EP3622466A1 - Verfahren zum handel mit elektrischer energie zwischen kleinerzeugern und endverbrauchern - Google Patents

Verfahren zum handel mit elektrischer energie zwischen kleinerzeugern und endverbrauchern

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Publication number
EP3622466A1
EP3622466A1 EP17736658.0A EP17736658A EP3622466A1 EP 3622466 A1 EP3622466 A1 EP 3622466A1 EP 17736658 A EP17736658 A EP 17736658A EP 3622466 A1 EP3622466 A1 EP 3622466A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
energy
transaction
unit
amount
logic unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP17736658.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Pfeifer
Alexander Rentschler
Walter Filipp ROSINSKI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP3622466A1 publication Critical patent/EP3622466A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
    • G01R21/001—Measuring real or reactive component; Measuring apparent energy
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q20/00—Payment architectures, schemes or protocols
    • G06Q20/38—Payment protocols; Details thereof
    • G06Q20/389—Keeping log of transactions for guaranteeing non-repudiation of a transaction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00—Commerce
    • G06Q30/06—Buying, selling or leasing transactions
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q40/00—Finance; Insurance; Tax strategies; Processing of corporate or income taxes
    • G06Q40/04—Trading; Exchange, e.g. stocks, commodities, derivatives or currency exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/008—Circuit arrangements for power supply or distribution technologies responsive to energy trading
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for controlling a supply and discharge of electrical energy into and out of a small generator network with at least one power generator and at least one
  • the present invention further relates to a system for transferring energy and in conjunction therewith a coupled process, which enables the trading via ⁇ transmitted energy.
  • the regional distribution boards (DSOs) can thereby act as local distributors of electrical energy, most of which is transmitted by supra-regional transmission network providers (TSOs).
  • TSOs supra-regional transmission network providers
  • the task is determined by the objects of the independent
  • Claims solved which are directed to a device for controlling a supply and discharge of electrical energy into or out of a small-scale generator network, or to a corresponding method.
  • Embodiments of the present invention may be used for private energy trading, with related controls and arrangements proposed. Embodiments may be applied to providers of infrastructure for the transportation of electrical energy, power generators, regional network distributors (DSOs). Embodiments of the present invention may allow a private small energy generator (photovoltaic / small geothermal / wind energy / hydro energy / etc.) To offer its currently available energy.
  • a private small energy generator photovoltaic / small geothermal / wind energy / hydro energy / etc.
  • Embodiments of the present invention enable the supply and / or sale and / or transmission of generated energy without requiring a supraregional transmission network provider as a subscriber to the trade.
  • the device comprises: a transaction unit for communicating with at least one electronic energy trading prospective customer (in particular in an energy trading network with a plurality of communicatively connected interested parties) in order to carry out a transaction of a to negotiate and / or define a given amount of energy; a measuring system for measuring a quantity of supplied or dissipated energy; a control system in communication with the measuring system, designed to supply or dissipate the predetermined amount of energy via an electric cable.
  • a logic unit can be included in the device, as explained below.
  • the participants linked via this invention are referred to as "interested parties” in the further course, whereby the interested parties can participate in the energy trade via a central platform ("server") as well as via a decentralized network (eg by means of a block chain).
  • server central platform
  • decentralized network eg by means of a block chain.
  • an (energy trading) communication poten ⁇ tial suppliers and purchasers may be communicatively connected energy.
  • the energy trading interested party can even identify a device for controlling a supply and discharge of electrical energy, with its own transaction unit, Logikein ⁇ unit and measurement and control system.
  • the device may be implemented in hardware and / or software.
  • the device can enable private trading of electricity between private end customers.
  • the power generated by the power generator of the Small farmers' network can typically vary greatly throughout the day or even on the season or the course of the year strongly swan ⁇ ken.
  • the power generator may include, for example, a photovoltaic system, a small geothermal system, a wind turbine, a water turbine, or a combination thereof. Photovoltaic cells can be mounted eg on a roof of a residential building.
  • the small generator network may have a mains voltage of between 100 volts and 300 volts, in particular about 220 volts.
  • a transformation ratio can be between 1 and 100 or between 5 and 50, for example.
  • the transaction unit and the energy trader may, for example, be communicatively connected via the Internet. In doing so, they can e.g. wired or wirelessly connected. Contracts can be concluded with energy traders without the immediate interaction of a user, in particular a human user, being required.
  • the transaction can either agree to supply the predetermined amount of energy to the small producer network, or in particular to discharge the predetermined amount of energy from the small ⁇ generator network to feed them into a power grid and in particular a customer, such as end customers to supply.
  • the transaction may be characterized by a plurality of information representing the amount of
  • the transaction may define an offer of energy delivery or define a decrease in energy.
  • a blockchain can be used. Blockchains are currently mainly in the
  • the measuring system may comprise a series of measuring sensors for measuring voltage, current, power, which is supplied to the small-scale generator network or removed from the small-scale generator network.
  • the control system may include one or more power components. components include, as relays and / or power transistors with corresponding drive circuits to the predetermined amount of energy, that is, the power current suitable whilstel ⁇ len.
  • the device may further comprise a logic unit in commu nication ⁇ comprise the control system and the transaction unit to drive the control system based on the transaction.
  • the logic unit may act as an intermediate layer between the transaction unit and a local metering and control unit that controls the metering system and the metering unit
  • Communication data streams can Zvi ⁇ rule of the logic unit and the transaction unit in both directions and on the other hand occur between the logic unit and the measuring and control unit in both directions.
  • the logic unit may also allow for configuration of the device to provide flexibility of scheduling
  • the logic unit is configured to communicate a control signal for a power flow in accordance with the predetermined amount of power to the control system. For example, certain performance target values or energy default values can be transmitted to a driver circuit which entspre ⁇ sponding power transistors can control to allow for a defined period for a defined thickness of a flow of energy from the small power generating power out or in the small power generation network into it.
  • the logic unit can also be configured for the control ⁇ tion of the control unit relevant parameters from a database to obtain.
  • the logic unit can be easily set up and configured by parameters from the database, for example.
  • the logic unit is configured to have a prediction in the
  • Small power generation grid to create needed or available energy (or power) to define the predetermined amount of energy.
  • the logic unit may receive information about the weather in the future, or
  • dissipated energy can be estimated or determined from the small energy generator network. Also, a forecast of the demand for electrical energy within the small power generator grid for particular consumers may be determined. For example, an electric vehicle as Energyverbrau ⁇ cher may be present, which is typically charged at certain time intervals or time periods with electrical energy. It can also be known that certain
  • Household appliances or household machines are preferably operated in certain periods. Based on the prognosis can be determined that the Kleinenergieerzeu ⁇ germetz additional energy required at specified time intervals from the outside and in different time intervals has energy surplus, so that end users may be transmitted this excess energy to other (external). Accordingly, the logic unit can provide information on a need or an availability of energy to the Trans reliesein ⁇ ness. In addition, the expected and / or typical own energy consumption can also be stored in the logic unit to ensure that, for example, initially the domestic demand for electrical energy is covered by their own generation and only the excess is offered. Furthermore, further defining conditions can be set or configured by the logic unit or in particular a user of the logic unit, which can likewise be transmitted to the transaction unit.
  • the transaction unit can then be designed to transmit a corresponding supply of energy to the energy trading interested party or to indicate a need for energy in the energy trading interested party.
  • the energy trading interested parties may be connected to a variety of other participants, which also an offer of energy or a need for energy in the
  • the device may further comprise a blockchain in which the information about an energy supply or an energy requirement is first listed in a block. If there is a corresponding supplier or customer in the trading network, the contract is closed in a further block and documented in the block chain with reference to the block above. In doing so, the advantages of cryptography, which were generally associated with it, are used. Under a block chain (English for block chain) can be understood a database whose integrity (protection against subsequent manipulation) by storing the
  • Hash value of the preceding data record in each subsequent ⁇ is secured.
  • Blockchain can be a technical basis for so-called crypto-currency.
  • a blockchain may allow a unity between the nodes to be achieved in a remote network.
  • a large number of participants in a network can keep data about transactions that have been carried out in the past redundant, in particular in encrypted form. Falsification of the chained data entries about the transactions in a memory of one of the parties involved can be recognized by comparison with the data records of the other parties due to a mismatch and can thus be reversed.
  • a safe procedure for trading and Studentstra ⁇ gen of electrical energy can be ensured.
  • the advantage comes into play that the hash to the contract also reliably documents the amount of energy to be delivered. At the end of the transaction, it is possible to compare on a secure basis whether the amount of energy supplied also complies with the agreement.
  • the measuring unit is configured to communicate the amount of supplied or discharged energy to the logic unit.
  • the logical unit can drive in such a way, the control system ⁇ that indeed the predetermined or predetermined amount of energy is supplied to or discharged.
  • the device can be designed according to an embodiment of the present invention is such that, when the amount is paid to energy, for defining a Ange ⁇ bots or, if the amount is paid to energy, or for configuring a search and / or a selection of Transaction, if the amount of energy to be supplied, at least one of the following is communicated from the logic unit to the transaction ⁇ unit: reporting the expected deliverable amount of energy,
  • Type of extraction Further information may be communicated to configure a search or for another purpose.
  • Further information may be communicated to configure a search or for another purpose.
  • the apparatus is configured such that the transaction ⁇ unit transmits information about the completed transaction to the logic unit, wherein the information, when the amount to be supplied to power or dissipate at least comprises one of the following:
  • a network system comprising: at least one energy ⁇ users with an electric terminal; a power generator connected to the power user's electrical outlet for transmitting electrical power, and an apparatus according to any of the preceding embodiments, wherein the transaction unit is communicatively connected to the power user for agreeing a transaction on an amount of energy to transmit the agreed amount of energy over the electric cable can be dissipated and can be supplied to the energy user via the electrical connection.
  • the network system may be designed as a block chain network.
  • the energy user may be a conventional user of electrical energy in an electrical energy grid.
  • the network system is configured to include the power user and another device according to any one of the preceding embodiments, wherein the transaction unit of the further device is communicatively connected to the transactional unit of the power generator for agreeing the transaction.
  • Small energy provider may have in it or from its small power generator network thus each have a device for controlling feeding and discharging of electrical ⁇ shear energy which one transaction unit,
  • Logic unit and a measurement and control system include.
  • the small energy producers can thereby communicate an offer of energy or a demand for energy to the energy trading prospective (or network), and this can be used to conclude a contract.
  • the conclusion of the contract can be confirmed to both parties, whereupon the logic unit can trigger the transmission of energy by activating the control system via the logic unit. This enables flexible energy trading within the system between small energy producers.
  • a method of controlling supply and discharge of electrical energy into and out of a small scale power network having at least one power generator and at least one power consumer comprising: communicating between the power generator and the power consumer
  • Fig. 1 schematically illustrates an apparatus for controlling supply and discharge of electric power according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 schematically illustrates a system for transmitting energy according to an embodiment of the present invention.
  • Controlling feeding and discharging of electric power in a small producers network 3 comprises a transaction ⁇ unit 5, which is communicatively connected to communicate with at least one electronic energy Trade prospective 7 or an entire network (such as network system 50 of FIG. 2) to to negotiate and / or define a transaction of a given amount of energy.
  • the transaction unit 5 is via communication lines 9, which allow a bidirectional data exchange, connected to the electronic energy trading interested parties 7, which may itself comprise a device 1.
  • the device 1 further comprises a measuring system 11 for measuring an amount of supplied or discharged energy, wherein the energy is dissipated via a terminal 13 and an electrical connection 15 of the device 1 is supplied. From the small producer network 3 is energy over a
  • Terminal 17 discharged (and the device 1 transmitted) and fed via the terminal 19.
  • the device 1 further comprises a control system 21 in communication with the measuring system 11, which is designed to supply the predetermined amount of energy via an electric cable 17, 19 to the small energy generator network 3 or to remove it therefrom.
  • the device 1 further comprises a logic unit 23 in communication with the control system 21 and in communication with the transaction unit 5 to control the control system 21 based on the
  • the logic unit 23 is e.g. designed to communicate a control signal 25 for an energy flow in accordance with the predetermined amount of energy to the control system 21.
  • the logic unit 23 is further equipped with an operator interface 27, for example a keyboard with a screen, which allows a user to configure the device 1. About a data interface 28 more confi ⁇ guration can be fed.
  • the logic unit 23 is further configured to retrieve and obtain relevant parameters for controlling the control unit 21 from a database 29, in particular via a data line 31.
  • the transaction unit 5 also comprises a blockchain 33 in which a data record relating to the transaction is stored by containing a hash value of a data record relating to a preceding transaction.
  • the blockchain itself that is to say the long data record, can thus be kept separate from the logic unit 23 in the transaction unit 5. The separation is not absolutely necessary, but has the advantage that the two "information tasks" rule / control and management of the block chain are separated and the computers do not affect here.
  • the blockchain 33 is disposed in other components of the device 1, eg, optionally as 33 .mu. In the logic unit 23, or outside the device 1.
  • the measuring unit 11 communicates the amount of supplied or dissipated energy to the logic unit 23.
  • the logic unit 23 is configured to transmit information about an energy requirement or information about an available energy to the transaction unit 5 via a data line 37. In this case, for example, a delivery period, a delivery period, a delivery quantity, a location, a price and a type of extraction via data lines 37 can be transmitted to the transaction unit 5.
  • the transaction unit 5 then communicates an offer or a demand information to the energy trading interested party 7, on or with which then a contract for the supply or purchase of electrical energy can be concluded.
  • the transaction unit 5 receives an acknowledgment about the transaction from the energy trading interested party 7 and transmits information about the transaction. closed transaction to the logic unit 23 via a data line 39.
  • a central server for energy trading is therefore not absolutely necessary, trading can be handled via a decentralized data exchange via Blockchain.
  • the device shown schematically in Fig. 1 may be integrated in an electricity meter.
  • the device 1 is also referred to as a control unit in the following.
  • the Steue ⁇ insurance unit can enable a private electricity trading. Contracts for energy trading can be closed (peer-to-peer) via a transaction logic (contained in the transaction unit 5) via a data network, for example by means of blockchain.
  • the logic unit 23 can thereby to determine the individual needs or the offer of
  • Energy can be used and can be designed to determine the individual needs and the supply of energy.
  • the logic unit can be designed to determine the demand or supply of energy that a private end consumer or small producer has at a particular point in time.
  • the measuring unit 11 can measure the tatsumble ⁇ integrated energy flow thereby, the need / offer is on the transaction unit 5 and / or the logic unit determines and communicates 23rd Paired with other data sources, such as weather forecasts, number of hours of sunshine, etc., eg from
  • the logic unit 23 may make an optimal prediction and control the trade accordingly.
  • the control unit 21 can serve as a "switch", which either uses the self-generated electricity itself if necessary or, in the case of excess capacities, makes it available to the network 41, in particular energy grid 41, for the offer.
  • Control signals for the energy flows to the switch can be output via the data line 25.
  • a search criterion for the selection of a suitable supplier for example delivery period, delivery duration, delivery quantity, location, price, type of delivery
  • a suitable supplier for example delivery period, delivery duration, delivery quantity, location, price, type of delivery
  • Contract be communicated if successful information delivery ⁇ space, delivery time, delivery quantity, location, price, method of production and upon delivery message to contract, if successful with information about the delivery period, delivery time, delivery quantity, location, price.
  • the system 50 may be connected to network distributors or transmission network providers, which in turn are included in an energy network 55.
  • FIG. 2 illustrates this schematically illustrates a system 50 for transmitting power according to one embodiment of the present invention ⁇ .
  • a plurality of small product networks (and / or individuals) 3a, 3b, 3e are communicatively connected in a communication network 51, in particular trading network (blockchain) for private energy trading, via respective control units 1a, 1b, le, (as described, for example, in US Pat Fig. 1 are illustrated) which each have a transaction unit.
  • the small generator network lb has, for example, photovoltaic cells which can be installed, for example, on a residential building.
  • the small generator network ld has eg a wind energy turbine. 3a, 3c and 3e do not generate any electrical energy themselves and thus only act as consumers / consumers.
  • Networks la, lb, lc, le can be done.
  • An energy flow between different subscribers of the system 50 may be through non-illustrated power cables. That at one of the small power generation networks are available electrical ⁇ specific energy can be fed into an existing network or directly to the consumer, as illustrated in Fig. 2. At the same time, the amount of energy fed in can be offered via a decentralized network as available and thus for acceptance.
  • the network 55 includes power generation, TSO and DSO infrastructure.
  • Embodiments of the present invention may enable a distributed trade of electrical energy.
  • a private end user can communicate his energy demand (and / or the offer, for example, oversupply at 3b, etc.) in the blockchain, which can provide the optimal energy supply according to his preferred criteria (eg as low as possible, greener) Electricity, etc.) recognize and on the Blockchain the contract.
  • his energy demand and / or the offer, for example, oversupply at 3b, etc.
  • his preferred criteria eg as low as possible, greener

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Abstract

Beschrieben ist eine Vorrichtung (1) zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz (3) mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher, aufweisend: eine Transaktionseinheit (5) zum Kommunizieren (9) mit zumindest einem elektronischen Energiehandel-Interessenten (7), um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren; ein Messsystem (11) zum Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie; ein Regelsystem (21) in Kommunikation mit dem Messsystem (11), ausgebildet, die vorgegebene Menge an Energie über ein Elektrokabel zuzuführen bzw. abzuführen, ausgesteuert über eine Logikeinheit (23).

Description

Beschreibung
Verfahren zum Handel mit elektrischer Energie zwischen Kleinerzeugern und Endverbrauchern
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem
Energieverbraucher. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein System zum Übertragen von Energie und in Verbindung damit ein gekoppeltes Verfahren, welches den Handel mit der über¬ tragenen Energie ermöglicht. Herkömmlicherweise können private Endverbraucher von elektrischer Energie Verträge mit lokalen Energieversorgern zu festgelegten Konditionen abschließen. Unabhängig von ihrem tatsächlichen oder instantanen Bedarf an Energie sind sie somit an fixe Lieferregelungen, z.B. den Preis pro Kilowatt- stunde betreffend, gebunden. Herkömmlicherweise können die regionalen Netzverteiler (DSO) dadurch als lokale Verteiler von elektrischer Energie fungieren, die zumeist durch überregionale Übertragungs-Netzanbieter (ÜNB, Englisch TSO) übermittelt wird. Derzeit ist es für private Endverbraucher nicht möglich, ihren aktuellen bzw. geplanten Bedarf mit den am
Markt bereitgestellten Verfügbarkeiten (regional oder überregional) von elektrischer Energie zu spiegeln und dadurch beispielsweise einen optimalen Verbrauch/Preis zu erzielen. Der private Endverbraucher hat bisher keinen direkten Ein- fluss auf den aktuellen Energielieferanten und auch nicht auf die Preisbildung im Sinne eines Energiemarktes für Privatan¬ bieter und -Verbraucher.
Ferner ist es einem privaten Energieerzeuger derzeit nicht möglich, elektrische Energie, welche bspw. durch Solarzellen erzeugt wird, direkt zu handeln. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Übertragung von Energie und/oder das Aushandeln von Bedingungen zur Übertragung von Energie zu verbessern und somit insbesondere für Endverbraucher eine höhere Flexibilität zum Erhalt bzw. zur Abgabe von Energie bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen
Ansprüche gelöst, welche auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz gerichtet sind, bzw. auf ein entsprechendes Verfahren.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können für den privaten Energiehandel eingesetzt werden, wozu diesbezügliche Steuerungen und Regelungen vorgeschlagen werden. Ausführungsformen können für Anbieter von Infrastruktur für den Transport von elektrischer Energie, Energieerzeuger, regional Netzverteiler (DSOs) angewendet werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ermöglichen, dass ein privater Kleinenergieerzeuger (Fotovol- taik/Klein-Geothermie/Windenergie/Wasserenergie/etc . ) seine aktuell verfügbare Energie anbieten kann.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Anbieten und/oder Verkaufen und/oder Übertragen von erzeugter Energie, ohne einen überregionalen Übertragungs-Netzanbieter als Teilnehmer an dem Handel zu erfordern.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher (aus einem bzw. in ein äußeres Energienetz) bereitgestellt. Dabei weist die Vorrichtung auf: eine Transaktionseinheit zum Kommunizieren mit zumindest einem elektronischen Energiehandel-Interessenten (insbesondere in einem Energiehandel-Netzwerk mit einer Mehrzahl von kommunikativ verbundenen Interessenten) , um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren; ein Messsystem zum Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie; ein Regelsystem in Kommunikation mit dem Messsystem, ausgebildet, die vorgegebene Menge an Energie über ein Elektrokabel zuzuführen bzw. abzuführen. Insbesondere kann eine Logikeinheit in der Vorrichtung um- fasst sein, wie unten im erläutert ist.
Die über diese Erfindung verknüpften Teilnehmer werden im weiteren Verlauf „Interessenten" genannt. Dabei können sich die Interessenten über eine zentrale Plattform („Server"), als auch über ein dezentrales Netzwerk (bspw. mittels Block- chain) am Energiehandel beteiligen. In einem (Energiehandel ) -Kommunikationsnetzwerk können poten¬ tielle Anbieter und Abnehmer von Energie kommunikativ verbunden sein.
Der Energiehandel-Interessent kann selbst eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie ausweisen, mit eigener Transaktionseinheit, Logikein¬ heit und Mess- und Regelsystem.
Die Vorrichtung kann in Hardware und/oder Software implementiert sein. Die Vorrichtung kann einen privaten Handel von Strom zwischen privaten Endkunden ermöglichen. Die von dem Energieerzeuger des Kleinerzeugernetzes erzeugte Leistung kann typischerweise über den Tag stark schwanken oder auch über die Jahreszeit oder den Verlauf des Jahres stark schwan¬ ken. Der Energieerzeuger kann z.B. ein Fotovoltaik-System, ein Klein-Geothermie-System, eine Windturbine, eine Wasserturbine oder eine Kombination davon umfassen. Fotovoltaik- Zellen können z.B. auf einem Dach eines Wohnhauses montiert sein. Das Kleinerzeugernetz kann eine Netzspannung von zwischen 100 Volt und 300 Volt, insbesondere etwa 220 Volt haben.
Um eine Menge an Energie (bzw. Leistung für eine gegebene Zeit) aus dem oder in das Kleinerzeugungsnetz zu übertragen, kann es notwendig sein, eine Spannungstransformation vorzusehen. Um z.B. elektrische Energie aus dem Kleinerzeugernetz abzuführen, kann der entsprechende Energiestrom, der eine gewisse Spannung aufweist, in einen Energiestrom einer höhe- ren Spannung transformiert werden. Um dem Kleinerzeugernetz elektrische Energie zuzuführen, kann ein Energiestrom einer höheren Spannung in einen Energiestrom einer niedrigeren Spannung transformiert werden. Ein Transformationsverhältnis kann dabei z.B. zwischen 1 und 100 bzw. 5 und 50 liegen.
Die Transaktionseinheit und der Energiehandel-Interessent können z.B. über das Internet kommunikativ verbunden sein. Dabei können sie z.B. drahtgebunden oder drahtlos verbunden sein. Mit den Energiehandel-Interessenten können Verträge geschlossen werden, ohne dass eine unmittelbare Interaktion eines Nutzers, insbesondere eines menschlichen Nutzers, erforderlich ist.
Die Transaktion kann entweder vereinbaren, die vorgegebene Menge von Energie dem Kleinerzeugernetz zuzuführen, oder insbesondere die vorgegebene Menge von Energie aus dem Klein¬ erzeugernetz abzuführen, um sie in ein Energienetz einzuspeisen und insbesondere einem Kunden, beispielsweise Endkunden, zuzuführen. Die Transaktion kann durch eine Mehrzahl von Informationen charakterisiert sein, welche die Menge der
Energie definieren, den Lieferzeitraum definieren, die Lieferdauer definieren, die Liefermenge definieren, den Lieferort definieren und/oder den Preis definieren. Ferner kann die Art der Gewinnung definiert sein. Die Transaktion kann ein Angebot einer Energielieferung definieren oder eine Abnahme von Energie definieren. Dabei kann eine Blockchain zur Anwendung kommen. Blockchains werden bisher hauptsächlich im
Bereich von Krypto-Währungen eingesetzt. Das Messsystem kann eine Reihe von Messsensoren zum Messen von Spannung, Strom, Leistung umfassen, welche dem Kleinerzeugernetz zugeführt bzw. aus dem Kleinerzeugernetz abgeführt wird. Das Regelsystem kann ein oder mehrere Starkstromkompo- nenten umfassen, etwa Relais und/oder Leistungstransistoren mit entsprechenden Treiberschaltungen, um die vorgegebene Menge an Energie, d.h. den Leistungsstrom geeignet einzustel¬ len .
Somit wird ein flexibler Handel mit elektrischer Energie zwischen Kleinenergieanbietern bzw. zwischen einem Kleinenergieanbieter und einem herkömmlichen Endverbraucher ermöglicht, welcher an ein elektrisches Energienetz angeschlossen ist.
Die Vorrichtung kann dabei ferner eine Logikeinheit in Kommu¬ nikation mit dem Regelsystem und der Transaktionseinheit aufweisen, um das Regelsystem basierend auf der Transaktion anzusteuern. Die Logikeinheit kann eine Zwischenschicht zwischen der Transaktionseinheit und einer lokalen Mess- und Regeleinheit fungieren, welche das Messsystem sowie das
Regelsystem umfasst. Kommunikationsdatenströme können zwi¬ schen der Logikeinheit und der Transaktionseinheit in beiden Richtungen und andererseits zwischen der Logikeinheit und der Mess- und Regeleinheit in beiden Richtungen ablaufen. Die Logikeinheit kann auch eine Konfiguration der Vorrichtung ermöglichen, um eine Flexibilität der Ablaufsteuerung
und/oder der Bedienung zu erhöhen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Logikeinheit ausgebildet, ein Steuersignal für einen Energiefluss in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Menge an Energie an das Regelsystem zu kommunizieren. Zum Beispiel können gewisse Leistungsvorgabewerte bzw. Energievorgabewerte an eine Treiberschaltung übermittelt werden, welche entspre¬ chende Leistungstransistoren ansteuern kann, um für eine definierte Zeit für eine definierte Stärke einen Energiestrom aus dem Kleinenergieerzeugungsnetz heraus oder in das Klein- energieerzeugungsnetz hinein zu ermöglichen.
Die Logikeinheit kann auch ausgebildet sein, für die Steue¬ rung der Regeleinheit relevante Parameter aus einer Datenbank zu erhalten. Damit kann die Logikeinheit einfach aufgebaut werden und durch Parameter aus der Datenbank z.B. konfiguriert werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Logikeinheit ausgebildet, eine Prognose über in dem
Kleinenergieerzeugungsnetz benötigte oder verfügbare Energie (bzw. Leistung) zu erstellen, um die vorbestimmte Menge an Energie zu definieren. Zum Beispiel kann die Logikeinheit Informationen über das Wetter in der Zukunft erhalten bzw.
Informationen über eine Wetterprognose erhalten und basierend auf der Wetterprognose z.B. die Menge an erwarteter erzeugter Energie bzw. Leistung abschätzen, die beispielsweise über Fotovoltaik-Zellen und/oder Ausnutzung von Windenergie in Zukunft verfügbar sein können. Damit kann die maximal
abführbare Energie aus dem Kleinenergieerzeugernetz abgeschätzt bzw. ermittelt werden. Auch kann eine Prognose über den Bedarf von elektrischer Energie innerhalb des Kleinenergieerzeugernetzes für bestimmte Verbraucher ermittelt werden. Beispielsweise kann ein Elektrofahrzeug als Energieverbrau¬ cher vorhanden sein, welches typischerweise in bestimmten Zeitintervallen oder Zeitabschnitten mit elektrischer Energie aufgeladen wird. Auch kann bekannt sein, dass bestimmte
Haushaltsgeräte oder Haushaltsmaschinen vorzugsweise in bestimmten Zeitabschnitten betrieben werden. Basierend auf der Prognose kann ermittelt sein, dass das Kleinenergieerzeu¬ gernetz zu bestimmten Zeitintervallen zusätzliche Energie von außen benötigt und in anderen Zeitintervallen Energie überschüssig hat, so dass diese überschüssige Energie an andere (externe) Endverbraucher übertragen werden kann. Dementsprechend kann die Logikeinheit Informationen über einen Bedarf bzw. eine Verfügbarkeit von Energie an die Transaktionsein¬ heit übermitteln. Darüber hinaus kann auch in der Logikeinheit der erwartbare und/oder typische eigene Energieverbrauch hinterlegt werden um zu gewährleisten, dass bspw. zunächst der Eigenbedarf an elektrischer Energie durch die eigene Erzeugung gedeckt wird und nur der Überschuss angeboten wird. Ferner können weitere definierende Bedingungen von der Logikeinheit oder insbesondere einem Nutzer der Logikeinheit eingestellt oder konfiguriert werden, was ebenfalls an die Transaktionseinheit übermittelt werden kann. Die Transakti- onseinheit kann dann ausgebildet sein, ein entsprechendes Angebot von Energie an den Energiehandel-Interessenten zu übermitteln bzw. einen Bedarf an Energie bei dem Energiehandel-Interessenten anzuzeigen. Mit dem Energiehandel-Interessenten kann eine Vielzahl von weiteren Teilnehmern verbunden sein, welche ebenfalls ein Angebot an Energie bzw. einen Bedarf an Energie bei dem
Energiehandel-Interessenten anzeigen können. Gibt es eine Überlappung zwischen dem Bedarf eines ersten Teilnehmers und dem Angebot eines zweiten Teilnehmers an Energie, so kann elektronisch ein entsprechender Vertrag über die Übertragung von elektrischer Energie zu bestimmten Bedingungen geschlossen werden. Die Vorrichtung kann ferner eine Blockchain aufweisen, in welcher zunächst die Informationen zu einem Energie-Angebot oder eines Energiebedarfs in einem Block aufgeführt sind. Falls es in dem Handelsnetz dazu einen entsprechenden Lieferanten oder Abnehmer gibt, wird in Bezugnahme auf den Block oben der Vertrag in einem weiteren Block geschlossen und in der Blockchain dokumentiert. Dabei werden auch die bisher damit in der Regel verbundenen Vorteile der Kryptographie genutzt . Unter einer Blockchain (englisch für Blockkette) kann eine Datenbank verstanden werden, deren Integrität (Sicherung gegen nachträgliche Manipulation) durch Speicherung des
Hashwertes des vorangehenden Datensatzes im jeweils nachfol¬ genden, also durch kryptographische Verkettung, gesichert ist. Blockchain kann eine technische Basis für sogenannte Krypto-Währung sein. Eine Blockchain kann es ermöglichen, dass in einem dezentralen Netzwerk eine Einigkeit zwischen den Knoten erzielt werden kann. Insbesondere können eine Vielzahl von Beteiligten in einem Netzwerk Daten über Transaktionen, die in der Vergangenheit, durchgeführt wurden, redundant halten, insbesondere in ver- schlüsselter Form. Eine Verfälschung der verketteten Dateneinträge über die Transaktionen in einem Speicher eines der Beteiligten kann durch Vergleich mit den Datensätzen der anderen Beteiligten aufgrund einer fehlenden Übereinstimmung erkannt werden und somit wieder rückgängig gemacht werden. Somit kann ein sicheres Verfahren zum Handel und zum Übertra¬ gen von elektrischer Energie sichergestellt werden.
Innerhalb dieser Anwendung kommt noch der Vorteil zum Tragen, dass der Hash zum Vertrag auch die Menge der zu liefernden Energie sicher dokumentiert. Am Ende der Transaktion kann so auf einer sicheren Basis verglichen werden, ob die gelieferte Energiemenge auch der Vereinbarung entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Messeinheit ausgebildet, die Menge von zugeführter bzw. abgeführter Energie an die Logikeinheit zu kommunizieren.
Aufgrund dieser Rückkopplung kann die Logikeinheit das Regel¬ system derart ansteuern, dass tatsächlich die vorgegebene oder vorbestimmte Menge an Energie zugeführt bzw. abgeführt wird .
Die Vorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet sein, dass, wenn die Menge an Energie abzuführen ist, zum Definieren eines Ange¬ bots oder, wenn die Menge an Energie abzuführen ist, oder zum Konfigurieren einer Suche und/oder einer Auswahl der Transaktion, wenn die Menge an Energie zuzuführen ist, zumindest eines der folgenden von der Logikeinheit an die Transaktions¬ einheit kommuniziert wird: Meldung der erwarteten lieferbaren Menge an Energie,
Lieferzeiträum,
Lieferdauer,
Liefermenge, Ort,
Preis ,
Art der Gewinnung. Weitere Information kann zum Konfigurieren einer Suche oder zu einem anderen Zweck kommuniziert werden. Damit kann ein Angebot einer Energie bzw. ein Bedarf an Energie im Detail charakterisiert werden, um so die Flexibilität des Energie¬ handels zu erhöhen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass die Transaktions¬ einheit Informationen zu der abgeschlossenen Transaktion an die Logikeinheit übermittelt, wobei die Information, wenn die Menge an Energie zuzuführen ist oder abzuführen ist, zumindest eines der folgenden umfasst:
Bestätigung eines Vertragsabschlusses,
Lieferzeiträum,
Lieferdauer,
Liefermenge,
Ort,
Preis ,
Art der Gewinnung.
Die Erfassung weiterer benötigter Informationen ist ergänzend möglich .
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Netzwerk-System bereitgestellt, welches umfasst: zumin¬ dest einen Energienutzer mit einem Elektroanschluss; einen Energieerzeuger, der zum Übertragen von elektrischer Energie mit dem Elektroanschluss des Energienutzers verbunden ist, und eine Vorrichtung gemäß einer der vorangehenden Ausfüh- rungsformen, wobei die Transaktionseinheit kommunikativ zur Vereinbarung einer Transaktion betreffend einer zu übertragenden Menge an Energie mit dem Energienutzer verbunden ist, wobei die vereinbarte Menge an Energie über das Elektrokabel abführbar ist und über den Elektroanschluss dem Energienutzer zuführbar ist.
Das Netzwerk-System kann als ein Blockchain-Netzwerk ausge- bildet sein. Der Energienutzer kann ein herkömmlicher Nutzer von elektrischer Energie in einem elektrischen Energienetz sein .
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Netzwerk-System so ausgebildet, dass der Energienutzer und eine weitere Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ausführungsformen umfasst ist, wobei die Transaktionseinheit der weiteren Vorrichtung kommunikativ zur Vereinbarung der Transaktion mit der Transaktionseinheit des Energieerzeugers verbunden ist.
Kleinenergieanbieter können somit jeweils über eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektri¬ scher Energie in ihr bzw. aus ihrem Kleinenergieerzeugernetz verfügen, welche jeweils eine Transaktionseinheit, eine
Logikeinheit und ein Mess- und Regelsystem umfassen. Die Kleinenergieerzeuger können dabei ein Angebot an Energie bzw. einen Bedarf an Energie jeweils an den Energiehandel- Interessenten (bzw. Netzwerk) kommunizieren und über diesen kann ein Vertragsschluss erfolgen. Der Vertragsschluss kann beiden Parteien rückgemeldet werden, woraufhin die Logikeinheit die Übertragung der Energie durch Ansteuern des Regelsystems über die Logikeinheit auslösen kann. Somit ist ein flexibler Energiehandel innerhalb des Systems zwischen Klein- energieerzeuger ermöglicht.
Es sollte verstanden werden, dass Merkmale, welche individu¬ ell oder in irgendeiner Kombination im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie beschrieben, genannt oder bereitgestellt sind, ebenso, individuell oder in irgendeiner Kombination auf ein Verfahren eines Steuerns eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet werden können, und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt ein Verfahren eines Steuerns eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher, aufweisend: Kommunizieren zwischen dem Energieerzeuger und dem Energieverbraucher
(insbesondere innerhalb eines Netzwerkes) , um eine Transakti¬ on einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren; Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie; Regeln eines Zuführens bzw. Abführen der vorge¬ gebenen Menge an Energie über ein Elektrokabel , jeweils durch Ansteuerung durch die Logikeinheit.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die illustrierte Ausführungsform be- schränkt.
Fig. 1 illustriert schematisch eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2 illustriert schematisch ein System zum Übertragen von Energie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung . Die in Fig. 1 schematisch illustrierte Vorrichtung 1 zum
Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein Kleinerzeugernetzwerk 3 umfasst eine Transaktions¬ einheit 5, welche zum Kommunizieren mit zumindest einem elektronischen Energiehandel-Interessenten 7 oder einem ganzen Netzwerk (wie Netzwerk-System 50 der Fig. 2) kommunikativ verbunden ist, um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren. Dazu ist die Transaktionseinheit 5 über Kommunikationsleitungen 9, welche einen bidirektionalen Datenaustausch erlauben, mit dem elektronischen Energiehandel-Interessenten 7 verbunden, der selbst eine Vorrichtung 1 umfassen kann. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner ein Messsystem 11 zum Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie, wobei die Energie über einen Anschluss 13 abgeführt wird und einen elektrischen Anschluss 15 der Vorrichtung 1 zugeführt wird. Aus dem Kleinerzeugernetzwerk 3 wird Energie über einen
Anschluss 17 abgeführt (und der Vorrichtung 1 übertragen) und über den Anschluss 19 zugeführt.
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner ein Regelsystem 21 in Kommunikation mit dem Messsystem 11, welches ausgebildet ist, die vorgegebene Menge an Energie über ein Elektrokabel 17, 19 dem Kleinenergieerzeugernetz 3 zuzuführen bzw. aus diesem abzuführen .
In der in Fig. 1 illustrierten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 1 ferner eine Logikeinheit 23 in Kommunikation mit dem Regelsystem 21 und in Kommunikation mit der Transaktionseinheit 5, um das Regelsystem 21 basierend auf der
Transaktion anzusteuern. Die Logikeinheit 23 ist z.B. ausgebildet, ein Steuersignal 25 für einen Energiefluss in Über- einstimmung mit der vorbestimmten Menge an Energie an das Regelsystem 21 zu kommunizieren.
Die Logikeinheit 23 ist ferner mit einer Bedienschnittstelle 27 ausgestattet, z.B. eine Tastatur mit einem Schirm, welche einem Benutzer ein Konfigurieren der Vorrichtung 1 ermöglicht. Über eine Datenschnittstelle 28 können weitere Konfi¬ gurationsdaten zugeführt werden.
Die Logikeinheit 23 ist ferner ausgebildet, für die Steuerung der Regeleinheit 21 relevante Parameter aus einer Datenbank 29 abzurufen und zu erhalten, insbesondere über eine Datenleitung 31. Die Transaktionseinheit 5 umfasst in der illustrierten Aus¬ führungsform 1 auch eine Blockchain 33, in die ein die Transaktion betreffender Datensatz gespeichert wird, indem ein Hashwert eines eine vorangehende Transaktion betreffenden Datensatzes enthalten ist. Die Blockchain selber, also der lange Datensatz, kann somit getrennt von der Logikeinheit 23 in der Transaktionseinheit 5 geführt werden. Die Trennung ist nicht unbedingt notwendig, bietet allerdings den Vorteil, dass die beiden „Informationsaufgaben" Regel/Steuern und Führen der Blockchain getrennt sind und sich die Rechner hier nicht beeinflussen.
Dabei stellt die Anwendung einer Blockchain nur eine Ausführungsmöglichkeit dar. Es ist ebenso möglich, die Kommunikati¬ on zum Handel der elektrischen Energie zentral über einen Server zu führen.
In anderen Ausführungsformen ist die Blockchain 33 in anderen Komponenten der Vorrichtung 1, z.B. optional als 33 λ in der Logikeinheit 23, oder außerhalb der Vorrichtung 1 angeordnet.
Über eine Datenleitung 35 kommuniziert die Messeinheit 11 die Menge von zugeführter bzw. abgeführter Energie an die Logikeinheit 23. Die Logikeinheit 23 ist ausgebildet, über eine Datenleitung 37 Informationen über einen Energiebedarf bzw. Information über eine verfügbare Energie an die Transaktionseinheit 5 zu übermitteln. Dabei kann z.B. ein Lieferzeitraum, eine Lieferdauer, eine Liefermenge, ein Ort, ein Preis und eine Art der Gewinnung über Datenleitungen 37 an die Transaktionseinheit 5 übermittelt werden. Über die Kommunikationsleitungen 9 kommuniziert sodann die Transaktionseinheit 5 ein Angebot oder einen Bedarf betreffende Informationen an dem Energiehandel- Interessent 7, auf bzw. mit welchem sodann ein Vertrag zur Lieferung oder zum Bezug von elektrischer Energie geschlossen werden kann. Die Transaktionseinheit 5 erhält sodann eine Bestätigung über die Transaktion von dem Energiehandel- Interessent 7 und übermittelt Informationen zu der abge- schlossenen Transaktion an die Logikeinheit 23 über eine Datenleitung 39.
Ein zentraler Server zum Energiehandel ist somit nicht zwin- gend notwendig, der Handel kann über einen dezentralen Datenaustausch über Blockchain abgewickelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung in einem Stromzähler integriert sein. Die Vorrichtung 1 wird auch als eine Steuerungseinheit im Folgenden bezeichnet. Die Steue¬ rungseinheit kann einen privaten Stromhandel ermöglichen. Verträge für den Energiehandel können (peer-to-peer) über eine Transaktionslogik (in der Transaktionseinheit 5 enthal- ten) über ein Datennetz beispielsweise mittels Blockchain geschlossen werden. Die Logikeinheit 23 kann dabei zur Ermittlung des individuellen Bedarfs bzw. des Angebots an
Energie herangezogen werden und kann zur Ermittlung des individuellen Bedarfs und des Angebots an Energie ausgebildet sein. Insbesondere kann die Logikeinheit ausgebildet sein, den Bedarf bzw. Angebot an Energie zu ermitteln, den ein privater Endverbraucher bzw. Kleinerzeuger zu einem bestimmten Zeitpunkt hat. Die Messeinheit 11 kann dabei den tatsäch¬ lichen Energiefluss messen, der Bedarf/Angebot wird über die Transaktionseinheit 5 und/oder die Logikeinheit 23 ermittelt und kommuniziert. Gepaart mit weiteren Datenquellen, wie z.B. Wettervorhersagen, Anzahl Sonnenstunden, etc., z.B. aus
Quelle 29 über Datenleitung 31 sowie direkt vom Benutzer hinterlegten Kriterien (eingegeben z.B. über Schnittstelle) für bevorzugte Stromquellen kann die Logikeinheit 23 eine optimale Vorhersage treffen und den Handel entsprechend steuern. Hierzu kann die Regelungseinheit 21 als „Weiche" dienen, welche den selbst erzeugten Strom bei Bedarf entweder selbst nutzt oder bei Überkapazitäten dem Netz 41, insbeson- dere Energienetz 41 zum Angebot bereitstellt.
Über die Datenleitung 35 kann die Menge der elektrischen Energie zu den Verbrauchern, die Menge der erzeugten elektri- sehen Energie, die Menge der zugeführten elektrischen Energie und/oder die Menge der abgeführten elektrischen Energie kommuniziert werden. Über die Datenleitung 25 können Steuersignale für die Energieflüsse an die Weiche ausgegeben wer- den .
Über die Steuerleitung 37 kann bei Bedarf ein Suchkriterium für die Auswahl eines geeigneten Lieferanten (z.B. Lieferzeitraum, Lieferdauer, Liefermenge, Ort, Preis, Art der
Gewinnung) und bei Lieferung die Meldung der zur erwarteten Liefermenge, Zeitraum, Dauer, Preis übermittelt werden. Über die Datenleitung 39 kann bei Bedarf eine Meldung zu dem
Vertragsabschluss , bei Erfolg Informationen zum Lieferzeit¬ raum, Lieferdauer, Liefermenge, Ort, Preis, Art der Gewinnung und bei Lieferung Meldung zum Vertragsabschluss, bei Erfolg mit Informationen zum Lieferzeitraum, Lieferdauer, Liefermenge, Ort, Preis kommuniziert werden. Das System 50 kann mit Netzverteilern oder Übertragungsnetzanbietern verbunden sein, welche wiederum in einem Energienetzwerk 55 enthalten sind.
Die zur Verfügung stehende elektrische Energie kann in ein bestehendes Netz 41 (beispielsweise eines DSOs) oder direkt zum Verbraucher eingespeist werden, wie in Fig. 2 schematisch illustriert ist. Fig. 2 illustriert dazu schematisch ein System 50 zum Übertragen von Energie gemäß einer Ausführungs¬ form der vorliegenden Erfindung. Eine Mehrzahl von Kleinerzeugernetzen (und/oder Einzelpersonen) 3a, 3b 3e sind in einem Kommunikationsnetzwerk 51, insbesondere Trading-Network (Blockchain) zum privaten Energiehandel kommunikativ verbun- den und zwar über jeweilige Steuerungseinheiten la, lb, le, (wie sie z.B. in Fig. 1 illustriert sind) welche jeweils über eine Transaktionseinheit verfügen.
Nicht alle der in dem Netzwerk 51 verbundene Teilnehmer müssen über einen Energieerzeuger verfügen. Das Kleinerzeugernetzwerk lb verfügt z.B. über Fotovoltaik-Zellen, welche beispielsweise auf einem Wohnhaus installiert sein können. Das Kleinerzeugernetz ld verfügt z.B. über eine Windenergie- turbine. 3a, 3c und 3e erzeugen selbst keine elektrische Energie und treten somit nur als Bedarfsträger/Verbraucher auf . Die Kleinerzeugernetze la, ... , le fungieren hier als Ener¬ giehandel-Interessenten 7, zwischen denen der Energiehandel erfolgt .
In dem Netzwerk 51 ist auch ein weiterer Energiehandel- Interessent 7 vorgesehen, mit dem ein Energiehandel zwischen den verschiedenen Kleinerzeugernetzwerken bzw. privaten
Netzwerken la, lb, lc, le erfolgen kann. Ein Energiestrom zwischen verschiedenen Teilnehmern des Systems 50 kann durch nicht illustrierte Starkstromkabel erfolgen. Die in einem der Kleinenergieerzeugungsnetze zur Verfügung stehende elektri¬ sche Energie kann in ein bestehendes Netz oder direkt zum Verbraucher eingespeist werden, wie in Fig. 2 illustriert ist. Zugleich kann die eingespeiste Energiemenge über ein dezentrales Netzwerk als verfügbar und somit zur Abnahme angeboten werden. Das Netzwerk 55 umfasst Energieerzeugung, TSO- und DSO-Infrastruktur .
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen dezentralen Handel von elektrischer Energie ermöglichen.
Dabei kann ein privater Endverbraucher über eine Netzwerkschnittstelle seinen Energiebedarf (und/oder auch das Angebot (z.B. „Überangebot bei 3b,...) kommunizieren. Er kann in der Blockchain die nach seinen bevorzugten Kriterien optimale Energieversorgung (z.B. so günstig wie möglich, grüner Strom, etc.) erkennen und über die Blockchain den Vertrag schließen.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeuger- netz (3) mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher, aufweisend:
eine Transaktionseinheit (5) zum Kommunizieren (9) mit zumindest einem elektronischen Energiehandel-Interessenten (7), um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren;
ein Messsystem (11) zum Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie;
ein Regelsystem (21) in Kommunikation mit dem Messsystem (11), ausgebildet, die vorgegebene Menge an Energie über ein Elektrokabel zuzuführen bzw. abzuführen.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend:
eine Logikeinheit (23) in Kommunikation mit dem Regel¬ system (21) und der Transaktionseinheit (5), um das Regelsys- tem (21) basierend auf der Transaktion anzusteuern.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei die Logikeinheit (23) ausgebildet ist, ein Steuersignal für einen Energiefluss in Übereinstimmung mit der vorbestimm- ten Menge an Energie an das Regelsystem (21) zu kommunizie¬ ren .
4. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (23) eine Bedienschnittstelle (27, 28) für einen Nutzer zum Konfigurieren der Vorrichtung umfasst.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (23) ausgebildet ist, für die Steue¬ rung der Regeleinheit (21) relevante Parameter aus einer Datenbank (29) zu erhalten.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (23) ausgebildet ist, eine Prognose über in dem Kleinerzeugernetz benötigte oder verfügbare
Energie zu erstellen, um die vorbestimmte Menge an Energie zu definieren .
7. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend:
eine Blockchain (33) , insbesondere in der Transaktions¬ einheit angeordnet, in die ein die Transaktion betreffender Datensatz gespeichert wird, in dem ein Hashwert eines eine vorangehende Transaktion betreffenden Datensatzes, insbesondere durch kryptographische Verkettung, enthalten ist.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messeinheit (11) ausgebildet ist, die Menge von zugeführter bzw. abgeführter Energie an die Logikeinheit (23) zu kommunizieren.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, wenn die Menge an Energie abzuführen ist, zum Definie¬ ren eines Angebots oder, wenn die Menge an Energie abzuführen ist, oder zum Konfigurieren einer Suche und/oder einer Auswahl der Transaktion, wenn die Menge an Energie zuzuführen ist, zumindest eines der folgenden von der Logikeinheit an die Transaktionseinheit kommuniziert wird:
Meldung der erwartet lieferbaren Menge an Energie,
Lieferzeiträum,
Lieferdauer,
Liefermenge,
Ort,
Preis ,
Art der Gewinnung.
10. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Transaktionseinheit (5) Information zu der abge¬ schlossenen Transaktion an die Logikeinheit (23) übermittelt, wobei die Information, wenn die Menge an Energie zuzuführen ist oder abzuführen ist, zumindest eines der folgenden um- fasst :
Bestätigung eines Vertragsabschlusses,
Lieferzeitraum,
Lieferdauer,
Liefermenge,
Ort,
Preis ,
Art der Gewinnung,
11. Netzwerk-System (50), umfassend:
zumindest einen Energienutzer (3a) mit einem Elektroanschluss;
einen Energieerzeuger (3b) , der zum Übertragen von elektrischer Energie mit dem Elektroanschluss des Energienut¬ zers verbunden ist, und eine Vorrichtung (lb) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Transaktionseinheit kommu¬ nikativ zur Vereinbarung einer Transaktion betreffend einer zu übertragenden Menge an Energie mit dem Energienutzer (3a) verbunden ist,
wobei die vereinbarte Menge an Energie über das Elektro- kabel abführbar ist und über den Elektroanschluss dem Ener¬ gienutzer zuführbar ist.
12. Netzwerk-System gemäß Anspruch 11, umfassend:
wobei der Energienutzer (3a) und eine weitere Vorrichtung (la) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst, wobei die Transaktionseinheit der weiteren Vorrichtung kommunikativ zur Vereinbarung der Transaktion mit der Transaktionseinheit des Energieerzeugers verbunden ist.
13. Verfahren eines Steuerns eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeuger- netz (3) mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher, aufweisend: Kommunizieren zwischen dem Energieerzeuger und dem Energieverbraucher, um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren;
Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie Regeln eines Zuführens bzw. Abführen der vorgegebenen Menge an Energie über ein Elektrokabel, insbesondere ausge¬ steuert über eine Logikeinheit (23) .
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