WO2013186282A2 - Verfahren und vorrichtung zum management einer energieerzeugungseinheit - Google Patents

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Markus BRANDSTÖTTER
Andreas Stadler
Stefan MARTETSCHLÄGER
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    • Y04S20/20—End-user application control systems
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the management of energy generated by a power generation unit of a user's system.
  • Intelligent energy management is becoming increasingly important, especially for renewable energy sources.
  • energy in particular electrical energy
  • renewable resources especially from sunlight, wind power or hydropower generated.
  • the generation of energy is increasingly at least partially decentralized, whereby users or consumers not only consume energy, but also generate and feed themselves into an energy distribution network or power grid.
  • Generated energy which a user or consumer derives from a renewable energy source and which the respective user currently does not need, is fed into an energy distribution network, for example a public low-voltage network.
  • an energy distribution network for example a public low-voltage network.
  • a photovoltaic system can obtain electric current that the generating user can not or does not completely consume at the time of production.
  • the surplus energy can not be cached by the user since the user has no suitable energy store or the capacity of an energy store available to the user is insufficient to completely store the excess energy.
  • the user feeds the surplus energy into the energy supply network and is forced to purchase the energy or the electric current from the energy supply network at a later time, if his own energy source generating unit no longer supplies sufficient energy for the user's energy consumption units.
  • the invention provides an apparatus for managing energy generated by a power generation unit of a user's equipment, which is connected to a power supply network and to at least one energy consumption unit of the installation and has a programmable controller which generates a self-energy consumption of the energy generated by the energy generation unit by the energy consumption units controls the user's system.
  • the device according to the invention thus optimizes the intrinsic energy consumption of an energy generated by a power generation unit of a user's system. This also means that the profit of the plant is increased or optimized, since the expensive purchase of energy is kept to a minimum.
  • the efficiency of the entire power supply system is advantageously increased with a plurality of users, since the energy itself generated by a user's power generation unit is preferably consumed directly at the location or in the immediate vicinity of its generation, so that the amount of im Energy system and the associated energy transport losses are minimized.
  • a power exchange from the power generation unit and the power supply network is minimized.
  • the device according to the invention has the advantage for a user that he / she becomes more independent of a power supply through the energy supply network.
  • the power generation unit of the user's system recovers energy from a renewable resource.
  • This renewable resource can be sunlight or hydrogen for a fuel cell.
  • the programmable controller controls the user's energy consumption units in such a way that the proportion of energy generated by the energy generating unit of the user himself is the maximum of the energy consumed by the user's energy consumption units.
  • that portion of the energy generated by the user's energy generating unit, which is not consumed by the user's energy consumption units, is controlled by the programmable controller, fed into the power grid or buffered in a user's local energy store.
  • the controller is a programmable controller that executes a stored energy management program.
  • the stored energy management program is programmable via a programming interface.
  • the stored energy management program can be programmed in a text-based programming language.
  • the stored energy management program is programmed in a graphical programming language.
  • the stored energy management program which is executed by the programmable controller, has a text-based instruction list.
  • the stored energy management program which is executed by the programmable controller, has a structured text.
  • the stored energy management program which is executed by the programmable controller, has graphical function blocks.
  • the stored energy management program which is executed by the programmable controller, has a ladder diagram.
  • the stored energy management program which is executed by the programmable controller, has sequential functional flow diagrams.
  • the programming interface of the programmable controller is a local user interface for inputting the energy management program by a user.
  • the programmable controller programming interface is a network interface for receiving a power management program from a remote server.
  • the energy generated by the power generation unit is detected by a second detection unit and reported to the programmable controller of the device.
  • the energy consumed by at least one energy consumption unit of the user is detected by a third detection unit and reported to the programmable controller of the device.
  • operating data of the energy consumption units are transmitted via a data connection to the programmable controller for evaluation by the energy management program.
  • configuration parameter data of the energy consumption units are input or transmitted via the programming interface of the programmable controller for evaluation by the energy management program.
  • a direct current generated by the power generation unit is converted by a DC / AC converter of the device into a single- or multi-phase alternating current, which passes through the device to the energy consumption units of the user's system for their energy supply at least one power supply line is created.
  • the energy management program executed by the programmable controller controls switching devices provided between the power supply lines and the power units in time such that that portion of the energy generated by the power unit of the user himself / herself through the energy the user's energy consumption units is maximum.
  • the invention further provides a photovoltaic system with at least one device provided therein for the management of a power generated by at least one power generation unit of a user energy, which is connected to a power grid and at least one energy consumption unit of the user's system and has a programmable controller, which own energy consumption controls the energy generated by the power generation unit by the user's energy consumption units.
  • the device provided therein is a photovoltaic inverter with an integrated programmable controller which is connected to a solar module of the photovoltaic system.
  • the invention further provides a method with the features specified in claim 18.
  • the invention accordingly provides a method for carrying out an energy management for a power generation unit of a user's system which generates energy for feeding into a power supply network and for supplying own energy consumption units of the user's system, wherein a self-energy consumption of the energy generated by the energy consumption units of the user's system is set.
  • the own energy consumption of the energy produced is automatically maximized at the energy consumed by the energy consumption units of the user's plant.
  • the self-consumption of energy by the user's energy consumption units is set by an energy management program which is executed by a programmable controller.
  • FIG. 1 shows a block diagram for illustrating an embodiment of a device according to the invention for carrying out an energy management
  • FIG. 1 a block diagram for illustrating a further embodiment of a device according to the invention for performing an energy management
  • FIG. 1 a block diagram for illustrating a further embodiment of a device according to the invention for performing an energy management
  • FIG. 1 a block diagram for illustrating a further embodiment of a device according to the invention for performing an energy management
  • Diagrams for explaining the operation of the device according to the invention for performing an energy management using an application example a functional diagram as an application example of an energy management program, as it can be used in the inventive device and the method according to the invention for performing an energy management;
  • the system 1 of a user illustrated there has at least one power generation unit. 2, which generates energy from a renewable resource.
  • the energy generating unit 2 can, for example, generate energy from sunlight with the aid of solar modules.
  • the power generation unit 2 is connected to a device 3 for carrying out an energy management system for Energyerzeu ⁇ supply unit. 2
  • the device 3 has a programmable controller 4 integrated therein , as shown in FIG.
  • the device 3 is connected via local Energyversor ⁇ supply lines or power lines of a local Stromversor ⁇ supply network 5 with energy consumption units 6-1, 6-2 to the ⁇ position 1 of the user.
  • the device 3 is connected via a network connection 7 to a power supply network 8 ⁇ .
  • the number N of power-consuming units 6-i within the system 1 a user can variie ⁇ ren.
  • the system 1 is for example a home of a groove ⁇ decomp and has, as units of energy consumption at 6 household appliances such as a washing machine, an electric Boi ⁇ ler and other devices , For example, pumps or the like.
  • it may be in the plant 1 also to the plant of a company that wins locally with the aid of a power generation unit 2 energy from renewable resources Res ⁇ and working machines of the company operates as a power-consuming units 6-i.
  • Other typical case ⁇ games for units of energy consumption 6-i of a user are air conditioners, electric heaters, dishwashers, electric ⁇ herd and the like.
  • the power generation unit 2 may be, for example, one or more solar modules that generate a direct current DC from sunlight and deliver it to an inverter 3 that has a programmable controller 4 integrated therein.
  • the supplied by the solar module 2 direct current or the supplied DC voltage can be converted by means of a DC / AC module within the inverter 3 in an AC voltage of, for example, 230 volts.
  • This alternating voltage or alternating current AC ⁇ used to power the Energyvissein- units 6-i of the system 1 and can be coupled in the absence of energy demand via the network connection 7 in the power grid 8.
  • An AC output of the inverter 3 or the integrated therein DC / AC converter is connected via the local power supply lines 5 and the power connector 7 to the power grid 8 and provides a single- or multi-phase AC supply AC.
  • the grid connection 7 can also be formed by a grid feed unit or grid transfer unit which, for example, collects the AC outputs of several inverters 3 and transfers them jointly to the power grid 8.
  • the solar or photovoltaic module 2 converts sunlight into electrical energy, wherein the solar module consists of solar cells, which are connected in series or in parallel.
  • the inverter 3 generates a single-phase or three-phase alternating current or three-phase current from the supplied direct current.
  • the inverter 3 is also referred to as an inverter and has the function of making the obtained direct current DC usable as alternating current AC for the local electrical energy consumption units 6-i of the user's system.
  • a programmable controller 4 is integrated into the device 3 or the inverter 3.
  • the programmable controller 4 controls the energy consumption units 6-i of the user's equipment 1 in such a way that the proportion of energy generated by the energy production unit 2 of the user's equipment 1 itself is limited by the energy consumption units 6-1 of the equipment 1 the user consumes is maximum.
  • that portion which is generated by the energy generation unit 2 of the user's own plant 1, which is not consumed by the energy consumption units 6-i of the user's unit 1, is replaced by the programming unit.
  • Controlled control 4 of the device 3 controlled fed into the power grid 8 or alternatively cached in a local energy storage of the system of the user.
  • the programmable controller 4 integrated in the device 3 executes a stored energy management program that is programmed via a programming interface in a text-based or graphical programming language.
  • the energy management program present in the programmable logic controller 4 is a text-based instruction list AWL.
  • the stored energy management program can also be a structured text ST which is programmed in a structured control language SCL (Structured Control Language).
  • SCL Structured Control Language
  • the stored energy management program is programmed in a graphical programming language.
  • the stored energy management program, which is executed by the programmable controller 4 has a ladder diagram KOP.
  • the stored energy management program, which is executed by the programmable controller 4 has sequential function flow diagrams SFC (SFC: Sequential Function Chart).
  • the stored energy management program which is executed by the programmable controller 4 has graphical function blocks FBS or function block diagrams FBD.
  • the latter can execute energy management programs which are stored in different programs. languages, for example text or graphically based programming languages.
  • the device according to the invention can execute text-based energy management programs that are present in programming languages such as C, JAVA or SCRIPT.
  • this has a programming interface for the programmable controller 4.
  • This programming interface can be a local interface for inputting the energy management program by a user or an installer of the system 1.
  • the energy management program via so-called portable media such as a USB stick or SD card can be transmitted to the programmable controller 4.
  • the programming interface may include a network interface for receiving the power management program from a remote server.
  • the energy fed into the energy supply network 8 and a power drawn from the energy supply network 8 through the system 1 can be detected by an energy detection unit, in particular an electricity meter or a smart meter and reported to the programmable controller 4 of the device 3.
  • the energy generated by the power generation unit 2 for example, the electrical current generated by a solar module, detected by a second detection unit or a Stromer endeavorer and also reported to the programmable controller 4 of the device 3.
  • the system 1 thus has a production counter for detecting the energy produced and a feed-in counter for detecting the energy fed into the energy supply network 8.
  • the feed-in meter can be located, for example, in the power supply 7 of the system 1.
  • the production Counter detects the energy yield of the power generation unit 2, ie, for example, the solar power produced there.
  • the electricity not required by the energy consumption units 6-i is fed into the energy supply network 8. From the difference between the current detected by the production counter and the current detected by the feed-in meter, the own energy consumption of the plant 1 of the user results.
  • the energy consumed by at least one energy consumption unit 6 of the user is sensed by a third detection unit or an electricity meter and likewise reported to the programmable controller 4 of the device 3.
  • each energy consumption unit 6-i of the user has its own energy detection unit, which senses the energy consumption of the respective energy consumption unit 6 and reports it to the programmable controller 4.
  • a detection unit may be provided which detects the total energy consumption of all energy consumption units 6-i of the system 1 and transmits them to the programmable controller 4 for evaluation.
  • the operating data of the energy consumption units 6-i are transmitted via a data connection to the programmable controller 4 of the device 3 for evaluation by the energy management program.
  • the data connection may be a lo ⁇ cal data Appendix 1.
  • configuration parameter data of the energy consumption units 6-i are additionally input via the programming interface of the programmable controller 4 for evaluation by the energy management program executed there.
  • the energy management program executed by the programmable controller 4 controls switching devices which are provided between the power supply lines 5 and the energy consumption units 6.
  • these switching units are preferably controlled by the programmable controller 4 in such a way that the proportion of the energy generated by the energy generating unit 2 of the plant 1 itself to the energy that is consumed by the energy consumption units 6 of the system 1 is maximum.
  • the local power supply network or the power supply lines 5 may comprise one or more phase lines.
  • the energy consumption units 6-i of the plant 1 are household appliances which are plugged by an adapter into a conventional power socket of a household power network of a home or the like.
  • each adapter device may be located a switching device which switches one or more phase lines L in response to control commands, which receives the respective switching device from the programmable controller 4 of the device 3.
  • the programmable controller 4 is integrated in the device 3, in particular in the inverter 3 of the system 1.
  • the device 3, which carries out the energy management for the energy consumption units 6, does not necessarily have to be provided in an inverter 3 of the plant 1, but can be provided in any system component of the plant 1.
  • the device for carrying out an energy management of energy generated by a power generating unit of the user or the system 1 can also in the power supply 7, a known from the prior art string control, or a similar component of Annex 1 integrated - ie in a system component of Appendix 1.
  • FIG. 2 shows a further exemplary embodiment of a system 1 of a user with a device 3 provided therein for carrying out an energy management for a power generation unit 2 of the system 1.
  • an inverter 3 having a programmable controller 4 integrated therein is shown which executes an energy management program to control or adjust the own energy consumption of the energy generated by the power generation unit 2 by the power unit 6 of the plant 1.
  • the proportion of the energy generated by the energy generating unit 2 of the user's plant 1 itself to the consumed energy, which is consumed by the energy consumption units 6-1, 6-2 of the user's system 1 is maximized.
  • the energy supplied by the system 1 into the energy supply network 8 and the energy drawn from the energy supply network 8 by the system 1 is detected by a first detection unit 9 and reported to the programmable controller 4 of the device 3 via a data connection.
  • the first detection unit or the electricity meter 9 is integrated into the network connection 7 of the installation 1.
  • a second detection unit 10 is provided, which detects the AC current generated by the device 3 and reports to the programmable controller 4 via a data connection.
  • the detection unit 10 may also be arranged in front of the device 3, ie on the DC side, and detect the current I DC generated by the power generation unit 2 in a sensor-like manner.
  • the various energy consumption units 6-i of the user or of the installation 1 each have a detection unit 11 - 1, 11 - 2, which contains the
  • the detection unit 11-i can also be arranged before and / or after the energy consumption units 6-i and a common detection unit 11 for the energy consumption units 11 can be provided.
  • the detection units 11-i can also be integrated in a system component of the system 1.
  • the various detection units or sensors 9, 10, 11 can be connected to a data interface 12 of the device 3 via a common data connection, for example a data bus, as shown in FIG. 2.
  • the number and the arrangement of the detection units are individually adapted to the requirements of the energy consumption units 6.
  • a programming interface 13 via which a power management program can be entered into the programmable logic controller 4 of the device 3.
  • a programming interface 13 for example a local user interface
  • a user U for example an installer
  • Programmable controller 4 executes the inputted and stored power management program and accordingly controls the power unit 6-i.
  • each controllable switching devices 17-1, 17-2 are provided which are controlled by the programmable controller 4 such that the portion that by the power generation unit. 2 the plant itself generated by the user energy to a total consumption energy, which is consumed by the energy consumption units 6-i of the plant 1 of the user is maximum.
  • the switching devices 17-1, 17-2 contain therein integrated switches, which For example, be controlled by a control signal CRTL that outputs the programmable controller 4 via a control interface 18 to the switching devices 17-1, 17-2.
  • the switching devices 17-1, 17-2 may be included in a possible embodiment in adapter switching devices that are plugged into ordinary power sockets of a household or home and serve as an adapter for household appliances 6-1, 6-2.
  • the control signals CRTL for controlling the switching devices 17-1, 17-2 can be transmitted by the programmable controller 4 via a radio interface.
  • the energy consumption units 6 - 1, 6 - 2 of the system 1 can have power consumption sensors 11 - i integrated therein or attached thereto, which report the respective energy or power consumption via a radio interface to the programmable controller 4 of the device 3.
  • the power unit 6 can be supplied with power via a DC / AC module 14, which is integrated in the apparatus 3 and converts the direct current DC applied from the power generation unit 2 to a DC interface 15 of the apparatus 3 into an alternating current AC, which is supplied via an AC interface 16 of the device 3 and is supplied via local power supply lines 5 of the system 1 to the power units 6-i via one or more phase lines L can be realized.
  • a DC / AC module 14 is exemplified for one type of inverter 3. Other types include inverters without a transformer, which are well known in the art.
  • the system 1 additionally has a local energy store 19, for example a battery or a fuel cell, to which Device 3 may be connected.
  • the energy storage 19 is used for temporary storage of energy.
  • that portion of the energy generated by the energy generating unit 2 of the user's own equipment, which is not consumed by the energy consuming units 6-i of the user's equipment 1, is controlled by the programmable controller 4, fed into the power supply network 8 or cached in the local energy storage 19 of Appendix 1.
  • the energy is fed into the energy supply network 8 when the local energy storage device 19 no longer has or is filled with storage capacity.
  • the user U can switch by means of a corresponding input via his user interface in an island mode of operation, the system 1 is separated from the power supply network 8 and the excess energy is cached in the local energy storage 19.
  • the switching of the system 1 in the island operating mode for example, in case of failure of the power supply network 8 or when appropriate interference occurs automatically.
  • the programmable controller 4 receives configuration parameter data of the various energy consumption units 6-i of the user's system 1 via an interface, for example via the user interface 13.
  • the programmable controller 4 can receive operating data of the energy consumption units 6-i via a data connection, for example a radio interface or the like.
  • the programmable controller 4 of the device 3 additionally receives configuration parameter data and operating data of the local energy store 19 connected to the device 3.
  • device 3 additionally has, in addition to user interface 13, a radio interface 20 - for example WLAN - or another data interface to an external programming device 21, which transmits a programmed energy management program via interface 20 to programmable controller 4.
  • a programmer or user for example an installer or the like, can conveniently program an energy management program in a text-based or graphical programming language and transmit it to the programmable controller 4 of the device 3, for example a current inverter.
  • the programming device 21 may be a laptop or another mobile terminal, in particular also a smartphone.
  • the device 3 additionally has a network interface 22-for example Ethernet-which is connected to a data network 23, for example a local data network of a company.
  • a server 24 may be connected to the data network 23, a server 24 may be connected.
  • the programmable controller 4 downloads an energy management program from a database server 24.
  • the data network 23 is the Internet.
  • a corresponding energy management program can be downloaded from a database server 24 by a user U for the Operation of his plant 1 can be downloaded.
  • the energy management program for example, by the programmer of a service provider, generated or programmed and the user U are made available for his system 1.
  • the programmable controller 4 of the device 3 may provide the database server 24 with additional information that it considers for the provided or programmed power management program.
  • This additional information data can have, for example, configuration parameter data of the energy consumption units 6-i or of the energy storage units 19 of the installation 1.
  • recorded operating data of the energy consumption units 6-i which were reported to the programmable controller 4 during the previous operation of the system 1, can be transmitted to the database server 24.
  • predictions can be made about amounts of electricity from a photovoltaic system 2 of Appendix 1 can be generated.
  • database server 24 may also consider data from other servers, such as servers providing weather forecasting data.
  • the data generated by the energy acquisition units, in particular by the electricity production meter 10 can also be taken into account by the energy management program.
  • the interfaces 13, 20 and 22 may also optionally be combined in a single interface.
  • the device 3 according to the invention or the method according to the invention for carrying out an energy management based on the methods available data, which are supplied by the sensors or energy detection units, are evaluated for the calculation of simulation results about expected in the near future power consumption or energy consumption by the energy consumption units 6-i of Appendix 1, so that a self-energy consumption of the generation unit. 2 energy generated by the energy consumption units 6-i of the system 1 of the user calculated in advance by the energy management program and is controlled accordingly.
  • additional configuration parameter data for example energy production data of the system 1 or weather forecast data, which are obtained from a server 24, can be taken into account in the prognosis or simulation.
  • FIG. 5 shows diagrams for illustrating an exemplary application example of a method for carrying out an energy management according to the invention.
  • FIG. 5 a shows a diagram for illustrating an energy generated by a power generation unit 2 of the installation 1 over time.
  • the electrical power P or electrical energy E as a function of sunlight in the Ta ⁇ gesverlauf generated.
  • the power generated by a solar module at midday is relatively high and is zero at night. Therefore, the maximum of the power generated by the photovoltaic module 2 in the example shown in FIG. 5 is at midday, 12:00 noon.
  • the amplitude A or the current maximum as well as the shape of the generated energy characteristic curve can vary during the course of the day, as indicated in FIG. 5a.
  • the sky is cloudy on day 2 (D2), so that the generated energy of the photovoltaic module 2 is lower than on the sunny day 1 (D1).
  • 5b, 5c, 5d show by way of example the energies consumed by different energy consumption units 6-i of the system 1, which have a different course depending on the type of energy consumption unit.
  • Fig. 5b shows the time course of the energy or power consumption of a machine that is continuously operated during working hours, ie from 8:00 clock in the morning to 18:00 clock, by the user.
  • Fig. 5b shows the time course of the energy or power consumption of a machine that is continuously operated during working hours, ie from 8:00 clock in the morning to 18:00 clock, by the user.
  • FIG. 5b shows a typical energy or power consumption of a kitchen or canteen, which is operated mainly around noon around.
  • Fig. 5d shows an example of the power consumption by a washing machine, which is used by the user in the afternoon.
  • the energy management program according to the invention controls the internal energy consumption of the energy generated by the energy generating unit 2, as shown in FIG. 5 a, in such a way that the sum of the energy consumed by the energy consumption units 6 i is as congruent as possible with the generated energy curve, ie the proportion of the energy generated by the user's energy generating units 6 themselves of the energy consumed by the energy consuming units 6 is maximum.
  • the various energy consumption units 6-i have different consumption amplitudes A and power consumption times.
  • the power consumption periods or power consumption periods may be relatively fixed or vary depending on the type of consumption units 6-i.
  • the operating time of the kitchen or canteen is relatively fixed, since the kitchen must be operated at lunchtime.
  • the operating time of the washing machine is relatively variable, since it is largely irrelevant to the user when the washing machine is operated for washing the laundry after it has been filled. Therefore, the energy management program according to the invention can control the washing machine in such a way that the total energy consumption of all energy consumption units 6-i of the plant is as congruent as possible with the course of the energy produced by the energy generation unit 2. begat energy becomes.
  • the area integral of the energy generated by the energy generating unit 2 is brought as close as possible to the area integral of all connected to the device 3 energy units 6-i of the system 1, so that the own energy consumption of the user U is maximized.
  • the course of the energy generated by the energy generation unit 2 can vary, as shown in FIG. 5a.
  • the energy management program can largely freely control energy consumption by energy consumption units 6 in the case of many types of energy consumption units, for example washing machines or the like, during the course of the day, without the work result or the function of the respective energy consumption unit 6 suffering as a result.
  • the energy management program may initiate a washing process in the morning, at lunchtime or in the afternoon, depending on how much energy the energy generating unit 2 currently supplies.
  • the power consumption or the power can be continuously adjusted or controlled by the energy management program. For example, this can be done by a pulse width modulation of the charging current of a battery or by regulating the power of a heating element.
  • the energy management program from a recorded in the past energy consumption and forecast data also predict a expected for the next day power generation course and the power units 6 suitably control such that the own energy consumption is maximum.
  • unit 6 which gains energy from sunlight
  • the power generation periodically runs with a period of 24 hours.
  • the power generation is relatively irregular depending on weather conditions, for example, in the power generation from wind power.
  • the energy production is relatively constant.
  • the installation 1 has a plurality of energy generating units 2 which supply energy from different controllable resources, for example sunlight, wind power or water power.
  • the energy gained from the different resources forms an aggregated energy generation curve in which the different energy profiles are superimposed.
  • the programmable controller 4 controls the own energy consumption of the energy generated by the various energy generating units 2-i by the energy consuming units 6-i, preferably such that the proportion of the total energy generated by the energy generating units 2-i of the user's plant 1 the energy consumed by the various energy consumption units 6-i of the user's equipment 1 is maximum.
  • the intrinsic energy consumption of the system 1 on the energy generated is indicated to the user U via an interface, for example a graphic display or the like.
  • the energy management programs have graphic function blocks FBS or function block diagrams FBD in accordance with EN 61131-3, which represents a standard for programming languages of programmable controllers.
  • Fig. 6 shows a functional diagram of an electric heating boiler, which is operated as a power-consuming unit 6 in an on position 1 ⁇ a user U.
  • the heating boiler is a three-phase heater cartridge whose three phases Li, L2, are driven individually, a ⁇ by the programmable controller 4 L3 and use, for example, two kW.
  • an electric power P PV for example, a ge of a photovoltaic systems 2 supplied power consumed by means of comparators, which are represented as function blocks 013, 014, 015, with ei ⁇ ner or consumed power P k , which is supplied by an electric consumption meter, for example with SO output, compared.
  • the electric power can be generated at ⁇ game as directly by an inverter.
  • a temperature sensor for measuring the boiler temperature T b is provided in the illustrated application example of an electric boiler heater, which forms an electrical consumption unit 6 of the system 1.
  • the boiler heating should have a temperature around the clock or constantly ei ⁇ ne minimum temperature T m i n of 45 S C and for calcification reasons, which does not exceed a maximum temperature T max of 65 a C.
  • the boiler heater is operated in such a way that it is operated as far as possible with a power supplied by the photovoltaic module 2. As can be seen from Fig.
  • FIG. 7 is a diagram showing another application example of an energy management program that can be used in the method of the present invention.
  • 7 shows a functional circuit diagram with a plurality of functional modules FBS of an energy management program for a swimming pool pump 6 of a system 1.
  • the illustrated application example is thus a power consumption unit 6 in which it plays a subordinate role when the energy consumption unit 6 is operated.
  • the inverter 3 of Appendix 1 provides the currently generated power value P available.
  • a comparator 019 compares the current power of the energy consumption unit 6 and the threshold SW. If the power of the energy consumption unit 6, ie the swimming pool pump, is greater than or equal to the set threshold SW, enough power is supplied by the power generation unit 2 of the system 1 and the swimming pool pump can basically be operated as a power unit 6.
  • the output of the comparator 019 is linked in the illustrated application example with a function block 027, which performs a logical AND operation with a time signal that is supplied by a timer as a function block 026. With the help of the timer 026, it is possible to set any time specification by the user U.
  • the user U can set a time window between a time 6:00 o'clock and 18:00 o'clock, whereby the swimming pool pump 6 can be operated in this time window.
  • the illustrated application example with the aid of the energy management program, it is possible to manually switch on the energy consumption unit 6, ie the swimming pool pump 6.
  • "Manual operation" H is provided at an OR function block 025, via which the swimming pool pump 6 can be activated.
  • a ripple control receiver R Another input of the function module illustrated in FIG. 7 serves as an input for a ripple control receiver R, which offers the possibility of the swimming pool pump 6 via an output A on and off when nothing in the power grid 8 may be fed.
  • the energy management program ensures that the washing machine is supplied with as much photovoltaic power that is generated by a photovoltaic system 2 to increase the own energy consumption of the photovoltaic system 2. If the photovoltaic current leaves during the day, for example, due to bad weather, the washing machine is still operated in such a way that washed by the washing machine laundry is finished until the evening. For example, in one application, the washing machine is loaded as laundry unit 6 in the morning of the day or on the evening of the previous day with laundry and filled with detergent. On the evening of the wash day then the laundry should be finished by the washing machine.
  • the washing machine as the energy consumption unit 6 of the installation 1, does not start the washing process by simply applying the energy supply in accordance with the programmed energy management program.
  • the sequence for starting the washing machine runs in such a way that the washing machine is only supplied with power or energy when additionally a start button on the washing machine is actuated in order to start the washing process.
  • the washing machine can be started manually on the respective device.
  • the washing machine can start its washing program according to the control through the energy management program the supply of the washing machine are interrupted. Most of the existing washing machines interpret this circumstance as a power failure. When the power is restored, the washing machine continues its washing program.
  • the required input variables of the energy management program are the power consumption P w of the washing machine as energy consumption unit 6, the photovoltaic power P-PV of the energy production unit 2, the energy consumption P s by other or other energy units 6 of FIG Appendix 1 and eg a maximum washing time T max of the washing machine.
  • Other inputs are a first input PRG, which allows to program the washing machine and a second input F to release the washing process of the washing machine.
  • the output A of the energy management program shown in FIG. 8 makes it possible to switch the washing machine on or off as a power consumption unit 6, for example by means of a contactor or relay, as a switching unit.
  • the device 3 with the programmed controller 4 integrated therein can additionally be connected via a data network to a further server which supplies data of an electricity market, in particular electricity prices, which is fed by the installation 1 into a public power supply network 8 of an operator ,
  • the current fed in by the plant 1 per kW fed-in power can represent a certain price, for example 0.04 to 0.06 euros, as revenue for the user U, while the user U for the purchase of external power from the energy supply network 8 higher price of, for example, 0.25 euros.
  • the method according to the invention for carrying out an energy management ensures that the power which the user U or the installation 1 itself generates is also consumed by the installation 1 or its energy consumption units 6 itself.
  • the programmable controller 4 is read out of a local data memory by the energy management program, which is also exchangeable, for example.
  • the replaceable data storage may be a USB stick or a memory card.
  • the inventive method for performing an energy management allows control of the own energy consumption of the energy generated by the power generation unit 2 by the Energyvvisseinherten 6 of the system 1.
  • the control can be done in a possible embodiment variant during operation of the system 1.
  • the inventive method simulates the own energy consumption in a planning phase.
  • the simulation allows an optimization of the energy management program for the plant 1 in advance prior to commissioning of the plant 1.
  • the simulation can take into account further data, in particular weather forecast data or the position of the respective plant or the expected energy production curves of the power generation units 2 of Appendix 1.

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Abstract

Vorrichtung für eine Energieerzeugungseinheit einer Anlage eines Nutzers, die mit einem Energieversorgungsnetz und mit mindestens einer Energieverbrauchseinheit der Anlage des Nutzers verbunden ist und eine programmierbare Steuerung aufweist, welche einen Eigenenergieverbrauch der von der Energieerzeugungseinheit der Anlage erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten der Anlage des Nutzers steuert.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Management einer Energieerzeugungseinheit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Management einer von einer Energieerzeugungseinheit einer Anlage eines Nutzers erzeugten Energie.
Intelligentes Energiemanagement gewinnt zunehmend an Bedeutung, insbesondere bei erneuerbaren Ressourcen zur Energiegewinnung. Zur Versorgung von Nutzern bzw. Verbrauchern mit Energie, insbesondere elektrischer Energie, werden zunehmend Energie aus erneuerbaren Ressourcen, vor allem aus Sonnenlicht, Windkraft oder Wasserkraft erzeugt. Dabei erfolgt zunehmend die Energieerzeugung zumindest teilweise dezentral, wobei Nutzer bzw. Verbraucher nicht nur Energie verbrauchen, sondern auch selbst erzeugen und in ein Energieverteilungsnetz bzw. Stromnetz einspeisen. Dabei wird erzeugte Energie, welche ein Nutzer bzw. Verbraucher aus einer erneuerbaren Energiequelle gewinnt und die der jeweilige Nutzer momentan nicht benötigt, in ein Energieverteilungsnetz, beispielsweise ein öffentliches Niederspannungsnetz, eingespeist. Beispielsweise kann eine Photovoltaikanlage in Abhängigkeit von der Tageszeit und den Wetterbedingungen aus Sonnenlicht elektrischen Strom gewinnen, den der erzeugende Nutzer zum Zeitpunkt der Erzeugung nicht bzw. nicht vollständig verbrauchen kann. Die überschüssige Energie kann in vielen Fällen durch den Nutzer nicht zwischengespeichert werden, da der Nutzer über keinen geeigneten Energiespeicher verfügt bzw. die Kapazität eines beim Nutzer vorhandenen Energiespeichers nicht ausreicht, um die überschüssige Energie vollständig zwischenzuspeichern. In diesem Falle speist der Nutzer die überschüssige Energie in das Energieversorgungsnetz ein und ist gezwungen, zu einem späteren Zeitpunkt die Energie bzw. den elektrischen Strom aus dem Energieversorgungsnetz zu beziehen, wenn die eigene Energieer- zeugungseinheit nicht mehr ausreichend Energie für die Ener- gieverbrauchseinheiten des Nutzers liefert.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines Energiemanagements für eine Energieerzeugungseinheit einer Anlage eines Nutzers zu schaffen, bei der die von der Anlage des Nutzers erzeugte Energie dem Nutzer in effizienter Weise nachhaltig bereitgestellt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Die Erfindung schafft demnach eine Vorrichtung zum Management einer von einer Energieerzeugungseinheit einer Anlage eines Nutzers erzeugten Energie, die mit einem Energieversorgungsnetz und mit mindestens einer Energieverbrauchseinheit der Anlage verbunden ist und eine programmierbare Steuerung aufweist, welche einen Eigenenergieverbrauch der von der Energieerzeugungseinheit erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten der Anlage des Nutzers steuert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung optimiert somit den Eigen- energieverbrauch einer von einer Energieerzeugungseinheit einer Anlage des Nutzers erzeugten Energie. Dies hat auch zur Folge, dass der Profit der Anlage erhöht bzw. optimiert wird, da der teure Zukauf von Energie minimal gehalten wird.
Darüber hinaus wird vorteilhafterweise die Effizienz des gesamten Energieversorgungssystems mit einer Vielzahl von Nutzern gesteigert, da die selbst durch eine Energieerzeugungs- einheit eines Nutzers erzeugte Energie vorzugsweise direkt an dem Ort bzw. in der unmittelbaren Nähe ihrer Erzeugung verbraucht wird, so dass die Menge der im Energiesystem insgesamt transportierten Energie und die damit einhergehenden Energie- transportverluste minimiert werden. Somit kann gesagt werden, dass ein Stromaustausch von der Energieerzeugungseinheit und dem Energieversorgungsnetz minimal gehalten wird.
Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung für einen Nutzer den Vorteil, dass dieser von einer Energieversorgung durch das Energieversorgungsnetz unabhängiger wird.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewinnt die Energieerzeugungseinheit der Anlage des Nutzers Energie aus einer erneuerbaren Ressource.
Bei dieser erneuerbaren Ressource kann es sich um Sonnenlicht oder Wasserstoff für eine Brennstoffzelle handeln.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung steuert die programmierbare Steuerung die Energieverbrauchseinheiten des Nutzers derart an, dass der Anteil der durch die Energieerzeugungseinheit des Nutzers selbst erzeugten Energie an der Energie, welche durch die Energieverbrauchseinheiten des Nutzers verbraucht wird, maximal ist.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird derjenige Anteil der durch die Energieerzeugungseinheit des Nutzers selbst erzeugten Energie, welcher nicht durch die Energieverbrauchseinheiten des Nutzers verbraucht wird, durch die programmierbare Steuerung gesteuert, in das Energieversorgungsnetz eingespeist oder in einem lokalen Energiespeicher des Nutzers zwischengespeichert.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuerung eine programmierbare Steuerung, die ein gespeichertes Energiemanagementprogramm ausführt . Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das gespeicherte Energiemanagementprogramm über eine Programmierschnittstelle programmierbar.
Dabei kann das gespeicherte Energiemanagementprogramm in einer textbasierten Programmiersprache programmiert sein.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das gespeicherte Energiemanagementprogramm in einer graphischen Programmiersprache programmiert.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung ausgeführt wird, eine textbasierte Anweisungsliste auf.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung ausgeführt wird, einen strukturierten Text auf.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung ausgeführt wird, graphische Funktionsbausteine auf.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung ausgeführt wird, einen Kontaktplan auf.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung ausgeführt wird, sequentielle Funktionsablaufdiagramme auf. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Programmierschnittstelle der programmierbaren Steuerung eine lokale Nutzerschnittstelle zur Eingabe des Energiemanagementprogramms durch einen Nutzer.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Programmierschnittstelle der programmierbaren Steuerung eine Netzwerkschnittstelle zum Empfang eines Energiemanagementprogramms von einem entfernten Server.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die in das Energieversorgungsnetz eingespeiste Energie und eine aus dem Energieversorgungsnetz be¬ zogene Energie durch eine erste Erfassungseinheit erfasst und an die programmierbare Steuerung der Vorrichtung gemeldet.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die durch die Energieerzeugungseinheit erzeugte Energie durch eine zweite Erfassungseinheit erfasst und an die programmierbare Steuerung der Vorrichtung gemeldet.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die durch mindestens eine Energieverbrauchseinheit des Nutzers verbrauchte Energie durch eine dritte Erfassungseinheit erfasst und an die programmierbare Steuerung der Vorrichtung gemeldet.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden Betriebsdaten der Energieverbrauchs- einheiten über eine Datenverbindung an die programmierbare Steuerung zur Auswertung durch das Energiemanagementprogramm übertragen . Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden Konfigurationsparameterdaten der Energieverbrauchseinheiten über die Programmierschnittstelle der programmierbaren Steuerung zur Auswertung durch das Ener- giemanagementprogramm eingegeben oder übertragen.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein von der Energieerzeugungseinheit erzeugter Gleichstrom durch einen DC/AC-Wandler der Vorrichtung in einen ein- oder mehrphasigen Wechselstrom umgewandelt, welcher durch die Vorrichtung an die Energieverbrauchseinhei- ten der Anlage des Nutzers zu deren Energieversorgung über mindestens eine Stromversorgungsleitung angelegt wird.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung steuert das durch die programmierbare Steuerung ausgeführte Energiemanagementprogramm Schalteinrichtungen, die zwischen den Stromversorgungsleitungen und den Energieverbrauchseinheiten vorgesehen sind, zeitlich derart an, dass derjenige Anteil der durch die Energieerzeugungseinheit des Nutzers selbst erzeugten Energie an der Energie, welche durch die Energieverbrauchseinheiten des Nutzers verbraucht wird, maximal ist.
Die Erfindung schafft ferner eine Photovoltaikanlage mit mindestens einer darin vorgesehenen Vorrichtung zum Management einer von mindestens einer Energieerzeugungseinheit einer Anlage eines Nutzers erzeugten Energie, die mit einem Energieversorgungsnetz und mit mindestens einer Energieverbrauchseinheit der Anlage des Nutzers verbunden ist und eine programmierbare Steuerung aufweist, welche einen Eigenenergieverbrauch der von der Energieerzeugungseinheit erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten des Nutzers steuert. Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pho- tovoltaikanlage ist die darin vorgesehene Vorrichtung ein Pho- tovoltaik-Wechselrichter mit einer integrierten programmierbaren Steuerung, die an einem Solarmodul der Photovoltaikanlage angeschlossen ist.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren mit den im Patentanspruch 18 angegebenen Merkmalen.
Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zum Durchführen eines Energiemanagements für eine Energieerzeugungseinheit einer Anlage eines Nutzers, welche Energie zur Einspeisung in ein Energieversorgungsnetz und zur Versorgung von eigenen Energieverbrauchseinheiten der Anlage des Nutzers erzeugt, wobei ein Eigenenergieverbrauch der erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten der Anlage des Nutzers eingestellt wird.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Eigenenergieverbrauch der erzeugten Energie an der von den Energieverbrauchseinheiten der Anlage des Nutzers verbrauchten Energie automatisch maximiert.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Einstellen des Eigenenergieverbrauchs durch die Energieverbrauchseinheiten des Nutzers durch ein Energiemanagementprogramm, das durch eine programmierbare Steuerung ausgeführt wird.
Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Durchführung eines Energiemanagements für eine Energieerzeugungseinheit einer Anlage eines Nutzers unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: ein Blockschaltbild zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Energiemanagements;
ein Blockschaltbild zur Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Energiemanagements;
ein Blockschaltbild zur Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Energiemanagements;
ein Blockschaltbild zur Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Energiemanagements;
Diagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines Energiemanagements anhand eines Anwendungsbeispiels; einen Funktionsschaltplan als Anwendungsbeispiel eines Energiemanagementprogramms, wie es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Durchführung eines Energiemanagements verwendet werden kann;
einen weiteren Funktionsschaltplan als Anwendungsbei- spiel eines Energiemanagementprogramms, wie es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Durchführung eines Energiemanagements verwendet werden kann; und
einen weiteren Funktionsschaltplan als Anwendungsbei- spiel eines Energiemanagementprogramms, wie es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Durchführung eines Energiemanagements verwendet werden kann.
Wie man aus Fig. 1 erkennen kann, weist die dort dargestellte Anlage 1 eines Nutzers mindestens eine Energieerzeugungsein- heit 2 auf, welche Energie aus einer erneuerbaren Ressource erzeugt. Die Energieerzeugungseinheit 2 kann beispielsweise Energie aus Sonnenlicht mit Hilfe von Solarmodulen erzeugen. Die Energieerzeugungseinheit 2 ist an eine Vorrichtung 3 zur Durchführung eines Energiemanagements für die Energieerzeu¬ gungseinheit 2 angeschlossen. Die Vorrichtung 3 weist eine da¬ rin integrierte programmierbare Steuerung 4 auf, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung 3 ist über lokale Energieversor¬ gungsleitungen bzw. Stromleitungen eines lokalen Stromversor¬ gungsnetzes 5 mit Energieverbrauchseinheiten 6-1, 6-2 der An¬ lage 1 des Nutzers verbunden. Darüber hinaus ist die Vorrichtung 3 über einen Netzanschluss 7 an ein Energieversorgungs¬ netz 8 angeschlossen. Die Anzahl N der Energieverbrauchseinheiten 6-i innerhalb der Anlage 1 eines Nutzers kann variie¬ ren. Die Anlage 1 ist beispielsweise ein Eigenheim eines Nut¬ zers und weist als Energieverbrauchseinheiten 6 Haushaltsgeräte, beispielsweise eine Waschmaschine, einen elektrischen Boi¬ ler und sonstige Geräte auf, beispielsweise Pumpen oder dergleichen. Darüber hinaus kann es sich bei der Anlage 1 auch um die Anlage eines Unternehmens handeln, das mit Hilfe einer Energieerzeugungseinheit 2 lokal Energie aus erneuerbaren Res¬ sourcen gewinnt und Arbeitsmaschinen des Unternehmens als Energieverbrauchseinheiten 6-i betreibt. Weitere typische Bei¬ spiele für Energieverbrauchseinheiten 6-i eines Nutzers sind Klimaanlagen, elektrische Heizgeräte, Spülmaschinen, Elektro¬ herde und dergleichen. Bei der Energieerzeugungseinheit 2 kann es sich beispielsweise um ein oder mehrere Solarmodule handeln, die aus Sonnenlicht einen Gleichstrom DC generieren und an einen Wechselrichter 3 liefern, der über eine darin integrierte programmierbare Steuerung 4 verfügt. Dabei kann der durch das Solarmodul 2 gelieferte Gleichstrom bzw. die gelieferte Gleichspannung mittels eines DC/AC-Moduls innerhalb des Wechselrichters 3 in eine WechselSpannung von beispielsweise 230 V umgewandelt werden. Diese WechselSpannung bzw. Wechsel¬ strom AC dient zur Energieversorgung der Energieverbrauchsein- heiten 6-i der Anlage 1 und kann bei fehlendem Energiebedarf über den Netzanschluss 7 in das Energieversorgungsnetz 8 eingekoppelt werden. Ein AC-Ausgang des Wechselrichters 3 bzw. des darin integrierten DC/AC-Wandlers ist über die lokalen Energieversorgungsleitungen 5 und den Netzanschluss 7 an das Energieversorgungsnetz 8 angeschlossen und liefert einen ein- oder mehrphasigen Versorgungswechselstrom AC. Der Netzanschluss 7 kann auch durch eine Netzeinspeiseeinheit bzw. Netzübergabeeinheit gebildet sein, welche beispielsweise die AC- Ausgänge mehrerer Wechselrichter 3 sammelt und gemeinsam an das Energieversorgungsnetz 8 übergibt.
Das Solar- bzw. Photovoltaikmodul 2 wandelt Sonnenlicht in elektrische Energie um, wobei das Solarmodul aus Solarzellen besteht, die seriell oder parallel geschaltet sind. Der Wechselrichter 3 erzeugt aus dem gelieferten Gleichstrom einen einphasigen oder dreiphasigen Wechselstrom bzw. Drehstrom. Der Wechselrichter 3 wird auch als Inverter bezeichnet und hat die Funktion, den gewonnenen Gleichstrom DC als Wechselstrom AC für die lokalen elektrischen Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage des Nutzers nutzbar zu machen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine programmierbare Steuerung 4 in die Vorrichtung 3 bzw. den Wechselrichter 3 integriert. Die programmierbare Steuerung 4 steuert die Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 des Nutzers derart an, dass der Anteil der durch die Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1 des Nutzers selbst erzeugte Energie an der Energie, welche durch die Energieverbrauchseinhei- ten 6-1 der Anlage 1 des Nutzers verbraucht wird, maximal ist. Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 wird derjenige Anteil, der durch die Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1 des Nutzers selbst erzeugten Energie, der nicht durch die Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 des Nutzers verbraucht wird, durch die programmierba- re Steuerung 4 der Vorrichtung 3 gesteuert in das Energieversorgungsnetz 8 eingespeist oder alternativ in einem lokalen Energiespeicher der Anlage des Nutzers zwischengespeichert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 führt die in der Vorrichtung 3 integrierte programmierbare Steuerung 4 ein gespeichertes Energiemanagement- Programm aus, das über eine Programmierschnittstelle in einer textbasierten oder graphischen Programmiersprache programmiert ist .
Bei einer möglichen Ausführungsvariante ist das in der speicherprogrammierbaren Steuerung 4 vorliegende Energiemanagementprogramm eine textbasierte Anweisungsliste AWL. Alternativ kann es sich bei dem gespeicherten Energiemanagementprogramm auch um einen strukturierten Text ST handeln, der in einer strukturierten Steuersprache SCL programmiert ist (SCL: Struc- tured Control Language) . Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 ist das gespeicherte Energiemanagementprogramm in einer graphischen Programmiersprache programmiert. Bei einer möglichen Ausführungsform weist das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung 4 ausgeführt wird, einen Kontaktplan KOP auf. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 weist das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung 4 ausgeführt wird, sequentielle Funktionsablaufdiagramme SFC (SFC: Sequential Function Chart) auf. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 weist das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung 4 ausgeführt wird, graphische Funktionsbausteine FBS bzw. Funktionsblockdiagramme FBD auf. Bei einer möglichen AusführungsVariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 kann diese Energiemanagementprogramme ausführen, die in unterschiedlichen Program- miersprachen, beispielsweise text- oder graphisch basierten Programmiersprachen, vorliegen. Bei einer möglichen Ausführungsvariante kann die erfindungsgemäße Vorrichtung textbasierte Energiemanagementprogramme ausführen, die in Programmiersprachen, wie beispielsweise C, JAVA oder SCRIPT, vorliegen.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 weist diese eine Programmierschnittstelle für die programmierbare Steuerung 4 auf. Diese Programmierschnittstelle kann eine lokale Schnittstelle zur Eingabe des Energiemanagementprogramms durch einen Nutzer oder einen Installateur der Anlage 1 sein. Ebenso kann das Energiemanagementprogramm über sogenannte portable Medien wie einen USB-Stick oder eine SD-Karte an die programmierbare Steuerung 4 übermittelt werden. Weiterhin kann die Programmierschnittstelle eine Netzwerkschnittstelle zum Empfang des Energiemanagementprogramms von einem entfernten Server aufweisen.
Die in das Energieversorgungsnetz 8 eingespeiste Energie und eine aus dem Energieversorgungsnetz 8 durch die Anlage 1 bezogene Energie kann durch eine Energieerfassungseinheit, insbesondere einen Stromzähler bzw. ein Smart Meter erfasst und an die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 gemeldet werden. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante wird die von der Energieerzeugungseinheit 2 erzeugte Energie, beispielsweise der durch ein Solarmodul erzeugte elektrische Strom, durch eine zweite Erfassungseinheit bzw. einen Stromerzähler erfasst und ebenfalls an die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 gemeldet werden. Bei dieser AusführungsVariante weist die Anlage 1 somit einen Produktionszähler zur Erfassung der produzierten Energie und einen Einspeisezähler zur Erfassung der in das Energieversorgungsnetz 8 eingespeisten Energie auf. Der Einspeisezähler kann sich beispielsweise in dem Netzanschluss 7 der Anlage 1 befinden. Der Produktions- zähler erfasst den Energieertrag der Energieerzeugungseinheit 2, d.h. beispielsweise den dort produzierten Solarstrom. Der von den Energieverbrauchseinheiten 6-i nicht benötigte Strom wird in das Energieversorgungsnetz 8 eingespeist. Aus der Differenz zwischen dem durch den Produktionszähler erfassten Strom und dem durch den Einspeisezähler erfassten Strom ergibt sich der Eigenenergieverbrauch der Anlage 1 des Nutzers.
Bei einer weiteren möglichen Aus führungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 wird die durch mindestens eine Energieverbrauchseinheit 6 des Nutzers verbrauchte Energie durch eine dritte Erfassungseinheit bzw. einen Stromzähler sensorisch erfasst und ebenfalls an die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 gemeldet. Dabei weist bei einer möglichen Ausführungsvariante jede Energieverbrauchseinheit 6-i des Nutzers seine eigene Energieerfassungseinheit auf, die den Energieverbrauch der jeweiligen Energieverbrauchseinheit 6 sensorisch erfasst und an die programmierbare Steuerung 4 meldet. Alternativ kann eine Erfassungseinheit vorgesehen sein, die den Gesamtenergieverbrauch aller Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 erfasst und an die programmierbare Steuerung 4 zur Auswertung überträgt .
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform werden die Betriebsdaten der Energieverbrauchseinheiten 6-i über eine Datenverbindung an die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 zur Auswertung durch das Energiemanagementprogramm übertragen. Bei der Datenverbindung kann es sich um einen lo¬ kalen Datenbus der Anlage 1 handeln. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 werden zusätzlich Konfigurationsparameterdaten der Energieverbrauchseinheiten 6-i über die Programmierschnittstelle der programmierbaren Steuerung 4 zur Auswertung durch das dort ausgeführte Energiemanagementprogramm eingegeben. Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 steuert das durch die programmierbare Steuerung 4 ausgeführte Energiemanagementprogramm Schalteinrichtungen, die zwischen den Stromversorgungsleitungen 5 und den Energieverbrauchseinheiten 6 vorgesehen sind. Dabei werden diese Schalteinheiten durch die programmierbare Steuerung 4 vorzugsweise derart angesteuert, dass derjenige Anteil, der durch die Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1 selbst erzeugten Energie an der Energie, welche durch die Energieverbrauchseinheiten 6 der Anlage 1 verbraucht wird, maximal ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, können das lokale Energieversorgungsnetz bzw. die Stromversorgungsleitungen 5 eine oder mehrere Phasenleitungen aufweisen. Bei einer möglichen Ausführungsvariante sind die Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 Haushaltsgeräte sein, die durch einen Adapter in eine herkömmliche Stromsteckdose eines Hausstromnetzes eines Eigenheims oder dergleichen eingesteckt werden. In jeder Adaptereinrichtung kann sich eine Schalteinrichtung befinden, die ein oder mehrere Phasenleitungen L in Abhängigkeit von Steuerbefehlen schaltet, die die jeweilige Schalteinrichtung von der programmierbaren Steuerung 4 der Vorrichtung 3 erhält.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die programmierbare Steuerung 4 in der Vorrichtung 3 , insbesondere im Wechselrichter 3 der Anlage 1, integriert.
Die Vorrichtung 3, die das Energiemanagement für die Energieverbrauchseinheiten 6 durchführt, muss nicht notwendigerweise in einem Wechselrichter 3 der Anlage 1 vorgesehen sein, sondern kann in einer beliebigen Systemkomponente der Anlage 1 vorgesehen werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung zur Durchführung eines Energiemanagements von einer Energieerzeugungseinheit des Nutzers bzw. der Anlage 1 erzeugten Energie auch in dem Netzanschluss 7, einem aus dem Stand der Technik bekannten String Control, oder einer ähnlichen Komponente der Anlage 1 integriert - also in einer Systemkomponente der Anlage 1.
Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anlage 1 eines Nutzers mit einer darin vorgesehenen Vorrichtung 3 zur Durchführung eines Energiemanagements für eine Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1. Man erkennt bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einen Wechselrichter 3 mit einer darin integrierten programmierbaren Steuerung 4, welche ein Energiemanagementprogramm ausführt, um den Eigenenergieverbrauch der von der Energieerzeugungseinheit 2 erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten 6 der Anlage 1 zu steuern bzw. einzustellen. Dabei wird der Anteil der durch die Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1 des Nutzers selbst erzeugten Energie an der verbrauchten Energie, welche durch die Energieverbrauchseinheiten 6-1, 6-2 der Anlage 1 des Nutzers verbraucht wird, maximiert. Die durch die Anlage 1 in das Energieversorgungsnetz 8 eingespeiste Energie sowie die aus dem Energieversorgungsnetz 8 durch die Anlage 1 bezogene Energie wird durch eine erste Erfassungseinheit 9 erfasst und über eine Datenverbindung an die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 gemeldet. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die erste Erfassungseinheit bzw. der Stromzähler 9 in den Netzanschluss 7 der Anlage 1 integriert. Darüber hinaus ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine zweite Erfassungseinheit 10 vorgesehen, die den von der Vorrichtung 3 erzeugten AC-Strom erfasst und an die programmierbare Steuerung 4 über eine Datenverbindung meldet. Selbstverständlich kann die Erfassungseinheit 10 auch vor der Vorrichtung 3, also auf der DC-Seite, angeordnet sein und den von der Energieerzeugungseinheit 2 erzeugten Strom lDC sensorisch erfassen. Darüber hinaus weisen die verschiedenen Energieverbrauchseinheiten 6-i des Nutzers bzw. der Anlage 1 jeweils eine Erfassungseinheit 11-1, 11-2 auf, welche die
Energie, die durch die jeweilige Energieverbrauchseinheit 6-i verbraucht wird, an die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 über eine Datenverbindung meldet. Selbstverständlich kann die Erfassungseinheit 11-i auch vor und /oder nach den Energieverbrauchseinheiten 6-i angeordnet sein sowie eine gemeinsame Erfassungseinheit 11 für die Energieverbrauchsein- heiten 11 vorgesehen sein. Die Erfassungseinheiten 11-i können auch in einer Systemkomponente der Anlage 1 integriert sein. Die verschiedenen Erfassungseinheiten bzw. Sensoren 9, 10, 11 können über eine gemeinsame Datenverbindung, beispielsweise einen Datenbus, mit einer Datenschnittstelle 12 der Vorrichtung 3 verbunden sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Insbesondere werden die Anzahl und die Anordnung der Erfassungseinheiten an die Anforderungen der Energieverbrauchseinheiten 6 individuell angepasst. Darüber hinaus weist die Vorrichtung 3 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Programmierschnittstelle 13 auf, über die ein Energiemanagementprogramm in die speicherprogrammierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 eingegeben werden kann. Mittels dieser Programmierschnittstelle 13, beispielsweise einer lokalen Nutzerschnittstelle, kann ein Nutzer U, beispielsweise ein Installateur, ein Energiemanagementprogramm in die programmierbare Steuerung 4 eingeben. Die. programmierbare Steuerung 4 führt das eingegebene und gespeicherte Energiemanagementprogramm aus und steuert entsprechend die Energieverbrauchseinheiten 6-i.
Dazu sind bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den Stromversorgungsleitungen 5 der Energieverbrauchseinheiten 6-i jeweils steuerbare Schalteinrichtungen 17-1, 17-2 vorgesehen, die durch die programmierbare Steuerung 4 derart angesteuert werden, dass derjenige Anteil, der durch die Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1 des Nutzers selbst erzeugten Energie an einer Gesamtverbrauchsenergie, welche durch die Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 des Nutzers verbraucht wird, maximal ist. Die Schalteinrichtungen 17- 1, 17-2 enthalten darin integrierte Schalter, welche bei- spielsweise durch ein Steuersignal CRTL angesteuert werden, die die programmierbare Steuerung 4 über eine Steuerschnittstelle 18 an die Schalteinrichtungen 17-1, 17-2 ausgibt. Die Schalteinrichtungen 17-1, 17-2 können bei einer möglichen Ausführungsvariante in Adapterschalteinrichtungen enthalten sein, die in gewöhnliche Stromsteckdosen eines Haushaltes bzw. Eigenheims eingesteckt werden und als Adapter für Haushaltsgeräte 6-1, 6-2 dienen. Bei einer möglichen Ausführungsvariante können die Steuersignale CRTL zur Ansteuerung der Schalteinrichtungen 17-1, 17-2 durch die programmierbare Steuerung 4 über eine Funkschnittstelle übertragen. Weiterhin können die Energieverbrauchseinheiten 6-1, 6-2 der Anlage 1 über darin integrierte oder daran angebrachte Stromverbrauchssensoren 11- i verfügen, die den jeweiligen Energie- bzw. Stromverbrauch über eine Funkschnittstelle an die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 melden. Die Versorgung der Energieverbrauchseinheiten 6 kann über ein in der Vorrichtung 3 integriertes DC/AC-Modul 14, welches den von der Energieerzeugungseinheit 2 an eine DC-Schnittstelle 15 der Vorrichtung 3 angelegten Gleichstrom DC in einen Wechselstrom AC umwandelt, der über eine AC-Schnittsteile 16 der Vorrichtung 3 und über lokale Stromversorgungsleitungen 5 der Anlage 1 an die Energieverbrauchseinheiten 6-i über ein oder mehrere Phasenleitungen L geliefert wird, realisiert werden. Hierzu sei angemerkt, dass das DC/AC-Modul 14 beispielhaft für einen Typ eines Wechselrichters 3 angeführt ist. Andere Typen sind beispielsweise Wechselrichter ohne Transformator, welche eingehend aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung 3 zur Durchführung eines Energiemanagements einer Energieerzeugungseinheit 2 eines Nutzers bzw. einer Anlage 1. Bei dieser Ausführungsvariante weist die Anlage 1 zusätzlich einen lokalen Energiespeicher 19 auf, beispielsweise eine Batterie oder eine Brennstoffzelle, an der Vorrichtung 3 angeschlossen sein kann. Der Energiespeicher 19 dient zum Zwischenspeichern von Energie. Bei einer möglichen Ausführungsvariante wird derjenige Anteil der durch die Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1 des Nutzers selbst erzeugten Energie, der nicht durch die Energieverbrauchseinheiten 6- i der Anlage 1 des Nutzers verbraucht wird, durch die programmierbare Steuerung 4 gesteuert, in das Energieversorgungsnetz 8 eingespeist oder in dem lokalen Energiespeicher 19 der Anlage 1 zwischengespeichert. Bei einer möglichen Ausführungsvariante erfolgt das Einspeisen von Energie in das Energieversorgungsnetz 8, wenn der lokale Energiespeicher 19 keine Speicherkapazität mehr aufweist bzw. gefüllt ist. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante kann der Nutzer U durch eine entsprechende Eingabe über seine Nutzerschnittstelle in einen Insel-Betriebsmodus wechseln, wobei die Anlage 1 von dem Energieversorgungsnetz 8 getrennt wird und die überschüssige Energie in dem lokalen Energiespeicher 19 zwischengespeichert wird. Bei einer möglichen Ausführungsvariante erfolgt das Umschalten der Anlage 1 in den Insel-Betriebsmodus, beispielsweise bei Ausfall des Energieversorgungsnetzes 8 bzw. bei Auftreten entsprechender Störungen automatisch. Bei einer möglichen Ausführungsvariante erhält die programmierbare Steuerung 4 über eine Schnittstelle Konfigurationsparameterdaten der verschiedenen Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 des Nutzers, beispielsweise über die Nutzerschnittstelle 13. Weiterhin kann die programmierbare Steuerung 4 Betriebsdaten der Energieverbrauchseinheiten 6-i über eine Datenverbindung, beispielsweise eine Funkschnittstelle oder dergleichen, erhalten. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante erhält die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 zusätzlich Konfigurationsparameterdaten und Betriebsdaten des an die Vorrichtung 3 angeschlossenen lokalen Energiespeichers 19. Ebenso können die Betriebsdaten - beispielsweise eine Stromerfassung der Energieverbrauchseinheiten 6-i - auch in einer Dateneinheit der Anlage gesammelt werden, auf welche die programmier- bare Steuerung 4 zugreifen kann. In diesem Fall gelangen also die Betriebsdaten über die Dateneinheit zur programmierbaren Steuerung 4.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm zur Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 zur Durchführung eines Energiemanagements. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt die Vorrichtung 3 neben der Nutzerschnittstelle 13 zusätzlich über eine Funkschnittstelle 20 - beispielsweise WLAN - oder eine sonstige Datenschnittstelle zu einem externen Programmiergerät 21, das ein programmiertes Energiemanagementprogramm über die Schnittstelle 20 an die programmierbare Steuerung 4 überträgt. Auf diese Weise kann ein Programmierer bzw. Nutzer, beispielsweise ein Installateur oder dergleichen, in bequemer Weise ein Ener- giemanagementprogramm in einer textbasierten oder graphischen Programmiersprache programmieren und an die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3, beispielsweise einen Stromwechselrichter, übertragen. Bei dem Programmiergerät 21 kann es sich um einen Laptop oder ein sonstiges mobiles Endgerät, insbesondere auch um ein Smartphone handeln.
Weiterhin weist die Vorrichtung 3 bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Netzwerkschnittstelle 22 - beispielsweise Ethernet - auf, die mit einem Datennetzwerk 23 verbunden ist, beispielsweise einem lokalen Datennetzwerk eines Unternehmens. An das Datennetzwerk 23 kann ein Server 24 angeschlossen sein. Bei einer möglichen Ausführungsvariante lädt die programmierbare Steuerung 4 ein Ener- giemanagementprogramm von einem Datenbankserver 24 herunter. Bei einer möglichen Ausführungsvariante handelt es sich bei dem Datennetzwerk 23 um das Internet. Bei dieser Ausführungsvariante kann beispielsweise auf Anforderung der programmierbaren Steuerung 4 hin ein entsprechendes Energiemanagementprogramm von einem Datenbankserver 24 von einem Nutzer U für den Betrieb seiner Anlage 1 heruntergeladen werden. Bei dieser Ausführungsvariante kann das Energiemanagementprogramm, beispielsweise durch die Programmierer eines Dienstleisters, erzeugt bzw. programmiert und dem Nutzer U für seine Anlage 1 zur Verfügung gestellt werden. Nach Anforderung zum Herunterladen des Energiemanagementprogramms kann die programmierbare Steuerung 4 der Vorrichtung 3 dem Datenbankserver 24 zusätzliche Informationen zur Verfügung stellen, die dieser für das bereitgestellte bzw. programmierte Energiemanagementprogramm berücksichtigt. Diese zusätzlichen Informationsdaten können beispielsweise Konfigurationsparameterdaten der Energieverbrauchseinheiten 6-i oder der Energiespeichereinheiten 19 der Anlage 1 aufweisen. Darüber hinaus können beispielsweise aufgezeichnete Betriebsdaten der Energieverbrauchseinheiten 6-i, welche der programmierbaren Steuerung 4 beim bisherigen Betrieb der Anlage 1 gemeldet wurden, an den Datenbankserver 24 übertragen werden. Die Daten, welche durch die Vorrichtung 3 an den Datenbankserver 24 übertragen werden können, umfassen beispielsweise auch Positionsdaten bzw. Koordinaten der Anlage 1 des Nutzers U. Auf Basis der geographischen Position der Anlage 1 können beispielsweise Vorhersagen über Strommengen getroffen werden, die von einer Photovoltaikanlage 2 der Anlage 1 generiert werden können. Darüber hinaus kann der Datenbankserver 24 auch Daten von weiteren Servern berücksichtigen, beispielsweise Servern, die Wetterprognosedaten liefern. Auch die von den Energieerfassungseinheiten, insbesondere von dem Stromproduktionszähler 10, generierten Daten können von dem Energiemanagementprogramm berücksichtigt werden.
Die Schnittstellen 13, 20 und 22 können auch gegebenenfalls in einer einzigen Schnittstelle kombiniert werden.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Durchführung eines Energiemanagements kann basierend auf den zur Ver- fügung stehenden Daten, die von den Sensoren bzw. Energieerfassungseinheiten geliefert werden, zur Berechnung von Simulationsergebnissen über einen in naher Zukunft zu erwartenden Stromverbrauch bzw. Energieverbrauch durch die Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 ausgewertet werden, so dass ein Eigenenergieverbrauch der von der Erzeugungseinheit 2 erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 des Nutzers vorausschauend durch das Energiemanage- mentprogramm berechnet und entsprechend gesteuert wird. Dabei können zusätzliche Konfigurationsparameterdaten, beispielsweise Energie-Produktionsdaten der Anlage 1 oder Wettervorhersagedaten, die von einem Server 24 bezogen werden, bei der Prognose bzw. Simulation mitberücksichtigt werden.
Fig. 5 zeigt Diagramme zur Darstellung eines exemplarischen Anwendungsbeispiels für ein Verfahren zur Durchführung eines Energiemanagements gemäß der Erfindung. Fig. 5a zeigt ein Diagramm zur Darstellung einer von einer Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1 erzeugten Energie im Zeitverlauf. Bei dem dargestellten Beispiel handelt es sich bei der Energieerzeugungseinheit 2 um ein Solarmodul, das elektrische Leistung P bzw. elektrische Energie E in Abhängigkeit von Sonnenlicht im Ta¬ gesverlauf generiert. Typischerweise ist die von einem Solarmodul erzeugte Energie bzw. Leistung zur Mittagszeit relativ hoch und beträgt zur Nachtzeit 0. Daher befindet sich das Maximum der durch das Photovoltaikmodul 2 erzeugten Energie bei dem in Fig. 5 dargestellten Beispiel zur Mittagszeit, 12:00 Uhr. Je nach Wetter kann im Tagesverlauf die Amplitude A bzw. das Strom-Maximum sowie die Form der erzeugten Energiekennlinie variieren, wie in Fig. 5a angedeutet. Bei dem in Fig. 5a dargestellten Beispiel ist am Tag 2 (D2) der Himmel bewölkt, so dass die erzeugte Energie des Photovoltaikmoduls 2 geringer ausfällt als an dem sonnigen Tag 1 (Dl) . Fig. 5b, 5c, 5d zeigen exemplarisch die durch verschiedene Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 verbrauchten Energien, die je nach Typ der Energieverbrauchseinheit einen unterschiedlichen Verlauf haben. Beispielsweise zeigt Fig. 5b den zeitlichen Verlauf des Energie- bzw. LeistungsVerbrauchs einer Maschine, die während Arbeitszeiten, d.h. von 8:00 Uhr morgens bis 18:00 Uhr, durch den Nutzer kontinuierlich betrieben wird. Fig. 5b zeigt einen typischen Energie- bzw. Leistungsverbrauch einer Küche bzw. Kantine, welche hauptsächlich um die Mittagszeit herum betrieben wird. Fig. 5d zeigt beispielhaft den Strom- bzw. Energieverbrauch durch eine Waschmaschine, welche durch den Nutzer am Nachmittag genutzt wird. Das erfindungsgemäße Energiemanagementprogramm steuert den Ei- genenergieverbrauch der von der Energieerzeugungseinheit 2 erzeugten Energie, wie sie in Fig. 5a dargestellt ist, derart an, dass die Summe der durch die Energieverbrauchseinheiten 6- i verbrauchten Energie möglichst deckungsgleich mit dem erzeugten Energieverlauf ist, d.h. dass der Anteil der durch die Energieerzeugungseinheiten 6 des Nutzers selbst erzeugten Energie an der Energie, welche durch die Energieverbrauchseinheiten 6 verbraucht wird, maximal ist. Die verschiedenen Energieverbrauchseinheiten 6-i weisen unterschiedliche Verbrauchsamplituden A und Stromverbrauchszeiten auf. Die Stromverbrauchszeiten bzw. Stromverbrauchszeitperioden können dabei in Abhängigkeit von dem Typ der Verbrauchseinheiten 6-i relativ fix vorgegeben sein oder variieren. Beispielsweise ist die Betriebszeit der Küche bzw. Kantine relativ fix, da die Küche zur Mittagszeit betrieben werden muss. Demgegenüber ist die Betriebszeit der Waschmaschine relativ variabel, da es dem Nutzer weitgehend egal ist, wann die Waschmaschine zum Waschen der Wäsche nach ihrer Befüllung betrieben wird. Daher kann das erfindungsgemäße Energiemanagementprogramm die Waschmaschine derart ansteuern, dass der Gesamtenergieverbrauch aller Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage möglichst deckungsgleich mit dem Verlauf der durch die Energieerzeugungseinheit 2 er- zeugten Energie wird. Dabei wird vorzugsweise das Flächenintegral der durch die Energieerzeugungseinheit 2 erzeugten Energie möglichst in Deckung mit dem Flächenintegral aller an der Vorrichtung 3 angeschlossenen Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 gebracht, so dass der Eigenenergieverbrauch des Nutzers U maximiert wird.
In Abhängigkeit von Umwelteinflüssen, insbesondere Wettereinflüssen, kann der Verlauf der durch die Energieerzeugungseinheit 2 erzeugten Energie variieren, wie in Fig. 5a dargestellt. Das Energiemanagementprogramm kann einen Energieverbrauch durch Energieverbrauchseinheiten 6 bei vielen Typen von Energieverbrauchseinheiten, beispielsweise Waschmaschinen oder dergleichen, im Tagesverlauf weitgehend frei steuern bzw. regeln, ohne dass das Arbeitsergebnis bzw. die Funktion der jeweiligen Energieverbrauchseinheit 6 darunter leidet. Beispielsweise kann das Energiemanagementprogramm einen Waschvorgang vormittags, zur Mittagszeit oder am Nachmittag einleiten, je nachdem, wie viel Energie die Energieerzeugungseinheit 2 momentan liefert.
Bei manchen Energieverbrauchseinheiten 6 kann der Stromverbrauch bzw. die Leistung stufenlos durch das Energiemanagementprogramm eingestellt bzw. gesteuert werden. Beispielsweise kann dies durch eine Pulsbreitenmodulation des Ladestroms eines Akkus oder durch Regeln der Leistung eines Heizstabs erfolgen .
Darüber hinaus kann das Energiemanagementprogramm aus einem in der Vergangenheit aufgezeichneten Energieverbrauch und aus Prognosedaten, beispielsweise Wetterprognosedaten, auch einen für den nächsten Tag zu erwartenden Energieerzeugungsverlauf prognostizieren und die Energieverbrauchseinheiten 6 passend derart ansteuern, dass der Eigenenergieverbrauch maximal ist. Bei dem in Fig. 5a dargestellten Beispiel einer Energieerzeu- gungseinheit 6, die Energie aus Sonnenlicht gewinnt, verläuft die Energieerzeugung periodisch mit einer Periode von 24 Stunden. Bei anderen Energieerzeugungseinheiten 2 erfolgt die Energieerzeugung relativ unregelmäßig in Abhängigkeit von Wetterbedingungen, beispielsweise bei der Energieerzeugung aus Windkraft. Bei weiteren Energieerzeugungseinheiten 2 aus erneuerbaren Ressourcen, beispielsweise Wasserkraft, verläuft die Energieerzeugung demgegenüber relativ konstant.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 weist die Anlage 1 mehrere Energieerzeugungseinheiten 2 auf, die Energie aus unterschiedlichen steuerbaren Ressourcen, beispielsweise Sonnenlicht, Windkraft oder Wasserkraft, liefern. Die aus den unterschiedlichen Ressourcen gewonnene Energie bildet eine aggregierte Energieerzeugungs- kurve, bei der die unterschiedlich erzeugten Energieverläufe überlagert sind. Bei dieser Ausführungsvariante steuert die programmierbare Steuerung 4 den Eigenenergieverbrauch der von den verschiedenen Energieerzeugungseinheiten 2-i insgesamt erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten 6-i, vorzugsweise derart, dass der Anteil der durch die Energieerzeugungseinheiten 2-i der Anlage 1 des Nutzers insgesamt erzeugten Energie an der Energie, welche durch die verschiedenen Energieverbrauchseinheiten 6-i der Anlage 1 des Nutzers verbraucht wird, maximal ist. Bei einer möglichen Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Durchführung eines Energiemanagements wird der Ei- genenergieverbrauch der Anlage 1 an der erzeugten Energie dem Nutzer U über eine Schnittstelle, beispielsweise eine graphische Anzeige oder dergleichen, angezeigt.
Im Weiteren werden Anwendungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung 3 zur Durchführung eines Energiemanagements anhand von exemplarischen Energiemanagementprogrammen beschrieben, die in einer graphi- sehen Programmiersprache programmiert sind. Dabei weisen die Energiemanagementprogramme graphische Funktionsbausteine FBS bzw. Funktionsblockdiagramme FBD entsprechend der EN 61131-3 auf, die eine Norm für Programmiersprachen von programmierbaren Steuerungen darstellt.
Fig. 6 zeigt einen Funktionsschaltplan für eine elektrische Boilerheizung, die als Energieverbrauchseinheit 6 in einer An¬ lage 1 eines Nutzers U betrieben wird. Bei der Boilerheizung handelt es sich um eine dreiphasige Boilerpatrone, deren drei Phasen Li, L2 , L3 durch die programmierbare Steuerung 4 ein¬ zeln angesteuert werden und beispielsweise jeweils zwei kW verbrauchen. Wie in Fig. 6 dargestellt, wird eine elektrische Leistung P-PV, beispielsweise eine von einer Photovoltaikanla- ge 2 gelieferte Leistung, die mit Hilfe von Komparatoren, die als Funktionsbausteine 013, 014, 015 dargestellt sind, mit ei¬ ner konsumierten bzw. verbrauchten Leistung Pk, die durch einen elektrischen Verbrauchszähler, beispielsweise mit SO-Ausgang, geliefert wird, verglichen. Die elektrische Leistung kann bei¬ spielsweise direkt von einem Wechselrichter 3 erzeugt werden. Darüber hinaus ist bei dem dargestellten Anwendungsbeispiel einer elektrischen Boilerheizung, die eine elektrische Verbrauchseinheit 6 der Anlage 1 bildet, ein Temperatursensor zur Messung der Boilertemperatur Tb vorgesehen. In dem in Fig. 6 dargestellten Anwendungsbeispiel eines Energiemanagementprogramms soll die Boilerheizung rund um die Uhr bzw. ständig ei¬ ne Minimaltemperatur Tmin von 45 SC und aus Verkalkungsgründen eine Temperatur haben, die eine Maximaltemperatur Tmax von 65 aC nicht übersteigt. Die Boilerheizung wird dabei derart betrieben, dass sie möglichst mit einem von dem Photovoltaikmodul 2 gelieferten Strom betrieben wird. Wie man aus Fig. 6 erkennen kann, kann das Energiemanagementprogramm bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel verschiedene Phasen Li, L2, L3 der Ener¬ gieverbrauchseinheit 6, d.h. der Boilerheizung, des Nutzers U separat ansteuern. Fig. 7 zeigt ein Diagramm zur Darstellung eines weiteren Anwendungsbeispiels für ein Energiemanagementprogramm, das in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden kann. Fig. 7 zeigt einen Funktionsschaltplan mit mehreren Funktionsbausteinen FBS eines Energiemanagementprogramms für eine Schwimmbadpumpe 6 einer Anlage 1. Bei dem dargestellten Anwendungsbeispiel handelt es sich somit um eine Energieverbrauchseinheit 6, bei der es eine untergeordnete Rolle spielt, wann die Energieverbrauchseinheit 6 betrieben wird. Wie in Fig. 7 gezeigt, stellt der Wechselrichter 3 der Anlage 1 den aktuell erzeugten Leistungswert P zur Verfügung. Durch einen konfigurierbaren Schwellwert SW in der programmierbaren Steuerung 4 können eine oder mehrere Energieverbrauchseinheiten 6 zur Eigenverbrauchsoptimierung angesteuert werden. Durch einen Kom- parator 019 wird die aktuelle Leistung der Energieverbrauchs- einheit 6 und der Schwellwert SW miteinander verglichen. Sofern die Leistung der Energieverbrauchseinheit 6, d.h. der Schwimmbadpumpe, größer oder gleich dem eingestellten Schwellwert SW ist, wird durch die Energieerzeugungseinheit 2 der Anlage 1 genug Energie geliefert und die Schwimmbadpumpe kann als Energieverbrauchseinheit 6 grundsätzlich betrieben werden. Der Ausgang des Komparators 019 wird in dem dargestellten Anwendungsbeispiel mit einem Funktionsbaustein 027 verknüpft, der eine logische UND-Verknüpfung mit einem Zeitsignal durchführt, das von einer Zeitschaltuhr als Funktionsbaustein 026 geliefert wird. Mit Hilfe der Zeitschaltuhr 026 ist es möglich, eine beliebige zeitliche Vorgabe durch den Nutzer U einzustellen. Beispielsweise kann der Nutzer U ein Zeitfenster zwischen einer Uhrzeit 6:00 Uhr und 18:00 Uhr einstellen, wobei die Schwimmbadpumpe 6 in diesem Zeitfenster betrieben werden kann. Weiterhin besteht bei dem dargestellten Anwendungs- beispiel mit Hilfe des Energiemanagementprogramms die Möglichkeit, die Energieverbrauchseinheit 6, d.h. die Schwimmbadpumpe 6, auch manuell einzuschalten. Hierzu ist ein eigener Eingang „Handbetätigung" H an einem ODER-Funktionsbaustein 025 vorgesehen, über den die Schwimmbadpumpe 6 aktiviert werden kann. Ein weiterer Eingang des in Fig. 7 dargestellten Funktionsbausteins dient als Eingang für einen Rundsteuerempfänger R, welcher die Möglichkeit bietet, die Schwimmbadpumpe 6 über einen Ausgang A ein- und auszuschalten, wenn nichts in das Energieversorgungsnetz 8 eingespeist werden darf.
Fig. 8 zeigt einen weiteren Funktionsschaltplan für ein weiteres Anwendungsbeispiel eines Energiemanagementprogramms zum Betreiben einer Waschmaschine als Energieverbrauchseinheit 6. Im dargestellten Anwendungsbeispiel sorgt das Energiemanagementprogramm dafür, dass die Waschmaschine mit möglichst viel Photovoltaikstrom versorgt wird, der von einer Photovoltaikan- lage 2 erzeugt wird, um den Eigenenergieverbrauch der Photo- voltaikanlage 2 zu erhöhen. Bleibt der Photovoltaikstrom untertags aus, beispielsweise aufgrund von schlechtem Wetter, wird die Waschmaschine trotzdem derart betrieben, dass durch die Waschmaschine gewaschene Wäsche bis zum Abend fertig gewaschen ist. Beispielsweise wird in einem Anwendungsfall die Waschmaschine als Energieverbrauchseinheit 6 am Morgen des Tages oder am Abend des vorherigen Tages mit Wäsche beladen und mit Waschmittel gefüllt. Am Abend des Waschtages soll dann die Wäsche durch die Waschmaschine fertig gewaschen sein. In dem in Fig. 8 dargestellten Anwendungsbeispiel startet die Waschmaschine als Energieverbrauchseinheit 6 der Anlage 1 entsprechend dem programmierten Energiemanagementprogramm den Waschvorgang nicht durch einfaches Anlegen der Energieversorgung. Die Abfolge zum Starten der Waschmaschine verläuft derart, dass die Waschmaschine erst dann mit Strom bzw. Energie versorgt wird, wenn zusätzlich ein Startknopf an der Waschmaschine betätigt wird, um den Waschvorgang zu starten. Die Waschmaschine kann manuell an dem jeweiligen Gerät gestartet werden. Beginnt die Waschmaschine, ihr Waschprogramm entsprechend der Steuerung durch das Energiemanagementprogramm zu starten, kann die Versorgung der Waschmaschine unterbrochen werden. Ein Großteil der derzeit vorhandenen Waschmaschinen interpretiert diesen Umstand als Stromausfall. Beim erneuten Anlegen der Stromversorgung setzt die Waschmaschine ihr Waschprogramm fort .
Wie man dem Anwendungsbeispiel in Fig. 8 entnehmen kann, bilden die erforderlichen Eingangsgrößen des Energiemanagement- Programms die Leistungsaufnahme Pw der Waschmaschine als Energieverbrauchseinheit 6, die Photovoltaikstromleistung P-PV der Energieerzeugungseinheit 2, der Energieverbrauch Ps durch andere bzw. sonstige Energieverbrauchseinheiten 6 der Anlage 1 sowie z.B. eine maximale Waschdauer Tmax der Waschmaschine. Weitere Eingänge sind ein erster Eingang PRG, der es erlaubt, die Waschmaschine zu programmieren und ein zweiter Eingang F, um den Waschvorgang der Waschmaschine freizugeben. Der Ausgang A des in Fig. 8 dargestellten Energiemanagementprogramms erlaubt es, die Waschmaschine als Energieverbrauchseinhert 6, beispielsweise mittels eines Schützes oder Relais, als Schalteinheit ein- oder auszuschalten.
Weitere Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 zur Durchführung eines Ener- giemanagements sind möglich. Beispielsweise kann die Vorrichtung 3 mit der darin integrierten programmierten Steuerung 4 zusätzlich über ein Datennetzwerk mit einem weiteren Server verbunden sein, der Daten eines Strommarkts, insbesondere Strompreise für elektrischen Strom, liefert, der durch die Anlage 1 in ein öffentliches Energieversorgungsnetz 8 eines Betreibers eingespeist wird. Beispielsweise kann der durch die Anlage 1 eingespeiste Strom pro eingespeister Leistung in kW einen bestimmten Preis, beispielsweise 0,04 bis 0,06 Euro, als Einnahme für den Nutzer U darstellen, während der Nutzer U für den Bezug von Fremdstrom aus dem Energieversorgungsnetz 8 einen höheren Preis von beispielsweise 0,25 Euro bezahlen muss. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung eines Ener- giemanagements sorgt dafür, dass der Strom, den der Nutzer U bzw. die Anlage 1 selbst erzeugen, auch durch die Anlage 1 bzw. deren Energieverbrauchseinheiten 6 selbst verbraucht wird.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante wird durch das Energiemanagementprogramm die programmierbare Steuerung 4 aus einem lokalen Datenspeicher ausgelesen, der beispielsweise auch austauschbar ist. Beispielsweise kann es sich bei dem austauschbaren Datenspeicher um einen USB-Stick oder eine Speicherkarte handeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung eines Ener- giemanagements erlaubt eine Steuerung des Eigenenergieverbrauchs der von der Energieerzeugungseinheit 2 erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinherten 6 der Anlage 1. Dabei kann die Steuerung bei einer möglichen Ausführungsvariante während des Betriebes der Anlage 1 erfolgen. Weiterhin ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren den Eigenenergieverbrauch in einer Planungsphase simuliert. Die Simulation erlaubt eine Optimierung des Energiemanagementprogramms für die Anlage 1 im Vorfeld vor Inbetriebnahme der Anlage 1. Dabei kann die Simulation weitere Daten berücksichtigen, insbesondere Wetterprognosedaten oder die Position der jeweiligen Anlage bzw. die zu erwartenden Energieerzeugungskurven der Energieerzeugungseinheiten 2 der Anlage 1.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (3) zum Management einer von einer Energieerzeugungseinheit (2) einer Anlage (1) eines Nutzers erzeugten Energie, die mit einem Energieversorgungsnetz (8) und mit mindestens einer Energieverbrauchseinheit (6) der Anlage (1) verbunden ist und eine programmierbare Steuerung (4) aufweist, welche einen Eigenenergieverbrauch der von der Energieerzeugungseinheit (2) erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) steuert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
wobei die Energieerzeugungseinheit (2) Energie aus erneuerbaren Ressourcen, insbesondere aus Sonnenlicht und/oder einer Brennstoffzelle, erzeugt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die programmierbare Steuerung (4) die Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) derart ansteuert, dass der Anteil der durch die mindestens eine Energieerzeugungseinheit (2) der Anlage (1) selbst erzeugten Energie an der Energie, welche durch die Energieverbrauchseinher- ten (6) der Anlage (1) verbraucht wird, maximal ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei derjenige Anteil der durch die Energieerzeugungseinheit (2) der Anlage (1) erzeugten Energie, der nicht durch die Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) verbraucht wird, durch die programmierbare Steuerung (4) gesteuert, in ein Energieversorgungsnetz (8) eingespeist und/oder in einem lokalen Energiespeicher (19) der Anlage (1) zwischengespeichert wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die programmierbare Steuerung (4) ein gespeichertes Energiemanagementprogramm ausführt, das über eine Programmierschnittstelle in einer textbasierten oder graphischen Programmiersprache programmiert ist, wobei das Energiemanagementprogramm insbesondere vom Nutzer erstellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5,
wobei das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung (4) ausgeführt wird, eine textbasierte Anweisungsliste (AWL) oder einen strukturierten Text (ST) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5,
wobei das gespeicherte Energiemanagementprogramm, welches durch die programmierbare Steuerung (4) ausgeführt wird, graphische Funktionsbausteine (FBS) , einen Kontaktplan (KOP) oder sequentielle Funktionsablaufdiagramme (SFC) aufweist .
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 5 bis 7,
wobei die Programmierschnittstelle der programmierbaren Steuerung (4) eine lokale Nutzerschnittstelle (13) zur Eingabe des Energiemanagementprogramms durch den Nutzer und/oder eine Netzwerkschnittstelle (21) zum Empfang des Energiemanagementprogramms von einem entfernten Server (23) und/oder eine Funkschnittstelle (20) zum Empfang des Energiemanagementprogramms von einem Programmiergerät (21) aufweist .
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die in das Energieversorgungsnetz (8) eingespeiste Energie und/oder eine aus dem Energieversorgungsnetz (8) bezogene Energie durch zumindest eine erste Erfassungsein- heit (9) erfasst und an die programmierbare Steuerung (4) gemeldet wird .
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei die durch die Energieerzeugungseinheit (2) erzeugte Energie durch eine zweite Erfassungseinheit (10) erfasst und an die programmierbare Steuerung (4) gemeldet wird.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
wobei die durch die mindestens eine Energieverbrauchseinheit (6) der Anlage (1) verbrauchte Energie durch eine dritte Erfassungseinheit (11) erfasst und an die programmierbare Steuerung (4) gemeldet wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
wobei Betriebsdaten der Energieverbrauchseinheiten (6) über eine Datenverbindung an die programmierbare Steuerung
(4) zur Auswertung durch das Energiemanagementprogramm übertragen werden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
wobei Konfigurationsparameterdaten der Energieverbrauchs- einheiten (6) über die Programmierschnittstelle (13) der programmierbaren Steuerung (4) zur Auswertung durch das Energiemanagementprogramm eingegeben werden.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
wobei ein von der Energieerzeugungseinheit (2) erzeugter Gleichstrom durch einen DC/AC-Wandler (14) der Vorrichtung (3) in einen ein- oder mehrphasigen Wechselstrom umgewandelt wird, welcher durch die Vorrichtung (3) an die Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) zu deren Energieversorgung über mindestens eine Stromversorgungsleitung
(5) angelegt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
wobei das durch die programmierbare Steuerung (4) ausgeführte Energiemanagementprogramm Schalteinrichtungen (17), die zwischen den Stromversorgungsleitungen (5) und den Energieverbrauchseinheiten (6) vorgesehen sind, zeitlich derart ansteuert, dass derjenige Anteil der durch die Energieerzeugungseinheit (2) der Anlage (1) selbst erzeugten Energie an der Energie, welche durch die Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) verbraucht wird, maximal ist.
16. Photovoltaikanlage (1) mit mindestens einer Vorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
17. Photovoltaikanlage (1) nach Anspruch 16,
wobei die Vorrichtung (3) eine Systemkomponente der Photovoltaikanlage (1), insbesondere ein Photovoltaik- Wechselrichter, mit einer integrierten programmierbaren Steuerung (4) ist, die an einem Solarmodul (2) der Photovoltaikanlage (1) angeschlossen ist.
18. Verfahren zum Management einer von einer Energieerzeugungseinheit (2) einer Anlage (1) eines Nutzers erzeugten Energie, wobei ein Eigenenergieverbrauch der erzeugten Energie durch die Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) gesteuert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
wobei der Eigenenergieverbrauch der erzeugten Energie an der von den Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) verbrauchten Energie automatisch maximiert wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Einstellen des Eigenenergieverbrauchs durch die Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) durch ein Energiema- nagementprogramm erfolgt, das durch eine programmierbare Steuerung (4) ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dass derjenige Anteil der Energie, der nicht durch die Energieverbrauchseinheiten (6) der Anlage (1) verbraucht wird, durch die programmierbare Steuerung (4) gesteuert, in ein Energieversorgungsnetz (8) und/oder in einem lokalen Energiespeicher (19) der Anlage (1) zwischengespeichert wird.
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