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Die Erfindung betrifft eine Geschirrspülmaschine, welche ihre elektrische Leistungsaufnahme während eines laufenden Spülganges kontinuierlich an die Erzeugungsleistung einer lokalen regenerativen Erzeugungsanlage, insbesondere einer Photovoltaikanlage, sowie an die Leistungsaufnahme anderer Verbraucher anpasst, welche Ihre Energie ebenfalls von dieser Erzeugungsanlage beziehen. Insbesondere wird die Leistungsaufnahme der Geschirrspülmaschine so geregelt, dass diese zu keinem Zeitpunkt denjenigen Betrag an elektrischer Leistung überschreitet, um den die Erzeugungsleistung der lokalen Erzeugungsanlage die aufsummierte Leistungsaufnahme aller anderen elektrischen Verbraucher im Hausnetz übersteigt. So wird sichergestellt, dass kein Bezug zusätzlicher Leistung aus dem öffentlichen Stromnetz erfolgt. Die Geschirrspülmaschine ist dafür mit einer Datenschnittstelle zu einem Stromverbrauchszähler ausgestattet, welcher den Leistungsbezug aus dem öffentlichen Stromnetz misst.
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Stand der Technik
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Die Nutzung regenerativer Energiequellen wie Photovoltaik und Windkraft ist nicht auf Großanlagen beschränkt, sondern erfolgt zu einem gewissen Teil auch durch dezentrale, kleinskalige Anlagen, die sich mitunter auch in Privathaushalten finden. Weit verbreitet sind Photovoltaikanlagen auf Hausdächern, doch auch kompakte Windräder sind mittlerweile kommerziell verfügbar. Zunehmende Verbreitung finden seit einigen Jahren sogenannte Mikro-Photovoltaikanlagen, welche bis zu einer Leistungsgrenze von aktuell 600 Watt mit besonders niedrigem technischem wie administrativem Aufwand auch vom Benutzer selbst installiert werden können und sich aufgrund ihrer kompakten Abmessungen auch zur Anbringung auf anderen Flächen als Hausdächern, beispielsweise an Balkongeländern, eignen. Nutzer solcher regenerativer Erzeugungsanlagen erhalten für elektrische Leistung, welche von der Anlage erzeugt und nicht haushaltsintern verbraucht, sondern in das öffentliche Stromnetz eingespeist wird, im Regelfall eine wirtschaftliche Vergütung, die wesentlich geringer ist als der Bezugspreis für elektrische Energie aus dem öffentlichen Stromnetz. Gerade bei Mikro-Photovoltaikanlagen ist auch oft der Fall anzutreffen, dass gar keine Vergütung für eingespeiste Leistung erfolgt. Daher ist das Bestreben groß, erzeugte Leistung möglichst im eigenen Haushalt zu verbrauchen. Erschwert wird dies allerdings durch den Umstand, dass sowohl die Erzeugungsleistung der regenerativen Erzeugungsanlage infolge der Abhängigkeit von den meteorologischen Gegebenheiten (wie dem Bewölkungsgrad) zeitlichen Schwankungen unterworfen ist, als auch die Leistungsaufnahme der übrigen elektrischen Verbraucher im Haushalt zeitlich variiert. Ein Beispiel für letzteres sind Kühl- und Gefriergeräte, deren Kompressor thermostatgesteuert ein- und ausgeschaltet wird. Die Fluktuation von Erzeugung und Verbrauch bedingt, dass auch der ungenutzt bleibende Anteil der regenerativ erzeugten Leistung, der ins Netz eingespeist wird, zeitlich schwankt.
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Eine weitere Schwierigkeit insbesondere für Besitzer von Mikro-Photovoltaikanlagen besteht darin, dass die ungenutzte Photovoltaikleistung nur wenige hundert Watt beträgt. Um diese optimal auszunutzen, kann der Benutzer der Anlage nur zusätzliche Verbraucher mit entsprechend geringer Leistungsaufnahme zuschalten. Wird hingegen ein zu leistungsstarker Verbraucher zugeschaltet, so wird zusätzlicher Strom kostenpflichtig aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen, was höchst unerwünscht ist. Ein Zuschalten leistungsstarker Geräte wie Wasserkocher, Untertischboiler, Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen ist daher keine optimale Lösung, da die von diesen benötigte Energiemenge zwar im längerfristigen zeitlichen Mittel (z.B. über einen Tag hinweg) durchaus von der Photovoltaikanlage geliefert werden kann, die Momentanleistung von oft bis zu 2000 Watt aber die Erzeugungsleistung kleiner Photovoltaikanlagen, insbesondere die von Mikro-Photovoltaikanlagen, übersteigt. Dies hat den Effekt, dass die elektrische Energie für den Betrieb solcher Geräte trotz der laufenden Photovoltaikanlage zum überwiegenden Teil aus dem Stromnetz bezogen wird.
Bei einer angenommenen Erzeugungsleistung von 600 Watt und einer haushaltstypischen Grundlast im Bereich um 100 bis 200 Watt verbleiben somit maximal 500 Watt, die zur Deckung des Bedarfs weiterer elektrischer Verbraucher genutzt werden können. Aus ökonomischer wie ökologischer Sicht optimal ist es, den Betrieb von Geräten, die früher oder später ohnehin genutzt würden, auf sonnige Tage zu legen und bei Nacht und an bewölkten Tagen zu vermeiden. Ferner ist die Leistungsaufnahme solcher Geräte idealerweise so zu regeln, dass diese zusammen mit der Leistungsaufnahme der übrigen Verbraucher im Haushalt die Erzeugungsleistung der lokalen Erzeugungsanlage gut ausnutzt, sie aber nicht überschreitet. Im Falle von Mikro-Photovoltaikanlagen bedeutet dies, dass Leistungsaufnahmen oberhalb von typischerweise 500 Watt generell vermieden werden müssen. Im Hinblick auf Geschirrspülmaschinen gibt es dafür bislang keine zufriedenstellende Lösung. Sobald eine Erwärmung des Waschwassers beginnt, wird das elektrische Heizelement mit typisch 2000W Leistungsaufnahme zugeschaltet. Dieses ist in manchen Fällen als Heizstab im unteren Bereich der Spülkammer ausgeführt, wird aber inzwischen zunehmend als Durchlauferhitzer realisiert, der sich außerhalb der Spülkammer befindet. Auch bei Erzeugungsanlagen mit mehr als 2000 Watt Maximalleistung kann sich bei niedriger Momentanleistung infolge ungünstiger meteorologischer Bedingungen oder bei weiteren leistungsstarken Verbrauchern im Haushalt der Fall einstellen, dass ein Zuschalten des Heizelementes einer Geschirrspülmaschine zu einem ungewollten Energiebezug aus dem öffentlichen Stromnetz führt.
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Zum bekannten Stand der Technik gehört nach der
DE202010015254 eine Steuereinrichtung, welche einem gebäude zugeordneten Verbraucherverbund elektrische Energie so zuteilt, dass die Leistung einer lokalen regenerativen Erzeugungsanlage möglichst gut ausgenutzt wird. Diese Steuereinrichtung umfasst die Funktionalität, den Betrieb einer Waschmaschine so hinauszuzögern, dass deren Energiebedarf zu einem möglichst großen Teil von der lokalen Erzeugungsanlage gedeckt werden kann. Ein Eingriff in den Programmablauf der Waschmaschine oder die Art und Weise, wie die Aktoren innerhalb dieser angesteuert werden, erfolgt jedoch nicht. Aus der
DE102014003054 ist ein Verfahren zur Leistungsregelung bekannt, welches einen zwischengeschalteten Leistungssensor nutzt, um in Gegenwart einer lokalen Energiequelle und lokaler Verbraucher die aus dem öffentlichen Wechselstromversorgungsnetz bezogene bzw. in dieses eingespeiste Wirkleistung zu messen, und diese Leistung auf Null zu regeln, indem ein Wechselrichter und ein Laderegler entsprechend angesteuert werden. Hierbei ist jedoch keine Ansteuerung von lokalen Verbrauchern vorgesehen. Aus der
WO2012/136346 ist eine Energieverteilungsvorrichtung für Gebäude, die über eine Stromerzeugungseinrichtung verfügen, bekannt, die einen elektrischen Heizstab in einem Warmwasserspeicher über eine Phasenanschittsteuerung ansteuert und die von diesem aufgenommene Leistung in Abhängigkeit von der Wirkleistung nachführt, die an der Schnittstelle zwischen dem Hausnetz und dem öffentlichen Stromnetz gemessen wird.
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Problemstellung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Geschirrspülmaschine bereitzustellen, die in einem Hausnetz, in dem sich eine regenerative Stromerzeugungsanlage, insbesondere eine Mikro-Photovoltaikanlage, befindet, derart betrieben werden kann, dass sie zu jedem Zeitpunkt maximal so viel Leistung aufnimmt, wie in Abwesenheit der Geschirrspülmaschine andernfalls in das öffentliche Stromnetz eingespeist würde. Diese Maschine ist idealerweise so auszuführen, dass sie innerhalb dieser Randbedingung möglichst viel regenerativ erzeugte Leistung ausnutzt, insbesondere in den energieintensiven Phasen der Wassererwärmung.
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Lösung des Problems durch die Erfindung
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Geschirrspülmaschine gelöst, welche ihre elektrische Leistungsaufnahme über einen Regelkreis laufend an die Erzeugungsleistung einer lokalen Erzeugungsanlage sowie an die Leistungsaufnahme der übrigen elektrischen Stromverbraucher anpasst, die über den gleichen Stromverbrauchszähler wie die Geschirrspülmaschine mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden sind. Als Regelgröße dient dabei die vom Stromverbrauchszähler registrierte momentane Wirkleistung. Die Geschirrspülmaschine regelt während ihres Betriebes idealerweise auf den Arbeitspunkt, an dem gerade kein Leistungsfluss aus dem oder in das öffentliche Stromnetz stattfindet. Die Geschirrspülmaschine ist dafür mit einer Datenschnittstelle ausgestattet, die beispielsweise über ein Kabel, eine Glasfaser oder eine drahtlose Funkverbindung die gemessene Momentanleistung desjenigen Stromverbrauchszählers empfängt, über den das Hausnetz mit lokaler Erzeugungsanlage, in dem sich auch die Geschirrspülmaschine befindet, mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden ist. Ein solcher Stromverbrauchszähler ist zu Abrechnungszwecken üblicherweise vorhanden und wird von der erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschine als Datenquelle genutzt, so dass zum Betrieb der Maschine keine zusätzlichen Komponenten in die Hausinstallation integriert werden müssen. Seitens des Stromzählers kommt dafür die Nutzung vorhandener Datenausgänge, wie von S0- oder D0-Schnittstellen, in Frage, welche ggf. mit einem geeigneten Sendemodul verbunden werden, welches wiederum die Daten an die Geschirrspülmaschine übermittelt. Alternativ ist die Anbringung einer Lesevorrichtung am Stromverbrauchszähler möglich, welche einer für den menschlichen Betrachter bestimmten Anzeigevorrichtung die Momentanleistung entnimmt und diese an die Geschirrspülmaschine kommuniziert. Bei der Anzeigevorrichtung kann es sich insbesondere um eine Leuchtdiode handeln, die Blinksignale abgibt, oder um ein LCD-Display, oder um die Drehscheibe eines elektromechanisch arbeitenden Stromverbrauchszählers nach Galileo Ferraris. Bei Stromverbrauchszählern mit Datenübermittlung (Smart Meter) kann die Geschirrspülmaschine an den ohnehin fließenden Datenstrom angebunden werden, beispielsweise über das Internet.
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Die Steuerelektronik der Geschirrspülmaschine muss für die erfindungsgemäße Leistungsanpassung über die Möglichkeit verfügen, insbesondere die leistungsstarken Aktoren innerhalb der Geschirrspülmaschine kontinuierlich oder in feinen Schritten in ihrer Leistungsaufnahme zu drosseln. Das gilt insbesondere für das elektrische Heizelement, für das etwa 2000 Watt Aufnahmeleistung einen sehr verbreiteten Wert darstellt. Diese Leistungsregelung kann auf rein elektronischem Wege erfolgen, beispielsweise über eine Phasenanschnittsteuerung oder über Pulsweitenmodulation, oder über einen Stelltransformator, oder dadurch realisiert werden, dass mehrere Heizwicklungen unterschiedlicher Leistung zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann das Heizelement der Geschirrspülmaschine Wicklungen mit 200, 400, 800 und 1600 Watt Leistung umfassen, aus deren Kombination sich Leistungen von 200 bis 3000 Watt in 200-Watt-Schritten zusammenstellen lassen. Alternativ kann das Heizelement noch eine zweite Wicklung mit 200 Watt umfassen, welche über eine Phasenanschnittsteuerung kontinuierlich in ihrer Leistungsaufnahme geregelt werden kann. Damit lassen sich Leistungen von 0 bis 3200 Watt stufenlos realisieren, ohne ein Heizelement mit mehr als 200 Watt Leistung mit einer Phasenanschnittsteuerung versehen zu müssen, was aufgrund technischer Anschlussbestimmungen von Stromnetzbetreibern mitunter nicht zulässig ist.
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Weiter ist die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine mit einem Regelalgorithmus versehen, welcher in der Steuerelektronik der Maschine implementiert ist und das vom Stromverbrauchszähler empfangene Leistungssignal überwacht. In Fällen, in denen das Leistungssignal einen Energiebezug aus dem öffentlichen Stromnetz anzeigt, reduziert dieser Regler die Leistungsaufnahme der aktuell eingeschalteten Aktoren der Geschirrspülmaschine, insbesondere des Heizelementes, so weit, dass die vom Stromverbrauchszähler registrierte Leistung den Wert Null annimmt. Da diejenigen Stromverbrauchszähler, welche in Kombination mit einer Mikro-Photovoltaikanlage zulässig sind, in der Regel über eine Rücklaufsperre verfügen, nimmt die vom Stromverbrauchszähler übermittelte Leistung im Regelfall keine negativen Werte an. In dem Fall, dass eine Einspeisung elektrischer Leistung in das öffentliche Stromnetz stattfindet, liefert der Stromzähler üblicherweise den Messwert Null. Dies steht einer direkten Messung der aktuellen Einspeiseleistung entgegen. Hält der Zustand, dass die vom Stromverbrauchszähler empfangene Momentanleistung den Wert Null hat, während eingeschaltete Aktoren innerhalb der Geschirrspülmaschine in ihrer Leistungsaufnahme gedrosselt sind, über eine gewisse Zeitspanne an, so erhöht der Regler die Leistungsaufnahme und verfolgt die vom Stromverbrauchszähler empfangene Momentanleistung, um festzustellen, ob sich der optimale Arbeitspunkt zwischenzeitlich verschoben hat. Steht infolge gestiegener Erzeugungsleistung oder abgenommener Leistungsaufnahme der übrigen Verbraucher im Hausnetz inzwischen mehr Leistung zur Verfügung, so wird die Leistungsaufnahme der Geschirrspülmaschine entsprechend erhöht. Stellt sich umgekehrt der Fall ein, dass der Stromverbrauchszähler einen Leistungsbezug aus dem öffentlichen Stromnetz zu registrieren beginnt, während die Ansteuerung der Aktoren innerhalb der Geschirrspülmaschine unverändert geblieben ist, so reduziert der Regler die Leistungsaufnahme der Geschirrspülmaschine entsprechend.
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Erfindungsgemäß ist die Geschirrspülmaschine mit mindestens einem Spülprogramm ausgestattet, welches vom Benutzer ausgewählt werden kann und eine Leistungsanpassung an diejenige elektrische Leistung vornimmt, die in Abwesenheit der Geschirrspülmaschine in das öffentliche Stromnetz eingespeist würde. Dieses wird im Folgenden als Leistungsanpassungsprogramm bezeichnet. Die Geschirrspülmaschine verfügt daneben über konventionelle Spülprogramme im üblichen Umfang, die eine Leistungsanpassung nicht vornehmen und auch lauffähig sind, wenn kein Leistungssignal vom Stromverbrauchszähler empfangbar ist. Die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine kann daher auch wie eine konventionelle Geschirrspülmaschine nach bisherigem Stand der Technik betrieben werden, wenn beispielsweise die lokale Erzeugungsanlage aufgrund der Tageszeit oder meteorologischer Gegebenheiten keine Energie liefern kann.
Wird vom Benutzer ein Leistungsanpassungsprogramm gewählt und der Spülgang gestartet, so führt dieses einen üblichen Spülzyklus aus, bestehend aus Phasen des Wasserzulaufs und der Zugabe von Reinigungsmitteln, des Spülens und Reinigens mit laufender Umwälzpumpe und mindestens einem rotierenden Sprüharm, des Aufheizens des Wassers, des Regenerierens des Ionentauschers, des Abpumpens von Wasser und des Abtrocknens. Hierbei ist im Spülprogramm ein Idealzyklus vorgegeben, der durchlaufen wird, wenn zu jedem Zeitpunkt ausreichend elektrische Leistung für die Aktoren in der Geschirrspülmaschine zur Verfügung steht. Das Spülprogramm nutzt jedoch den zuvor beschriebenen Regelkreis, durch den die Leistung von Aktoren im Bedarfsfall gedrosselt wird, um einen Energiebezug aus dem öffentlichen Stromnetz zu vermeiden. Insoweit durch diese Leistungsbegrenzung einzelne Programmsegmente innerhalb des Spülzyklus länger dauern, was insbesondere Aufheizvorgänge betrifft, während derer das Heizelement mit reduzierter Leistung arbeitet, so passt sich das Spülprogramm diesen Gegebenheiten dynamisch an und verlängert beispielsweise seine Gesamtlaufzeit. Auch ist das Programm so eingerichtet, dass es Pausen einlegen kann, falls die Leistungsaufnahme der anderen Verbraucher im Hausnetz zeitweise die Leistung der Erzeugungsanlage übersteigen sollte.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschine weist das Leistungsanpassungsprogramm ferner eine Zeitbegrenzung auf, welche aktiv wird, wenn sich die Dauer des Programms infolge sehr geringer zur Verfügung stehender elektrischer Leistung übermäßig erhöht. In solch einem Fall kann vorgesehen sein, den Benutzer der Maschine über ein Signal, das akustischer oder optischer Art sein kann oder im Aussenden einer Mitteilung über eine elektronische Kommunikationsvorrichtung bestehen kann, zu informieren. Dem Benutzer kann in diesem Fall eine Auswahlmöglichkeit geboten werden, wie weiter verfahren werden soll. In Frage kommen beispielsweise ein Weiterführen des Spülprogrammes unter Hinzunahme elektrischer Energie aus dem öffentlichen Stromnetz, ein Abbruch des Programmes oder ein Weiterführen des Programmes mit veränderten Parametern, wie beispielsweise einer reduzierten Wassertemperatur.
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Da es für den Benutzer der Maschine in vielen Fällen nicht ersichtlich ist, wie hoch die ins öffentliche Stromnetz eingespeiste Leistung momentan ist, kann die Maschine vorteilhafterweise mit einer zusätzlichen Funktionalität ausgestattet sein, welche sich vom Benutzer vor dem Start eines Spülprogrammes aktivieren lässt und die eingespeiste Momentanleistung misst. Hierfür fährt die Steuerelektronik der Geschirrspülmaschine die elektrische Leistungsaufnahme mindestens eines Aktors, idealerweise des Heizelementes, für kurze Zeit hoch und erfasst währenddessen das vom Stromverbrauchszähler empfangene Leistungssignal. Denkbar ist beispielsweise, mit dem Heizelement auch in Abwesenheit von Wasser in der Spülkammer für eine sehr kurze Zeitspanne im Bereich weniger Sekunden eine Leistungsrampe durch Phasenanschnittsteuerung oder Pulsweitenmodulation zu fahren und die vom Stromverbrauchszähler registrierte Leistung in Abhängigkeit vom Phasenwinkel der Phasenanschnittsteuerung oder von dem Tastverhältnis der Pulsweitenmodulation zu erfassen. Auf diese Weise kann die zusätzliche Verbrauchsleistung bestimmt werden, ab welcher der Stromverbrauchszähler einen Leistungsbezug aus dem öffentlichen Stromnetz zu registrieren beginnt, und damit die aktuelle Einspeiseleistung. Dem Benutzer der Maschine kann diese Leistung angezeigt werden, ggf. zusammen mit einer Prognose, wie lange die Laufzeit verfügbarer Leistungsanpassungsprogramme bei unveränderten Erzeugungs- und Verbrauchsverhältnissen sein wird, bzw. einer Prognose, wie hoch der Gesamtverbrauch und der Anteil lokal erzeugter erneuerbarer Energie bei einem konventionellen Spülprogramm ohne Leistungsanpassung sein wird, wenn dieses unter den gegebenen Bedingungen gestartet wird. Der zuvor beschriebene Ablauf, Aktoren innerhalb der Geschirrspülmaschine bei gleichzeitiger Verfolgung des vom Stromverbrauchszähler empfangenen Leistungssignals gezielt einzuschalten bzw. eine Leistungsrampe mit diesen zu fahren, kann auch zur Leistungskalibration genutzt werden, um beispielsweise den Zusammenhang zwischen dem Phasenwinkel der Phasenanschnittsteuerung oder dem Tastverhältnis der Pulsweitenmodulation bei der Ansteuerung des Heizelementes und der vom Stromverbrauchszähler registrierten Leistung zu ermitteln. Das Vorhandensein einer solchen Kalibrierkurve erlaubt dem Regelalgorithmus ein schnelleres Ansprechen und eine geringere Regelabweichung.
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Die Geschirrspülmaschine kann zusätzlich über eine Datenschnittstelle verfügen, beispielsweise in Form einer Internetverbindung, über welche meteorologische Vorhersagedaten empfangen werden und zur Prognose der Erzeugungsleistung der lokalen regenerativen Erzeugungsanlage im Hausnetz herangezogen werden können. Da Spülprogramme typischerweise Laufzeiten von einer Stunde bis mehreren Stunden haben und sich meteorologische Gegebenheiten auf dieser Zeitskala erheblich ändern können, sind derartige Vorhersagen hilfreich, um für ein Spülprogramm einen Startzeitpunkt auszuwählen, der eine weitgehende Deckung des Energiebedarfs durch die lokale regenerative Erzeugungsanlage ermöglicht. Anhand einer solchen Vorhersage kann dem Benutzer der Maschine ein Vorschlag unterbreitet werden, zu welchem Zeitpunkt welches Spülprogramm gestartet werden sollte, wenn ein Spülbetrieb mit rein lokal und regenerativ erzeugtem Strom gewünscht ist. Auch kann vorgesehen sein, dass der Benutzer die Maschine mit Geschirr belädt und eine Funktion aktiviert, aufgrund derer die Maschine automatisch mit dem Spülbetrieb startet, sobald die Vorhersagedaten eine ausreichend hohe lokale Stromproduktion erwarten lassen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform ergibt sich aus der Implementierung einer zweiten Datenschnittstelle, über welche die momentane Erzeugungsleistung der lokalen Erzeugungsanlage empfangen werden kann. Als Datenquelle kann dabei ein Wechselrichter der Erzeugungsanlage dienen, oder ein Leistungsmessgerät, das sich zwischen der Erzeugungsanlage und deren Anschlusspunkt an das Hausnetz befindet. Die Nutzung dieser Information über die aktuelle Erzeugungsleistung erlaubt dem erfindungsgemäßen Leistungsregler ein schnelleres Reagieren insbesondere auf geringe Schwankungen der Erzeugungsleistung, vor allem dann, wenn die Messung und Übermittlung der Erzeugungsleistung durch eine höhere Zeitauflösung und/oder geringere Latenz gekennzeichnet ist als die vom Stromverbrauchszähler übermittelte Leistungsmessung.
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Um die Geschirrspülmaschine auch für den Betrieb über Batteriespeichersysteme zu optimieren, kann diese gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform über die Funktionalität verfügen, ihre elektrische Leistungsaufnahme auf einen z.B. vom Benutzer einstellbaren Maximalwert zu begrenzen. Diese Begrenzung ist insbesondere auch in solchen Spülprogrammen wirksam, die keine Leistungsanpassung vornehmen und auch ohne ein Leistungssignal von einem Stromverbrauchszähler lauffähig sind. Läuft ein Spülprogramm mit derartiger Leistungsobergrenze, so werden die Aktoren derart angesteuert und insbesondere das Heizelement soweit in seiner Leistungsaufnahme gedrosselt, dass die vorgegebene Grenze in keiner Phase des Programmablaufs überschritten wird. Dieser Betriebsmodus ist vorteilhaft, wenn die Maschine über einen Wechselrichter betrieben werden soll, dessen Maximalleistung überschritten zu werden droht, wenn das Heizelement der Geschirrspülmaschine mit voller Leistung zugeschaltet würde. Diese Funktionalität der Geschirrspülmaschine ist insbesondere dann hilfreich, wenn diese in einem netzautarken, batteriegepufferten Hausnetz mit geringer Leistungsfähigkeit betrieben werden soll.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird die Geschirrspülmaschine stromeingangsseitig mit einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Wirkleistung ausgestattet, über welche die Maschine ihre eigene Leistungsaufnahme misst. Die Messdaten werden an die Steuerelektronik der Geschirrspülmaschine übermittelt. Dies erlaubt es dem erfindungsgemäßen Regelkreis in Leistungsanpassungsprogrammen, die Leistungsaufnahme der Maschine schneller und präziser zu variieren. Der Zusammenhang zwischen der Art und Weise, wie ein Aktor innerhalb der Maschine angesteuert wird, und dessen elektrischer Leistungsaufnahme ist nicht immer universell. Beispielsweise kann der elektrische Widerstand des Heizelementes in gewissem Maße temperaturabhängig sein. Das Einstellen einer bestimmten Leistungsaufnahme wird daher erleichtert, wenn für diese eine direkte Messmöglichkeit gegeben ist. Die Messung der Leistungsaufnahme kann auch dazu genutzt werden, dem Benutzer des Gerätes während eines laufenden Spülganges die momentane Leistungsaufnahme der Maschine präzise anzuzeigen, oder insbesondere nach Beendigung des Spülganges den Verbrauch an elektrischer Energie genau anzuzeigen.
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Vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine mit einer Real-Time Clock ausgestattet werden und das vom Stromverbrauchszähler empfangene Leistungssignal durchgehend, insbesondere auch außerhalb des Spülbetriebes der Maschine, empfangen und die Werte zusammen mit Zeitstempeln in einem internen Datenspeicher aufzeichnen. Die Maschine erfüllt damit die Funktion eines Smart Meter Gateway. Die aufgezeichneten Daten können über eine geeignete Schnittstelle nach außen hin zur Verfügung gestellt werden, z.B. auf ein entnehmbares Speichermedium geschrieben oder über ein lokales Netzwerk oder über das Internet übertragen werden, gegebenenfalls auch in Echtzeit.
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Weiter kann die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine mit einer Kommunikationseinrichtung versehen sein, über welche die Maschine mit anderen Geräten innerhalb des Hausnetzes Informationen austauscht, die ebenfalls mit einer Leistungsanpassung versehen sind. Würden zwei oder mehr Geräte, die ihre Leistungsaufnahme jeweils so regeln, dass die erzeugte Leistung der lokalen Erzeugungsanlage gerade haushaltsintern verbraucht wird, aber kein Netzbezug stattfindet, gleichzeitig im gleichen Hausnetz betrieben, so führte dies in vielen Fällen zu einem Aufschwingen der Regelkreise. Besteht eine Datenverbindung zwischen mehreren derartigen Geräten, so kann eine derartige Situation erkannt und ein Aufschwingen vermieden werden. Denkbar ist, dass die Geräte in solch einem Fall zeitversetzt arbeiten, oder sich die verfügbare elektrische Leistung in einem bestimmten Verhältnis aufteilen, oder im Zuge einer Master-Slave-Regelung ein Gerät Priorität erhält und den verbleibenden Geräten niedrigerer Rangordnung nur dann elektrische Leistung zugeteilt wird, wenn das priorisierte Gerät die zur Verfügung stehende elektrische Leistung nicht vollständig aufzubrauchen vermag. In dem Fall, dass die Geschirrspülmaschine das priorisierte Gerät ist, kann dies beispielsweise dergestalt realisiert werden, dass diese in Heizphasen die gesamte verfügbare Leistung für sich beansprucht und die Leistungsaufnahme ihres Heizelementes so weit drosselt, dass gerade kein Netzbezug stattfindet. Kann die Maschine außerhalb der Heizphasen, wenn die Leistungsaufnahme typischerweise in der Größenordnung von 100 Watt liegt, die verfügbare Leistung nicht alleine aufbrauchen, so wird die verbleibende Leistung an nachrangige Geräte abgegeben.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Geschirrspülmaschine (1) in einem Hausnetz, welches durch den Stromverbrauchszähler (2) mit dem öffentlichen Stromnetz (3) verbunden ist. Innerhalb des Hausnetzes gibt es eine Stromerzeugungsanlage (4), welche direkt, oder über einen Wechselrichter (5) mit dem Hausnetz verbunden ist. Im Hausnetz befinden sich neben der Geschirrspülmaschine noch weitere Stromverbraucher (6). Die Geschirrspülmaschine verfügt über eine Schnittstelle, über die eine Datenverbindung (7) zwischen dem Stromverbrauchszähler und der Geschirrspülmaschine aufgebaut wird, über die die Geschirrspülmaschine die vom Stromverbrauchszähler registrierte Momentanleistung empfängt. Falls der Stromverbrauchszähler diese Daten nicht oder nicht in der adäquaten Form bereitstellt, kann an diesem eine geeignete Vorrichtung (8) angebracht sein, welche die Momentanleistung oder eine andere Größe, aus der diese berechenbar ist, ausliest und sie in einer für die Geschirrspülmaschine empfangbaren Form als Funksignal oder über eine Kabel- oder Glasfaserverbindung aussendet. Die Steuerelektronik (9) der Geschirrspülmaschine umfasst eine mehrstufige oder stufenlose Leistungsregelung für mindestens ein elektrisches Heizelement (10), das sich in der Geschirrspülmaschine befindet und zum Aufheizen des Wassers dient.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010015254 [0004]
- DE 102014003054 [0004]
- WO 2012/136346 [0004]
