Ebenso beispielsweise kann der Benutzer das Eingabeelement betätigen und damit anzeigen, dass er es wünscht, dass an den einen oder die mehreren Verbraucher, die mit der Leistungsversorgungsvorrichtung verbunden sind, ausschließlich Leistung abgegeben werden soll, wenn Leistung von einer Versorgungsnetzleistungsquelle bzw. einem Versorgungsnetzleistungserzeuger verfügbar ist und/oder bereitgestellt werden kann.
Hierbei kann es sich insbesondere um Verbraucher handeln, die hohe Leistungsanforderungen haben, die nicht oder nicht ausschließlich aus in dem Gebäude vorhandenen oder damit direkt verbundenen elektrischen Leistungserzeugern und/oder Energiespeichern bereitgestellt werden kann und/oder soll.
Weiter beispielsweise kann der Benutzer das Eingabeelement betätigen und damit anzeigen, dass er es wünscht, dass an den einen oder die mehreren Verbraucher, die mit der Leistungsversorgungsvorrichtung verbunden sind, immer Leistung abgegeben werden soll, insbesondere unabhängig von der Quelle.
Hierbei kann es sich insbesondere um kritische Verbraucher handeln, die dauerhaft Leistung benötigen.
Auch beispielsweise kann der Benutzer das Eingabeelement betätigen und damit anzeigen, dass er es wünscht, dass an den einen oder die mehreren Verbraucher, die mit der Leistungsversorgungsvorrichtung verbunden sind, eine besimtmte leistungshöhe, insbesondere eine minimale und/oder maximale Leistung und/oder eine vorbestimmte und/oder durch den Benutzer definierte Leistung abgegeben wird.
Das Steuerelement kann diese Benutzerwünsche dann umsetzen und so die Leistungsabgabe an den einen oder die mehreren Verbraucher steuern.
Durch diese Ausführungsform ist es möglich, Benutzerpräferenzen zu berücksichtigen und so die Leistungsabgabe besonders dynamisch zu steuern.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Leistungsversorgungssystem, umfassend eine Ausführungsform einer zuvor genannten Leistungsversorgungsvorrichtung sowie eine oder mehrere der oben beschriebenen Wechselspannungsleistungsquellen und/oder eine oder mehrere der oben beschriebenen Gleichspannungsleistungsquellen und/oder eine oder mehrere der oben beschriebenen Datenquellen.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Leistungsversorgungsverfahren, umfassend die Schritte Aufnehmen von elektrischer Leistung von einer Leistungsquelle, Abgeben der aufgenommenen Leistung an einen Verbraucher, Empfangen von Leistungsquelleninformationen und Steuern der abgegebenen Leistung abhängig von den Leistungsquelleninformationen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Leistungsversorgungsverfahren weiter die Schritte Empfangen von Daten von einer Datenquelle und Bereitstellen der Daten an den Verbraucher.
Das Leistungsversorgungsverfahren kann insbesondere teilweise oder vollständig durch die zuvor beschriebene Leistungsversorgungsvorrichtung und/oder das zuvor beschriebene Leistungsversorgungssystem durchgeführt werden.
Bezüglich der Ausgestaltungen und der Vorteile des Leistungsversorgungssystems und des Leistungsversorgungsverfahrens wird auf die oben beschriebenen Ausgestaltungen und deren Vorteile zur Leistungsversorgungsvorrichtung verwiesen.
Ausführungsformen der Leistungsversorgungsvorrichtung, des Leistungsversorgungssystems und des Leistungsversorgungsverfahrens werden nun im Zusammenhang mit den folgenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

1 ein schematisches Blockschaltbild einer Leistungsversorgungsvorrichtung und eines Leistungsversorgungssystems; und
2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Leistungsversorgungsverfahrens.

Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Merkmale.
1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Leistungsversorgungsvorrichtung 100 in einem Leistungsversorgungssystem 1000.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 umfasst dabei zunächst ein Leistungselement 110, das ausgebildet ist, elektrische Wechselspannungsleistung von einer Wechselspannungsleistungsquelle 10 aufzunehmen. Bei der Wechselspannungsleistungsquelle 10 handelt es sich beispielsweise um einen Gebäudeanschluss eines Versorgungsnetzbetreibers.
Die Wechselspannungsleistungsquelle 10 weist dabei üblicherweise eine Wechselspannung zwischen 100 V und 400 V, insbesondere zwischen 110 V und 230 V und einen maximalen Wechselstrom zwischen 5 A und 70 A, insbesondere zwischen 10 A und 20 A auf. Insbesondere handelt es sich bei der Wechselspannungsleistungsquelle 10 um einen haushaltsüblichen Steckdosenanschluss.
Die Wechselspannungsleistung wird dabei über eine Leistungsversorgungsleitung 11 an die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. das Leistungselement 110 bereitgestellt bzw. ist die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 über eine Leistungsversorgungsleitung 11 mit der Wechselspannungsleistungsquelle 10 verbunden. Bei der Leistungsversorgungsleitung 11 handelt es sich insbesondere um ein zwei- oder dreiadriges Kabel.
Das Leistungselement 110 ist weiter ausgebildet, elektrische Gleichspannungsleistung von einer Gleichspannungsleistungsquelle 20 aufzunehmen. Bei der Gleichspannungsleistungsquelle 20 kann es sich insbesondere um einen in oder an dem Gebäude angeordnete Gleichspannungsleistungserzeuger handeln, wie insbesondere eine Photovoltaikanlage und/oder eine Windkraftanlage. Zusätzlich oder alternativ kann es sich bei der Gleichspannungsleistungsquelle 20 auch um einen elektrischen Energiespeicher handeln, wie beispielsweise eine Batterie und/oder einen Akkumulator. Insbesondere handelt es sich bei der Gleichspannungsleistungsquelle um eine Kombination aus einem Gleichspannungsleistungserzeuger und einem damit zusammenarbeitenden elektrischen Energiespeicher.
Die Gleichspannungsleistungsquelle 20 weist dabei üblicherweise eine Gleichspannung zwischen 10 V und 200 V, insbesondere zwischen 12 V und 48 V, weiter beispielsweise ganzzahlige Vielfache von 12 V, und einen maximalen Gleichstrom zwischen 1 A und 20 A, insbesondere zwischen 5 A und 10 A auf.
Die Gleichspannungsleistung wird dabei über eine Leistungsversorgungsleitung 21 an die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. das Leistungselement 110 bereitgestellt bzw. ist die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 über eine Leistungsversorgungsleitung 21 mit der Gleichspannungsleistungsquelle 20 verbunden. Bei der Leistungsversorgungsleitung 21 handelt es sich insbesondere über ein zweiadriges Kabel.
Das Leistungselement 110 ist weiter ausgebildet, eine elektrische Gleichspannungsleistung an einen ersten Verbraucher 210 abzugeben. Bei dem ersten Verbraucher 210 handelt es sich insbesondere um einen Gleichspannungsleistungsverbraucher, das bedeutet einen Verbraucher, der, insbesondere ausschließlich, Gleichspannungsleistung aufnehmen bzw. verwenden kann. Beispielsweise handelt es sich bei dem ersten Verbraucher um ein Laptop, ein Smartphone oder ein anderes Gerät, dass üblicherweise eine Gleichspannungsleistung aufnimmt bzw. von dieser betrieben und/oder geladen wird.
Die Gleichspannungsleistung wird dabei über eine Leistungsversorgungsleitung 211 von der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. dem Leistungselement 110 an den ersten Verbraucher 210 bereitgestellt bzw. die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 ist über eine Leistungsversorgungsleitung 211 mit dem ersten Verbraucher 210 verbunden. Bei der Leistungsversorgungsleitung 211 handelt es sich insbesondere um ein Kabel mit einem USB-Anschluss, weiter insbesondere um ein Kabel mit einem USB-C-, einem Lightning-Anschluss oder um ein Kabel mit einem anderen Standard, welches üblicherweise zur Übertragung einer Gleichspannungsleistung verwendet wird. Dazu kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 insbesondere einen oder mehrere zu diesen genannten Anschlüssen korrespondierende Steckeraufnahmen aufweisen.
Das Leistungselement 110 ist weiter ausgebildet, eine elektrische Wechselspannungsleistung an einen zweiten Verbraucher 220 abzugeben. Bei dem zweiten Verbraucher 220 handelt es sich insbesondere um einen Wechselspannungsleistungsverbraucher, das bedeutet einen Verbraucher, der, insbesondere ausschließlich, Wechselspannungsleistung aufnehmen bzw. verwenden kann. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten Verbraucher um eine Glühbirne, ein Elektrogroßgerät, wie beispielsweise ein Kühlschrank oder ein Toaster, oder ein anderes Gerät, dass üblicherweise eine Wechselspannungsleistung aufnimmt bzw. von dieser betrieben und/oder geladen wird.
Die Wechselspannungsleistung wird dabei über eine Leistungsversorgungsleitung 221 von der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. dem Leistungselement 110 an den zweiten Verbraucher 220 bereitgestellt bzw. die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 ist über eine Leistungsversorgungsleitung 221 mit dem zweiten Verbraucher 220 verbunden. Bei der Leistungsversorgungsleitung 221 handelt es sich insbesondere um ein Kabel mit einem Schutzkontaktstecker, einem Eurostecker oder um ein Kabel mit einem anderen Standard, welches üblicherweise zur Übertragung einer Wechselspannungsleistung verwendet wird. Dazu kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 insbesondere einen oder mehrere zu diesen genannten Anschlüssen korrespondierende Steckeraufnahmen aufweisen.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 umfasst auch ein Informationselement 120, das ausgebildet ist, Leistungsquelleninformationen zu empfangen. Insbesondere ist das das Informationselement 120 ausgebildet, Gebäudeleistungsinformationen zu empfangen. Gebäudeleistungsinformationen betreffen eine Leistungsbereitstellung, insbesondere eine durchschnittliche Höhe, eine maximale Höhe und/oder eine Verfügbarkeit einer Leistungsbereitstellung, von in oder an dem Gebäude vorhandenen Leistungsquellen und/oder Leistungserzeugern. Insbesondere handelt es sich bei den Gebäudeleistungsinformationen um Informationen, die eine oder mehrere der oben beschriebenen Gleichspannungsleistungsquellen 20 betreffen. Die Gebäudeleistungsinformationen werden dabei beispielsweise über eine Informationsleitung 22 drahtgebunden an die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. das Informationselement 120 übertragen. Alternativ oder zusätzlich können die Gebäudeleistungsinformationen auch über eine drahtlose Verbindung an das Informationselement 120 übertragen werden. Ebenso ist das Informationselement 120 ausgebildet, Gebäudeleistungsinformationen an eine oder mehrere Gleichspannungsquellen 20 bereitzustellen.
Bei den Gebäudeleistungsinformationen handelt es sich beispielsweise um einen derzeitigen oder zukünftigen Leistungserzeugungszustand von einem oder mehreren Leistungserzeugern. Insbesondere kann es sich bei den Gebäudeleistungsinformationen um Informationen handeln, die einen derzeitigen oder zukünftigen Wetterzustand, insbesondere Sonnen-, Temperatur- und/oder Windzustand betreffen. Alternativ oder zusätzlich handelt es sich bei den Gebäudeleistungsinformationen um einen derzeitigen oder zukünftigen Ladezustand von einem oder mehreren elektrischen Energiespeichern.
Das Informationselement 120 ist auch ausgebildet, Versorgungsnetzinformationen zu empfangen. Versorgungsnetzinformationen betreffen eine Leistungsbereitstellung, insbesondere eine durchschnittliche Höhe, eine maximale Höhe und/oder eine Verfügbarkeit einer Leistungsbereitstellung, von dem Versorgungsnetz des Netzbetreibers an das Gebäude. Insbesondere handelt es sich bei den Versorgungsnetzinformationen um Informationen, die eine oder mehrere der oben beschriebenen Wechselspannungsleistungsquellen 10 betreffen. Die Versorgungsnetzinformationen werden dabei beispielsweise über eine Informationsleitung 12 drahtgebunden an die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. das Informationselement 120 übertragen. Alternativ oder zusätzlich können die Versorgungsnetzinformationen auch über eine drahtlose Verbindung an das Informationselement 120 übertragen werden. Ebenso ist das Informationselement 120 ausgebildet, Versorgungsnetzinformationen an eine oder mehrere Wechselspannungsleistungsquellen 10, insbesondere an das Versorgungsnetz, bereitzustellen.
Das Informationselement 120 ist auch ausgebildet, Verbraucherleistungsinformationen zu empfangen. Verbraucherleistungsinformationen betreffen eine Leistungsaufnahme des mit der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 verbundenen Verbrauchers, insbesondere eine durchschnittliche Höhe, eine minimale und/oder maximale Höhe und/oder eine Verfügbarkeit einer Leistungsaufnahme des Verbrauchers. Die Verbraucherleistungsinformationen werden dabei beispielsweise von dem ersten Verbraucher 210 über eine Informationsleitung 212 drahtgebunden an die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. das Informationselement 120 übertragen. Alternativ oder zusätzlich können die Verbraucherleistungsinformationen auch über eine drahtlose Verbindung an das Informationselement 120 übertragen werden. Ebenso ist das Informationselement 120 ausgebildet, Verbraucherleistungsinformationen an den ersten Verbraucher 210 über die Informationsleitung 212 bereitzustellen.
Das Informationselement 120 ist auch ausgebildet, Temperaturinformationen zu empfangen. Temperaturinformationen betreffen eine Temperatur der Leistungsversorgungsvorrichtung 100, insbesondere eine Temperatur in einem Gehäuse der Leistungsversorgungsvorrichtung 100. Dazu hat das Informationselement 120 Zugriff auf einen Temperatursensor, der in und/oder an dem Gehäuse der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 angeordnet ist und die Temperatur erfasst.
Das Informationselement 120 ist auch ausgebildet, Segmentinformationen zu empfangen. Segmentinformationen betreffen Informationen zu Segmenten, in denen ein oder mehrere Verbraucher in Abhängigkeit ihrer Parameter und/oder Bedürfnisse zusammengefasst sind.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 umfasst auch ein Steuerelement 130, das ausgebildet ist, die durch das Leistungselement 110 abgegebene Leistung abhängig von den Gebäudeleistungsinformationen, abhängig von den Versorgungsnetzinformationen, abhängig von den Verbraucherleistungsinformationen, abhängig von den Temperaturinformationen und/oder abhängig von den Segmentinformationen zu steuern. Insbesondere ist das Steuerelement 130 ausgebildet, die an den ersten Verbraucher 210 abgegebene Gleichspannungsleistung abhängig von den Gebäudeleistungsinformationen, abhängig von den Versorgungsnetzinformationen, abhängig von den Verbraucherleistungsinformationen, abhängig von den Temperaturinformationen und/oder abhängig von den Segmentinformationen zu steuern und/oder die an den zweiten Verbraucher 220 abgegebene Wechselspannungsleistung abhängig von den Gebäudeleistungsinformationen, abhängig von den Versorgungsnetzinformationen, abhängig von den Verbraucherleistungsinformationen, abhängig von den Temperaturinformationen und/oder abhängig von den Segmentinformationen zu steuern.
Das Leistungselement 110 ist auch ausgebildet, einen Fehler bei der Leistungsabgabe an die Verbraucher 210, 220 zu erkennen und diesen erkannten Fehler auch zu korrigieren, beispielsweise durch Reduktion oder Abschaltung der abgegebenen Leistung.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 umfasst auch ein Datenelement 140, das ausgebildet ist, Daten von einem oder mehreren Verbrauchern zu empfangen und/oder Daten an einen oder mehrere Verbraucher bereitzustellen. Zusätzlich oder alternativ ist das Datenelement 140 auch ausgebildet, Daten von einer Datenquelle 30 zu empfangen und/oder Daten an die Datenquelle 30 bereitzustellen. Dabei kann das Empfangen der Daten und/oder das Bereitstellen der Daten insbesondere zusammen mit der Abgabe der Leistung über eine einzige Schnittstelle der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 erfolgen.
Die Daten werden dabei über eine Datenleitung 33 von der Datenquelle 30 an die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. das Datenelement 140 bereitgestellt und von dort beispielsweise über eine Datenleitung 213 an den ersten Verbraucher 210 bereitgestellt. Ebenso werden Daten von dem ersten Verbraucher über die Datenleitung 213 an die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 bzw. das Datenelement 140 bereitgestellt und von dort über die Datenleitung 33 an die Datenquelle 30 bereitgestellt. Sowohl die Datenleitung 33 zwischen der Datenquelle 30 und der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 als auch die Datenleitung 213 zwischen der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 und dem ersten Verbraucher 210 können dabei drahtlos und/oder drahtgebunden ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich bei der Datenleitung 33 und/oder der Datenleitung 213 um ein Kupferkabel, wie beispielsweise einem Cat5-Kabel und/oder um ein Glasfaserkabel handeln.
Insbesondere kann für die Datenleitung 213 zwischen der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 und dem ersten Verbraucher 210 das zuvor beschriebene Kabel mit einem USB-Anschluss, insbesondere ein Kabel mit einem USB-C, einem Lightning-Anschluss oder ein Kabel mit einem anderen Standard, welches üblicherweise zusätzlich zur Übertragung einer Gleichspannungsleistung auch zur Übertragung von Daten verwendet werden kann, wie beispielsweise ein Powerover-Ethernet- bzw. IEEE802.3-Standard, genutzt werden.
Insbesondere können auch die zwischen der Datenquelle 30 und dem Datenelement 140 bereitgestellten Daten auf die Gleich- oder Wechselspannungsleistung aufmoduliert werden und über ein gemeinsames Kabel, wie beispielsweise unter dem IEEE-1901-Standard, ausgetauscht werden.
Das Leistungselement 110 ist auch ausgebildet, elektrische Leistung an die Datenquelle 30, insbesondere über die Leistungsversorgungleitung 31 bereitzustellen. Ebenso ist das Informationselement 120 ausgebildet, Versorgungsnetzinformationen und/oder Gebäudeleistungsinformationen von dem Datenelement 30 zu empfangen und/oder an das Datenelement bereitzustellen, insbesondere über die Informationsleitung 32.
Die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 umfasst auch ein Wandlungselement 150, das ausgebildet ist, eine empfangene Leistung umzuwandeln und die umgewandelte Leistung dann an einen Verbraucher abzugeben.
Insbesondere ist das Wandlungselement 150 ausgebildet eine von der Wechselspannungsleistungsquelle 10 bereitgestellte Wechselspannungsleistung in der Höhe, der Frequenz und/oder der Art der Leistung umzuwandeln. Beispielsweise ist das Wandlungselement 150 ausgebildet, die von der Wechselspannungsleistungsquelle 10 bereitgestellte Wechselspannungsleistung von 230 V auf 110 V umzuwandeln. Wieder beispielsweise ist das Wandlungselement 150 ausgebildet, die von der Wechselspannungsleistungsquelle 10 bereitgestellte Wechselspannungsleistung von 50 Hz auf 60 Hz umzuwandeln. Auch beispielsweise ist das Wandlungselement 150 ausgebildet, die von der Wechselspannungsleistungsquelle 10 bereitgestellte Wechselspannungsleistung in eine Gleichspannungsleistung umzuwandeln.
Wieder insbesondere ist das Wandlungselement 150 ausgebildet, eine von der Gleichspannungsleistungsquelle 20 bereitgestellte Gleichspannungsleistung in der Höhe und/oder der Art der Leistung umzuwandeln. Beispielsweise ist das Wandlungselement 150 ausgebildet, die von der Gleichspannungsleistungsquelle 20 bereitgestellte Gleichspannungsleistung mit einer Gleichleistungsspannung von 48 V auf 12 V umzuwandeln. Wieder beispielsweise ist das Wandlungselement 150 ausgebildet, die von der Gleichspannungsleistungsquelle 20 bereitgestellte Gleichspannungsleistung in eine Wechselspannungsleistung umzuwandeln.
Das Leistungselement 110 ist auch ausgebildet, Wechselspannungsleistung an die Wechselspannungsquelle 10 abzugeben. Insbesondere ist das Leistungselement 110 ausgebildet, zuvor durch eine von den Gleichspannungsquellen 20 bzw. -erzeugern erzeugte bzw. darin gespeicherte Leistung, insbesondere unter Verwendung des Wandlungselements 150, als Wechselspannungsleistung über die Leistungsversorgungsleitung 11 an das Versorgungsnetz bereitzustellen.
Das Leistungselement 110 ist auch ausgebildet, Gleichspannungsleistung an die Gleichspannungsquelle 20 abzugeben. Insbesondere ist das Leistungselement 110 ausgebildet, durch eine von den Wechselspannungsquellen gelieferte Wechselspannungsleistung, insbesondere unter Verwendung des Wandlungselements 150, als Gleichspannungsleistung über die Leistungsversorgungsleitung 21 an eine Batterie oder einen Akkumulator bereitzustellen.
Durch diese oben beschriebenen Elemente der Leistungsversorgungsvorrichtung 100 sind insbesondere die folgenden Anwendungsfälle möglich:

In einem Betriebsfall, in dem eine Leistung von der oder den Wechselspannungsleistungsquellen 10 bereitgestellt werden kann, aber keine Leistung von der oder den Gleichspannungsleistungsquellen 20 bereitgestellt werden kann, beispielsweise aufgrund der Gebäudeleistungsinformation, dass gerade keine Sonne scheint, kein Wind herrscht und/oder die Batterien/Akkumulatoren leer sind, kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 ausschließlich Leistung von der Wechselspannungsquelle 10 empfangen und diese an eine oder mehrere Verbraucher bereitstellen und insbesondere auch die Wechselspannungsleistung in eine Gleichspannungsleistung umwandeln und so einen Gleichspannungsleistungsverbraucher 210 bereitstellen.

Diese Gebäudeleistungsinformation kann insbesondere durch die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 antizipiert werden, beispielsweise weil ein gegenwärtiger und/oder zukünftiger Wetterzustand berücksichtigt wird und/oder weil ein gegenwärtiger und/oder zukünftiger Ladezustand von Batterien/Akkumulatoren berücksichtigt wird. Dadurch kann, solange noch eine Gleichspannungsleistung von einer Gleichspannungsleistungsquelle 20 erzeugt werden kann, diese in Batterien oder Akkumulatoren gespeichert werden und/oder Gleichspannungsleistungsverbrauchern 210 zugeführt werden.
In einem Betriebsfall, in dem eine Leistung von der oder den Gleichspannungsleistungsquellen 20 bereitgestellt werden kann, aber keine Leistung von der oder den Wechselspannungsleistungsquellen 10 bereitgestellt werden kann, beispielsweise aufgrund der Versorgungsnetzinformationen, dass gegenwärtig oder zukünftig eine Versorgungsnetzstörung oder ein Versorgungsnetzausfall auftritt, kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 ausschließlich Leistung von der Gleichspannungsquelle 20 empfangen und diese an einen oder mehrere Verbraucher bereitstellen, insbesondere auch die Gleichspannungsleistung in eine Wechselspannungsleistung umwandeln, und so einem Wechselspannungsleistungsverbraucher 220 bereitstellen. In diesem Fall kann auch eine Bereitstellung durch die Gleichspannungsleistungsquelle 20 an das Versorgungsnetz unterbunden werden.
Diese Versorgungsnetzinformation kann insbesondere durch die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 antizipiert werden, beispielsweise weil ein zukünftiger Versorgungsnetzzustand und/oder eine gegenwärtige Uhrzeit berücksichtigt wird. Dadurch kann, solange noch eine Wechselspannungsleistung von einer Wechselspannungsleistungsquelle 10 erzeugt werden kann, diese in Batterien oder Akkumulatoren gespeichert werden und/oder Wechsel- und/oder Gleichspannungsleistungsverbrauchern 210 zugeführt werden. Insbesondere kann auch eine bestimmte Uhrzeit, zu der beispielsweise eine Wechselspannungsleistung von der Wechselspannungsleistung günstiger ist, abgewartet werden.
In einem Betriebsfall, in dem sowohl eine Leistung von der oder den Gleichspannungsleistungsquellen 20 bereitgestellt werden kann, als auch eine Leistung von der oder den Wechselspannungsleistungsquellen 10 bereitgestellt werden kann, kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 Gleichspannungsleistung von der Gleichspannungsleistungsquelle 20 empfangen und diese an einen oder mehrere Gleichspannungsverbraucher 210 bereitstellen, insbesondere ohne diese vorher umzuwandeln, und ebenso Wechselspannungsleistung von der Wechselspannungsleistungsquelle 10 empfangen und diese an einen oder mehrere Wechselspannungsleistungsverbraucher 220 bereitstellen, insbesondere ohne diese vorher umzuwandeln.
Darüber hinaus kann in allen Fällen die Leistungsversorgungsvorrichtung 100, insbesondere aufgrund von empfangenen Verbraucherleistungsinformationen und/oder einer Uhrzeit, einen Verbrauch des einen oder der mehreren Verbraucher antizipieren, beispielsweise weil ein Gleichspannungsleistungsverbraucher 210 einen Akkumulator umfasst und deshalb noch eine vorgegebene Zeitdauer mit der Bereitstellung der Leistung gewartet werden kann und/oder weil bekannt ist, dass ein bestimmter Wechselspannungsleistungsverbraucher dauerhaft eine konstante und/oder maximale Leistung erfordert und/oder weil bekannt ist, dass ein bestimmter Verbraucher, wie beispielsweise eine Wärmepumpe, um eine bestimmte Uhrzeit eine konstante und/oder maximale Leistung erfordert.
Das Leistungsversorgungssystem 1000 umfasst, zusätzlich zur oben beschriebenen Leistungsversorgungsvorrichtung 100, auch eine oder mehrere oben beschriebenen Wechselspannungsleistungsquellen 10 und/oder eine oder mehrere oben beschriebenen Gleichspannungsleistungsquellen 20 und/oder eine oder mehrere oben beschriebenen Datenquellen 30.
Insbesondere kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 und eine oder mehrere Datenquellen 30 in ein einzelnes Gehäuse integriert sein, das in eine herkömmliche Haushaltssteckdose gesteckt werden kann. Alternativ kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 als Unterputzgerät ausgestaltet sein. Weiter insbesondere kann die Leistungsversorgungsvorrichtung 100 als Smart Router, Smart Energy Router, oder als Smart Power Outlet bezeichnet werden.
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Leistungsversorgungsverfahrens 2000.
Das Leistungsversorgungsverfahren 2000 beginnt mit einem ersten Schritt 2010, in dem Gleichspannungsleistung von einer Gleichspannungsleistungsquelle aufgenommen wird.
Das Leistungsversorgungsverfahren 2000 fährt mit einem weiteren Schritt 2020 fort, in dem die aufgenommene Gleichspannungsleistung an einen ersten Verbraucher abgegeben wird, der ein Gleichspannungsleistungsverbraucher ist.
Das Leistungsversorgungsverfahren 2000 fährt mit einem weiteren Schritt 2030 fort, in dem Wechselspannungsleistung von einer Wechselspannungsleistungsquelle aufgenommen wird.
Das Leistungsversorgungsverfahren 2000 fährt mit einem weiteren Schritt 2040 fort, in dem die aufgenommene Wechselspannungsleistung an einen zweiten Verbraucher abgegeben wird, der ein Wechselspannungsleistungsverbraucher ist.
Das Leistungsversorgungsverfahren 2000 fährt mit einem weiteren Schritt 2050 fort, in dem Leistungsinformationen empfangen werden.
Das Leistungsversorgungsverfahren 2000 fährt mit einem weiteren Schritt 2060 fort, in dem die abgegebene Leistung abhängig von den empfangenen Leistungsinformationen gesteuert wird.
Das Leistungsversorgungsverfahren 2000 fährt mit einem weiteren Schritt 2070 fort, in dem Daten von einer Datenquelle empfangen werden.
Das Leistungsversorgungsverfahren 2000 fährt mit einem weiteren Schritt 2080 fort, in dem die Daten an den ersten Verbraucher bereitgestellt werden.
Es versteht sich, das einige oder sämtliche Schritte in einer unterschiedlichen Reihenfolge und/oder simultan ablaufen können. Insbesondere können die Schritte 2010, 2020, 2030 und 2040 simultan und/oder kontinuierlich erfolgen. Weiter insbesondere können die Schritte 2070 und 2080 vor den Schritten 2050 und 2060 und/oder kontinuierlich erfolgen.
Bezugszeichenliste

10: Wechselspannungsleistungsquelle
11: Leistungsversorgungsleitung
12: Informationsleitung
20: Gleichspannungsleistungsquelle
21: Leistungsversorgungsleitung
22: Informationsleitung
30: Datenquelle
31: Leistungsversorgungsleitung
32: Informationsleitung
33: Datenleitung
100: Leistungsversorgungsvorrichtung
110: Leistungselement
120: Informationselement
130: Steuerelement
140: Datenelement
150: Wandlungselement
210: Gleichspannungsleistungsverbraucher
211: Leistungsversorgungsleitung
212: Informationsleitung
213: Datenleitung
220: Wechselspannungsleistungsverbraucher
221: Leistungsversorgungsleitung
1000: Leistungsversorgungssystem
2000: Leistungsversorgungsverfahren
2010: Verfahrensschritt
2020: Verfahrensschritt
2030: Verfahrensschritt
2040: Verfahrensschritt
2050: Verfahrensschritt
2060: Verfahrensschritt
2070: Verfahrensschritt
2080: Verfahrensschritt

Claims

Leistungsversorgungsvorrichtung (100), umfassend: - ein Leistungselement (110), das ausgebildet ist, elektrische Leistung von einer Leistungsquelle (10, 20) aufzunehmen und an mindestens einen Verbraucher (210, 220) abzugeben; - ein Informationselement (120), das ausgebildet ist, Leistungsquelleninformationen zu empfangen; und - ein Steuerelement (130), das ausgebildet ist, die Abgabe der Leistung abhängig von den Leistungsquelleninformationen zu steuern.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Leistungsquelleninformationen Gebäudeleistungsinformationen umfassen.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leistungsquelleninformationen Versorgungsnetzinformationen umfassen.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Informationselement (120) weiter ausgebildet ist, Verbraucherleistungsinformationen zu empfangen; und wobei das Steuerelement (130) weiter ausgebildet ist, die Abgabe der Leistung abhängig von den Verbraucherleistungsinformationen zu steuern.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter umfassend ein Datenelement (140), das ausgebildet ist, Daten von einer Datenquelle (30) zu empfangen und an den Verbraucher (210) bereitzustellen.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Leistungselement (110) ausgebildet ist, Gleichspannungsleistung von einer Gleichspannungsleistungsquelle (20) aufzunehmen.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Leistungselement (110) ausgebildet ist, Gleichspannungsleistung an den mindestens einen Verbraucher (210) abzugeben.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Leistungselement (110) ausgebildet ist, Wechselspannungsleistung von einer Wechselspannungsleistungsquelle (10) aufzunehmen.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Leistungselement (110) ausgebildet ist, Wechselspannungsleistung an den mindestens einen Verbraucher (220) abzugeben.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Informationselement (120) weiter ausgebildet ist, Temperaturinformationen zu empfangen; und wobei das Steuerelement (130) weiter ausgebildet ist, die Abgabe der Leistung abhängig von den Temperaturinformationen zu steuern.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Leistungselement (110) ausgebildet ist, einen Fehler bei der Leistungsabgabe an den mindestens einen Verbraucher (210, 220) zu erkennen.
Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach dem vorstehenden Anspruch 11, wobei das Leistungselement (110) ausgebildet ist, den erkannten Fehler zu korrigieren.
Leistungsversorgungssystem (1000), umfassend: - eine Gleichspannungsleistungsquelle (20); und - eine Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12.
Leistungsversorgungssystem (1000), umfassend: - eine Datenquelle (30); und - eine Leistungsversorgungsvorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12.
Leistungsversorgungsverfahren (2000), umfassend: - Aufnehmen (2010, 2030) von elektrischer Leistung von einer Leistungsquelle (10, 20); - Abgeben (2020, 2040) der aufgenommenen Leistung an einen Verbraucher (210, 220); - Empfangen (2050) von Leistungsquelleninformationen; und - Steuern (2060) der abgegebenen Leistung abhängig von den Leistungsquelleninformationen.