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Anordnung zur Verbrauchersteuerung
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mit Rundsteuerempfängern Zahlreiche Kernkraftwerke mit hohen Blockleistungen
sind in Betrieb, im Bau oder in der Planung. Mit dem steigenden Anteil der Kernenergie
ändert sich - langfristig gesehen - die Struktur der Stromerzeugung, weil technischwirtschaftliche
Gründe für den Einsatz von Kernkraftwerken im Grundlastbetrieb sprechen. Unter dieser
Voraussetzung müssten die konventionellen Kraftwerke für die Spitzenlastdeckung
sorgen. Dieser sich strukturell wandelnden Erzeugung stehen die unveränderten Interessen
der Verbraucher gegenüber, deren Strombedarf dem Tagesrhythmus und dem Wechsel der
Jahreszeiten folgt. Weder die optimale Nutzung des steigenden Grundlastanteils an
der Gesamterzeugerleistung noch die Bereitstellung ausreichender Spitzenenergie
wird ohne Massnahmen auf der Verbraucherseite in Zukunft sichergestellt werden können
Aus
dieser Erkenntnis heraus suchen die Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) verstärkt
nach Wegen zur wirtschaftlich optimalen Anpassung des Stromverbrauchs an die Möglichkeiten
der Stromerzeugung. Darunter verstehen sie die Verbesserung der Lastganglinie durch
Verbrauchssteigerung in Schwachlastzeiten und Absenkung der Lastspitzen.
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Eine Anpassung des Stromverbrauchs an die Erzeugung ist erreichbar
durch ein selektives Beeinflussen der Netzlast unter Berücksichtigung der Interessen
und Gewohnheiten der Abnehmer.
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Als geeiqnetes Mittel für zeitflexible Verbrauchersteuerungen haben
sich Bonfrequenz-Rundsteueranlagen erwiesen, mit denen die EVU zu jeder Zeit über
ihre Starkstromnetze an jeden Punkt des Netzes Schaltbefehle übermitteln können.
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Dazu werden dem Netz Tonfrequenzimpulsfolgen überlagert, die von Rundsteuerempfängern
im Netz aufgenommen, decodiert und selektiv in Schalthandlungen umgesetzt werden.
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Im Lauf der Jahre ist nicht nur die Verbreitung der Rundsteuerung
gewachsen, auch die Aufgabenstruktur hat sich gewandelt.
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Nachdem zunächst UAligemeine Steueraufgaben", wie Tarifschaltungen
und Beleuchtungssteuerungen, bewältigt und in begrenztem Umfang "Spezielle Steueraufgaben",
wie 50-Hz-Betriebsschaltungen und Personenrufe, durchgeführt wurden,
hat
sich mit dem Ausbau der Speicherheizung die Steuerung von Verbrauchern in den Vordergrund
geschoben.
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Während sich die Verbrauchersteuerung heute noch vorwiegend auf das
Schalten der Speicherheizung beschränkt, ist künftig durch den wachsenden Zwang
zur Lastbeeinflussung eine Ausweitung auch auf andere Verbraucherarten zu erwarten.
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In dem Aufsatz "Netzlastabhängige Verbrauchersteuerung mit rechnergeführten
Rundsteueranlagen", in Siemenszeitschrift 50 (1976), Seiten 36-41, werden diese
einzelnen Verbraucherarten diskutiert. Unter anderem wird auf Haushaltsmaschinen,
wie Spül-, Wasch-, Trockengeräte hingewiesen (S. 38).
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Die Rundsteuerempfänger werden installationsmässig an Zählerplätzen
im Keller, auf der Etage, d.h. zentral angeordnet, wobei die Installation zu dem
Verbraucher, derzeit nur die Speicherheizungen, so verlegt ist, dass dieser Verbraucher
immer im Wirkungsbereich des zugeordneten Rundsteuerempfängers bleibt. Entsprechende
fest zugeordnete Installationen wären notwendig, wenn man andere grössere Verbraucher,
wie Waschmaschinen, Geschirrspüler, Trockenautomaten, Heisswassergeräte u.a. mit
zentral angeordneten Rundsteuerempfängern schalten wollte.
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In einem Neubau liesse sich dieses Installationsproblem, worauf auch
in dem obengenannten Aufsatz, S. 38, linke Spalte, Zeile 10 v.u., hingewiesen wird,
noch lösen, indem zwischen Installateur und EVU die entsprechenden Festlegungen
für den Installationsaufbau getroffen werden. In Altbauten dürften jedoch die Installationskosten
wegen des Umbaus ganz erheblich sein.
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Um diese Probleme hinsichtlich der Installation bei der Verbrauchersteuerung
durch Rundsteuerempfänger zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, den Rundsteuerempfänger
unmittelbar am Verbraucher an- bzw. einzubauen, so dass eine feste Installation
nicht nötig ist. Jeder Verbraucher bzw. Verbrauchertyp wie Waschmaschine, Geschirrspüler
usw. ist daher direkt von dem jeweiligen EVU zu schalten, d.h. man kann die Energiezufuhr
für diese Geräte typenspezifisch zentral an- bzw.
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abschalten. Es gibt jedoch steckbare, d.h. in Steckdosen einzuführende
elektrische Verbraucher, die ebenfalls verhältnismässig viel elektrische Energie
verbrauchen und daher in Zukunft als Geräte für die zeitflexible Verbrauchersteuerung
interessant wären, die jedoch einerseits zu klein sind, dass der An- bzw. Einbau
eines Rundsteuerempfängers nicht möglich ist bzw. die auch im Wert so gering sind,
dass sich der Einbau eines Empfängers nicht lohnt und die zudem in der spezifischen
Gattung nicht so zahlreich angeschaltet werden bzw. im Verbrauch nicht so erheblich
sind, dass sie gattungsspezifisch unbedingt von der Rundsteuerung angesprochen werden
müssten. Es.sind dies
z.B. in der Landwirtschaft Gebläse, Kreissägen
usw., im Gewerbe bestimmte Produktionsmaschinen, Lüfter, Schweißgeräte und im Haushalt
Bügeleisen und Bügelmaschinen, tragbare Heizgeräte usw.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Verbraucher
ebenfalls der zeitflexiblen Verbrauchersteuerung über Rundsteuerempfänger zugänglich
zu machen, ohne dass dabei eine nachträgliche, hausweite Installation notwendig
ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäss der Erfindung dadurch, dass
mindestens ein Rundsteuerempfänger in der Umgebung des Einsatzortes des elektrischen
v-brauchers installiert ist und ihm mindestens eine,von ihm geschaltete Steckdose
zugeordnet ist, die abweichend von der Norm-Schutzkontaktsteckdose spezifisch ausgebildet
ist und einen entsprechend spezifisch ausgebildeten Stecker, der am zu steuernden
elektrischen Verbraucher fest angebracht ist, aufnimmt.
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Durch diese Spezial steckdose in Verbindung mit dem Spezialstecker
ist es möglich, vor Ort bestimmte Verbraucher, die diesen Stecker haben, spezifischen
Steckdosen zuzuordnen, die vom Rundsteuerempfänger geschaltet werden. In andere
Steckdosen passen die speziellen Stecker dieser bestimmten Verbraucher nicht, so
dass diese Verbraucher nicht ausserhalb der vom Rundsteuerprogramm festgelegten
Zeit betrieben werden können.
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Der Stecker ist dabei zweckmässig nach Art der sogenannten Flexo-Leitungen
integral mit der Zuleitung verbunden, so dass der Stecker nicht ohne weiteres von
der Zuleitung entfernt werden kann. Der Rundsteuerempfänger selbst kann dabei an
eine bereits vorhandene Versorgungsleitung angeschlossen werden, d.h. es ist eine
Verlegung spezieller Installationsleitungen an sich nicht notwendig. Bei der Planung
eines Neubaues kann selbstverständlich eine spezielle, zu einem Rundsteuerempfänger
verlaufende Leitung vorgesehen werden.
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Zweckmässig sind der Rundsteuerempfänger und die spezielle Steckdose
räumlich auf einem gemeinsamen Installationsteil vereinigt. Dadurch wird ein Installationsteil
erhalten, das sowohl auf Putz als auch unter Putz am Einsatzort des jeweiligen Verbrauchers
installiert werden kann.
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In der Wohnung bzw. in der betreffenden Anlage können an einen Rundsteuermpfänger
auch mehrere Steckdosen gleicher spezifischer Ausbildung parallel angeschlossen
werden, die von einem Rundsteuerempfänger, der z.B. zentral in der Wohnung angeordnet
ist, parallel versorgt werden, so dass ein Anschliessen des betreffenden Verbrauchers
an verschiedenen Stellen- der Wohnung bzw. des Betriebsgeländes möglich ist.
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Bildet man die Spezialsteckdosen unterschiedlich spezifisch aus und
ordnet man den entsprechenden speziellen unterschiedlichen Steckern bestimmte Verbrauchertypen
zu, dann sind diese
Verbrauchertypen differenziert von dem Rundsteuerprogramm
ansprechbar. Sind dabei Rundsteuerempfänger installiert, die nur einen einzigen
Ausgang haben, dann muss man für jede unterschiedliche Steckdose einen Empfänger
vorsehen.
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Verwendet man dagegen einen Rundsteuerempfänger, der mehrere, unabhängig
wirkende Ausgangsrelais hat, dann kann an ihn eine entsprechende Anzahl unterschiedlicher
Steckdosen angeschlossen werden.
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Anhand der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1: Eine elektrische Grundschaltung der erfindungsgemassen,
zeitflexiblen Verbrauchersteuerung, Figur 2: Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Installation des Rundsteuerempfängers mit der zugeordneten speziellen Steckdose.
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An eine Versorgungsleitung 1 ist eine Stich leitung 2 angeschlossen.
Bei dieser Stichleitung kann es sich um eine neuverlegte Stickleitung (bevorzugt
bei einem Neubau) oder um eine bereits verlegte Stichleitung, die beispielsweise
zu einer Steckdose führt, handeln. Die Versorgungsleitung 1 kann z.B. die Hauptversorgungsleitung
einer Wohnung, eines Betriebsgeländes, einer Anlage usw. sein. Die Stichleitung
2 ist eine Versorgungsleitung, die hinter der Hauptverteilung des betreffenden Geländes,
des Hauses usw. liegt.
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Bislang waren die Rundsteuerempfänger in der zentralen Verteilung
des betreffenden Hauses,'der Etage, des Betriebsgeländes usw. angeordnet, wobei
eine feste Installation zwischen diesem Empfänger und dem betreffenden zu schaltenden
Gerät vorgesehen war. Bei Altbauten musste diese Installation nachträglich noch
geschaffen werden.
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Bei der Laststeueranordnung nach der Erfindung liegt der Rundsteuerempfänger
3 nicht mehr in der Verteilung sondern hinter dieser Verteilung an einer Stichleitung
2 unmittelbar in der Wohnung, auf dem Betriebsgelände usw. An den Ausgang des Rundsteuerempfängers
3 ist eine speziell ausgestaltete Steckdose 4 angeschlossen. In diese Steckdose
passt ausschliesslich nur ein Stecker 5, der an dem zu steuernden Verbraucher 6
fest angebracht ist. Dieser Verbraucher kann daher nur über eine Energie-Entnahme-Stelle,
die mit einem Rundsteuerempfänger ausgerüstet ist betrieben werden, und er ist daher
nur im Rahmen des von dem jeweiligen EVU vorgesehenen Lastplanes bzw. des von einem
Rechner aufgrund der jeweiligen Lastverteilung direkt ermittelten Lastplanes betreibbar,
d.h. ist dadurch der zeitflexiblen Verbrauchersteuerung zugeführt.
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Der Rundsteuerempfänger 3 mit seiner zugeordneten Steckdose 4 ist
in der Umgebung des Einsatzortes des jeweiligen elektrischen Verbrauchers 6 installiert,
so dass keine neu zu verlegende Verbindungsleitungen vom zentralen Verteiler her
notwendig sind.
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Er kann vor Ort leicht an vorhandene Leitungen angeschlossen
werden,
insbesondere wenn man ein tafelförmiges Installationselement 7 nach Fig. 2 verwendet,
das leicht in der Wohnung, in Räumen von Gewerbebetrieben, auf dem Betriebsgelände
usw.
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vorgesehen werden kann, und zwar sowohl unter Putz als auch über Putz.
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Die Figur 1 kann nur das Prinzip der Erfindung andeuten, wobei verständlich
ist, dass je nach der Art des Verbrauchers bzw. seines Einsatzortes verschiedene
Varianten denkbar sind. Es können auch z.B. in einer Wohnung bzw. auf einem Betriebsgelände
mehrere Steckdosen gleicher Ausführung parallel an den Rundsteuerempfänger 3 angeschlossen
werden, damit der Anschluss der Verbraucher an mehreren Steckdosen möglich ist.
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Es können auch Verbrauchertypen differenziert von dem Rundsteuerempfänger
3 gesteuert werden, indem man dem Rundsteuerempfänger mehrere Steckdosen verschiedener
spezifischer Ausbildung zuordnet, d.h. die unterschiedlichen Steckdosentypen werden
dann von verschiedenen Programmteilen freigegeben, wobei sich die Verbindung des
Rundsteuerempfängers mit den entsprechenden Steckdosen nach der Auslegung des jeweiligen
Rundsteuerempfängers richtet.
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Als Verbraucher 6 kommen solche Verbraucher infrage, die einen Stecker
haben, d.h. ortsveränderlich betrieben werden und nicht fest installiert sind und
die für eine zeitflexible Verbrauchersteuerung für das EVU interessant sind. Diesen
Verbrauchern wird eine für sie spezifische "Energiezapfstelle"
zugewiesen.
von der aus sie ausschliesslich betreibbar sind und die mit einem Rundsteuerempfänger
ausgerüstet sind, damit sie zeitflexibel steuerbar sind.
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Die Installation und/oder Konstruktion der Positionen 2, 3 und 4 ist
nach Art der Zählerinstallation zweckmässig so getroffen, dass ein Mißbrauch unterbunden
wird. Zweckmässig ist die Anordnung bombiert.
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Der Aufbau eines Rundsteuerempfängers ist allseits bekannt und braucht
daher hier nicht näher erläutert zu werden, zumal es bezüglich der Erfindung auf
die räumliche Installation dieses Empfängers in Verbindung mit der Zuordnung einer
speziellen Steckdose ankommt.
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Für die Ausgestaltung der Steckdosen und der Stecker gibt es verschiedene
Möglichkeiten und Formen. Es ist dabei generell zweckmäßig, die Ausbildung so zu
treffen, daß der Spezial stecker des rundgesteuerten Verbrauchers nur in die Spezialsteckdose
paßt, daß aber in diese Spezialsteckdose auch die üblichen Normstecker passen, d.h.
daß jedes beliebige Gerät an der Spezialsteckdose betrieben werden kann, so daß
diese Spezialsteckdose besser ausnutzbar ist.
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Die Figur 3 zeigt mögliche Stecker- Steckdosensysteme, die im folgenden
im einzelnen erläutert werden sollen.
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In Fig. 3 a ist die übliche Schutzkontakt-Haushaltssteckdose 8 mit
dem entsprechenden Schutzkontaktstecker 9 dargestellt, d.h. der Steckerfuß des Steckers
9 und die entsprechende Öffnung in der Steckdose 8 haben
einen
runden Querschnitt.
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Die Fig. 3 b zeigt ein Spezialstecker-Steckdosensystem gemäß der Erfindung
mit einer quadratischen Form. Der Steckerfuß des Steckers 10 ist quadratisch im
Querschnitt, ebenso die entsprechende Öffnung in der Steckdose 11.
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Diese quadratische Formgestaltung realisiert auf sehr einfache Weise
das vorgenannte allgemeine Prinzip für die Ausbildung des Stecker-Steckdosensystems,
denn der Spezial stecker 10, der sich an dem rundgesteuerten Verbraucher befindet,
kann bestimmungsgemäß nur in die Spezialsteckdose 11 eingeführt werden, wogegen
in diese Spezialsteckdose 11 auch der übliche Stecker 9 eingeführt werden kann,
vorausgesetzt, daß die Seitenlänge des Quadrates dem Durchmesser des Steckers 9
entspricht. Dies bedeutet, daß an der Steckdose 11 jedes Gerät angeschlossen werden
kann, so daß die Spezialsteckdose wie eine übliche Steckdose benutzt werden kann,
eingeschränkt durch die vom Rundsteuerempfänger vorgegebenen Schaltzeiten.
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Wie bereits erwähnt, ist der Stecker 10 fest mit der Anschlußleitung
12 verbunden, z. B. verschweißt, integral gefertigt usw. Auch ist der Anschluß der
Leitung 12 an das rundgesteuerte Gerät so getroffen, daß er nicht ohne weiteres
lösbar ist, d.h. daß das Gerät nicht unter Anschluß einer anderen Leitung mit einem
üblichen Stecker nach Fig. 3a an die üblichen Steckdosen anschließbar ist.
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Die Fig. 3c zeigt zwei Kraftsteckdosen, und zwar im linken Teil eine
übliche Ausführungsform 13 mit runder Öffnung und im rechten Teil eine Ausführungsform
14 entsprechend Fig. 3b mit quadratischer Öffnung, in die ein entsprechend geformter
quadratischer Stecker (und auch die üblichen runden Stecker) einführbar ist.
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Es versteht sich, daß die dargestellte quadratische Form nur beispielsweise
ist und daß dem Fachmann auch andere Möglichkeiten zur Verwirklichung des
prinzips
zur Verfügung stehen.
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Reicht die Schaltleistung des Rundsteuerempfängers (üblicherweise
ca.
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15 A bei 220 V) nicht aus, so ist ein SchaItschütz zwischenzuschalten,
das in der Umgebung des Rundsteuerempfängers oder der Steckdose angeordnet sein
kann; es wäre dabei denkbar, dieses Schaltschütz im Gehäuse der Steckdose gemäß
Fig. 3c unterzubringen.
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Es ist aus Vorherstehendem ersichtlich, daß man ~wenn die Installationsprobleme
von geringerer Bedeutung sind - insbesondere in einem Neubau den Rundsteuerempfänger
auch zentral, d.h. vor der Verteilung nach Fig. 1 anordnen kann, wobei ihm dann
über eine feste Installation die Spezialsteckdose in der Umgebung des Verbrauchers
zugeordnet wird. Wesentlich für den Gedanken der Erfindung ist es, daß man in der
Umgebung des Verbrauchers, im Hause bzw. im Betriebsgelände usw. spezielle rundgesteuerte
Steckdosen vorsieht, in Verbindung mit entsprechenden Steckern, die fest an dem
rundgesteuerten Gerät angebracht sind, so daß es möglich ist, Verbraucher mit derartigen
Steckern der zeitflexiblen Verbrauchersteuerung zuzuführen.
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Es ist zweckmässig, eine (nicht dargestellte) Anzeige vorzusehen,
die Auskunft darüber gibt, ob der Rundsteuerempfänger das Gerät freigegeben oder
gesperrt hat.
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