PL239162B1

PL239162B1 - Układ i sposób identyfikacji podłączonego odbiornika

Info

Publication number: PL239162B1
Application number: PL426912A
Authority: PL
Inventors: Piotr Olesiński; Jakub Kitowski
Original assignee: Jakub Kitowski; Olesinski Piotr
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2021-11-08
Also published as: PL426912A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest układ do identyfikacji podłączonego odbiornika, zwłaszcza do identyfikacji i obsługi odbiorcy energii elektrycznej, zawierający wtyczkę (1) odbiornika połączoną elektrycznie z odbiornikiem oraz urządzenie (2) zasilania połączone z siecią elektroenergetyczną i wyposażone w gniazdo (3) zasilania oraz sterownik (4), przy czym wtyczka (1) odbiornika zawiera nadajnik (5) krótkiej odległości, a urządzenie (2) zasilania zawiera odbiornik (6) krótkiej odległości połączony ze sterownikiem (4), przy czym urządzenie (2) zasilania zawiera ponadto układ (7) przełączania włączony pomiędzy gniazdem (3) zasilania a siecią elektroenergetyczną i połączony ze sterownikiem (4). Przedmiotem wynalazku jest również sposób identyfikacji podłączonego odbiornika realizowany w tym układzie.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ i sposób identyfikacji podłączonego odbiornika, w szczególności do identyfikacji i obsługi odbiorcy energii elektrycznej. Wynalazek znajduje zastosowanie między innymi w przystaniach na jachty przy podłączaniu jednostek pływających do stacjonarnego przyłącza energii elektrycznej, na polach kempingowych oraz w urządzeniach ładujących przeznaczonych dla pojazdów elektrycznych, przy identyfikacji odbiorcy, na którego konto przypisana ma być pobrana energia elektryczna.

Obecnie użytkownicy pól kempingowych i przystani na jachty chcąc podłączyć się do stacjonarnego przyłącza energii elektrycznej wnoszą określoną zryczałtowaną opłatę za energię elektryczną. Brak możliwości identyfikacji odbiornika powoduje jednak pojawianie się częstych problemów kradzieży energii elektrycznej.

Ponadto, rosnąca popularność, a tym samym liczba, pojazdów elektrycznych powoduje powolne uwolnienie dostępu do zewnętrznych ładowarek dla tego typu pojazdów. Obecnie nie ma możliwości identyfikacji podłączonego pojazdu, a tym samym rozliczenia zużytej energii na konto rozliczeniowe danego użytkownika.

W amerykańskim patencie US4700188A ujawniono układ do pomiaru energii elektrycznej dostarczanej przez sieć rozdzielczą do użytkowników, za pomocą którego można wykryć nielegalnych odbiorców energii elektrycznej pobieranej z sieci dystrybucyjnej. W przedstawionym układzie zastosowano dwie grupy mierników, przy czym jedne mierniki zainstalowane są bezpośrednio u indywidualnego użytkownika, zaś drugie zainstalowane są dla kilku wybranych użytkowników. Wspomniane mierniki umieszczone są na przewodach elektrycznych pomiędzy źródłem energii a węzłem skupiającym przewody kilku indywidualnych użytkowników. Układ zawiera ponadto centralnie zlokalizowany procesor monitorujący, który poprzez sieć komunikacyjną skomunikowany jest z miernikami. Poprzez nadawanie i odbiór odpowiednich komunikatów następuje identyfikacja miejsca nielegalnego poboru energii w sieci dystrybucyjnej.

Z opisu polskiego patentu PL193 866B1 znany jest układ zabezpieczający sieć rozdzielczą niskiego lub średniego napięcia przed nielegalnym poborem energii elektrycznej, przy czym układ zabezpieczający zawiera urządzenia zabezpieczające, rozmieszczone pomiędzy nadawcą energii elektrycznej a jej legalnym odbiorcą. Wspomniany układ ma włączone do części sieci rozdzielczej znajdującej się w strefie przed licznikiem użytkownika, dwa człony, z których jeden stanowi koder wyposażony w sterowany inwertor kodujący, zaś drugi stanowi dekoder wyposażony w sterowany inwertor dekodujący, przy czym do wejścia sterującego sterowanego inwertora kodującego kodera, przyłączony jest człon generowania kodu, a oba sterowane inwertory kodujący kodera i dekodujący dekodera są ze sobą zsynchronizowane.

Z kolei w opisie patentowym PL221406B1 ujawniono układ do wykrywania nielegalnego poboru energii elektrycznej w sieci jednofazowej, przy czym wspomniany układ ma wpięte, pomiędzy przyłączem a licznikiem energii elektrycznej, po dwa filtry pasmowo zaporowe, natomiast pomiędzy filtrami na przewodzie fazowym jest wpięty generator wysokiej częstotliwości poprzez filtr przepustowy, a pomiędzy filtrami na przewodzie zerowym jest wpięty detektor wysokiej częstotliwości poprzez filtr przepustowy. Przedstawiony układ umożliwia oznakowanie energii przesyłanej w wewnętrznej linii zasilającej, a w przypadku nielegalnego poboru energii wykrycie tego zdarzenia oraz sygnalizację wykrytego poboru.

Z amerykańskiego dokumentu patentowego US2010241560A1 znany jest sposób, układ i urządzenie do dystrybucji energii elektrycznej do pojazdów elektrycznych oraz do monitorowania i automatycznego rozliczania jej zużycia. Przedstawiony układ obejmuje wtyczkę odbiornika, zawierającą nadajnik krótkiej odległości, urządzenie zasilania, zawierające odbiornik krótkiej odległości, połączony ze sterownikiem, przy czym urządzenie zasilania zawiera dodatkowo układ przełączania włączony pomiędzy gniazdem zasilania a siecią elektroenergetyczną, przy czym układ przełączania połączony jest ze sterownikiem. Dodatkowo ujawniony układ realizuje sposób, w którym dostarcza się energię z zewnętrznego urządzenia z wtyczką dla ładowania pojazdu. Następnie do serwera komputera przekazuje się informację o ilości dostarczonej do pojazdu energii elektrycznej, przy czym serwer uzyskuje dostęp do bazy danych i określa cenę za zużytą energię elektryczną. Dodatkowo serwer komputera łączy się z kontem powiązanym z ładowanym pojazdem i reguluje należność za zużytą energię elektryczną.

PL 239 162 B1

Problemem technicznym stawianym przed niniejszym wynalazkiem jest zaproponowanie takiego układu i sposobu identyfikacji podłączonego odbiornika, który umożliwi niezawodną i pewną identyfikację odbiornika podłączonego do sieci energetycznej. Dodatkowo istotne jest, aby układ i sposób identyfikacji podłączonego odbiornika pozwalały na pomiar pobranej energii elektrycznej oraz stosowanie ograniczeń dostarczania energii elektrycznej, w oparciu o dane przypisane danemu odbiornikowi. Ponadto pożądane jest zapewnienie wygodnego i prostego sposobu przesyłania informacji o zużytej energii elektrycznej przez dany odbiornik, jak również o pracy układu do dostawcy tej usługi. Nieoczekiwanie, wspomniane problemy techniczne rozwiązał prezentowany wynalazek.

Pierwszym przedmiotem wynalazku jest układ do identyfikacji podłączonego odbiornika, zwłaszcza do identyfikacji i obsługi odbiorcy energii elektrycznej, zawierający wtyczkę odbiornika połączoną elektrycznie z odbiornikiem oraz urządzenie zasilania połączone z siecią elektroenergetyczną i wyposażone w gniazdo zasilania oraz sterownik, przy czym wtyczka odbiornika zawiera nadajnik krótkiej odległości, a urządzenie zasilania zawiera odbiornik krótkiej odległości połączony ze sterownikiem, przy czym urządzenie zasilania zawiera ponadto układ przełączania włączony pomiędzy gniazdem zasilania a siecią elektroenergetyczną i połączony ze sterownikiem, charakteryzujący się tym, że nadajnik krótkiej odległości stanowi osobny moduł nakładany na wtyczkę odbiornika.

W korzystnej realizacji wynalazku układ przełączania zawiera dodatkowo układ pomiaru poboru energii elektrycznej.

Korzystnie urządzenie zasilania ma postać gniazda podtynkowego.

W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku urządzenie zasilania połączone jest z siecią elektroenergetyczną za pośrednictwem wtyczki elektrycznej.

W następnej korzystnej realizacji wynalazku urządzenie zasilania zawiera dodatkowo co najmniej jeden moduł komunikacji dalekiego zasięgu połączony ze sterownikiem.

Korzystnie moduł komunikacji dalekiego zasięgu jest wybrany z grupy obejmującej moduł komunikacji 2G, 3G, LTE, NarrowBand, ZigBee, LoRa.

Równie korzystnie urządzenie zasilania zawiera dodatkowo moduł komunikacji lokalnej połączony ze sterownikiem.

Jeszcze korzystniej moduł komunikacji lokalnej obejmuje moduł Bluetooth.

W korzystnej realizacji wynalazku urządzenie zasilania zawiera dodatkowo moduł GPS połączony ze sterownikiem.

W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku komunikacja między nadajnikiem krótkiej odległości odbiornikiem krótkiej odległości odbywa się za pośrednictwem fal radiowych, światła, fal magnetycznych, przepływu prądu elektrycznego lub kontaktu fizycznego.

W następnej korzystnej realizacji wynalazku nadajnik krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem krótkiej odległości w technologii NFC lub RFID.

W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku nadajnik krótkiej odległości stanowi źródło światła, korzystnie diodę LED, a odbiornik krótkiej odległości stanowi odbiornik światłoczuły, korzystnie fotodiodę.

Korzystnie nadajnik krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem krótkiej odległości w technologii PLC.

Równie korzystnie nadajnik krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem krótkiej odległości za pośrednictwem fizycznych styków.

Jeszcze korzystniej sieć elektroenergetyczna stanowi sieć jednofazową lub trójfazową.

Drugim przedmiotem wynalazku jest sposób identyfikacji podłączonego odbiornika, zwłaszcza do identyfikacji i obsługi odbiorcy energii elektrycznej obejmujący etapy, w których podłącza się wtyczkę odbiornika do gniazda zasilania w urządzeniu zasilania podłączonym do sieci elektroenergetycznej, przy czym sposób obejmuje dodatkowo etapy, w których:

a) wykrywa się sygnał identyfikacyjny z nadajnika krótkiej odległości umieszczonego na wtyczce odbiornika przez odbiornik krótkiej odległości, zawarty w urządzeniu zasilania,

b) na podstawie odebranego sygnału identyfikacyjnego za pośrednictwem sterownika przełącza się układ przełączania włączony pomiędzy siecią elektroenergetyczną a gniazdem zasilania, przy czym w przypadku, gdy sygnał identyfikacyjny jest zgodny z sygnałem zakodowanym w sterowniku przełącza się układ przełączania w stan przewodzenia, natomiast w przypadku, gdy sygnał identyfikacyjny nie jest zgodny z sygnałem zakodowanym w sterowniku pozostawia się układ przełączania w stanie nieprzewodzenia,

PL 239 162 B1 charakteryzujący się tym, że nadajnik krótkiej odległości stanowi osobny moduł, przy czym przed etapem podłączania wtyczki odbiornika do gniazda zasilania, na wtyczkę odbiornika nakłada się nadajnik krótkiej odległości.

W kolejnej korzystnej realizacji wynalazku pomiar zużytej energii elektrycznej wysyła się do dostawcy usługi za pośrednictwem modułu komunikacji dalekiego zasięgu i/lub modułu komunikacji lokalnej połączonego ze sterownikiem.

W następnej korzystnej realizacji wynalazku moduł komunikacji dalekiego zasięgu jest wybrany z grupy obejmującej moduł komunikacji 2G, 3G, LTE, NarrowBand, ZigBee, LoRa.

Korzystnie moduł komunikacji lokalnej obejmuje moduł Bluetooth.

Równie korzystnie wraz z pomiarem zużytej energii elektrycznej wysyła się do dostawcy usługi współrzędne urządzenia zasilania, pobrane za pomocą modułu GPS połączonego ze sterownikiem.

Jeszcze korzystniej komunikacja między nadajnikiem krótkiej odległości a odbiornikiem krótkiej odległości odbywa się za pośrednictwem fal radiowych, światła, fal magnetycznych, przepływu prądu elektrycznego lub kontaktu fizycznego.

W korzystnej realizacji wynalazku nadajnik krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem krótkiej odległości w technologii NFC lub RFID.

W następnej korzystnej realizacji wynalazku nadajnik krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem krótkiej odległości w technologii PLC.

Korzystnie nadajnik krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem krótkiej odległości za pośrednictwem fizycznych styków sprężynowych.

Równie korzystnie sieć elektroenergetyczna stanowi sieć jednofazową lub trójfazową.

Przedmiotowy wynalazek stanowi rozwiązanie umożliwiające identyfikację podłączanego użytkownika do sieci oraz pomiar zużycia przez niego energii elektrycznej poprzez urządzenie zasilania. Identyfikacja odbiorcy odbywa się poprzez wbudowany odbiornik krótkiej odległości w urządzeniu zasilania oraz nadajnik krótkiej odległości umieszczony w lub na wtyczce odbiornika. Nadajnik krótkiej odległości może być zintegrowany we wtyczce odbiornika lub może stanowić osobne urządzenie montowane do wtyczki odbiornika. Urządzenie zasilania umożliwia dostawcy usługi odczyt aktualnego wskazania i rejestru danych pomiarowych. Układem nadajnik-odbiornik krótkiej odległości może być jedno z rozwiązań technicznych wykorzystujących: fale radiowe np. technologię NFC lub RFID; fale elektromagnetyczne z zakresu fal świetlnych np. poprzez zastosowanie czujnika światłoczułego i diody; fale magnetyczne poprzez stosowanie karty chipowej/magnetycznej na wtyczce i wbudowanego w urządzenie czytnika tej technologii (użytkownik posiada kartę ze swoim identyfikatorem i urządzenie po odczytaniu go zapamiętuje i włącza podawanie energii elektrycznej do gniazda); Powerline (PLC) - poprzez odpowiednią modulację sygnału prądu AC możliwe jest przesłanie danych (w tym np. identyfikator) między odbiornikiem energii elektrycznej a źródłem (urządzeniem zasilania); fizyczne wykorzystanie przewodzenia wtyczki, tj. w pierwszej kolejności do wymiany i negocjacji danych pomiędzy odbiornikiem a urządzenie zasilania, a następnie wykonanie przełączenia w tradycyjny przesył energii elektrycznej; fizyczne styki, np. sprężynowe, umieszczone wewnątrz wtyczki/gniazda.

Technologia Powerline (PLC) to technologia oparta na przesyłaniu równolegle z napięciem zasilającym o częstotliwości 50 (lub 60) Hz sygnału z danymi, przy czym sygnał z danym posiada o wiele wyższą częstotliwość (od kilku kHz do kilkudziesięciu MHz). Taki sygnał z danymi jest wyodrębniany w odpowiednim układzie detekcji, a poprzez prostą obróbkę danych sygnał ten zamieniany jest na sygnał identyfikacyjny odbiorcy.

W technologii fizycznego wykorzystania przewodzenia wtyczki układ na początku wykorzystuje klasyczne „bolce” we wtyczce do transmisji (przesłania) danych np. sygnału identyfikacji, przykładowo za pomocą transmisji typu „1 Wire”. Po poprawnym odczycie, odbiornik jest przełączany w „klasyczny” tor odbioru energii elektrycznej przykładowo 230V (przez np. wbudowane przekaźniki), a dopiero po tym układ podaje energię elektryczną o napięciu wynoszącym 230V.

Dodatkowo urządzenie zasilania (lub którykolwiek z jego elementów składowych) lub nadajnik krótkiej odległości we wtyczce odbiornika, ma możliwość przechowywania (w zależności od konfiguracji) oprócz identyfikatora odbiorcy, limitu jednostek energii (tzw. kredytów), które urządzenie zasilania może udostępnić. Urządzenie zasilania ma możliwość na bieżąco (w trybie rzeczywistym) dokonywać pomiaru zużycia energii elektrycznej i porównywać stan z kredytami zapisanymi w urządzeniu zasilania. W razie

PL 239 162 B1 przekroczenia limitu jednostek energii elektrycznej urządzenie zasilania odcina dopływ energii elektrycznej do odbiornika.

Wszystkie odczytane informacje (sygnał identyfikacji) o podłączonym odbiorcy (odbiorniku) energii elektrycznej i jego aktualne zużycie energii elektrycznej analizowane jest lokalnie w sterowniku (realizowanym przykładowo poprzez odpowiedni układ logiczny, procesor, itp.) i/lub zdalnie poprzez przesyłanie za pośrednictwem modułu komunikacji dalekiego zasięgu do dostawcy usługi, do jego systemu informatycznego.

Urządzenie zasilania zawarte w układzie do identyfikacji podłączonego odbiornika według niniejszego wynalazku może być podłączane do sieci elektroenergetycznej poprzez wtyczkę elektryczną, przy czym rodzaj wtyczki elektrycznej nie stanowi w tym przypadku ograniczenia i możliwe jest zastosowanie dowolnej znanej wtyczki elektrycznej, standardowej lub nie, dedykowanej dla danego terytorium lub zastosowania.

Co więcej, urządzenie zasilania zawarte w układzie do identyfikacji podłączonego odbiornika według niniejszego wynalazku może być zrealizowane jako urządzenie wbudowane np. w postaci gniazda podtynkowego, umieszczone w puszce podtynkowej, zewnętrznej obudowie w formie przedłużacza, itp.

Układ i sposób identyfikacji podłączonego odbiornika według niniejszego wynalazku zapewnia niezawodną i szybką identyfikację podłączonego odbiornika oraz w dalszych funkcjonalnościach pomiar zużycia energii elektrycznej przez podłączonego odbiornik i dostarczanie energii w oparciu o ustalone limity dla danego odbiornika.

Przykładowe realizacje wynalazku zaprezentowano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu do identyfikacji podłączonego odbiornika według pierwszego przykładu realizacji niniejszego wynalazku, fig. 2 przedstawia schemat układu do identyfikacji podłączonego odbiornika według drugiego przykładu realizacji niniejszego wynalazku, fig. 3 przedstawia schemat układu do identyfikacji podłączonego odbiornika według trzeciego przykładu realizacji niniejszego wynalazku, fig. 4 przedstawia w widoku aksonometrycznym fizyczną realizację układu do identyfikacji podłączonego odbiornika według jednego przykładu realizacji niniejszego układu, natomiast fig. 5 przedstawia w widoku aksonometrycznym fizyczną realizację układu do identyfikacji podłączonego odbiornika według innego przykładu realizacji niniejszego układu.

P r z y k ł a d 1

Na fig. 1 przedstawiono schemat układu do identyfikacji podłączonego odbiornika według pierwszego przykładu realizacji niniejszego wynalazku. W ogólności układ do identyfikacji podłączonego odbiornika zawiera wtyczkę 1 odbiornika, połączoną elektrycznie z odbiornikiem oraz urządzenie 2 zasilania, połączone elektrycznie z siecią elektroenergetyczną, np. siecią jednofazową. Wtyczka 1 odbiornika wyposażona jest w nadajnik 5 krótkiej odległości, zapewniający sygnał identyfikacji. Urządzenie 2 zasilania zawiera z kolei gniazdo 3 zasilania, komplementarne z wtyczką 1 odbiornika. W pobliżu gniazda 3 zasilania rozmieszczony jest odbiornik 6 krótkiej odległości, tworzący wraz z nadajnikiem 5 krótkiej odległości umieszczonym na wtyczce 1 odbiornika, układ nadajnik-odbiornik krótkiej odległości. Odbiornik 6 krótkiej odległości połączony jest ze sterownikiem 4. Układ 7 przełączania połączony jest z kolei z jednej strony z gniazdem 3 zasilania, a z drugiej z siecią elektroenergetyczną, poprzez wtyczkę elektryczną 8. Układ 7 przełączania połączony jest ponadto ze sterownikiem 4.

W niniejszym przykładzie realizacji komunikacja między nadajnikiem 5 krótkiej odległości a odbiornikiem 6 krótkiej odległości odbywa się za pośrednictwem fal radiowych, realizowanych w technologii NFC. W szczególności, jak przedstawiono na fig. 4, obrazującej w widoku aksonometrycznym fizyczną realizację układu do identyfikacji podłączonego odbiornika, nadajnik 5 krótkiej odległości stanowi osobny moduł nakładany na wtyczkę 1 odbiornika, z kolei odbiornik 6 krótkiej odległości stanowi detektor NFC w postaci pierścienia rozciągającego się wokół gniazda 3 zasilania w urządzeniu 2 zasilania. W alternatywnej realizacji komunikacja między nadajnikiem 5 krótkiej odległości a odbiornikiem 6 krótkiej odległości może odbywać się za pośrednictwem fal radiowych, realizowanych w technologii RFID, wówczas nadajnik 5 krótkiej odległości stanowi odpowiedni nadajnik RFID, a odbiornik 6 krótkiej odległości stanowi odpowiedni odbiornik RFID.

Sposób identyfikacji podłączonego odbiornika według pierwszego przykładu realizacji niniejszego wynalazku, realizowany w przedstawionym powyżej układzie do identyfikacji podłączonego odbiornika, przebiega następująco. Po włożeniu do gniazda 3 zasilania kompatybilnej wtyczki 1 odbiornika urządzenie 2 zasilania, podłączone za pośrednictwem wtyczki elektrycznej 8 do sieci elektroenergetycznej, odczytuje identyfikator (sygnał identyfikacji) za pomocą układu nadajnik-odbiornik krótkiej odległości,

PL 239 162 B1 realizowanego za pośrednictwem nadajnika 5 krótkiej odległości umieszczonego na wtyczce 1 odbiornika oraz odbiornika 6 krótkiej odległości wbudowanego w urządzenie 2 zasilania. Wykryty przez odbiornik 6 krótkiej odległości sygnał identyfikacji przekazywany jest do sterownika 4, gdzie następuje porównanie sygnału identyfikacji z wzorcem zakodowanym w sterowniku 4 (przykładowo w jego pamięci). Gdy sygnał identyfikacji zostanie uznany za zgodny z wzorcem, sterownik 4 powoduje przełączenie układu 7 przełączania w stan przewodzenia, co powoduje dostarczenie energii elektrycznej z sieci elektroenergetycznej do gniazda 3 zasilania. W przypadku, gdy sygnał identyfikacji nie jest zgodny z wzorcem, sterownik 4 pozostawia układ 7 przełączania w stanie nieprzewodzenia, co w konsekwencji prowadzi do zablokowania dostarczania energii elektrycznej do gniazda 3 zasilania i podłączonego do niego odbiornika.

P r z y k ł a d 2

Na fig. 2 przedstawiono schemat układu do identyfikacji podłączonego odbiornika według drugiego przykładu realizacji niniejszego wynalazku. W ogólności układ do identyfikacji podłączonego odbiornika stanowi konstrukcję podobną do układu do identyfikacji podłączonego odbiornika przedstawionego w pierwszym przykładzie realizacji. Zasadniczą różnicę pomiędzy wskazywanymi układami stanowi obecność modułu 9 komunikacji dalekiego zasięgu w układzie według drugiego przykładu realizacji. Moduł 9 komunikacji dalekiego zasięgu połączony jest ze sterownikiem 4 i w niniejszym przykładzie realizacji oparty jest na module komunikacji LTE. W alternatywnych realizacjach jako moduł 9 komunikacji dalekiego zasięgu można zastosować moduły w technologii 2G, 3G, NarrowBand, LoRa czy ZigBee. Ponadto w układzie do identyfikacji podłączonego odbiornika według drugiego przykładu realizacji układ 7 przełączania zawiera dodatkowo układ pomiaru poboru energii elektrycznej. Oprócz tego, sieć elektroenergetyczna, do której podłączone jest urządzenie 1 zasilania stanowi sieć trójfazową.

W niniejszym przykładzie realizacji komunikacja między nadajnikiem 5 krótkiej odległości a odbiornikiem 6 krótkiej odległości odbywa się za pośrednictwem fal elektromagnetycznych z zakresu fal świetlnych. W tym przypadku nadajnik 5 krótkiej odległości stanowi źródło światła, np. diodę LED, a odbiornik 6 krótkiej odległości stanowi odbiornik światłoczuły, np. fotodiodę. Sygnał identyfikacji nadawany jest za pośrednictwem diody LED (np. sygnał dyskretny) i detekowany jest przez fotodiodę, gdzie po odpowiedniej obróbce może być porównywany z zapisanym wzorcem.

Sposób identyfikacji podłączonego odbiornika według drugiego przykładu realizacji niniejszego wynalazku, realizowany w przedstawionym powyżej układzie do identyfikacji podłączonego odbiornika, przebiega podobnie do sposobu przedstawionego w pierwszym przykładzie realizacji wynalazku. Zasadniczą różnicę stanowi to, że w przypadku, gdy wykryty przez odbiornik 6 krótkiej odległości sygnał identyfikacyjny jest zgodny z zapisanym wzorcem, układ 7 przełączania wysterowywany jest przez sterownik 4 w stan przewodzenia i jednocześnie zliczana jest (mierzona jest) zużyta energia elektryczna za pomocą układu pomiaru poboru energii elektrycznej, zawartego w układzie 7 przełączania. Dane na temat identyfikacji podłączonego odbiornika oraz zużytej energii (na bieżąco lub po zakończeniu podłączenia) wysyłane są za pośrednictwem modułu 9 komunikacji dalekiego zasięgu do dostawcy usługi. W niniejszym przykładzie realizacji układ do identyfikacji odbiornika może działać na zasadzie „prepaid”, gdzie w pamięci sterownika 4 (lub w zdalnych systemach komunikacyjnych dostępnych za pośrednictwem modułu 9 komunikacji dalekiego zasięgu) przechowywane są kredyty, stanowiące o limicie dostarczanej do odbiornika energii elektrycznej. Kredyty te są odczytywane przy identyfikacji odbiornika i dostarczana jest tylko energia elektryczna w ustalonym limicie.

P r z y k ł a d 3

Na fig. 3 przedstawiono schemat układu do identyfikacji podłączonego odbiornika według trzeciego przykładu realizacji niniejszego wynalazku. W ogólności układ do identyfikacji podłączonego odbiornika stanowi konstrukcję podobną do układu do identyfikacji podłączonego odbiornika przedstawionego w drugim przykładzie realizacji. Zasadniczą różnicę pomiędzy wskazywanymi układami stanowi obecność większej liczby modułów 9 komunikacji dalekiego zasięgu w układzie według trzeciego przykładu realizacji. W niniejszym przykładzie realizacji przewidziano trzy moduły 9 komunikacji dalekiego zasięgu, pracujące w technologii odpowiednio 2G/3G/LTE, NarrowBand oraz ZigBee, LoRa przy czym każdy z modułów 9 komunikacji dalekiego zasięgu podłączony jest niezależnie do wspólnego sterownika 4. Dodatkowo w urządzeniu 2 zasilania przewidziano moduł 10 komunikacji lokalnej realizowany za pośrednictwem modułu Bluetooth, również podłączony do sterownika 4. Ponadto, w urządzeniu 2 zasilania występuje również moduł 11 GPS połączony ze sterownikiem 4.

W niniejszym przykładzie realizacji komunikacja między nadajnikiem 5 krótkiej odległości a odbiornikiem 6 krótkiej odległości odbywa się za pośrednictwem fal magnetycznych. W tym przypadku

PL 239 162 B1 nadajnik 5 krótkiej odległości stanowi kartę chipową/magnetyczną umieszczoną na wtyczce 1 odbiornika, a odbiornik 6 krótkiej odległości stanowi czytnik kart chipowych/magnetycznych. W alternatywnych realizacjach możliwe jest zastosowanie innych technologii pozwalających na identyfikację odbiornika poprzez komunikację między nadajnikiem 5 krótkiej odległości a odbiornikiem 6 krótkiej odległości. Rozwiązania możliwe do zastosowanie dla tego celu obejmują: Powerline (PLC) - poprzez odpowiednią modulację sygnału prądu AC możliwe jest przesłanie danych (w tym np. identyfikator) między odbiornikiem energii elektrycznej a źródłem (urządzeniem 2 zasilania); fizyczne wykorzystanie przewodzenia wtyczki 1 odbiornika, tj. w pierwszej kolejności do wymiany i negocjacji danych pomiędzy odbiornikiem a urządzeniem 2 zasilania, a następnie wykonanie przełączenia w tradycyjny przesył energii elektrycznej; fizyczne styki, np. sprężynowe, umieszczone wewnątrz wtyczki 1 odbiornika oraz odpowiadającego jej gniazda 3 zasilania. Zastosowanie fizycznych styków do realizacji komunikacji między nadajnikiem 5 krótkiej odległości a odbiornikiem 6 krótkiej odległości zostało przedstawione w widok u aksonometrycznym na fig. 5, ilustrującej fizyczną realizację układu do identyfikacji podłączonego odbiornika. W przedstawionym szczególnym przypadku nadajnik 5 krótkiej odległości stanowi stały (nieruchomy) styk umieszczony na wtyczce 1 odbiornika, natomiast odbiornik 6 krótkiej odległości stanowi fizyczny styk np. w postaci sprężynowego bolca. Wprowadzenie wtyczki 1 odbiornika do gniazd 3 zasilania powoduje przemieszczenie sprężynowego styku stanowiącego odbiornik 6 krótkiej odległości o z góry ustaloną odległość, która może służyć za sygnał identyfikacyjny danego odbiornika.

Sposób identyfikacji podłączonego odbiornika według drugiego przykładu realizacji niniejszego wynalazku, realizowany w przedstawionym powyżej układzie do identyfikacji podłączonego odbiornika, przebiega podobnie do sposobu przedstawionego w drugim przykładzie realizacji wynalazku. Zasadniczą różnicę stanowi to, że dane przesyłane przez moduł 9 komunikacji dalekiego zasięgu mogą obejmować dodatkowo współrzędne geograficzne urządzenia 2 zasilania odczytane przez moduł 11 GPS. Ponadto możliwa jest komunikacja na kilku technologiach komunikacji lub wybór komunikacji odpowiedniej do danych potrzeb (2G/3G/LTE, NarrowBand, ZigBee LoRa). Co więcej, zastosowanie modułu 10 komunikacji lokalnej w postaci modułu Bluetooth pozwala na odczytywanie danych urządzenia 2 zasilania lokalnie, przykładowo podczas prac konserwacyjnych. Ponadto użytkownik ma możliwość podłączenia się lokalnie z urządzeniem 2 zasilania poprzez wspomniany moduł 10 komunikacji l okalnej stosując przykładowo telefon komórkowy i wgraną aplikację (np. Android, iOS). Przy jej pomocy może obserwować w trybie rzeczywistym status pracy urządzenia 2 zasilania i zbierać podstawowe statystyki.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ do identyfikacji podłączonego odbiornika, zwłaszcza do identyfikacji i obsługi odbiorcy energii elektrycznej, zawierający wtyczkę (1) odbiornika połączoną elektrycznie z odbiornikiem oraz urządzenie (2) zasilania połączone z siecią elektroenergetyczną i wyposażone w gniazdo (3) zasilania oraz sterownik (4), przy czym wtyczka (1) odbiornika zawiera nadajnik (5) krótkiej odległości, a urządzenie (2) zasilania zawiera odbiornik (6) krótkiej odległości połączony ze sterownikiem (4), przy czym urządzenie (2) zasilania zawiera ponadto układ (7) przełączania włączony pomiędzy gniazdem (3) zasilania a siecią elektroenergetyczną i połączony ze sterownikiem (4), znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości stanowi osobny moduł nakładany na wtyczkę (1) odbiornika.
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że układ (7) przełączania zawiera dodatkowo układ pomiaru poboru energii elektrycznej.
3. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że urządzenie (2) zasilania ma postać gniazda podtynkowego.
4. Układ według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że urządzenie (2) zasilania połączone jest z siecią elektroenergetyczną za pośrednictwem wtyczki elektrycznej (8).
5. Układ według któregokolwiek z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że urządzenie (2) zasilania zawiera dodatkowo co najmniej jeden moduł (9) komunikacji dalekiego zasięgu połączony ze sterownikiem (4).
6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że moduł (9) komunikacji dalekiego zasięgu jest wybrany z grupy obejmującej moduł komunikacji 2G, 3G, LTE, NarrowBand, ZigBee, LoRa.
7. Układ według któregokolwiek z zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że urządzenie (2) zasilania zawiera dodatkowo moduł (10) komunikacji lokalnej połączony ze sterownikiem (4).

PL 239 162 B1
8. Układ według zastrz. 7, znamienny tym, że moduł (10) komunikacji lokalnej obejmuje moduł Bluetooth.
9. Układ według któregokolwiek z zastrz. 1 do 8, znamienny tym, że urządzenie (2) zasilania zawiera dodatkowo moduł (11) GPS połączony ze sterownikiem (4).
10. Układ według któregokolwiek z zastrz. 1 do 9, znamienny tym, że komunikacja między nadajnikiem (5) krótkiej odległości a odbiornikiem (6) krótkiej odległości odbywa się za pośrednictwem fal radiowych, światła, fal magnetycznych, przepływu prądu elektrycznego lub kontaktu fizycznego.
11. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem (6) krótkiej odległości w technologii NFC lub RFID.
12. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości stanowi źródło światła, korzystnie diodę LED, a odbiornik (6) krótkiej odległości stanowi odbiornik światłoczuły, korzystnie fotodiodę.
13. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że nadajnik (5)krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem (6) krótkiej odległości w technologii PLC.
14. Układ według zastrz. 10, znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem (6) krótkiej odległości za pośrednictwem fizycznych styków sprężynowych.
15. Układ według któregokolwiek z zastrz. 1 do 14, znamienny tym, że sieć elektroenergetyczna stanowi sieć jednofazową lub trójfazową.
16. Sposób identyfikacji podłączonego odbiornika, zwłaszcza do identyfikacji i obsługi odbiorcy energii elektrycznej obejmujący etapy, w których podłącza się wtyczkę (1) odbiornika do gniazda (3) zasilania w urządzeniu zasilania (2) podłączonym do sieci elektroenergetycznej, przy czym sposób obejmuje dodatkowo etapy, w których:

a) wykrywa się sygnał identyfikacyjny z nadajnika (5) krótkiej odległości umieszczonego na wtyczce (1) odbiornika przez odbiornik (6) krótkiej odległości, zawarty w urządzeniu (2) zasilania,

b) na podstawie odebranego sygnału identyfikacyjnego za pośrednictwem sterownika (4) przełącza się układ (7) przełączania włączony pomiędzy siecią elektroenergetyczną a gniazdem (3) zasilania, przy czym w przypadku, gdy sygnał identyfikacyjny jest zgodny z sygnałem zakodowanym w sterowniku (4) przełącza się układ (7) przełączania w stan przewodzenia, natomiast w przypadku, gdy sygnał identyfikacyjny nie jest zgodny z sygnałem zakodowanym w sterowniku (4) pozostawia się układ (7) przełączania w stanie nieprzewodzenia, znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości stanowi osobny moduł, przy czym przed etapem podłączania wtyczki (1) odbiornika do gniazda (3) zasilania, na wtyczkę (1) odbiornika nakłada się nadajnik (5) krótkiej odległości.
17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że w przypadku, gdy sygnał identyfikacyjny jest zgodny z sygnałem zakodowanym w sterowniku (4) zlicza się zużytą energię elektryczną za pomocą układu pomiaru poboru energii elektrycznej zawartego w układzie (7) przełączania.
18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że pomiar zużytej energii elektrycznej wysyła się do dostawcy usługi za pośrednictwem modułu (9) komunikacji dalekiego zasięgu i/lub modułu (10) komunikacji lokalnej połączonego ze sterownikiem (4).
19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że moduł (9) komunikacji dalekiego zasięgu jest wybrany z grupy obejmującej moduł komunikacji 2G, 3G, LTE, NarrowBand, ZigBee, LoRa.
20. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że moduł (10) komunikacji lokalnej obejmuje moduł Bluetooth.
21. Sposób według któregokolwiek z zastrz. 18 do 20, znamienny tym, że wraz z pomiarem zużytej energii elektrycznej wysyła się do dostawcy usługi współrzędne urządzenia (2) zasilania, pobrane za pomocą modułu (11) GPS połączonego ze sterownikiem (4).
22. Sposób według któregokolwiek z zastrz. 16 do 21, znamienny tym, że komunikacja między nadajnikiem (5) krótkiej odległości a odbiornikiem (6) krótkiej odległości odbywa się za pośrednictwem fal radiowych, światła, fal magnetycznych, przepływu prądu elektrycznego lub kontaktu fizycznego.
23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem (6) krótkiej odległości w technologii NFC lub RFID.

PL239 162 Β1
24. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości stanowi źródło światła, korzystnie diodę LED, a odbiornik (6) krótkiej odległości stanowi odbiornik światłoczuły, korzystnie fotodiodę.
25. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem (6) krótkiej odległości w technologii PLC.
26. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że nadajnik (5) krótkiej odległości komunikuje się z odbiornikiem (6) krótkiej odległości za pośrednictwem fizycznych styków.
27. Sposób według któregokolwiek z zastrz. 16 do 26, znamienny tym, że sieć elektroenergetyczna stanowi sieć jednofazową lub trójfazową.