WO2016138885A1 - Method for controlling the energy consumption of a building unit, and decentralized energy supply unit - Google Patents

Method for controlling the energy consumption of a building unit, and decentralized energy supply unit Download PDF

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WO2016138885A1 PCT/DE2015/000092 DE2015000092W WO2016138885A1 WO 2016138885 A1 WO2016138885 A1 WO 2016138885A1 DE 2015000092 W DE2015000092 W DE 2015000092W WO 2016138885 A1 WO2016138885 A1 WO 2016138885A1
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heat
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power
central control
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PCT/DE2015/000092
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Michael KUBESSA
Marek PREISSNER
Martin Bauer
Florian MÜLLER
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Vng - Verbundnetz Gas Ag
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    • Y04S20/12Energy storage units, uninterruptible power supply [UPS] systems or standby or emergency generators, e.g. in the last power distribution stages

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the energy consumption of a building unit with all, the building unit associated power and heat consumers as energy consumers, comprising at least one central control unit, which via at least one communication network information about individual energy consumers, individual energy producers, and individual energy storage for electrical energy and receives for heat energy.
  • low-energy houses which can be operated energy-neutral through their construction and the presence of photovoltaic systems and a combined heat and power plant over the year with the changing weather seasons.
  • These low-energy houses usually produce a surplus of electrical energy in summer, which these houses feed into the public power grid.
  • these houses either produce too little heat energy, so that energy must be taken from the public grid, or these houses generate a surplus of heat energy by combined heat and power plants, because the generation of requested electrical energy from fossil fuels associated with a high waste heat share.
  • a low-energy house By optimizing the rated output of the energy producers used, a low-energy house can be operated on a balance-sheet basis and based on its own energy consumption in relation to the public electricity grid over the year. Since electrical energy and also heat energy can not be stored indefinitely and in the order of magnitude of the requirements of the public energy supply, the energy-neutral operation of a low-energy house over one calendar year is advantageous in terms of energy costs for the individual operator. However, sub-annual operation with periods of energy consumption from the public grid and times of energy release into the public grid does not meet the requirement of reducing the energy requirements for larger communities or even a whole country. The energy surplus that a low-energy house produces at a time does not find enough takers in this same period
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2010 045 282 A2 discloses a method for managing energy resources.
  • the method described therein relies on remote control to manage the energy demand and power generation of a variety of properties.
  • the decentralized control is intended to compensate the energy demand of one property by generating energy through another property.
  • the decentralized control intervenes on the power consumption of peak load consumers by their operation is switched off at certain times, such as. Air conditioners or refrigerators.
  • this method can not compensate for a variety of properties usually similar energy demand profile, as they result, for example, for the low-energy house described above.
  • Object of the invention Is to control the energy consumption and the energy production of a building unit so that an electrically neutral as possible energy-neutral operation is possible, the term "electrically neutral" means that neither electrical energy is taken from a public power network nor delivered to this.
  • the energy supply should be based as far as possible on the use of fossil or regenerative fuels as well as on wind energy and photovoltaics.
  • a secondary condition to be considered here is the coupling of the generation of electrical energy and of thermal energy and their different availability from different energy sources.
  • the power of the photovoltaic power generation depends on the available area for photovoltaic elements for capturing sunlight. Sunlight is only available during the day and usually in summer with higher power than in winter.
  • Households use about 66% of their energy for heating, 16% for hot water, 7% for cooking, 5% for refrigeration, 4% for computers and television and only 1% for other consumers.
  • the profile of energy consumption varies widely throughout the day, week and year, but to a large extent is predictable.
  • an energy store for electrical energy and for thermal energy can be present in each case, so that the excessively generated energy at a time can be temporarily stored.
  • the dimensioning of the memory is a very significant cost factor. Storage for electrical energy, batteries, are expensive. Due to the very different requirements of electrical energy and heat energy throughout the day, the week and throughout the year, the dimensioning always only fits in with an average energy consumption profile.
  • the above-mentioned object according to the invention is achieved by receiving prognostic data on weather and / or events affecting energy consumption via at least one communication network, calculating the energy consumption required over a defined period of time and the consumption profile from the prognosis data and from historical consumption data, la- the individual energy storage by the individual energy generator, the charge is triggered by the central control unit in time before the calculated energy consumption. Further advantageous embodiments are specified in the subclaims to claim 1.
  • the energy consumption of a building together with the building associated energy consumers due to external forecast data and based on forecast data based on historical consumption data is predicted and the charge of the energy storage, even the energy even for a limited time with low Loss loss, the predicted energy consumption is connected upstream. It can be loaded with comparatively low power over a longer period, for example, at night or between meals, an energy storage. The case with low power also resulting heat is cached in a heat storage. Since a building always consumes heat in the form of hot water and in winter for heating purposes, so an electrical energy storage can be charged without the resulting heat must be discarded unused.
  • the system of energy producers and consumers is always kept in a stationary state by the central control unit, wherein the state of charge of the energy storage depends on the simultaneous energy input and energy drain. In an extreme situation, it may result in that, for example, more electrical energy is available in the electrical energy storage devices than is necessary and less heat is present in the thermal energy storage than is required by the forecasted heat requirement.
  • a Um heading rasp is provided in the central control unit, in which the electrical energy of the electrical energy storage is used for the generation of heat in the thermal energy storage.
  • an electric auxiliary heater is provided in the hot water pipe.
  • the dimensioning of the electrical energy storage can be comparatively large and the dimensioning of the heat energy storage comparatively low fail.
  • To load the electrical energy storage is used on a very slow loading to accumulate the accumulated heat by always accumulating in a building heat demand.
  • It is the task of the central control unit to always balance the stationary state of the energy storage for electrical energy and heat energy. Of course, this balancing does not work without forecasting data. Therefore, the central control unit receives weather forecast data, but also data about events that affect the energy demand. Such events can be football broadcasts, which usually involves an increased demand for electricity, but also data on holidays, such as Christmas, where traditionally more and more elaborate cooking is done.
  • forecasting data based on historical data may predict an increase in electricity demand if, on Saturdays, a weekend Increased power consumption due to a vacuum cleaner or the use of machinery (hobby workshop) is predictable.
  • the central control unit is characterized by a prioritization of a power-neutral operation of the power generator, in which neither electrical energy passed into an external network nor electrical energy is removed from this.
  • Energy is generated from wind, sunlight, terrestrial heat (heat pumps) and / or fossil fuels, eg. As natural gas, LPG, oil, hydrogen, coal, secondary fuels or by renewable fuels, eg. Biogas, bio natural gas, vegetable fuels, hydrogen and synthetic natural gas (SNG).
  • the advantage of the method presented here is the charging of an electrical energy store for a reuse operation planned by the central control unit, in which the stored electrical energy is stored at a later time by transferring it to heat in the heat storage for use as heat. It is thus constructed according to the invention, a system of mutually subordinate energy storage, wherein the electrical energy storage is the first-rate memory, which is maintained in a steady state.
  • the charge is effected by the electric current of a cogeneration plant, a photovoltaic plant and / or by wind power.
  • the unloading is done by forecasting low electricity consumption and unpredicted peak loads. Overcharging is avoided by a re-storage in a heat storage.
  • the charge of the electrical storage is preferably done by a combined heat and power plant, which stores its heat in the heat storage.
  • the electric storage is charged by solar energy.
  • the power consumers To actively intervene in the power consumption of the building and the building associated consumers, it is therefore possible to equip the power consumers with a smart communication network-based power switch, which are associated with the individual energy consumers, as a retrofit kit, the information about the connected power consumers via a communication network sends to the central control unit, wherein the information on the energy consumers comprise data selected from the group consisting of: identification number, expected consumption duration, expected consumption profile, priority, expected change in the consumption duration and the consumption profile in case of deferring the energy consumption by the central control unit, acceptance of a power control alternately on / off, waste heat output and current power consumption. This data allows the central control unit to turn on the individual power consumer at the right time to control the total power consumption.
  • the power consumer has a high priority, such as a computer that can not be easily issued, this power consumer remains on.
  • a washing machine may be turned on at variable times using the consumption profile of a preselected wash program very predictable. If it is possible to deduce from weather forecast data that the morning is very sunny, the central control unit can collect electrical charge from a photovoltaic system in the morning and stop the washing machine in the afternoon, when rain has been forecast.
  • Another consumer such as a refrigerator, changes its electrical consumption profile when power is restored.
  • a refrigerator can be temporarily switched off, but due to the heating of the refrigerator, it is expected that after about one hour of elimination, the power consumption will later be higher to compensate for the warming again.
  • the refrigerator can be switched on again by switching on a combined heat and power plant.
  • the increased power consumption in the evening goes hand in hand with the increased heat production for, for example, an evening bath.
  • a consumer such as an electric aquarium heater
  • waste heat output can be a parameter that is transmitted. The operation of an electric kitchen oven for baking heats up the kitchen very much, so that heating at this time is completely unnecessary.
  • calculated characteristic curves can be used to characterize the heat loss of the building unit.
  • the central control unit measures the heat demand for a predetermined period in a learning mode, and from the temperature measured in relation to the heat call, the central control unit determines the heat curve of the house to improve the forecast of the heat demand.
  • the system presented here is particularly well-suited for buildings that are very predictable in terms of energy consumption, such as commercial offices, schools, hospitals or educational institutions that have regular operations.
  • energy consumption such as commercial offices, schools, hospitals or educational institutions that have regular operations.
  • FIG. 1 is a sketch of a building unit with all, the building unit associated electricity and heat consumers as energy consumers,
  • Fig. 2 is a sketch of a central control unit, the at least one
  • Communication network receives information about individual energy consumers, individual energy producers, and individual energy stores for electrical energy and heat energy, and uses this information to control both energy production and energy consumption,
  • FIG. 6 shows a categorization of various energy consumers with respect to requirements for energy quality and acceptance of a time delay control and power limitation.
  • a building unit 1 is shown, with all, the building unit
  • I associated power consumers such as electric light 2 representative of lighting in the building, a TV 3, representing entertainment and communications electronics, computers and media, and a refrigerator 4, representative of all electrically operated kitchen utensils and kitchen appliances and washing machines.
  • the building unit 1 associated heat consumers such as a sauna heater, or a ventilation system, on the heat exchanged with the outside inevitably ab- or imported, are outlined as a radiator 5, representing all the temperature and the Domestic climate influencing heat consumers, as well as a shower 6, representative of all hot water applications to the building unit 1 including a possible hot water supply for washing machines with hot water.
  • the building unit 1 has a combined heat and power plant 10, which is connected both to a heat storage 1 and to a storage 12 for electrical energy, such as a large lead-acid battery or a rechargeable Li-ion battery.
  • the electrical energy generated by the combined heat and power plant 10 is converted via a power switch 12c either by a rectifier 12a into direct current and used to charge the memory 12 or fed via a line 12b directly into the house network, finally, by the power switch 12a and a parallel feed the electrical energy in the memory 12 and in the home network possible.
  • the electrical charge in the storage 12 for electrical energy is converted to the call from the memory 12 by an inverter 12d in alternating current and then forwarded to the home network.
  • the resulting in the generation of electrical power heat of the cogeneration unit 10 is stored via a line 1 1 a with flow and return in a heat storage 1 1, this heat storage 1 1 can be configured as a generic stratified storage.
  • I I is retrieved by a radiator 5 or by hot water consumers, here represented by a shower 6th
  • the communication network 15 is here provided by communication devices 15a that can communicate via different media (this can be done by radio, light, sound, wired / electrical signals), here only for example: a wireless network (WLAN).
  • WLAN wireless network
  • An advantageous alternative is also the connection of the individual communication network participants on the home network itself using known technologies, which is known for example under the name PowerLine.
  • the central control unit 16 itself acquires data via a communication network from a remote forecast source 17, which provides weather data, as well as data about events that can influence the power consumption of the building unit 1.
  • this information can be program information, such as large football broadcasts, where experience has shown that the energy consumption of the private household increases sharply.
  • this information may be data about an impending strike, so that the building unit 1 is unscheduled unused or data about events in the building unit 1 announcing an unscheduled use of the building unit 1.
  • Schools on the other hand, can announce holidays that indicate unscheduled use or bridging days that result in the building's Unit 1 not being used.
  • the central control unit 16 calculates the energy consumption to be expected from the synopsis of forecast weather data from forecast source 17, from recognized patterns from historical consumption data 18, which are correlated with days of the week, calendar days and seasons, and also with the data relating to energy consumption from external sources and the consumption profile of the building unit 1 and triggers the control of the power switches 12c, switch 12e and the combined heat and power plant, the charge of the energy storage 1 1 and 12, wherein the energy storage 1 1, 12, if possible so charged that both for the heat consumption as Also enough energy stored in connection with the energy generated by the cogeneration plant 10 for the calculated period is available for the power consumption to cover the peak loads.
  • the electrical energy either from the combined heat and power plant 10 itself or from the memory 12 for electrical energy via a switch 12e and to use for an electric heater 19 in the heat storage 1 1 to generate more heat. It is the goal of the central control unit 16 to charge the two energy stores 1 1 and 12 in accordance with the calculated consumption profile, wherein as a secondary condition the fact must be taken into account that electrical energy in the memory 12 is virtually lost in heat for heat storage 1 1 but it is not possible to transform heat into memory 1 1 back into electrical energy without very large losses.
  • the task of the central control unit 16 which is described below, is to balance the charge of the heat accumulator 11, the electrical energy accumulator 12, and the energy consumption calculated from forecast data over a predetermined period of time by charging the accumulators 11 and 12 before to maintain expected energy consumption.
  • FIG. 2 shows a sketch of a central control unit 16 in which the central control unit 16 receives information about individual energy consumers 2, 3, 4 and 5, 6 via at least one communication network, shown here as communication network subscribers identified as "ID".
  • ID communication network subscribers
  • the central control unit 16 receives information about individual energy producers 10, 1 1, optionally an additional photovoltaic system 20 and / or a wind turbine 21, represented here by a power indicator 10 a, and information about individual energy storage 1 1, 12 for electrical energy and heat energy , Shown here by a thermometer group 1 1 a for the heat storage 1 1 and a charge indicator 12f for a memory 12 for electrical energy.
  • the central control unit 16 retrieves weather forecast data from a forecast source 17 in order to calculate the heat consumption of the building unit 1 and also to provide the charge of the memory 12 for electrical energy from photovoltaic power or from the electric power of a cogeneration power plant 10.
  • Still further data for the control are historical consumption data 18, which are correlated for example with calendar days, weekdays and seasons.
  • typical consumption patterns in the historical consumption data 18 can reveal the energy requirement to be calculated.
  • the central control unit 16 controls the power generation as well as the power consumption.
  • the central control device 16 is connected to remotely operable switches 13, which control the individual energy consumers, energy producers and energy storage depending on the type, regulate in the power, reset the consumption or prefer to make the charge of energy storage at a given time ,
  • the central control unit 16 can be a program installed on a generic PC, which is connected to the individual elements to be controlled via known network technology, but it is also possible to connect the central control unit 16 to the energy consumers via own bus systems. where as additional data digital thermometer the temperatures of individual rooms and the outside temperature are read out.
  • a generic heating system from the inventory in the system and to take over digital thermometer the heating control by the inventory heating is simulated via a thermometer a higher temperature in a room, so that the existing heating does not heat when the energy consumption by the central control device 16 should be reset.
  • an intelligent intermediate plug 14 shown in FIG. 3 can be provided, which can be individually addressed, programmed and switched by the central control unit.
  • the intelligent adapter 14 is addressed via a communication network, wireless, wired or via the building electricity network, it is programmed, whether it is an energy consumer who can accept a deferral of energy consumption or not, whether the energy consumer can be power controlled (dimmable ) or not, and a further number of parameters to characterize the energy consumer, such as expected consumption time at power-up, expected consumption profile at power-on, priority of the consumer, expected change in fuel consumption and consumption profile when power consumption is deferred by the central control unit, acceptance of power control by alternate switch on / off, waste heat output for inclusion in the calculation of the necessary heat output in the building unit, identification number, current power consumption.
  • FIG. 4 shows a flow chart for the reception of prognosis data, the calculation of the energy consumption and the charge of individual energy stores.
  • the flowchart begins after its start with step 1, the receiving of forecast data on weather and / or energy-related events via at least one communication network by the at least one central control unit. These data are processed internally via rules.
  • step 2 by calculating the energy consumption required over a defined period of time and the consumption profile from the prognosis data and from historical consumption data by the at least one central control unit. This step preferably takes place at the beginning of a day.
  • step 3 the charging of the individual energy storage by the individual power generator, the charge is triggered by the central control unit in time before the calculated energy consumption.
  • this sequence is repeated iteratively to adapt the consumption profile to changing conditions dictated by the receipt of forecast data and energy consumer data, power generator data, and energy storage data.
  • FIG. 5 shows a sketch of a cascade energy store.
  • a combined heat and power plant 10 converts energy from fossil or regenerative fuels into an approximately constant ratio of electrical energy 30 to thermal energy 31 within certain limits.
  • a ratio of 1: 3 of electrical energy 30 to heat energy 31 can be achieved, and only with larger combined heat and power plants with respect to power does the ratio of electrical energy 30 to heat energy 31 shift to a ratio of approximately 1: 1 .
  • This ratio of energy production is offset by the fact that the energy consumption of building units usually has a larger proportion of heat energy 31 than electrical energy 30.
  • the heat loss in winter is steady and in summer heat loss is more likely in larger individual withdrawals for the production of hot water.
  • the memory 12 can be charged for electrical energy with low power to produce heat energy 31 through the cogeneration unit 10 only to such an extent that flows through the heat storage 1 1 anyway in the building unit 1 in the form of heat.
  • the electrical charge can be additionally charged by photovoltaic power from a photovoltaic system 20 or by electricity from a wind turbine 21 to shift the ratio of electrical charge in the accumulator 12 to heat in accumulator 11 to the side of the electrical charge.
  • FIG. 6 shows a categorization of different energy consumers in relation to requirements for energy quality and acceptance of a time delay of control and power limitation.
  • Q is used to set the quality requirement for the electricity provided.
  • Such consumers which are insensitive to the power quality, such as incandescent lamps 2, can be power-controlled. For this purpose, it is possible to operate, for example by switching on and off with high frequency (dimming) outdoor lighting at half power and a proximity switch is only the full power requested.
  • Heaters 5 are also frugal in terms of energy quality. The requirement of energy through heaters, air conditioners and refrigerators can be briefly reset in favor of energy consumers with high priority, such as computers, communication electronics 3, or staircase lighting, without a significant deterioration in the efficiency is to be accepted.
  • the other axis shows the priority with respect to a time delay ( ⁇ ) of the energy requirement.
  • time delay
  • a du- see 6 needs immediate heat, ( ⁇ is very small), however, a space heater 5 with a comparatively slow control loop in relation to a power request can be reset briefly ( ⁇ is greater).
  • a refrigerator 4 needs electrical energy that is not dimmed, so it has a high energy quality requirement but can also be reset for a short time in relation to the energy requirement.
  • washing machines that have a high energy quality requirement can be greatly varied in time if it is only important that the laundry be washed within a day.
  • Heat storage 30 electrical energy storage for electrical 31 heat energy

Abstract

The invention relates to a method for controlling the energy consumption of a building unit (1), including all electrical loads (2, 3, 4) and heat loads (5, 6) associated with the building unit as energy loads, in which method at least one central control unit (16) obtains information about individual energy loads, individual energy generators, and individual energy stores for electrical energy and for heat energy by means of at least one communication network and controls both the energy generation and the energy consumption on the basis of said information. The following are provided according to the invention: receipt (step 1) of forecast data (17) about weather and/or events affecting the energy consumption by the at least one central control unit (16) by means of at least one communication network, calculation (step 2) of the energy consumption required over a defined time period and of the consumption profile from the forecast data (17) and from historical consumption data (18) by the at least one central control unit (16), and charging (step 3) of the individual energy stores by the individual energy generators, wherein the charging and discharging are triggered by the central control unit (1) before the calculated energy consumption. By means of the invention, a building can be operated in an electrically neutral manner with respect to the public electrical power grid.

Description

Verfahren zur Steuerung des Energieverbrauchs einer  Method for controlling the energy consumption of a
Gebäudeeinheit und dezentrale Energieversorgungseinheit  Building unit and decentralized power supply unit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Energieverbrauchs einer Gebäudeeinheit mit sämtlichen, der Gebäudeeinheit zugeordneten Strom- und Wärmeverbraucher als Energieverbraucher, aufweisend mindestens eine zentrale Steuerungseinheit, welche über mindestens ein Kommunikationsnetzwerk Informationen über einzelne Energieverbraucher, einzelne Energieerzeuger, und einzelne Energiespeicher für elektrische Energie und für Wärmeenergie erhält. The invention relates to a method for controlling the energy consumption of a building unit with all, the building unit associated power and heat consumers as energy consumers, comprising at least one central control unit, which via at least one communication network information about individual energy consumers, individual energy producers, and individual energy storage for electrical energy and receives for heat energy.
Zur Optimierung des Gesamtenergiebedarfs von Gebäuden mitsamt den dem Gebäude zugeordneten elektrischen Energieverbrauchern und Wärmeenergieverbrauchern ist es bekannt, sogenannte Niedrigenergiehäuser zu konzipieren, welche durch ihren Aufbau und durch das Vorhandensein von Photovoltaikanlagen und eines Blockheizkraftwerkes über das Jahr mit den wetterveränderlichen Jahreszeiten energieneutral betrieben werden können. Diese Niedrigenergiehäuser produzieren im Sommer in der Regel einen Überschuss an elektrischer Energie, den diese Häuser in das öffentliche Stromversorgungsnetz einspeisen. Im Winter hingegen produzieren diese Häuser entweder zu wenig Wärmeenergie, so dass Energie aus dem öffentlichen Stromnetz entnommen werden muss, oder diese Häuser erzeugen durch Blockheizkraftwerke einen Überschuss an Wärmeenergie, weil die Erzeugung von angeforderter elektrischer Energie aus fossilen Brennstoffen mit einem hohen Abwärmeanteil einhergeht. Durch Optimierung der Nennleistung der eingesetzten Energieerzeuger kann ein Niedrigenergiehaus über das Jahr hinweg bilanziell und auf den Eigenbedarf bezogen energieneutral in Bezug auf das öffentliche Stromnetz betrieben werden. Da elektrische Energie und auch Wärmeenergie zeitlich nicht unbegrenzt und in den Größenordnungen des Bedarfs der öffentlichen Energieversorgung gespeichert werden kann, ist der über ein Kalenderjahr energieneutrale Betrieb eines Niedrigenergiehauses zwar in Bezug auf Energiekosten vorteilhaft für den einzelnen Betreiber. Nicht jedoch erfüllt der unterjährige Betrieb mit Zeiten der Energieaufnahme aus dem öffentlichen Netz und Zeiten der Energieabgabe in das öffentliche Netz die Anforderung einer Senkung des Energiebedarfs für größere Gemeinden oder gar eines ganzen Landes. Der Energieüberschuss, den ein Niedrigenergiehaus zu einer Zeit produziert, findet in diesem gleichen Zeitraum nicht genügende Abnehmer, da  To optimize the total energy demand of buildings together with the building associated electrical energy consumers and heat energy consumers, it is known to design so-called low-energy houses, which can be operated energy-neutral through their construction and the presence of photovoltaic systems and a combined heat and power plant over the year with the changing weather seasons. These low-energy houses usually produce a surplus of electrical energy in summer, which these houses feed into the public power grid. In winter, however, these houses either produce too little heat energy, so that energy must be taken from the public grid, or these houses generate a surplus of heat energy by combined heat and power plants, because the generation of requested electrical energy from fossil fuels associated with a high waste heat share. By optimizing the rated output of the energy producers used, a low-energy house can be operated on a balance-sheet basis and based on its own energy consumption in relation to the public electricity grid over the year. Since electrical energy and also heat energy can not be stored indefinitely and in the order of magnitude of the requirements of the public energy supply, the energy-neutral operation of a low-energy house over one calendar year is advantageous in terms of energy costs for the individual operator. However, sub-annual operation with periods of energy consumption from the public grid and times of energy release into the public grid does not meet the requirement of reducing the energy requirements for larger communities or even a whole country. The energy surplus that a low-energy house produces at a time does not find enough takers in this same period
|Bestätigungskopie auch andere Gebäudeeinheiten in der Regel synchron einen Energieüberschuss erzeugen oder einen Energiebedarf haben. | Confirmation copy Other building units usually synchronously generate an energy surplus or have an energy requirement.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 045 282 A2 ist ein Verfahren zum Verwalten von Energieressourcen bekannt. Das dort beschriebene Verfahren beruht auf einer entfernten Steuerung zur Verwaltung des Energiebedarfs und der Energieerzeugung einer Vielzahl von Liegenschaften. Die dezentrale Steuerung soll den Energiebedarf der einen Liegenschaft ausgleichen durch eine Energieerzeugung durch eine andere Liegenschaft. Dabei greift die dezentrale Steuerung auf den Energieverbrauch von Spitzenstromverbrauchern ein, indem deren Betrieb zu bestimmten Zeiten abgeschaltet wird, wie bspw. Klimageräte oder Kühlschränke. Dieses Verfahren kann aber nicht die für eine Vielzahl von Liegenschaften in der Regel ähnlichen Energiebedarfsprofile ausgleichen, wie sie sich beispielsweise für das eingangs beschriebene Niedrigenergiehaus ergeben.  German Offenlegungsschrift DE 10 2010 045 282 A2 discloses a method for managing energy resources. The method described therein relies on remote control to manage the energy demand and power generation of a variety of properties. The decentralized control is intended to compensate the energy demand of one property by generating energy through another property. In this case, the decentralized control intervenes on the power consumption of peak load consumers by their operation is switched off at certain times, such as. Air conditioners or refrigerators. However, this method can not compensate for a variety of properties usually similar energy demand profile, as they result, for example, for the low-energy house described above.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 03 914 A1 ist ein Verfahren bekannt, lokal erzeugte Wärmeenergie und auch elektrische Energie unter einer größeren Anzahl von Verbrauchern nach Bedarf zu verteilen. Dabei soll nach der Lehre dieser Offenlegungsschrift ein neben dem öffentlichen Stromnetz mit elektrischem Strom hoher Güte ein weiteres Stromnetz mit Strom von geringer Güte in Bezug auf variable Spannung und variable Frequenz bereit gestellt werden, über welches im Über- schuss von einem lokalen Erzeuger produzierter elektrischer Strom von anderen Verbrauchern zur Erzeugung von Wärmeenergie genutzt werden kann. Auch dieses Verfahren basiert auf einer erhofften statistischen Mittelung des Stromverbrauchs und des Energiebedarfs, der in der Regel nicht in diesem Maße auftritt, dass sich die Summe des lokal produzierbaren Stroms und Wärme mit dem aktuellen Verbrauch von elektrischem Strom und Wärme anderer Verbraucher ausgleicht.  From the German patent application DE 100 03 914 A1 a method is known to distribute locally generated thermal energy and also electrical energy among a larger number of consumers as needed. According to the teaching of this publication, in addition to the public power grid with high-quality electric power, another power grid with low-quality power with respect to variable voltage and variable frequency is to be provided, via which an electric current produced in excess by a local producer can be used by other consumers to generate heat energy. This method, too, is based on the hoped-for statistical averaging of power consumption and energy demand, which generally does not occur to such an extent that the sum of locally producible electricity and heat balances with the current consumption of electric power and heat of other consumers.
Aus der Veröffentlichung der internationalen PCT-Anmeldung WO 2010/077914 A3 ist ein Energiespeicher in der Nähe eines Verbrauchers bekannt, der durch eine entfernte Steuereinheit zu einem ersten Zeitpunkt geladen und zu einem zweiten Zeitpunkt durch den lokalen Verbraucher entladen werden kann. Dabei ist vorgesehen, dass die entfernte Steuereinheit den Verbrauch von lokalen elektrischen Stromverbrauchern zeitlich verschiebt. Des Weiteren ist es vorgesehen, Wärme oder gekühltes Trinkwasser als Energiespeicher dadurch zu speichern, in dem das gekühlte Wasser für den Verbrauch als Kühlmittel oder den Wärmespeicher als Heizquelle zu Zeiten zu nutzen, in denen der gemittelte elektrische Energieverbrauch einer Vielzahl von Verbrauchern hoch ist. Dieses System entspricht weitgehend Speicherheizungen, wobei die Art der Speicherung von Energie durch Wärme- oder Kältespeicher, aber auch durch chemische Speicher oder mechanische Energiespeicher zur Verfügung gestellt wird. Diese Art der Speicherung ist auf die Versorgung mit dezentraler elektrischer Energie beschränkt. From the publication of the international PCT application WO 2010/077914 A3 an energy storage near a consumer is known, which can be loaded by a remote control unit at a first time and discharged at a second time by the local consumer. It is provided that the remote control unit shifts the consumption of local electrical consumers in time. Furthermore, it is envisaged to store heat or cooled drinking water as an energy store thereby, in which the cooled Use water for consumption as a coolant or the heat storage as a heating source at times in which the average electrical energy consumption of a large number of consumers is high. This system largely corresponds to storage heaters, the type of storage of energy by heat or cold storage, but also by chemical storage or mechanical energy storage is provided. This type of storage is limited to the supply of decentralized electrical energy.
Aufgabe der Erfindung Ist es, den Energieverbrauch und die Energieproduktion einer Gebäudeeinheit so zu kontrollieren, dass ein möglichst elektrisch energieneutraler Betrieb ermöglicht wird, wobei der Begriff „elektrisch energieneutral" bedeutet, dass weder elektrische Energie aus einem öffentlichen Stromnetzwerk entnommen noch an dieses abgegeben wird. Die Energieversorgung soll dabei möglichst auf Nutzung von fossilen oder regenerativen Brennstoffen sowie auf Windenergie und Photovolta- ik basieren.  Object of the invention Is to control the energy consumption and the energy production of a building unit so that an electrically neutral as possible energy-neutral operation is possible, the term "electrically neutral" means that neither electrical energy is taken from a public power network nor delivered to this. The energy supply should be based as far as possible on the use of fossil or regenerative fuels as well as on wind energy and photovoltaics.
Eine hierbei zu berücksichtigende Nebenbedingung ist die Kopplung der Erzeugung von elektrischer Energie und von Wärmeenergie und deren unterschiedliche Verfügbarkeit aus unterschiedlichen Energiequellen.  A secondary condition to be considered here is the coupling of the generation of electrical energy and of thermal energy and their different availability from different energy sources.
Bei der Erzeugung von elektrischer Energie ist zu berücksichtigen, dass die Leistung der photovoltaischen Stromerzeugung abhängig ist von der zur Verfügung stehenden Fläche für Photovoltaik-Elemente zum Einfangen von Sonnenlicht. Dabei steht Sonnenlicht nur am Tage und in der Regel im Sommer mit höherer Leistung als im Winter zur Verfügung.  In the generation of electrical energy, it should be noted that the power of the photovoltaic power generation depends on the available area for photovoltaic elements for capturing sunlight. Sunlight is only available during the day and usually in summer with higher power than in winter.
Bei der Erzeugung von elektrischem Strom aus Windkraftanlagen ist zu berücksichtigen, dass die Leistung von Wind tageszeitlich und unterjährig ebenfalls unterschiedlich stark ist.  When generating electricity from wind turbines, it has to be taken into account that the power of wind is also different during the day and during the year.
Schließlich ist zu berücksichtigen, dass bei der Erzeugung von elektrischem Strom mit Hilfe eines Blockheizkraftwerkes mit der Stromerzeugung auch die Erzeugung von Wärmeenergie einhergeht. Dabei ist die Effizienz der Stromerzeugung mit Blockheizkraftwerken um so größer, je größer das Blockheizkraftwerk ist, jedoch höchstens genauso groß wie die Wärmeeffizienz. Bei Blockheizkraftwerken der Größenordnung von Wohngebäuden oder von kleineren Industriegebäuden ist die Effizienz der Stromerzeugung stets geringer als die Effizienz der Erzeugung von Wärme. Das bedeutet also, dass bei der Erzeugung von elektrischem Strom stets auch eine größere Menge Wärme produziert wird. Finally, it should be noted that the production of electricity with the help of a combined heat and power plant with the generation of electricity is accompanied by the generation of heat energy. The efficiency of power generation with combined heat and power plants is greater, the larger the combined heat and power plant is, but at most the same size as the heat efficiency. For combined heat and power plants of the same size as residential or smaller industrial buildings, the efficiency of electricity production is always lower than the efficiency of heat generation. This means that the generation of electricity always produces a larger amount of heat.
In privaten Haushalten werden ca. 66% der umgesetzten Energie zum Heizen verwendet, 16% zur Erzeugung von Warmwasser, 7% zum Kochen, 5% zum Kühlen, 4% für Computer und Fernsehen und nur noch 1 % für andere Verbraucher. Der Umstand, dass der bei weitem größte Anteil der Energie in einem Haushalt und auch in kleinen bis mittleren gewerblichen Gebäuden oder Schulen für Wärme genutzt wird, kommt einem bei der Nutzung der Abwärme eines Blockheizkraftwerkes entgegen. Dennoch ist das Profil des Energieverbrauchs über den Tag und über die Woche, sowie über das Jahr sehr unterschiedlich, jedoch zu einem großen Teil vorhersagbar. Households use about 66% of their energy for heating, 16% for hot water, 7% for cooking, 5% for refrigeration, 4% for computers and television and only 1% for other consumers. The fact that by far the largest share of energy is used in a household and also in small or medium-sized commercial buildings or schools for heat comes to the fore when using the waste heat of a combined heat and power plant. However, the profile of energy consumption varies widely throughout the day, week and year, but to a large extent is predictable.
Würden die Aggregate zur Erzeugung von elektrischer Energie und von Wärmeenergie so dimensioniert, dass sowohl eine zu erwartende Spitzenlast des elektrischen Energiebedarfs als auch eine zu erwartende Spitzenlast des zu erwartenden Wärmebedarfs gedeckt werden können, so würde sich daraus die Situation des eingangs erwähnten Niedrigenergiehauses ergeben, nämlich, dass bei Erzeugung von elektrischem Strom Wärme im Übermaß produziert würde und umgekehrt, dass bei der Erzeugung von Wärme ein Übermaß an elektrischer Energie erzeugt würde. Die im Übermaß erzeugte Energie müsste mit dem Problem der mangelnden Abnahme abgeleitet oder verworfen werden. Would the units for generating electrical energy and heat energy dimensioned so that both an expected peak load of electrical energy demand and an expected peak load of the expected heat demand can be covered, it would result from the situation of the above-mentioned low-energy house, namely in that, when generating electric current, excess heat would be produced and, conversely, that an excess of electrical energy would be generated when heat is generated. The excessively generated energy would have to be diverted or discarded with the problem of lack of acceptance.
Zur Umgehung des jeweiligen Energieüberschusses kann jeweils ein Energiespeicher für elektrische Energie und für Wärmeenergie vorhanden sein, so dass die zu einem Zeitpunkt überschüssig erzeugte Energie zwischengespeichert werden kann. Dabei ist jedoch die Dimensionierung der Speicher ein sehr erheblicher Kostenfaktor. Speicher für elektrische Energie, Batterien, sind kostenintensiv. Durch den sehr unterschiedlichen Bedarf von elektrischer Energie und Wärmeenergie über den Tag, die Woche und über das Jahr hinweg passt die Dimensionierung stets nur für ein mittleres Energieverbrauchsprofil.  To bypass the respective energy surplus, an energy store for electrical energy and for thermal energy can be present in each case, so that the excessively generated energy at a time can be temporarily stored. However, the dimensioning of the memory is a very significant cost factor. Storage for electrical energy, batteries, are expensive. Due to the very different requirements of electrical energy and heat energy throughout the day, the week and throughout the year, the dimensioning always only fits in with an average energy consumption profile.
Die eingangs erwähnte erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch Empfang von Prognosedaten über Wetter und/oder sich in Bezug auf den Energieverbrauch auswirkende Ereignisse über mindestens ein Kommunikationsnetzwerk, Berechnen des über einen festgelegten Zeitraum benötigten Energie- erbrauchs und des Verbrauchsprofils aus den Prognosedaten und aus historischen Verbrauchsdaten, La- den der einzelnen Energiespeicher durch die einzelnen Energieerzeuger, wobei die Ladung durch die zentrale Steuerungseinheit zeitlich vor dem berechneten Energieverbrauch ausgelöst wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben. The above-mentioned object according to the invention is achieved by receiving prognostic data on weather and / or events affecting energy consumption via at least one communication network, calculating the energy consumption required over a defined period of time and the consumption profile from the prognosis data and from historical consumption data, la- the individual energy storage by the individual energy generator, the charge is triggered by the central control unit in time before the calculated energy consumption. Further advantageous embodiments are specified in the subclaims to claim 1.
Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass der Energieverbrauch eines Gebäudes mitsamt dem Gebäude zugeordneten Energieverbrauchern aufgrund externer Prognosedaten und aufgrund von Prognosedaten, die auf historischen Verbrauchsdaten beruhen, prognostiziert wird und die Ladung der Energiespeicher, die selbst die Energie auch nur für eine begrenzte Zeit mit geringem Verlust speichern können, dem prognostizierten Energieverbrauch vorgeschaltet wird. Es kann so mit vergleichsweise geringer Leistung über einen längeren Zeitraum, beispielsweise nachts oder zwischen den Mahlzeiten, ein Energiespeicher geladen werden. Die dabei mit geringer Leistung ebenfalls anfallende Wärme wird in einem Wärmespeicher zwischengespeichert. Da in einem Gebäude stets ein Wärmeverbrauch in Form von Warmwasser und im Winter zusätzlich für Heizzwecke abfließt, kann so ein elektrischer Energiespeicher geladen werden ohne dass die dabei anfallende Wärme ungenutzt verworfen werden muss.  According to the invention, it is provided that the energy consumption of a building together with the building associated energy consumers due to external forecast data and based on forecast data based on historical consumption data, is predicted and the charge of the energy storage, even the energy even for a limited time with low Loss loss, the predicted energy consumption is connected upstream. It can be loaded with comparatively low power over a longer period, for example, at night or between meals, an energy storage. The case with low power also resulting heat is cached in a heat storage. Since a building always consumes heat in the form of hot water and in winter for heating purposes, so an electrical energy storage can be charged without the resulting heat must be discarded unused.
Das System aus Energieerzeugern und Verbrauchern wird durch die zentrale Steuerungseinheit stets in einem stationären Zustand gehalten, wobei der ladungszustand der Energiespeicher abhängt vom gleichzeitigen Energiezufluss und Energieabfluss. In einer Extremsituation kann es dabei dazu führen, dass beispielsweise mehr elektrische Energie in den elektrischen Energiespeichern zur Verfügung steht als es notwendig ist und weniger Wärme in dem Wärmeenergiespeicher vorhanden ist als es der prognostizierte Wärmebedarf es erfordert. Für diesen Fall ist in der zentralen Steuerungseinheit ein Umspeicherprozess vorgesehen, bei dem die elektrische Energie des elektrischen Energiespeichers für die Erzeugung von Wärme in dem Wärmeenergiespeicher verwendet wird. Es kann aber auch alternativ vorgesehen sein, dass beispielsweise zur Erzeugung von Warmwasser für das morgendliche Duschen eine elektrische Hilfsheizung in der Warmwasserleitung vorgesehen ist.  The system of energy producers and consumers is always kept in a stationary state by the central control unit, wherein the state of charge of the energy storage depends on the simultaneous energy input and energy drain. In an extreme situation, it may result in that, for example, more electrical energy is available in the electrical energy storage devices than is necessary and less heat is present in the thermal energy storage than is required by the forecasted heat requirement. In this case, a Umspeicherprozess is provided in the central control unit, in which the electrical energy of the electrical energy storage is used for the generation of heat in the thermal energy storage. However, it may alternatively be provided that, for example, to generate hot water for morning showers, an electric auxiliary heater is provided in the hot water pipe.
Eine Energieerzeugung, gar eine energetische Vollversorgung, aus fossilen oder regenerativen Brennstoffen zur gleichzeitigen Produktion von elektrischer Energie und von Wärmeenergie, wobei nach Bedarf aus erzeugter oder bereits gespeicherter elektrischer Energie Wärme für den sofortigen Bedarf oder zur Speicherung der Wärme produziert wird, erscheint auf den ersten Blick widersinnig zu sein, weil hochwertige Energie in Form von elektrischer Energie in geringwertige Energie abgewertet wird. Dieses Konzept der bewussten Energiedegradation hat sich aber als vorteilhaft erwiesen, wenn es Aufgabe ist, verschiedene Energiespeicher stets so in einem stationären Zustand zu balancieren, dass in Spitzenlastzeiten im elektrischen Stromverbrauch und bei der Wärmeabnahme genügend Energie der erwünschten Form zur Verfügung steht. Dabei wird nicht bei der Erzeugung der einen Energieform (zum Beispiel elektrische Energie) mit der Last der zwangsläufig als Nebenprodukt erzeugten anderen Energieform (zum Beispiel Wärme) in Kauf genommen, dass das Nebenprodukt ungenutzt verworfen oder in das öffentliche Netz gespeist werden muss, wo ebenfalls eine nur geringe Nachfrage herrscht und daher die Preise schlecht sind. An energy production, even an energetic full supply, from fossil or regenerative fuels for the simultaneous production of electrical energy and heat energy, where needed from generated or already stored Electric energy Heat for immediate demand or for the storage of heat is produced, at first glance seems to be absurd, because high-quality energy in the form of electrical energy is devalued into low-value energy. However, this concept of deliberate energy degradation has proved to be advantageous when it is the task to always balance different energy storage devices in a stationary state so that sufficient energy of the desired shape is available during peak load periods in electrical power consumption and heat absorption. It is not in the generation of one form of energy (for example, electrical energy) with the load inevitably produced as a by-product other form of energy (for example, heat) accepted that the by-product must be discarded unused or fed into the public network, where also There is low demand and therefore prices are low.
Da es aufgrund thermodynamischer Gesetze zwar möglich ist, elektrische Energie mit sehr hohem Wirkungsgrad in Wärme zu verwandeln, aber mit nur sehr geringem Wirkungsgrad Wärme in elektrische Energie zurück zu verwandeln, kann die Dimensionierung der elektrischen Energiespeicher vergleichsweise groß ausfallen und die Dimensionierung der Wärmeenergiespeicher vergleichsweise gering ausfallen. Zum Laden der elektrischen Energiespeicher wird auf ein sehr langsames Laden zurückgegriffen, um die dabei anfallende Wärme durch den stets in einem Gebäude anfallenden Wärmebedarf abgepuffert zu speichern. Dabei ist es die Aufgabe der zentralen Steuerungseinheit, den stationären Zustand der Energiespeicher für elektrische Energie und für Wärmeenergie stets auszubalancieren. Dieses Balancieren kommt freilich nicht ohne Prognosedaten aus. Deswegen erhält die zentrale Steuerungseinheit Wetterprognosedaten, aber auch Daten über Ereignisse, die den Energiebedarf beeinflussen. Solche Ereignisse können Fußballübertragungen sein, bei dem in der Regel ein erhöhter Strombedarf stattfindet, aber auch Daten über Feiertage, wie beispielsweise das Weihnachtsfest, an dem traditionell mehr und aufwändiger gekocht wird.  Since it is possible due to thermodynamic laws, to convert electrical energy into heat with very high efficiency, but to transform back into electrical energy with very little efficiency, the dimensioning of the electrical energy storage can be comparatively large and the dimensioning of the heat energy storage comparatively low fail. To load the electrical energy storage is used on a very slow loading to accumulate the accumulated heat by always accumulating in a building heat demand. It is the task of the central control unit to always balance the stationary state of the energy storage for electrical energy and heat energy. Of course, this balancing does not work without forecasting data. Therefore, the central control unit receives weather forecast data, but also data about events that affect the energy demand. Such events can be football broadcasts, which usually involves an increased demand for electricity, but also data on holidays, such as Christmas, where traditionally more and more elaborate cooking is done.
Prognosedaten, die auf historischen Daten beruhen, können beispielsweise einen erhöhten Strombedarf vorhersagen, wenn am Wochenende, etwa samstags ein er- höhter Stromverbrauch aufgrund eines Staubsaugers oder des Gebrauchs von Maschinen (Hobbywerkstatt) prognostizierbar ist. For example, forecasting data based on historical data may predict an increase in electricity demand if, on Saturdays, a weekend Increased power consumption due to a vacuum cleaner or the use of machinery (hobby workshop) is predictable.
Ein sehr stark erhöhter Wärmebedarf findet statt am Morgen oder am Abend, wenn - je nach individuellem Lebensrhythmus - Warmwasser zum Duschen oder baden benötigt wird.  A very high increase in heat demand takes place in the morning or in the evening, when - depending on the individual rhythm of life - hot water is needed for showering or bathing.
Die zentrale Steuerungseinheit zeichnet sich aus durch eine Priorisierung eines stromneutralen Betriebs der Energieerzeuger, in welchem weder elektrische Energie in ein externes Netz geleitet noch elektrische Energie aus diesem entnommen wird. Dabei wird Energie erzeugt aus Wind, Sonnenlicht, aus terrestrischer Wärme (Wärmepumpen) und/oder durch fossile Brennstoffe, z. B. Erdgas, Flüssiggas, Öl, Wasserstoff, Kohle, Sekundärbrennstoffe oder durch regenerative Brennstoffe, z. B. Biogas, Bioerdgas, pflanzliche Brennstoffe, Wasserstoff und synthetisches Erdgas (SNG).  The central control unit is characterized by a prioritization of a power-neutral operation of the power generator, in which neither electrical energy passed into an external network nor electrical energy is removed from this. Energy is generated from wind, sunlight, terrestrial heat (heat pumps) and / or fossil fuels, eg. As natural gas, LPG, oil, hydrogen, coal, secondary fuels or by renewable fuels, eg. Biogas, bio natural gas, vegetable fuels, hydrogen and synthetic natural gas (SNG).
Da es stets möglich ist, die gespeicherte elektrische Energie in Wärme zu wandeln, ist in vorteilhafter Weise vorgesehen das Priorisieren der Ladung eines Energiespeichers für elektrische Energie mit photovoltaischer Energieerzeugung in Abhängigkeit der Wetterprognosedaten in Bezug zu berechneten Energieverbrauchsdaten. Dies bedeutet, dass bei einem prognostizierten Mehrverbrauch an elektrischer Energie der elektrische Energiespeicher möglichst mit Sonnenenergie oder mit Windenergie geladen wird, um einen Überlauf des Wärmespeichers zu vermeiden, bei dem Wärme ungenutzt verworfen werden müsste. Auch wenn dies zu einem überfüllten Akkumulator führen könnte, so ist dies hinnehmbar, weil der elektrische Überschuss in den Wärmespeicher umgespeichert werden kann.  Since it is always possible to convert the stored electrical energy into heat, it is advantageously provided to prioritize the charging of an energy storage device for electrical energy with photovoltaic power generation as a function of the weather forecast data in relation to calculated energy consumption data. This means that in the case of a predicted increased consumption of electrical energy, the electrical energy store is charged as much as possible with solar energy or with wind energy, in order to avoid an overflow of the heat accumulator, in which heat would have to be discarded unused. Even if this could lead to a crowded accumulator, this is acceptable, because the electrical excess can be re-stored in the heat storage.
Der Vorteil bei dem hier vorgestellten Verfahren ist das Laden eines elektrischen Energiespeichers für einen durch die zentrale Steuerungseinheit geplanten Umspei- cherbetrieb, in welchem die gespeicherte elektrische Energie zu einem späteren Zeitpunkt durch Überführung in Wärme im Wärmespeicher zur Nutzung als Wärme gespeichert wird. Es wird nach der Erfindung also ein System aus zueinander nachrangigen Energiespeichern aufgebaut, wobei der elektrische Energiespeicher der erstrangige Speicher ist, der im stationären Zustand gehalten wird. Dabei geschieht die Ladung durch den elektrischen Strom eines Blockheizkraftwerks, einer Photovol- taikanlage und/oder durch Windstrom. Die Entladung geschieht durch prognostizier- baren elektrischen Stromverbrauch und durch nicht prognostizierte Stromspitzenlasten. Ein Überladen wird durch ein Umspeichern in einen Wärmespeicher vermieden. Im Winter, wenn ein erhöhter Wärmeverbrauch vorliegt, geschieht die Ladung des elektrischen Speichers bevorzugt durch ein Blockheizkraftwerk, das seine Wärme im Wärmespeicher speichert. Im Sommer hingegen, wenn Sonnenstrom verfügbar ist und ein geringerer Wärmebedarf vorliegt, wird der elektrische Speicher durch Sonnenstrom geladen. The advantage of the method presented here is the charging of an electrical energy store for a reuse operation planned by the central control unit, in which the stored electrical energy is stored at a later time by transferring it to heat in the heat storage for use as heat. It is thus constructed according to the invention, a system of mutually subordinate energy storage, wherein the electrical energy storage is the first-rate memory, which is maintained in a steady state. The charge is effected by the electric current of a cogeneration plant, a photovoltaic plant and / or by wind power. The unloading is done by forecasting low electricity consumption and unpredicted peak loads. Overcharging is avoided by a re-storage in a heat storage. In winter, when there is an increased heat consumption, the charge of the electrical storage is preferably done by a combined heat and power plant, which stores its heat in the heat storage. In summer, however, when solar power is available and there is less heat demand, the electric storage is charged by solar energy.
Neben der passiven Steuerung der Ladung der Energiespeicher nach einem gemessenen Strom- und Wärmeverbrauch und dessen Prognose ist es auch möglich, in den Stromverbrauch aktiv einzugreifen. Es ist aber nicht jeder Stromverbraucher beliebig ein- und ausschaltbar. Wärme- und Kälteanwendungen, wie elektrische Heizungen, Aquarienheizungen, Kühlschränke oder Klimaanlagen Vertragen aufgrund der langen Nachlaufzeiten und lang dauernden Regelschleifen (Temperatur fällt oder steigt nur sehr langsam) ein verzögertes Ein- oder Ausschalten. Andere Stromverbraucher, wie zum Beispiel Lampen müssen bei Bedarf sofort und ohne Verzögerung eingeschaltet werden. Um aktiv in den Stromverbrauch des Gebäudes und den dem Gebäude zugeordneten Verbrauchern einzugreifen, ist es daher möglich, die Stromverbraucher mit einem intelligenten kommunikationsnetzbasierten Stromnetzschalter, die den einzelnen Energieverbraucher zugeordnet sind, auch als Nachrüstsatz, auszustatten, der über ein Kommunikationsnetz Informationen über den angeschlossenen Stromverbraucher an die zentrale Steuerungseinheit sendet, wobei die Informationen über die Energieverbraucher Daten umfassen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Identifikationsnummer, erwartungsgemäße Verbrauchsdauer, erwartungsgemäßes Verbrauchsprofil, Priorität, erwartungsgemäße Änderung der Verbrauchsdauer und des Verbrauchsprofils bei Zurückstellung des Energieverbrauchs durch die zentrale Steuerungseinheit, Akzeptanz einer Leistungssteuerung durch wechselweise ein/ausschalten, Abwärmeleistung und aktueller Stromverbrauch. Diese Daten ermöglichen der zentralen Steuerungseinheit, den individuellen Stromverbraucher zur rechten Zeit einzuschalten, um den Gesamtstromverbrauch zu steuern. Hat der Stromverbraucher eine hohe Priorität, wie beispielsweise ein Computer, der keinesfalls einfach ausgestellt werden kann, so bleibt dieser Stromverbraucher eingeschaltet. Eine Waschmaschine kann beispielsweise zu variablen Zeiten eingeschaltet werden, wobei das Verbrauchsprofil eines vorgewählten Waschprogramms sehr gut vorhersagbar ist. Ist aus Wetterprognosedaten entnehmbar, dass der Vormittag stark sonnig ist, so kann die zentrale Steuerungseinheit am Vormittag elektrische Ladung aus einer Photovoltaikanlage sammeln und am Nachmittag, wenn Regen prognostiziert wurde, die Waschmaschine einstellen. Auch ein anderer Verbraucher, wie beispielsweise ein Kühlschrank ändert sein elektrisches Verbrauchsprofil, wenn der Stromverbrauch zurück gestellt wurde. So kann ein Kühlschrank vorübergehend ausgeschaltet werden, aber aufgrund der Erwärmung des Kühlschranks ist es zu erwarten, dass nach etwa einstündiger Ausschaltung der Stromverbrauch später höher sein wird, um die Erwärmung wieder auszugleichen. Soll beispielsweise eine Waschmaschine am Nachmittag betrieben werden und ist aus historischen Verbrauchsdaten entnehmbar, dass am Abend ein erhöhter Wärmebedarf herrscht, so kann der Kühlschrank mit dem Einschalten eines Blockheizkraftwerkes wieder eingeschaltet werden. Der erhöhte Stromverbrauch am Abend geht einher mit der erhöhten Wärmeproduktion für beispielsweise ein abendliches Wannenbad. Es ist aber auch möglich, einen Verbraucher, wie eine elektrische Aquarienheizung, im Wechseltakt zu betreiben, um die Heizleistung für eine bestimmte Zeit zu verringern oder es ist möglich, eine Außenbeleuchtung durch Pulsbetrieb mit hoher Frequenz für eine bestimmte Zeit zu dimmen. Schließlich kann in einer Küche zum Beispiel die Abwär- meleistung ein Parameter sein, der übermittelt wird. Der Betrieb eines elektrischen Küchenofens zum Backen heizt die Küche sehr stark ein, so dass ein Heizen in dieser Zeit vollkommen entbehrlich ist. In addition to the passive control of the charge of energy storage for a measured electricity and heat consumption and its forecast, it is also possible to actively intervene in the power consumption. But not every electricity consumer can be switched on and off as desired. Heating and cooling applications, such as electric heaters, aquarium heaters, refrigerators or air conditioners Due to the long follow-up times and long-lasting control loops (temperature drops or rises only very slowly), a delayed on or off switching. Other power consumers, such as lamps, need to be turned on immediately if needed without delay. To actively intervene in the power consumption of the building and the building associated consumers, it is therefore possible to equip the power consumers with a smart communication network-based power switch, which are associated with the individual energy consumers, as a retrofit kit, the information about the connected power consumers via a communication network sends to the central control unit, wherein the information on the energy consumers comprise data selected from the group consisting of: identification number, expected consumption duration, expected consumption profile, priority, expected change in the consumption duration and the consumption profile in case of deferring the energy consumption by the central control unit, acceptance of a power control alternately on / off, waste heat output and current power consumption. This data allows the central control unit to turn on the individual power consumer at the right time to control the total power consumption. If the power consumer has a high priority, such as a computer that can not be easily issued, this power consumer remains on. For example, a washing machine may be turned on at variable times using the consumption profile of a preselected wash program very predictable. If it is possible to deduce from weather forecast data that the morning is very sunny, the central control unit can collect electrical charge from a photovoltaic system in the morning and stop the washing machine in the afternoon, when rain has been forecast. Another consumer, such as a refrigerator, changes its electrical consumption profile when power is restored. Thus, a refrigerator can be temporarily switched off, but due to the heating of the refrigerator, it is expected that after about one hour of elimination, the power consumption will later be higher to compensate for the warming again. If, for example, a washing machine is to be operated in the afternoon and it is possible to deduce from historical consumption data that there is an increased need for heat in the evening, the refrigerator can be switched on again by switching on a combined heat and power plant. The increased power consumption in the evening goes hand in hand with the increased heat production for, for example, an evening bath. But it is also possible to operate a consumer, such as an electric aquarium heater, in the alternating cycle to reduce the heating power for a certain time or it is possible to dim an outdoor lighting by pulse operation at high frequency for a certain time. After all, in a kitchen, for example, waste heat output can be a parameter that is transmitted. The operation of an electric kitchen oven for baking heats up the kitchen very much, so that heating at this time is completely unnecessary.
Zur Optimierung der Berechnung des Energieverbrauchs können berechnete Kennlinien zur Charakterisierung des Wärmeverlustes der Gebäudeeinheit herangezogen werden. Dabei misst die zentrale Steuerungseinheit die Wärmeanforderung über einen vorbestimmten Zeitraum in einem Lernmodus und aus der in Bezug zum Wärmeabruf gemessenen Temperatur bestimmt die zentrale Steuerungseinheit die Wärmekennlinie des Hauses, um die Prognose des Wärmebedarfes zu verbessern.  To optimize the calculation of the energy consumption, calculated characteristic curves can be used to characterize the heat loss of the building unit. In this case, the central control unit measures the heat demand for a predetermined period in a learning mode, and from the temperature measured in relation to the heat call, the central control unit determines the heat curve of the house to improve the forecast of the heat demand.
Das Einbeziehen einer Mustererkennung des Energieverbrauchsprofils basierend auf Tageszeit, Wochentag und Kalendertag zur Prognose des zu erwartenden Energieverbrauchprofils ist schließlich ein Schlüsselfaktor, um das Energieverbrauchsprofil berechnen zu können, dabei können auch weitere Ereignisse, wie beispielsweise ein sehr typischer Energieverbrauchsverlauf als Muster verwendet werden, an dem sich ein von der Regel abweichender Stromverbrauch ableiten lässt, wie beispielsweise das Einschalten von nur selten genutzten Verbrauchern, wie zum Beispiel eine private Sonnenbank oder das Licht an einem nicht häufig genutzten Esstisch. The inclusion of a pattern recognition of the energy consumption profile based on time of day, day of the week and calendar day to predict the expected energy consumption profile is finally a key factor to calculate the energy consumption profile, while other events, such as a very typical energy consumption curve can be used as a pattern yourself Derive a non-standard power consumption, such as turning on infrequently used consumers, such as a private tanning bed or the light on a not frequently used dining table.
Das hier vorgestellte System eignet sich insbesondere für in Bezug auf den Energieverbrauch sehr gut vorhersagbare Gebäude, wie gewerbliche Büros, Schulen, Krankenhäuser oder Bildungseinrichtungen, die einen regelmäßigen Betrieb aufweisen. Je unregelmäßiger der Energieverbrauch, beispielsweise in Kleinstwohnungen, desto schwieriger wird auch die Prognose zum Laden der Energiespeicher. Für wenig vorhersagbare Energieverbrauchsprofile hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Energiespeicher auf Vorwahl mit vorbestimmten Programmen betrieben werden können. In diesem Fall würde ein Wohnungsinsasse am Morgen vor dem Verlassen des Hauses durch Wahlmöglichkeit eines vorbestimmten Abrufprogramms eine abendliche Kochveranstaltung vorwählen, um den Stromspeicher entsprechend zu laden. The system presented here is particularly well-suited for buildings that are very predictable in terms of energy consumption, such as commercial offices, schools, hospitals or educational institutions that have regular operations. The more irregular the energy consumption, for example in small apartments, the more difficult the prognosis for charging energy storage devices becomes. For little predictable energy consumption profiles, it has proven to be advantageous if the energy storage can be operated on pre-selection with predetermined programs. In this case, a homeowner would preselect an evening cooking event in the morning before leaving the home by choosing a predetermined schedule to load the power store accordingly.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt: The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows:
Fig. 1 eine Skizze einer Gebäudeeinheit mit sämtlichen, der Gebäudeeinheit zugeordneten Strom- und Wärmeverbrauchern als Energieverbraucher, 1 is a sketch of a building unit with all, the building unit associated electricity and heat consumers as energy consumers,
Fig. 2 eine Skizze einer zentralen Steuerungseinheit, die über mindestens ein Fig. 2 is a sketch of a central control unit, the at least one
Kommunikationsnetzwerk Informationen über einzelne Energieverbraucher, einzelne Energieerzeuger, und einzelne Energiespeicher für elektrische Energie und für Wärmeenergie erhält und aus diesen Informationen sowohl die Energieerzeugung als auch den Energieverbrauch steuert,  Communication network receives information about individual energy consumers, individual energy producers, and individual energy stores for electrical energy and heat energy, and uses this information to control both energy production and energy consumption,
Fig. 3 ein intelligenter Zwischenschalter zur Nachrüstung von elektrischen Verbrauchern aus dem Bestand,  3 is an intelligent intermediate switch for retrofitting electrical consumers from the stock,
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm für den Empfang von Prognosedaten, die Berechnung des Energieverbrauchs und Ladung einzelner Energiespeicher,  4 shows a flowchart for the reception of forecast data, the calculation of the energy consumption and charge of individual energy stores,
Fig. 5 eine Skizze eines Kaskadenspeichers für Energie,  5 shows a sketch of a cascade storage for energy,
Fig. 6 eine Kategorisierung verschiedener Energieverbraucher in Bezug auf Anforderung an Energiequalität und Akzeptanz einer zeitlichen Verzögerung Steuerung und Leistungsbegrenzung. In Figur 1 ist eine Gebäudeeinheit 1 dargestellt, mit sämtlichen, der Gebäudeeinheit6 shows a categorization of various energy consumers with respect to requirements for energy quality and acceptance of a time delay control and power limitation. In Figure 1, a building unit 1 is shown, with all, the building unit
I zugeordneten Stromverbraucher, wie elektrisches Licht 2 stellvertretend für Beleuchtung im Gebäude, ein Fernseher 3, stellvertretend für Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik, Computer und Medien, sowie ein Kühlschrank 4, stellvertretend für sämtliche elektrisch betriebenen Küchenutensilien und Küchenmaschinen und Waschmaschinen. I associated power consumers, such as electric light 2 representative of lighting in the building, a TV 3, representing entertainment and communications electronics, computers and media, and a refrigerator 4, representative of all electrically operated kitchen utensils and kitchen appliances and washing machines.
Die der Gebäudeeinheit 1 zugeordneten Wärmeverbraucher, wie auch zum Beispiel ein Saunaofen, oder auch eine Be- und Entlüftungsanlage, über die Wärme mit der Außenwelt zwangsläufig ausgetauscht ab- oder eingeführt wird, sind skizziert als ein Heizkörper 5, stellvertretend für sämtliche die Temperatur und das Hausklima beeinflussende Wärmeverbraucher, sowie eine Dusche 6, stellvertretend für sämtliche Warmwasseranwendungen zur Gebäudeeinheit 1 einschließlich einer möglichen Warmwasserversorgung für Waschmaschinen mit Warmwasseranschluss.  The building unit 1 associated heat consumers, such as a sauna heater, or a ventilation system, on the heat exchanged with the outside inevitably ab- or imported, are outlined as a radiator 5, representing all the temperature and the Domestic climate influencing heat consumers, as well as a shower 6, representative of all hot water applications to the building unit 1 including a possible hot water supply for washing machines with hot water.
Zur Energieversorgung weist die Gebäudeeinheit 1 ein Blockheizkraftwerk 10 auf, das sowohl mit einem Wärmespeicher 1 verbunden ist und mit einem Speicher 12 für elektrische Energie, wie zum Beispiel ein großer Bleiakkumulator oder ein wie- deraufladbarer Li-Ionen-Akkumulator. Die durch das Blockheizkraftwerk 10 erzeugte elektrische Energie wird über eine Stromweiche 12c entweder durch einen Gleichrichter 12a in Gleichstrom verwandelt und zur Ladung des Speichers 12 genutzt oder über eine Leitung 12b direkt in das Hausnetz gespeist, schließlich ist durch die Stromweiche 12a auch eine parallele Einspeisung der elektrischen Energie in den Speicher 12 und in das Hausnetz möglich. Die elektrische Ladung im Speicher 12 für elektrische Energie wird zum Abruf aus dem Speicher 12 durch einen Wechselrichter 12d in Wechselstrom verwandelt und danach ins Hausnetz weitergeleitet.  For energy supply, the building unit 1 has a combined heat and power plant 10, which is connected both to a heat storage 1 and to a storage 12 for electrical energy, such as a large lead-acid battery or a rechargeable Li-ion battery. The electrical energy generated by the combined heat and power plant 10 is converted via a power switch 12c either by a rectifier 12a into direct current and used to charge the memory 12 or fed via a line 12b directly into the house network, finally, by the power switch 12a and a parallel feed the electrical energy in the memory 12 and in the home network possible. The electrical charge in the storage 12 for electrical energy is converted to the call from the memory 12 by an inverter 12d in alternating current and then forwarded to the home network.
Die bei der Erzeugung von elektrischem Strom anfallende Wärme des Blockheizkraftwerkes 10 wird hingegen über eine Leitung 1 1 a mit Vorlauf und Rücklauf in einem Wärmespeicher 1 1 gespeichert, wobei dieser Wärmespeicher 1 1 als gattungsgemäßer Schichtspeicher ausgebildet sein kann. Die Wärme des Wärmespeichers The resulting in the generation of electrical power heat of the cogeneration unit 10, however, is stored via a line 1 1 a with flow and return in a heat storage 1 1, this heat storage 1 1 can be configured as a generic stratified storage. The heat of the heat storage
I I wird abgerufen durch einen Heizkörper 5 oder durch Warmwasserverbraucher, hier stellvertretend dargestellt durch eine Dusche 6. I I is retrieved by a radiator 5 or by hot water consumers, here represented by a shower 6th
Sämtliche Energieverbraucher 2, 3, 4 als auch Energieverbraucher 5, 6 als auch die Energiespeicher 1 1 , 12, das Blockheizkraftwerk 10, Stromweiche 12c sind über ein Kommunikationsnetzwerk 15 mit einer zentralen Steuerungseinheit 16 verbunden. Das Kommunikationsnetzwerk 15 wird hier bereitgestellt durch Kommunikationsvorrichtungen 15a, die über unterschiedliche Medien kommunizieren können (dies kann durch Funk, Licht, Ton, Kabelgebunden/ elektrische Signale erfolgen), hier nur beispielsweise genannt: ein kabelloses Netzwerk (WLAN). Eine vorteilhafte Alternative ist auch die Verbindung der einzelnen Kommunikationsnetzteilnehmer über das Hausnetz selbst unter Einsatz bekannter Technologien, die beispielsweise unter dem Namen PowerLine bekannt ist. All energy consumers 2, 3, 4 as well as energy consumers 5, 6 and the energy storage 1 1, 12, the combined heat and power plant 10, power switch 12 c are on a Communication network 15 connected to a central control unit 16. The communication network 15 is here provided by communication devices 15a that can communicate via different media (this can be done by radio, light, sound, wired / electrical signals), here only for example: a wireless network (WLAN). An advantageous alternative is also the connection of the individual communication network participants on the home network itself using known technologies, which is known for example under the name PowerLine.
Die zentrale Steuerungseinheit 16 bezieht selbst über ein Kommunikationsnetzwerk Daten aus einer entfernten Prognosequelle 17, welche Wetterdaten zur Verfügung stellt, und auch Daten über Ereignisse, die den Stromverbrauch der Gebäudeeinheit 1 beeinflussen können. In privaten Haushalten können diese Informationen Programminformationen sein, wie z.B. große Fußballübertragungen, bei denen erfahrungsgemäß der Energieverbrauch des privaten Haushaltes stark ansteigt. In gewerblichen Gebäuden können diese Informationen Daten über einen bevorstehenden Streik sein, so dass die Gebäudeeinheit 1 außerplanmäßig nicht genutzt wird oder aber Daten über Veranstaltungen in der Gebäudeeinheit 1 , die eine außerplanmäßige Nutzung der Gebäudeeinheit 1 ankündigen. In Schulen hingegen können Feierlichkeiten angekündigt werden, die eine außerplanmäßige Nutzung anzeigen oder Brückentage, die dazu führen, dass die Gebäudeeinheit 1 der Schule nicht genutzt wird. Aus der Zusammenschau von prognostizierten Wetterdaten aus Prognosequelle 17, von erkannten Mustern aus historischen Verbrauchsdaten 18, die mit Wochentagen, Kalendertagen und Jahreszeiten korreliert werden, und auch mit den von extern kommenden Daten über den Energieverbrauch beeinflussenden Ereignissen berechnet die zentrale Steuerungseinheit 16 den zu erwartenden Energieverbrauch und das Verbrauchsprofil der Gebäudeeinheit 1 und löst über die Steuerung der Stromweichen 12c, Schalter 12e und das Blockheizkraftwerk die Ladung der Energiespeicher 1 1 und 12 aus, wobei die Energiespeicher 1 1 , 12 nach Möglichkeit so geladen werden, dass sowohl für den anfallenden Wärmeverbrauch als auch für den anfallenden Stromverbrauch zur Abdeckung der Spitzenlasten genug gespeicherte Energie in Verbindung mit der durch das Blockheizkraftwerk 10 erzeugten Energie für den berechneten Zeitraum zur Verfügung steht. Da bei der Erzeugung von Energie durch das Blockheizkraftwerk 10 das Verhältnis von erzeugter elektrischer Energie zu Wärmeenergie in bestimmten Grenzen etwa konstant ist, ist es von Vorteil, wenn zusätzliche Spannungsquellen zur Verfügung stehen, um den Speicher 12 für elektrische Energie und den Wärmespeicher 1 1 für Wärmeenergie mit variablem Verhältnis aufladen zu können, um zu vermeiden, dass Energie ungenutzt verworfen werden muss, etwa, wenn zur Ladung des Speichers 12 für elektrische Energie überschüssige Wärme anfällt, die nicht genutzt oder gespeichert werden kann. Als zusätzliche Spannungsquellen kommen in Betracht eine Photovoltaikanlage 20 und auch eine Windkraftanlage 21 . The central control unit 16 itself acquires data via a communication network from a remote forecast source 17, which provides weather data, as well as data about events that can influence the power consumption of the building unit 1. In private households, this information can be program information, such as large football broadcasts, where experience has shown that the energy consumption of the private household increases sharply. In commercial buildings, this information may be data about an impending strike, so that the building unit 1 is unscheduled unused or data about events in the building unit 1 announcing an unscheduled use of the building unit 1. Schools, on the other hand, can announce festivities that indicate unscheduled use or bridging days that result in the building's Unit 1 not being used. The central control unit 16 calculates the energy consumption to be expected from the synopsis of forecast weather data from forecast source 17, from recognized patterns from historical consumption data 18, which are correlated with days of the week, calendar days and seasons, and also with the data relating to energy consumption from external sources and the consumption profile of the building unit 1 and triggers the control of the power switches 12c, switch 12e and the combined heat and power plant, the charge of the energy storage 1 1 and 12, wherein the energy storage 1 1, 12, if possible so charged that both for the heat consumption as Also enough energy stored in connection with the energy generated by the cogeneration plant 10 for the calculated period is available for the power consumption to cover the peak loads. Since the ratio of generated electrical energy to thermal energy is approximately constant within certain limits when generating energy by the combined heat and power plant 10, it is advantageous if additional voltage sources are available to the memory 12 for electrical energy and the heat storage 1 1 for To charge heat energy with variable ratio, in order to avoid that energy must be discarded unused, such as when the charge of the memory 12 for electrical energy excess heat is obtained, which can not be used or stored. Possible additional voltage sources are a photovoltaic system 20 and also a wind power plant 21.
Sofern mehr elektrische Energie zur Verfügung steht als notwendig, beispielsweise beim Erwärmen des Wärmespeichers 1 1 , ohne dass noch Ladungskapazität im Speicher 12 für elektrische Energie vorrätig ist, kann auch vorgesehen sein, die elektrische Energie entweder aus dem Blockheizkraftwerk 10 selbst oder aber aus dem Speicher 12 für elektrische Energie über einen Schalter 12e zu entnehmen und für eine elektrische Heizung 19 im Wärmespeicher 1 1 zu nutzen, um mehr Wärme zu erzeugen. Dabei ist es Ziel der zentralen Steuerungseinheit 16, die beiden Energiespeicher 1 1 und 12 entsprechend des berechneten Verbrauchsprofils zu laden, wobei als Nebenbedingung die Tatsache zu berücksichtigen ist, dass sich elektrische Energie in Speicher 12 nahezu verlustlos in Wärme für Wärmespeicher 1 1 umspei- chern lässt, nicht jedoch ist es möglich, Wärme in Speicher 1 1 ohne sehr große Verluste wieder in elektrische Energie zurück zu verwandeln. Noch eine weitere Nebenbedingung ist, dass bei Erzeugung von Wärme und elektrischem Strom durch das Blockheizkraftwerk 10 die Erzeugung beider Energieformen miteinander einhergeht. Zwar kann der Generator des Blockheizkraftwerkes 10 ausgeschaltet werden, um nur Wärme zu erzeugen, dann aber kann das Blockheizkraftwerk 10 nur im„Leerlauf" mit geringer Abwärmeleistung betrieben werden. Andererseits kann das Blockheizkraftwerk 10 nicht nur elektrische Energie erzeugen ohne dabei nennenswerte Mengen an Wärme zu erzeugen. Die zentrale Steuerungsvorrichtung 16 berücksichtigt diese Asymmetrie der Energieerzeugung und berechnet eine Strategie zwischen Ladung der Energiespeicher vor berechneter Energieentnahme und unmittelbarer Erzeugung von elektrischem Strom und Wärme. Bei der Berechnung der Strategie kommt helfend hinzu, dass Wärme in der Regel stetig und in größeren Mengen als elektrische Energie entnommen wird. Die Energiespeicher haben die Aufgabe, die Energie die im Überschuss produziert wird, wenn eine andere Energieform erzeugt werden muss, für einen späteren Abruf abzupuffern. If more electrical energy is available than necessary, for example when heating the heat accumulator 1 1, without charging capacity is still available in the memory 12 for electrical energy, can also be provided, the electrical energy either from the combined heat and power plant 10 itself or from the memory 12 for electrical energy via a switch 12e and to use for an electric heater 19 in the heat storage 1 1 to generate more heat. It is the goal of the central control unit 16 to charge the two energy stores 1 1 and 12 in accordance with the calculated consumption profile, wherein as a secondary condition the fact must be taken into account that electrical energy in the memory 12 is virtually lost in heat for heat storage 1 1 but it is not possible to transform heat into memory 1 1 back into electrical energy without very large losses. Yet another constraint is that when heat and electric power are generated by the cogeneration unit 10, generation of both forms of energy is associated with each other. Although the generator of cogeneration unit 10 may be turned off to generate only heat, then cogeneration unit 10 may only be operated in low heat "idle." On the other hand, cogeneration unit 10 can not only generate electrical energy without adding significant amounts of heat The central control device 16 takes into account this asymmetry of energy production and calculates a strategy between charge of the energy storage before calculated energy extraction and immediate generation of electric current and heat.In the calculation of the strategy, heat is usually added steadily and in larger quantities The energy stores have the task, the energy the in excess, if another form of energy needs to be generated, it will be buffered for later retrieval.
Aufgabe der zentralen Steuerungseinheit 16, die nachstehend beschrieben ist, ist es, die Balance zwischen der Ladung des Wärmespeichers 1 1 , des Speichers 12 für elektrische Energie und des über einen vorbestimmten Zeitraum aus Prognosedaten berechneten Energieverbrauchs durch Ladung der Speicher 1 1 und 12 vor dem zu erwartenden Energieverbrauch aufrecht zu erhalten.  The task of the central control unit 16, which is described below, is to balance the charge of the heat accumulator 11, the electrical energy accumulator 12, and the energy consumption calculated from forecast data over a predetermined period of time by charging the accumulators 11 and 12 before to maintain expected energy consumption.
In Figur 2 ist eine Skizze einer zentralen Steuerungseinheit 16 dargestellt, in welcher die zentrale Steuerungseinheit 16 über mindestens ein Kommunikationsnetzwerk Informationen über einzelne Energieverbraucher 2, 3, 4 und 5, 6 erhält, hier dargestellt als mit„ID" gekennzeichneten Kommunikationsnetzteilnehmern.  FIG. 2 shows a sketch of a central control unit 16 in which the central control unit 16 receives information about individual energy consumers 2, 3, 4 and 5, 6 via at least one communication network, shown here as communication network subscribers identified as "ID".
Des Weiteren erhält die zentralen Steuerungseinheit 16 Informationen über einzelne Energieerzeuger 10, 1 1 , gegebenenfalls eine zusätzliche Photovoltaikanlage 20 und/ oder eine Windkraftanlage 21 , hier dargestellt durch eine Leistungsanzeige 10a, und Informationen über einzelne Energiespeicher 1 1 , 12 für elektrische Energie und für Wärmeenergie, hier dargestellt durch eine Thermometergruppe 1 1 a für den Wärmespeicher 1 1 und eine Ladungsanzeige 12f für einen Speicher 12 für elektrische Energie.  Furthermore, the central control unit 16 receives information about individual energy producers 10, 1 1, optionally an additional photovoltaic system 20 and / or a wind turbine 21, represented here by a power indicator 10 a, and information about individual energy storage 1 1, 12 for electrical energy and heat energy , Shown here by a thermometer group 1 1 a for the heat storage 1 1 and a charge indicator 12f for a memory 12 for electrical energy.
Zusätzlich werden von der zentrale Steuerungseinheit 16 Wetterprognosedaten aus einer Prognosequelle 17 abgerufen, um einerseits den Wärmeverbrauch der Gebäudeeinheit 1 zu berechnen und auch, um die Ladung des Speichers 12 für elektrische Energie aus photovoltaischem Strom oder aus dem elektrischen Strom eines Blockheizkraftwerkes 10 vorsehen zu können.  In addition, the central control unit 16 retrieves weather forecast data from a forecast source 17 in order to calculate the heat consumption of the building unit 1 and also to provide the charge of the memory 12 for electrical energy from photovoltaic power or from the electric power of a cogeneration power plant 10.
Noch weitere Daten zur Steuerung sind historische Verbrauchsdaten 18, die beispielsweise mit Kalendertagen, Wochentagen und Jahreszeiten korreliert werden. Still further data for the control are historical consumption data 18, which are correlated for example with calendar days, weekdays and seasons.
Auch können typische Verbrauchsmuster in den historischen Verbrauchsdaten 18 den zu berechnenden Energiebedarf erkennen lassen. Also, typical consumption patterns in the historical consumption data 18 can reveal the energy requirement to be calculated.
Aus den vorstehend genannten Informationen und aus extern zur Verfügung gestellten Daten über Ereignisse, die den Energieverbrauch beeinflussen können, steuert die zentrale Steuerungseinheit 16 die Energieerzeugung als auch den Energieverbrauch. Um die Energieverbraucher, die Energieerzeuger und die Energiespeicher zu steuern, ist die zentrale Steuerungsvorrichtung 16 mit aus der Ferne betätigbaren Schaltern 13 verbunden, welche die einzelnen Energieerbraucher, Energieerzeuger und die Energiespeicher je nach Typ steuern, in der Leistung regeln, den Verbrauch zurückstellen oder vorziehen, die Ladung der Energiespeicher zu einem bestimmten Zeitpunkt vorzunehmen. From the above information and externally provided data on events that may affect energy consumption, the central control unit 16 controls the power generation as well as the power consumption. To the energy consumers, the energy producers and the energy storage too Control, the central control device 16 is connected to remotely operable switches 13, which control the individual energy consumers, energy producers and energy storage depending on the type, regulate in the power, reset the consumption or prefer to make the charge of energy storage at a given time ,
Die zentrale Steuerungseinheit 16 kann im einfachsten Fall ein auf einem gattungsgemäßen PC installiertes Programm sein, das über bekannte Netzwerktechnologie mit den einzelnen zu steuernden Elementen in Verbindung steht, es ist aber auch möglich, die zentrale Steuerungseinheit 16 über eigene Bussysteme mit den Energieverbrauchern zu verbinden, wobei als zusätzliche Daten digitale Thermometer die Temperaturen einzelner Räume und der Außentemperatur ausgelesen werden.  In the simplest case, the central control unit 16 can be a program installed on a generic PC, which is connected to the individual elements to be controlled via known network technology, but it is also possible to connect the central control unit 16 to the energy consumers via own bus systems. where as additional data digital thermometer the temperatures of individual rooms and the outside temperature are read out.
In besondere Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, eine gattungsgemäße Heizungsanlage aus dem Bestand in das System einzubeziehen und über digitale Thermometer die Heizungssteuerung zu übernehmen, indem der Bestandsheizung über einen Thermometerstand eine höhere Temperatur in einem Raum vorgetäuscht wird, damit die Bestandsheizung nicht heizt, wenn der Energieverbrauch durch die zentrale Steuerungseinrichtung 16 zurückgestellt werden soll.  In a particular embodiment of the invention can be provided to include a generic heating system from the inventory in the system and to take over digital thermometer, the heating control by the inventory heating is simulated via a thermometer a higher temperature in a room, so that the existing heating does not heat when the energy consumption by the central control device 16 should be reset.
Um Energieverbraucher aus dem Bestand in die Steuerung aufnehmen zu können, kann ein in Figur 3 dargestellter, intelligenter Zwischenstecker 14 vorgesehen sein, der durch die zentrale Steuerungseinrichtung individuell ansprechbar, programmierbar und schaltbar ist. Dazu wird der intelligente Zwischenstecker 14 über ein Kommunikationsnetz, drahtlos, verkabelt oder über das Gebäudestromnetz angesprochen, es wird einprogrammiert, ob es sich um einen Energieverbraucher handelt, der eine Zurückstellung des Energieverbrauchs akzeptieren kann oder nicht, ob der Energieverbraucher leistungsgeregelt werden kann (dimmbar ist) oder nicht, und eine weitere Anzahl von Parametern zur Charakterisierung des Energieverbrauchers wie erwartungsgemäße Verbrauchsdauer beim Einschalten, erwartungsgemäßes Verbrauchsprofil beim Einschalten, Priorität des Verbrauchers, erwartungsgemäße Änderung der Verbrauchsdauer und des Verbrauchsprofils bei Zurückstellung des Energieverbrauchs durch die zentrale Steuerungseinheit, Akzeptanz einer Leistungssteuerung durch wechselweises ein/ausschalten, Abwärmeleistung zum Einbezug in die Berechnung der notwendigen Heizleistung in der Gebäudeeinheit, Identifikationsnummer, aktueller Stromverbrauch. In order to be able to absorb energy consumers from the stock into the controller, an intelligent intermediate plug 14 shown in FIG. 3 can be provided, which can be individually addressed, programmed and switched by the central control unit. For this purpose, the intelligent adapter 14 is addressed via a communication network, wireless, wired or via the building electricity network, it is programmed, whether it is an energy consumer who can accept a deferral of energy consumption or not, whether the energy consumer can be power controlled (dimmable ) or not, and a further number of parameters to characterize the energy consumer, such as expected consumption time at power-up, expected consumption profile at power-on, priority of the consumer, expected change in fuel consumption and consumption profile when power consumption is deferred by the central control unit, acceptance of power control by alternate switch on / off, waste heat output for inclusion in the calculation of the necessary heat output in the building unit, identification number, current power consumption.
In Figur 4 ist ein Ablaufdiagramm für den Empfang von Prognosedaten, die Berechnung des Energieverbrauchs und Ladung einzelner Energiespeicher dargestellt. Das Ablaufdiagramm beginnt nach dessen Start mit Schritt 1 , dem Empfangen von Prognosedaten über Wetter und/oder sich in Bezug auf den Energieverbrauch auswirkende Ereignisse über mindestens ein Kommunikationsnetzwerk durch die mindestens eine zentrale Steuerungseinheit. Diese Daten werden intern über Regeln aufbereitet. Darauf folgt in Schritt 2 das Berechnen des über einen festgelegten Zeitraum benötigten Energieverbrauchs und des Verbrauchsprofils aus den Prognosedaten und aus historischen Verbrauchsdaten durch die mindestens eine zentrale Steuerungseinheit. Dieser Schritt findet vorzugsweise am Beginn eines Tages statt. Darauf folgt der Schritt 3, das Laden der einzelnen Energiespeicher durch die einzelnen Energieerzeuger, wobei die Ladung durch die zentrale Steuerungseinheit zeitlich vor dem berechneten Energieverbrauch ausgelöst wird. Schließlich wird diese Abfolge iterativ wiederholt, um das Verbrauchsprofil an verändernde Bedingungen anzupassen, die durch den Empfang von Prognosedaten und Energieverbraucherdaten, Energieerzeugerdaten und Energiespeicherdaten vorgegeben werden.  FIG. 4 shows a flow chart for the reception of prognosis data, the calculation of the energy consumption and the charge of individual energy stores. The flowchart begins after its start with step 1, the receiving of forecast data on weather and / or energy-related events via at least one communication network by the at least one central control unit. These data are processed internally via rules. This is followed in step 2 by calculating the energy consumption required over a defined period of time and the consumption profile from the prognosis data and from historical consumption data by the at least one central control unit. This step preferably takes place at the beginning of a day. This is followed by the step 3, the charging of the individual energy storage by the individual power generator, the charge is triggered by the central control unit in time before the calculated energy consumption. Finally, this sequence is repeated iteratively to adapt the consumption profile to changing conditions dictated by the receipt of forecast data and energy consumer data, power generator data, and energy storage data.
In Figur 5 ist eine Skizze eines Kaskadenspeichers für Energie dargestellt. Ein Blockheizkraftwerk 10 wandelt in bestimmten Grenzen Energie aus fossilen oder regenerativen Brennstoffen in ein etwa konstantes Verhältnis von elektrischer Energie 30 zu Wärmeenergie 31 um. Dabei ist bei kleineren Blockheizkraftwerken 10 ein Verhältnis von 1 :3 von elektrischer Energie 30 zu Wärmeenergie 31 erreichbar und erst mit größeren Blockheizkraftwerken in Bezug auf die Leistung verschiebt sich das Verhältnis von elektrischer Energie 30 zu Wärmeenergie 31 bis zu einem Verhältnis von ca. 1 :1 . Diesem Verhältnis der Energieerzeugung steht der Umstand gegenüber, dass die Energieabnahme von Gebäudeeinheiten in der Regel einen größeren Anteil an Wärmeenergie 31 als elektrischer Energie 30 aufweist. Dabei ist die Wärmeabnahme im Winter stetig und im Sommer geschieht eine Wärmeabnahme eher in größeren einzelnen Entnahmen für die Erzeugung von Warmwasser. Um die berechnete notwendige elektrische Ladung in dem Speicher 12 für elektrische Energie bereit zu stellen, ist es gegebenenfalls notwendig, die elektrische Ladung deutlich vor der Ent- nähme durch Aufladen zur Verfügung zu stellen. Dabei kann der Speicher 12 für elektrische Energie mit geringer Leistung geladen werden, um Wärmeenergie 31 durch das Blockheizkraftwerk 10 nur in einem solchen Ausmaß zu produzieren, die über den Wärmespeicher 1 1 ohnehin in die Gebäudeeinheit 1 in Form von Wärmeentnahme abfließt. Im Sommer kann die elektrische Ladung zusätzlich durch photo- voltaischen Strom aus einer Photovoltaikanlage 20 oder durch Strom aus einer Windkraftanlage 21 geladen werden, um das Verhältnis von elektrischer Ladung im Speicher 12 zur Wärme in Speicher 1 1 auf die Seite der elektrischen Ladung zu verschieben. Ist es hingegen notwendig, mehr Wärme für eine berechnete, spätere Wärmeabnahme zu produzieren als elektrische Energie, als es der durch das Verhältnis der Energieerzeugung entspricht, was im größten Zeitanteil des Jahres der Fall ist, so kann auch elektrische Energie 30 aus dem Energiespeicher 12 zur Produktion Wärme verwendet werden. Dabei wird über eine Stromweiche 12c elektrische Energie 30 aus dem Blockheizkraftwerk 10 für eine zusätzliche elektrische Heizung 40 im Wärmespeicher 1 1 verwendet werden oder aber elektrische Energie aus dem Speicher 12 wird über eine direkte Verbindung aus dem Speicher 12 in Speicher 1 1 über eine Heizung 40 in Wärme gewandelt. Dabei findet die durch Pfeil 32 dargestellte Umspeicherung der Energie statt. FIG. 5 shows a sketch of a cascade energy store. A combined heat and power plant 10 converts energy from fossil or regenerative fuels into an approximately constant ratio of electrical energy 30 to thermal energy 31 within certain limits. In the case of smaller combined heat and power plants 10, a ratio of 1: 3 of electrical energy 30 to heat energy 31 can be achieved, and only with larger combined heat and power plants with respect to power does the ratio of electrical energy 30 to heat energy 31 shift to a ratio of approximately 1: 1 . This ratio of energy production is offset by the fact that the energy consumption of building units usually has a larger proportion of heat energy 31 than electrical energy 30. The heat loss in winter is steady and in summer heat loss is more likely in larger individual withdrawals for the production of hot water. In order to provide the calculated required electrical charge in the electrical energy store 12, it may be necessary to significantly reduce the electrical charge before the discharge. to provide by charging. In this case, the memory 12 can be charged for electrical energy with low power to produce heat energy 31 through the cogeneration unit 10 only to such an extent that flows through the heat storage 1 1 anyway in the building unit 1 in the form of heat. In summer, the electrical charge can be additionally charged by photovoltaic power from a photovoltaic system 20 or by electricity from a wind turbine 21 to shift the ratio of electrical charge in the accumulator 12 to heat in accumulator 11 to the side of the electrical charge. If, however, it is necessary to produce more heat for a calculated, later heat loss than electrical energy, as it corresponds to the ratio of energy production, which is the case in the largest proportion of time of the year, so can also electrical energy 30 from the energy storage 12 to Production heat can be used. In this case, electric power 30 from the cogeneration plant 10 for an additional electric heater 40 in the heat storage 1 1 are used via a power switch 12c or electrical energy from the memory 12 is via a direct connection from the memory 12 in memory 1 1 via a heater 40th converted into heat. In this case, the repositioning of the energy represented by arrow 32 takes place.
In Figur 6 ist schließlich eine Kategorisierung verschiedener Energieverbraucher in Bezug auf Anforderung an Energiequalität und Akzeptanz einer zeitlichen Verzögerung Steuerung und Leistungsbegrenzung dargestellt. Mit Q wird die Qualitätsanforderung an den zur Verfügung gestellten Strom gestellt. Solche Verbraucher, die unempfindlich sind gegenüber der Stromqualität, wie beispielsweise Glühlampen 2, können leistungsgeregelt werden. Dazu ist es möglich, beispielsweise durch Ein- und Ausschalten mit hoher Frequenz (dimmen) eine Außenbeleuchtung mit halber Leistung zu betreiben und durch einen Annäherungsschalter wird erst die volle Leistung angefordert. Auch Heizungen 5 sind in Bezug auf die Energiequalität genügsam. Die Anforderung von Energie durch Heizungen, Klimageräte und Kältegeräte kann zu Gunsten von Energieverbrauchern mit hoher Priorität, wie beispielsweise Computer, Kommunikationselektronik 3, oder Treppenhausbeleuchtung kurzzeitig zurückgestellt werden, ohne dass eine nennenswerte Verschlechterung des Wirkungsgrades in Kauf zu nehmen ist. Auf der anderen Achse ist die Priorität in Bezug auf eine zeitliche Zurückstellung (ΔΤ) der Energieanforderung dargestellt. Beispielsweise eine Du- sehe 6 benötigt sofortige Wärme, (ΔΤ ist sehr klein), hingegen kann eine Raumheizung 5 mit vergleichsweise langsamer Regelschleife in Bezug auf eine Energieanforderung kurzzeitig zurückgestellt werden (ΔΤ ist größer). Ein Kühlschrank 4 schließlich benötigt elektrischer Energie, die nicht gedimmt ist, hat also eine hohe Anforderung an die Energiequalität, kann aber in Bezug auf die Energieanforderung auch kurzzeitig zurückgestellt werden. Schließlich können Waschmaschinen, die eine hohe Anforderung an die Energiequalität haben, zeitlich stark variiert werden, wenn es nur darauf ankommt, dass die Wäsche innerhalb eines Tages gewaschen wird. Finally, FIG. 6 shows a categorization of different energy consumers in relation to requirements for energy quality and acceptance of a time delay of control and power limitation. Q is used to set the quality requirement for the electricity provided. Such consumers, which are insensitive to the power quality, such as incandescent lamps 2, can be power-controlled. For this purpose, it is possible to operate, for example by switching on and off with high frequency (dimming) outdoor lighting at half power and a proximity switch is only the full power requested. Heaters 5 are also frugal in terms of energy quality. The requirement of energy through heaters, air conditioners and refrigerators can be briefly reset in favor of energy consumers with high priority, such as computers, communication electronics 3, or staircase lighting, without a significant deterioration in the efficiency is to be accepted. The other axis shows the priority with respect to a time delay (ΔΤ) of the energy requirement. For example, a du- see 6 needs immediate heat, (ΔΤ is very small), however, a space heater 5 with a comparatively slow control loop in relation to a power request can be reset briefly (ΔΤ is greater). Finally, a refrigerator 4 needs electrical energy that is not dimmed, so it has a high energy quality requirement but can also be reset for a short time in relation to the energy requirement. Finally, washing machines that have a high energy quality requirement can be greatly varied in time if it is only important that the laundry be washed within a day.
B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E E N G L I S H E S T E
Gebäudeeinheit 15 Kommunikationsnetzwerk Licht 15a Kommunikationsvorrichtung Fernseher 16 zentrale Steuerungseinheit Kühlschrank 17 Prognosequelle Building unit 15 Communication network Light 15a Communication device Television 16 Central control unit Refrigerator 17 Forecast source
Heizkörper 18 historische Verbrauchsdaten Dusche 19 elektrische Heizung  Radiator 18 historical consumption data shower 19 electric heating
20 Photovoltaikanlage Blockheizkraftwerk 21 Windkraftanlage 20 Photovoltaic system Combined heat and power plant 21 Wind power plant
a Leistungsanzeige a performance indicator
Wärmespeicher 30 elektrische Energie Speicher für elektrische 31 Wärmeenergie  Heat storage 30 electrical energy storage for electrical 31 heat energy
Energie 32 Pfeil (Umspeicherung)a Gleichrichter c Stromweiche 40 elektrische Zusatzheizungd Wechselrichter Energy 32 Arrow (Retrofit) a Rectifier c Power divider 40 Electrical booster heaterd Inverter
e Schalter e switch
ΔΤ zeitliche Zurückstellungf Ladungsanzeige ΔΡ leistungsregelbar  ΔΤ time resetf Charge display ΔΡ power adjustable
fernsteuerbarer Schalter  remote controllable switch
Q Qualität des elektrischen Stroms intelligenter Zwischenstecker /der Wärmeenergie  Q Electricity quality smart plug adapter / heat energy

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E  P A T E N T A N S P R E C H E
Verfahren zur Steuerung des Energieverbrauchs einer Gebäudeeinheit (1 ) mit sämtlichen, der Gebäudeeinheit zugeordneten Strom- (2, 3, 4) und Wärmeverbrauchern (5, 6) als Energieverbraucher, Method for controlling the energy consumption of a building unit (1) with all the electricity (2, 3, 4) and heat consumers (5, 6) allocated to the building unit as energy consumers,
in welchem mindestens eine zentrale Steuerungseinheit (16) über mindestens ein Kommunikationsnetzwerk Informationen über a) einzelne Energieverbraucher, in which at least one central control unit (16) via at least one communication network information about a) individual energy consumers,
b) einzelne Energieerzeuger, und b) individual energy producers, and
c) einzelne Energiespeicher für elektrische Energie und für Wärmeenergie erhält und aus diesen Informationen sowohl die Energieerzeugung als auch den Energieverbrauch steuert, gekennzeichnet durch c) receives individual energy storage for electrical energy and heat energy and controls from this information, both energy production and energy consumption, characterized by
Empfangen (Schritt 1 ) von Prognosedaten (17) über Wetter und/oder sich in Bezug auf den Energieverbrauch auswirkende Ereignisse über mindestens ein Kommunikationsnetzwerk durch die mindestens eine zentrale Steuerungseinheit (16), Receiving (step 1) forecast data (17) on the weather and / or energy-related events via at least one communication network by the at least one central control unit (16),
Berechnen (Schritt 2) des über einen festgelegten Zeitraum benötigten Energieverbrauchs und des Verbrauchsprofils aus den Prognosedaten (17) und aus historischen Verbrauchsdaten (18) durch die mindestens eine zentrale Steuerungseinheit 16),  Calculating (step 2) the energy consumption required over a defined period of time and the consumption profile from the forecast data (17) and from historical consumption data (18) by the at least one central control unit 16),
Laden (Schritt 3) der einzelnen Energiespeicher durch die einzelnen Energieerzeuger, wobei die Ladung durch die zentrale Steuerungseinheit (16) zeitlich vor dem berechneten Energieverbrauch ausgelöst wird. Loading (step 3) of the individual energy storage by the individual power generator, wherein the charge through the central control unit (16) is triggered before the calculated energy consumption.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , 2. The method according to claim 1,
gekennzeichnet durch  marked by
eine Priorisierung eines stromneutralen Betriebs der Energieerzeuger (1 0, 20, 21 ), in welchem weder elektrische Energie (30) in ein externes Netz geleitet noch elektrische Energie (30) aus diesem entnommen wird.  a prioritization of a power-neutral operation of the power generator (1 0, 20, 21), in which neither electrical energy (30) passed into an external network nor electrical energy (30) is removed from this.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
gekennzeichnet durch  marked by
eine energetische Vollversorgung aus fossilen oder regenerativen Brennstoffen zur gleichzeitigen Produktion von elektrischer Energie (30) und von Wärmeenergie (31 ), wobei nach Bedarf aus erzeugter oder bereits gespeicherter elektrischer Energie (30) Wärme für den sofortigen Bedarf oder zur Speicherung produziert wird.  an energetic full supply of fossil or renewable fuels for the simultaneous production of electrical energy (30) and heat energy (31), producing heat for immediate use or storage as needed from generated or already stored electrical energy (30).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. The method according to any one of claims 1 to 3,
gekennzeichnet durch  marked by
- Priorisieren der Ladung eines Energiespeichers (12) für elektrische Energie mit photovoltaischer Energieerzeugung (20) in Abhängigkeit der Wetterprognosedaten in Bezug zu berechneten Energieverbrauchsdaten.  - Prioritizing the charge of an energy store (12) for electrical energy with photovoltaic power generation (20) as a function of the weather forecast data in relation to calculated energy consumption data.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
gekennzeichnet durch  marked by
- Laden eines elektrischen Energiespeichers (1 2) für einen durch die zentrale Steuerungseinheit (16) geplanten Umspeicherbetrieb (32), in welchem die gespeicherte elektrische Energie (30) zu einem späteren Zeitpunkt durch Überführung in Wärme im Wärmespeicher (1 1 ) zur Nutzung als Wärme gespeichert wird. - Loading an electrical energy storage device (1 2) for by the central control unit (16) planned Umspeicherbetrieb (32), in which the stored electrical energy (30) at a later time by transferring heat in the heat storage (1 1) for use as Heat is stored.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
wobei die Informationen über die Energieverbraucher Daten umfassen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:  wherein the information about the energy consumer comprises data selected from the group consisting of:
a) erwartungsgemäße Verbrauchsdauer,  a) expected service life,
b) erwartungsgemäßes Verbrauchsprofil,  b) expected consumption profile,
c) Priorität,  c) priority,
d) erwartungsgemäße Änderung der Verbrauchsdauer und des Verbrauchsprofils bei Zurückstellung des Energieverbrauchs durch die zentrale Steuerungseinheit,  d) expected change in the consumption duration and the consumption profile when the energy consumption is deferred by the central control unit,
e) Akzeptanz einer Leistungssteuerung durch wechselweise ein/ausschalten sowie gleitende Leistungsregelung,  e) acceptance of a power control by alternately on / off switching and sliding power control,
f) Abwärmeleistung,  f) waste heat output,
g) Identifikationsnummer,  g) identification number,
h) aktueller Stromverbrauch.  h) current power consumption.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. The method according to any one of claims 1 to 6,
gekennzeichnet durch  marked by
- Ansteuern von kommunikationsnetzbasierten Strom netzschaltern (14), die den einzelnen Energieverbraucher (2, 3, 4) zugeordnet sind, zum Steuern des Gesamtenergiebedarfs.  - Control of communication network-based power network switches (14), which are associated with the individual energy consumers (2, 3, 4), for controlling the total energy demand.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. The method according to any one of claims 1 to 7,
gekennzeichnet durch,  marked by,
- Selbstoptimierung durch Einbeziehen von berechneten Kennlinien zur Charakterisierung des Wärmeverlustes der Gebäudeeinheit.  - self-optimization by incorporating calculated characteristics to characterize the heat loss of the building unit.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch, 9. The method according to any one of claims 1 to 8, marked by,
- Selbstoptimierung durch Einbeziehen einer Mustererkennung des Energieverbrauchsprofils unter anderem basierend auf Tageszeit, Wochentag und Kalendertag zur Prognose des zu erwartenden Energieverbrauchprofils.  - Self-optimization by incorporating pattern recognition of the energy consumption profile based, among other things, on the time of day, the day of the week and the day of the calendar to forecast the expected energy consumption profile.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. The method according to any one of claims 1 to 9,
gekennzeichnet durch,  marked by,
- Wahlmöglichkeit eines vorbestimmten Abrufprogramms.  - Choice of a predetermined retrieval program.
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