WO2019110739A1 - Kennzeichnungseinrichtung, energieerzeugungsanlage, energiesystem sowie verfahren - Google Patents

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WO2019110739A1
WO2019110739A1 PCT/EP2018/083818 EP2018083818W WO2019110739A1 WO 2019110739 A1 WO2019110739 A1 WO 2019110739A1 EP 2018083818 W EP2018083818 W EP 2018083818W WO 2019110739 A1 WO2019110739 A1 WO 2019110739A1
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WO
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energy
amount
power
data
power generation
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PCT/EP2018/083818
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English (en)
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Inventor
Tobias MADER
Original Assignee
Mader Tobias
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply

Definitions

  • the invention relates to a marking device for a power generation plant for the unique identification of amounts of energy generated by the power generation plant. Furthermore, the invention relates to a power generation plant and an energy system. Furthermore, the invention relates to a method for transmitting uniquely identified amounts of energy from a power plant to a consumer.
  • Electrical energy such as electricity
  • the electricity generated in the power generation plants (electrical energy) is then passed through a power supply operated by a utility company, which can also be referred to as a power grid, to the respective consumer, ie the customer.
  • a utility company which can also be referred to as a power grid
  • the customer can be households, small and medium-sized enterprises (SMEs) or large companies (factories).
  • SMEs small and medium-sized enterprises
  • factories large companies
  • the customer typically consumes the electrical energy made available to him which has been fed into the respective domestic network via the supply network, since electrical devices are operated accordingly via the domestic network.
  • the electrical appliances can generally also be regarded as electrical consumption units.
  • the electrical energy provided to the customer is so-called gray electricity, which means that the electrical energy is supplied from different power generation plants.
  • This may be electrical energy from solar energy, wind turbines, coal power plants, nuclear power plants and other energy production plants.
  • the amount of electrical energy made available to the customer ie the respective kilowatt hours (kWh) anonymously, can not be determined with which type of production and by which Energy production plant, the respective amount of electrical energy was produced, which has been implemented or consumed by the customer.
  • the object of the invention is, inter alia, to provide a possibility with which a clear identification of the amount of energy generated is possible, whereby the customer is able to selectively use certain power generation facilities.
  • the associated transactions should be easily recorded.
  • an identification device for a power generation system for unambiguous identification of electrical energy quantities generated by the energy generation system with a server unit and at least one arithmetic processor which is set up to generate a digital identification for an amount of energy generated, wherein the server unit is set up, To set up a decentralized computer network with additional server units, via which transactions can be managed, controlled and / or controlled decentrally.
  • the basic idea of the invention is to provide a so-called "power label", with which it is possible to uniquely identify the quantities of electrical energy generated in a power plant, in particular in the generation of the amount of electrical energy by providing a unique identification code (digital identification) of the amount of energy produced is assigned, ie in the power generation plant.
  • a unique identification code digital identification
  • the consumer or customer can recognize from which energy generation system the electrical energy provided to him originates, if the customer has access to the digital identification, which is made possible, inter alia, via the decentralized computing network.
  • the identification device in particular the server unit, makes it possible to set up the decentralized computer network which manages, monitors and controls itself and the transactions carried out by the computer network, ie in a decentralized manner, so that at least partial centralized management of the transactions is provided can be waived.
  • the tasks that have to be managed by the superordinate administration are reduced, optimized or at least partially outsourced.
  • the door actions may, in particular, be billing of the quantities of energy generated via the power generation plant, ie feed-in values, which is usually done centrally by the energy supplier or network operator.
  • the removal values at the customer can be administered, monitored or controlled as transactions on a decentralized basis.
  • the consumer devices are provided which detect the removal values, in particular so-called smart meter.
  • decentralized management, control, and control over the distributed computing network can also be referred to as “distributed ledgers” or through a “distributed ledger,” which is shared accounting.
  • the decentralized management, control and monitoring generally takes place via a (decentralized) database, which comprises all transactions made so far and is continuously updated with new transactions.
  • the previous transactions are thereby secured via so-called hash values, ie a checksum, in order to prevent subsequent manipulation.
  • the checksum or hash values are generated by so-called Miner units.
  • the database is not centrally stored, but decentralized, so a decentralized computer network.
  • the subscribers (also referred to as nodes) of the decentralized computer network check the other subscribers (nodes), in particular their respective data records, in order to ensure that all subscribers (nodes) provide the same data. This further increases the security of the entire system.
  • the arithmetic processor of the identification device can be set up to have an account ("wallet") of the energy producer (operator of the Power generation plant).
  • the corresponding account can be accessed via software running on the processor.
  • the computing processor is set up to generate shared bookkeeping data, in particular data blocks of a block chain, in particular wherein the digital identification of the amount of energy generated is part of the shared bookkeeping data.
  • shared accounting is a so-called Distributed Ledger.
  • the tagging device along with other server units or arithmetic processors, can build the distributed computer network in which shared bookkeeping takes place without centralized management.
  • the digital identification used to uniquely identify the quantities of energy generated can be provided as part of the decentrally managed accounting system, that is, as part of the shared bookkeeping data.
  • blockchain An example of shared bookkeeping can be represented by a so-called block chain (“blockchain”), the corresponding data being data blocks of this block chain, which are strung together in each case, in particular in chronological order.
  • the previous data blocks, which comprise the transactions already made, are mapped using hash values in the new data blocks in order to prevent subsequent manipulation.
  • a block chain is a distributed database whose integrity is assured. This is due to the fact that the cryptographic checksum of the previous data record is saved in the respective subsequent data record, in particular via the so-called hash values, as has already been explained above. This ensures that the data is subsequently no longer manipulatable or the data is stored in the correct chronological order.
  • the block chain consists of a series of individual data records or data blocks, in each of which one or more transactions are combined and provided with a check sum ("hash value").
  • the arithmetic processor can be set up to calculate the checksum ("hash value") of a shared accounting record.
  • the marking device in particular its arithmetic processor, can function as a miner unit.
  • the identification device comprises a data memory which is set up to store data of a shared accounting, in particular data blocks of a block chain.
  • the marking device itself is set up to store at least data blocks of the block chain or data of the shared bookkeeping, in particular wherein the entire block chain or the bookkeeping is stored on the data memory.
  • the marking device can represent a node of the decentralized computer network, wherein the marking device generates the digital identification of the amount of energy generated (identification code) and at the same time checks, stores and generates the associated transactions and the corresponding data records.
  • One of the nodes of the distributed computing network is characterized by the fact that it collects the transactions, compares and checks and then to transaction blocks (data blocks), which are passed to the Miner units, which in turn calculate the hash values or checksums.
  • the miner units then return the determined hash values or checksums to the nodes, which in turn continues the split bookkeeping, for example the block chain, with the hash values or checksums, in particular stores them in the data memory.
  • the tag may also communicate with a node of the distributed computer network, such that the tag merely generates the digital tag of the amount of power generated (tag code).
  • the node associated with the tag receives the digital tag and provides the corresponding function of the node, that is, checking, generating and storing the records associated with transactions.
  • the checking, generating and storing may also be referred to as collecting, comparing, checking and summarizing into transaction blocks.
  • the invention relates to a power generation plant with an energy generating device for generating electrical energy and a server unit, which is set up with other server units to build a decentralized computing network, are managed by the transactions decentralized, controlled and / or controlled, and at least one computing processor, the set up is to generate data of a shared book, in particular at least one checksum, in particular data blocks of a block chain, in particular wherein a data memory is provided which is adapted to store data of a shared bookkeeping, in particular data blocks of a block chain.
  • the energy generating device is, for example, a solar system, a wind power plant, a coal-fired power station, a nuclear power station or another device with which electrical energy is generated or produced.
  • the at least one computing processor of the power plant may be configured to provide an account ("wallet”) of the power generator (operator of the power plant).
  • the corresponding account can be accessed via software running on the processor.
  • the power generation plant is formed via the server unit and the at least one computing processor to create and share new data blocks, that is, to act generally as nodes.
  • the computing processor of the power generation plant can calculate hash values or checksums, which is also referred to as "mining".
  • the power generation plant in particular the at least one computing processor, can therefore act as a mining unit or, in short, as a miner.
  • the computing processor of the power plant can be used exclusively for mining, so act as a Miner unit, which is advantageous in that the energy needed for mining is consumed directly at the place where it is also generated, namely in the immediate vicinity of the power generation facility. The generated electrical energy therefore does not need to be transported from the power plant to the miner unit.
  • the server unit and / or the computing network of the power generation plant can be used to provide server performance Computing service providers to provide, so one to the power producer, utilities or network operators third party, for example, for other block-chain applications such as cryptocurrencies. This is possible in particular independently of the identification function of the quantities of energy generated.
  • the power generation plant still includes the data store, so can be stored on this corresponding data of the shared accounting, so that the power generation plant acts as a node in the decentralized computer network.
  • the generating plant may comprise a marking device of the aforementioned type, so that the said conventional energy generating devices are extended by the marking device of the aforementioned type. This makes it possible to make a unique digital identification of the amount of electrical energy generated.
  • the marking device is thus integrated in the generating plant, so that the quantities of energy generated are provided with the digital marking on site, ie in the generating plant or in the generation of the corresponding amount of energy. This means that the digital identification of the corresponding amount of electrical energy is present before it has passed the output counter of the generating plant.
  • the power generation plant can comprise a plurality of arithmetic processors, each of which is assigned a specific function.
  • an arithmetic processor is provided in each case to provide the account ("wallet") of the energy producer (operator of the power generation plant) to determine hash values or checksums (ie to act as miners), to generate a digital identifier for a generated amount of energy (ie Part of the tagging facility) and provide a node for decentralized management, control and monitoring of transactions.
  • these functions can be provided by a computing processor of the power generation plant or generally several functions can be provided by a common processor.
  • a counter is provided, which is set up to quantify the amount of electrical energy generated by the energy generating device, in particular wherein the counter is at least coupled to the marking device.
  • the amount of energy generated by the power generation device can be divided into energy packets of a certain size, for example, in individual kilowatt hours, which are provided with a corresponding digital identification.
  • the identification device accesses at least the counter of the power generation plant.
  • the meter can be an electricity meter that counts the amount of energy.
  • the counter can also be provided in the marking device itself.
  • the power generation plant comprises a power interface for connecting the power generation plant to a power grid and / or a communication interface for connecting the power generation plant to a data network.
  • the communication interface can be provided via the identification device, via which the power generation plant can be coupled to the data network.
  • the power interface is a common entry point through which the electrical energy generated by the power plant is fed into the utility grid, which is the power grid, to be transported to the customer.
  • the invention relates to an energy system with at least one power generation plant of the aforementioned type and at least one consumer device in a customer, which comprises a server unit which is set up with other server units to build a decentralized computer network, managed by the transactions decentralized, controlled and / or controlled become.
  • the decentralized computer network is built up among other things by the power generation plant and the consumer equipment at the customer.
  • the corresponding subscribers of the decentralized computer network can be configured as nodes that check, save and generate the corresponding transactions that take place in the computer network.
  • miner units which calculate at least the hash values for the transactions (transaction blocks), ie the respective checksums.
  • the labeling device of the power generation plant can be designed as such a miner unit, in particular exclusively as a miner unit.
  • the server unit of the component of the energy system embodied as a miner unit can transmit the newly generated data block or data record to the further server units of the further nodes of the decentralized computer network.
  • the new data block or data record is therefore distributed by the generating server unit correspondingly in the decentralized computer network.
  • the block chain comprising all data blocks is then redundantly stored on all nodes of the computer network, in particular their data memory. This minimizes the risk that the data, in particular the feed-in and / or consumption data, will be lost or manipulated, since this data is not stored centrally.
  • the consumer device has a computer processor which is set up to generate shared bookkeeping data, in particular data blocks of a block chain.
  • the consumer device intended for the customer is also part of the decentralized computer network.
  • the arithmetic processor can at least be set up to provide an account ("wallet") of the customer (owner of the consumer device).
  • the corresponding account can be accessed via software running on the processor.
  • the consumer device may comprise a data memory which is set up to store data of a shared bookkeeping, in particular data blocks of a block chain. Accordingly, the consumer device provides a Nodes of the distributed computing network for decentralized management, control and monitoring of transactions.
  • the consumer device has a power interface for connecting the power generation plant to a power network and / or a communication interface for connecting the power generation plant to a data network, in particular wherein the consumer device and the power generation plant are integrated both in a common data network and in a common power grid.
  • Both the consumer device and the power generation plant are therefore coupled together via a common power grid, namely the power grid, so that the electrical energy can be exchanged over the power grid.
  • the power grid is the utility grid that provides the customer with the amount of energy produced by the power plant.
  • the consumer device and the power generation system are interconnected in a common data network so that inter alia the digital tag for the amount of power generated can be interchanged, in particular as part of the shared bookkeeping, the digital tag being part of the shared bookkeeping data for the amount of energy generated is.
  • This ensures that the customer has the information regarding the origin of the incoming energy amount. The amount of energy provided to the customer is therefore marked accordingly.
  • the transactions associated with the amount of energy are linked to the labeling of the amount of energy (digital), so that a clear assignment is guaranteed.
  • the consumer device is an electrical consumption unit or a storage unit for electrical energy, which has an energy store in which electrical energy can be stored.
  • the electrical consumption unit may be an electrical device that converts the amount of energy provided directly into active power, such as a refrigerator, a freezer, an air conditioner or the like.
  • the storage unit for electrical energy is For example, to a cache, which is connected to the customer, ie to the local household power network, to at least temporarily store the fed-in electrical energy.
  • the cached in the memory unit energy can be implemented at the customer itself, be fed back into the supply network, so the power grid, or forwarded to another customer for implementation.
  • the invention relates to a method for transmitting uniquely identified amounts of energy from a power generation plant, comprising the following steps:
  • the amount of energy generated in a power plant is communicated to a customer via the power grid while providing the digital tag of the amount of power generated over a separate data network, so that it is possible to allocate the amount of power to the digital tag.
  • Both the feeding and the removal of the amount of electrical energy via the power grid is accordingly logged as a transaction, with the respective actions (feed or removal) is associated with the digital tag, so that the way the amount of energy generated in the power grid can be traced.
  • the door action and / or the digital identification of the amount of energy generated are depicted as data of a shared bookkeeping, in particular as data blocks of a block chain.
  • the data are available with regard to the transaction, that is to say the transmission of the amount of energy from the power generation plant to the consumer facility at the customer, as well as the digital identification coupled thereto in the decentralized computer network which provides the shared accounting.
  • Blockchain which is composed of data blocks.
  • an account can be provided both for the power generation plant and for the customer, ie the consumer device, to which the corresponding transactions are attributed. Consequently, when feeding the amount of energy generated, a credit memo is stored in the account of the power generation plant as a transaction, the corresponding transaction being managed, controlled or controlled remotely via the distributed computing network.
  • the credit note is linked to the digital identification of the amount of energy generated. The saving of the credit note is referred to as "commit", since the data are stored irrevocably, that are stored tamper-proof.
  • the removal of the previously generated amount of energy is enshrined as a corresponding transaction at the customer in the decentralized accounting, whereby the digital identification is also recorded.
  • One aspect envisages that the amount of energy removed is consumed by an electrical consumption unit, the digital identification of the amount of energy taken as a transaction of a consumed amount of energy is committed, and / or that the amount of energy removed is stored in an electrical energy storage unit to a Generate cached amount of energy, the digital identification is committed as a transaction of a cached amount of energy.
  • the amount of energy provided to the customer via the consumer device may thus be differentially codified in the decentralized or shared accounting, depending on how the amount of energy taken is used by the customer.
  • the amount of energy is (directly) consumed, this is written down as consumed energy in the shared bookkeeping. However, if the amount of energy is only temporarily stored in order to use it differently in the following, this is likewise enshrined as a cached amount of energy.
  • the amount of energy cached in the electrical energy storage unit is sent to another consumer device, wherein the digital tag of the cached amount of energy is committed as a transaction of a generated amount of energy and / or as a transaction of a withdrawn amount of energy, and / or that in the amount of energy stored in the electrical storage unit is fed back into the power network, the digital identification of the cached amount of energy being written as a transaction of a quantity of energy fed back.
  • the cached amount of energy can therefore be made available to another customer, that is to say a further consumer device, so that the corresponding amount of energy is consumed by another customer.
  • the digital identification of the amount of energy is retained. Only corresponding transactions between the customers' accounts are carried out.
  • the cached amount of energy is fed back into the power grid, so that the customer, in which the cached amount of energy has been cached, no consumption is committed to his account, since the corresponding cached amount of energy has not been consumed by him.
  • the amount of energy is only written down by the customer as the amount of energy consumed, which actually consumes the amount of energy.
  • the corresponding amount of energy may have previously been cached in several storage units.
  • Computed computer network ie the power generator, which operates the power generation plant, the at least one customer, where the consumer device is on site, and other participants in the energy system, which is therefore a network.
  • the amount of energy generated is thus linked to a digital identification, such as a birth certificate.
  • the labeling device in the field of blockchain technology, inter alia, a so-called Oracle, which is set up to detect and confirm the generation of an amount of energy, ie a kWh.
  • the identification device is set up to create a digital identification (birth certificate), also called a token, for the amount of energy generated, ie the corresponding kWh.
  • a digital identification birth certificate
  • a token for the amount of energy generated, ie the corresponding kWh.
  • the digital identification ie the token
  • the digital identification is a tradeable and registrable quantity that can be managed and billed. This can be done via decentralized but also central databases, in particular the trade of digital identifications.
  • the digital identification ie the token, identifies the amount of energy (kWh) uniquely and unchangeable.
  • Figure 1 is a schematic representation of a power generation plant according to the invention with a marking device according to the invention
  • Figure 2 shows an inventive energy system
  • Figure 3 is a schematic representation of a method according to the invention for the transmission of uniquely identified amounts of energy.
  • FIG. 1 shows a power generation plant 10 is shown schematically, the energy generating device 12 in the form of a wind turbine and a Labeling means 14 which is coupled to the power generating device 12.
  • the energy generating device 12 electrical energy can be produced or generated.
  • the energy generating device 12 may be a coal-fired power station, a nuclear power station, a solar system, or another device with which electrical energy can be generated.
  • the marking device 14 is set up to generate a digital identification for the amount of electrical energy generated by the energy generating device 12.
  • the energy generation plant 10 in particular the energy generating device 12, comprises a counter 16 which is set up to quantify the amounts of energy generated by the energy generating device 12. This means that the generated electrical energy is divided into amounts of energy, for example in kilowatt hours.
  • the marking device 14 accesses the amounts of energy detected by the counter 16 in order to identify them accordingly.
  • the counter 16 may also be provided in the marking device 14 itself.
  • the marking device 14 For digital identification of the quantities of energy, the marking device 14 comprises a server unit 18 and a computer processor 20.
  • the computer processor 20 is set up to generate the digital identifier for the amount of energy generated, wherein the computer processor 20 is further configured to generate shared bookkeeping data, as will be explained below.
  • the shared bookkeeping data is in particular the digital identifier for the amount of energy generated, which is thus generated by the computer processor 20.
  • the server unit 18 is provided, which is set up with further server units as in FIG. 2 to establish a distributed computing network 22 through which transactions are managed, managed and / or controlled remotely.
  • the power generation plant 10 in particular the marking device 14, that the transactions associated with the amounts of energy are managed, controlled or controlled in a decentralized manner.
  • shared accounting is a block chain (“blockchain”) that is managed in a decentralized manner.
  • the identification device 14 also comprises a data memory 24, which is set up to store the data of the shared accounting, for example the data blocks of the block chain.
  • the power generation plant 10 includes a power interface 26, via which the power generation plant 10 is connected to a power grid 28, ie a corresponding supply network, are supplied to the households and consumers or end users with electrical energy that has been generated in the power generation plant 10.
  • the power generation plant 10, in particular the marking device 14, comprises a communication interface 30 via which the power generation plant 10 is connected to a data network 32 via which the transactions can be transmitted digitally, that is, the shared bookkeeping data.
  • the data network 32 is formed by a wireless data network.
  • LAN or other data networks can also be used to transmit the corresponding data, for example the Internet.
  • the decentralized computing network 22 which comprises the server unit 18 of the identification device 14 and other server units, forms the data network 32, which is necessary for the transmission of the data.
  • the power generation plant 10 is in particular part of an energy system 34, which is shown in FIG.
  • the energy system 34 comprises in addition to the power generation plant 10 schematically illustrated consumer devices 36, which are provided at customers.
  • the power system 34 may include multiple consumer devices 36 as well as multiple power plants 10.
  • the energy system 34 thus represents the generation of electrical energy, which is then supplied via the power grid 28, ie the supply network, to the corresponding customer, namely the consumer devices 36 provided at the customer.
  • the consumer devices 36 likewise comprise a server unit 38 which sets up the distributed computing network 22 with the server unit 18 of the power generation plant 10.
  • both the consumer device 36 and the identification device 14 or the power generation system 10 represent a participant of the decentralized computing network 22.
  • the respective consumer device 36 likewise comprises a computer processor 40 and a data memory 42.
  • the computing processor 40 of the consumer device 36 is at least configured to provide an account (“wallet”) of the corresponding customer.
  • the corresponding data record of the account (“wallet”) can then be stored on the data memory 42 of the consumer device 36.
  • the consumer device 36 may generally be designed as a node, so that the shared bookkeeping or at least shared bookkeeping data are stored correspondingly on the data memory 42 of the consumer device 36, ie in the case of a shared bookkeeping formed as a block chain, data blocks of the block chain or the entire block chain.
  • the consumer device 36 can also generate shared bookkeeping data, for example data blocks of the block chain, if the split bookkeeping is implemented by a corresponding buck chain.
  • Both the tag device 14 and the consumer device 36 may be provided in the decentralized computing network 22 for managing, controlling and / or controlling the transactions comprising the shared accounting.
  • both the marking device 14 and the consumer device 36 may be a node of the decentralized computer network 22.
  • the consumer devices 36 each include a communication interface 46, via which the consumer device 36 is integrated in the data network 32, in which the power generation plant 10 is integrated.
  • the consumer device 36 and the power generation system 10 are integrated in a common data network 32 or a common power grid 28. This ensures that both quantities of energy and data can be exchanged between the consumer device 36 and the power generation system 10.
  • the corresponding digital identification of the amount of energy generated at the customer can be provided, namely as part of the shared accounting.
  • one of the consumer devices 36 is shown as a storage unit 48 for electrical energy housed in, for example, a small or medium enterprise A or a home.
  • the storage unit 48 has an energy store 50 in which electrical energy can be stored. Accordingly, the amount of energy removed from the power grid 28 can at least be intermediately stored in the energy store 50, as will be explained below.
  • a customer unit B designed as an electrical consumption unit 52 consumer unit 36 is provided, which directly converts the amount of energy provided via the power network 28 or consumed.
  • the power system 34 which also includes the distributed computing network 22 through which transactions are managed, controlled, and / or controlled remotely, may include multiple components.
  • the multiple components are tag 14, nodes, miner units, and arithmetic processors that provide the accounts.
  • the corresponding components may be provided by the power plant 10 and / or the consumer devices 36.
  • the computing processor 20 of the power plant 10 is configured, for example, to generate the digital tag for an amount of power generated, to provide the account ("wallet") of the power producer (power plant operator), to provide a node for decentralized management, control and control of transactions, and hash values or checksums of the shared bookkeeping records, ie to act as a miner.
  • the power plant 10 may include a plurality of arithmetic processors each providing a corresponding function.
  • the computing processor 40 of the consumer device 36 can only be designed to provide the customer's account ("wallet").
  • the computational processor 40 may provide the consumer device 36 with a node for decentralized management, control and control of transactions.
  • the arithmetic processor 40 of the consumer device 36 determines the hash values or checksums of the shared accounting records, ie acts as a miner.
  • the "mining" is very energy intensive, which is why the miner is preferably formed by the power generating unit 10 associated computing processor 20.
  • the corresponding functions can be taken over by the one arithmetic processor 40 or by a plurality of arithmetic processors.
  • a participant of the decentralized computing network 22 can act as a node, this participant must therefore include a computing processor for comparing, checking and summarizing transactions to transaction blocks. Furthermore, the subscriber must have a data memory in order to collect the transactions and to store the corresponding data records, in particular the block chain supplemented with the hash values or checksums.
  • an amount of energy is first generated in the power generation plant 10, wherein the amount of energy generated in the counter 16 of the power generation plant 10 is quantified or counted, so that the generated electrical energy is divided into amounts of energy, for example in kilowatt hours (kWh).
  • the energy generating system 10 generates via the marking device 14, in particular the corresponding computing processor 20, a unique digital identification of the amount of energy generated, among other things, the origin of the amount of energy generated is clearly identifiable, ie the respective power generation plant 10 and the power generation device 12th
  • the amount of energy generated is then fed into the grid 28, which is a transaction where the amount of energy generated and injected as a credit to the account of the power generation plant 10 or its operator (power generator) is committed, the account can also be provided by the computer processor 20 or from another of the power generation plant 10 associated computing processor.
  • the digital identification is also codified, so that an unambiguous assignment is possible.
  • the power generator is thus credited with the power generation via a corresponding transaction, which is noted accordingly in the shared accounting, which is provided by the distributed computing network 22.
  • this transaction is transmitted correspondingly to all nodes of the computing network 22.
  • the corresponding data record is appended to the existing chain, in particular a data record provided with a hash value or a checksum, wherein the hash value or the checksum has previously been calculated by a miner unit.
  • the arithmetic unit 20 of the identifier 14 may function as a miner unit providing the record and / or the hash value accordingly. This is possible in particular independently of the labeling of electrical energy generated by the power generation plant 10.
  • the amount of energy fed into the power grid 28 can then be transported to the customers via the power grid 28 and removed by the consumer device 36 at the customer, which is coupled to the power grid 28. This represents another transaction, so that the amount of energy generated as well as the associated digital identification are committed or stored as a transaction on an account of the customer or consumer.
  • the amount of energy taken from the power grid 28 can be consumed directly at the customer via the electrical consumption unit 52, so be converted into active power, so that the consumed electrical energy is committed to the customer's account as a consumed amount of energy, for example in the form of a charge amount , Due to the digital identification of the amount of energy generated, it is ensured that it is clearly comprehensible where the generated and consumed energy comes from.
  • the customer can store the amount of energy removed from the power grid 28 in the electrical storage unit 48, so that the amount of energy removed is a cached amount of energy, which is enshrined in the account as a transaction of a cached amount of energy.
  • the cached amount of energy can be consumed by the customer himself, so that it is then committed or stored as consumed amount of energy via a corresponding transaction. This too is captured, verified and distributed to the other nodes in a manner analogous to the above statements in shared accounting.
  • the cached amount of energy can be transmitted to another customer or another consumer device 36 at another customer, for example, the customer B, where this can be followed again on the digital label accordingly.
  • the customer B who receives the appropriate amount of energy, this can be written down as a withdrawn amount of energy, so in his account.
  • the cached amount of energy from the storage unit 48 is fed back into the power grid 28, wherein the digital identification of the cached amount of energy then the power utility (operator of the power grid 28) as a withdrawn amount of energy be committed, since the corresponding amount of energy is now transported in its power grid 28.
  • the amount of energy, taking account of the digital marking is only written down by the customer as the amount of energy consumed, which actually consumed the corresponding amount of energy, irrespective of how many storage units 48 it had previously stored.
  • the digital tagging of the amounts of power generated, which are part of shared bookkeeping data, which are managed, controlled, or controlled remotely via the distributed computing network 22, ensures that the respective amounts of power generated in the power system 34 are always available in the power system 34 in a traceable manner are or can be transmitted via the power grid 28. This is because the data network 32 is provided in parallel to the power network 28, via which the data of the shared bookkeeping, in particular the digital identification of the amount of energy generated, is made available.
  • the transactions are managed, controlled or controlled by shared accounting data via the distributed computing network 22, particularly as blocks of data in a block chain.
  • the digital tag can be mapped as part of the shared bookkeeping data, so the digital tag is always linked to the transactions.
  • Each participant of the distributed computing network 22 may include a data store in which the shared accounting data is stored for verification, such as the block chain, so that each participant may be a node.
  • each participant of the decentralized computing network 22 may comprise a computing unit which is set up to calculate hash values or checksums, so that the respective subscriber acts as a miner unit for the shared accounting.
  • the energy system 34 is a transparent supply of electrical energy is created, whereby the customer will be able to determine the source of the incoming energy amounts understand.
  • the invoices are automatically made in a decentralized manner, whereby the consumers or customers as well as the energy producers (operators of the power generation plant 10) are integrated. Also, the utilities (operators of the power grid 28) can be involved.

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Abstract

Eine Kennzeichnungseinrichtung (14) für eine Energieerzeugungsanlage (10) ist beschrieben, die zur eindeutigen Kennzeichnung von durch die Energieerzeugungsanlage (10) erzeugten elektrischen Energiemengen vorgesehen ist. Die Kennzeichnungseinrichtung (14) umfasst eine Servereinheit (18) und wenigstens einen Rechenprozessor (20), der eingerichtet ist, eine digitale Kennzeichnung für eine erzeugte Energiemenge zu generieren. Die Servereinheit (18) ist eingerichtet, mit weiteren Servereinheiten (18, 38) ein dezentrales Rechennetzwerk (22) aufzubauen, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden. Ferner sind eine Energieerzeugungsanlage (10), ein Energiesystem (34) sowie ein Verfahren beschrieben.

Description

Kennzeichnungseinrichtung, Energieerzeugungsanlage, Energiesystem sowie Verfahren
Die Erfindung betrifft eine Kennzeichnungseinrichtung für eine Energieerzeugungsanlage zur eindeutigen Kennzeichnung von durch die Energieerzeugungsanlage erzeugten Energiemengen. Ferner betrifft die Erfindung eine Energieerzeugungsanlage sowie ein Energiesystem. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Übertragung eindeutig gekennzeichneter Energiemengen von einer Energieerzeugungsanlage zu einem Verbraucher.
Elektrische Energie, beispielsweise Strom, wird heutzutage von unterschiedlichen Energieerzeugungsanlagen bereitgestellt, die von Energieerzeugern betrieben werden. Der in den Energieerzeugungsanlagen erzeugte Strom (elektrische Energie) wird dann über ein von einem Energieversorger betriebenen Versorgungsnetz, das auch als Stromnetz bezeichnet werden kann, zum jeweiligen Verbraucher geleitet, also dem Kunden. Bei dem Kunden kann es sich um Privathaushalte, Klein- und mittelständische Unternehmen (KMU) oder um große Unternehmen (Fabriken) handeln. Der Kunde verbraucht typischerweise die ihm zur Verfügung gestellte elektrische Energie, die über das Versorgungsnetz in das jeweilige Hausnetz eingespeist worden ist, da über das Hausnetz elektrische Geräte entsprechend betrieben werden. Die elektrischen Geräte können generell auch als elektrische Verbrauchseinheiten angesehen werden.
Bei der elektrischen Energie, die dem Kunden zur Verfügung gestellt wird, handelt es sich um sogenannten Grau-Strom, was bedeutet, dass die elektrische Energie aus unterschiedlichen Energieerzeugungsanlagen zur Verfügung gestellt wird. Hierbei kann es sich um elektrische Energie aus Solarenergie, aus Windkraftanlagen, aus Kohlekraftwerken, aus Atomkraftwerken und aus weiteren Energieerzeugungsanlagen handeln. Insofern ist die dem Kunden zur Verfügung gestellte elektrische Energiemenge, also die jeweiligen Kilowattstunden (kWh) anonym, da nicht festzustellen ist, mit welcher Erzeugungsart und durch welche Energieerzeugungsanlage die jeweilige elektrische Energiemenge produziert wurde, die vom Kunden umgesetzt bzw. verbraucht worden ist.
Insofern ist es für den Kunden nicht möglich zu erkennen, ob es sich bei der von ihm genutzten elektrischen Energie tatsächlich um Energie aus erneuerbaren Energiequellen bzw. um elektrische Energie einer regionalen Energieerzeugungsanlage handelt, die der Kunde zumindest nutzen möchte, insbesondere durch die Nutzung fördern möchte.
Die Aufgabe der Erfindung ist es unter anderem, eine Möglichkeit bereitzustellen, mit der eine eindeutige Kennzeichnung der erzeugten Energiemengen möglich ist, wodurch der Kunde in die Lage versetzt wird, gezielt bestimmte Energieerzeugungsanlagen zu nutzen. Zudem sollen die zugehörigen Transaktionen einfach erfasst werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Kennzeichnungseinrichtung für eine Energieerzeugungsanlage zur eindeutigen Kennzeichnung von durch die Energieerzeugungsanlage erzeugten elektrischen Energiemengen, mit einer Servereinheit und wenigstens einem Rechenprozessor, der eingerichtet ist, eine digitale Kennzeichnung für eine erzeugte Energiemenge zu generieren, wobei die Servereinheit eingerichtet ist, mit weiteren Servereinheiten ein dezentrales Rechennetzwerk aufzubauen, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden.
Der Grundgedanke der Erfindung ist es, ein sogenanntes „Stromlabeling“ bereitzustellen, mit dem es möglich ist, die in einer Energieerzeugungsanlage erzeugten elektrischen Energiemengen eindeutig zu identifizieren, insbesondere bei der Erzeugung der elektrischen Energiemenge, indem ein eindeutiger Identifizierungscode (digitale Kennzeichnung) der produzierten Energiemenge zugewiesen wird, also in der Energieerzeugungsanlage. Aufgrund der digitalen Kennzeichnung bzw. dem Identifizierungscode kann der Verbraucher bzw. Kunde erkennen, von welcher Energieerzeugungsanlage die ihm bereitgestellte elektrische Energie stammt, sofern der Kunde Zugriff auf die digitale Kennzeichnung hat, was über das dezentrale Rechennetzwerk unter anderem ermöglicht wird. Mit der Kennzeichnungseinrichtung, insbesondere der Servereinheit, ist es demnach unter anderem möglich, das dezentrale Rechennetzwerk aufzubauen, welches sich selbst und die vom Rechennetzwerk vorgenommenen Transaktionen verwaltet, überwacht und kontrolliert, also in dezentraler Weise, sodass auf eine übergeordnete zentralisierte Verwaltung der Transaktionen zumindest teilweise verzichtet werden kann. Insofern werden die Aufgaben, die von der übergeordneten Verwaltung zu bewältigen sind, reduziert, optimiert bzw. zumindest teilweise ausgelagert.
Bei den T ransaktionen kann es sich insbesondere um Abrechnung der über die Energieerzeugungsanlage erzeugten Energiemengen handeln, also Einspeisewerte, was üblicherweise zentral über den Energieversorger bzw. Netzbetreiber erfolgt. Auch lassen sich hierüber die Entnahmewerte beim Kunden als Transaktionen dezentral verwalten, überwachen bzw. kontrollieren. Hierzu sind beim Verbraucher entsprechende Vorrichtungen vorgesehen, die die Entnahmewerte erfassen, insbesondere sogenannte Smartmeter.
Im Allgemeinen kann die dezentrale Verwaltung, Steuerung und Kontrolle, die über das dezentrale Rechennetzwerk erfolgt, auch als „Distributed Ledger“ bezeichnet oder durch ein„Distributed Ledger“ durchgeführt werden, also einer geteilten Buchführung.
Die dezentrale Verwaltung, Steuerung und Kontrolle erfolgt generell über eine (dezentrale) Datenbank, die alle bisher getätigten Transaktionen umfasst und permanent mit neuen Transaktionen fortgeschrieben wird. Die vorherigen Transaktionen werden dabei über sogenannte Hashwerte gesichert, also einer Prüfsumme, um einer nachträglichen Manipulation vorzubeugen. Die Prüfsumme bzw. Hashwerte werden von sogenannten Miner-Einheiten erzeugt. Zudem wird die Datenbank nicht zentral gespeichert, sondern dezentral, also über ein dezentrales Rechennetzwerk. Die Teilnehmer (auch als Knoten bezeichnet) des dezentralen Rechennetzwerks überprüfen dabei die anderen Teilnehmer (Knoten), insbesondere deren jeweiligen Datensätze, um sicherzustellen, dass alle Teilnehmer (Knoten) die gleichen Daten zur Verfügung stellen. Dies erhöht die Sicherheit des gesamten Systems weiter.
Der Rechenprozessor der Kennzeichnungseinrichtung kann eingerichtet sein, ein Konto („Wallet“) des Energieerzeugers (Betreiber der Energieerzeugungsanlage) bereitzustellen. Auf das entsprechende Konto kann über eine auf dem Rechenprozessor laufende Software zugegriffen werden.
Ein Aspekt sieht vor, dass der Rechenprozessor eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette, zu generieren, insbesondere wobei die digitale Kennzeichnung für die erzeugte Energiemenge Teil der Daten der geteilten Buchführung ist. Bei der geteilten Buchführung handelt es sich um ein sogenanntes „Distributed Ledger“. Demnach kann die Kennzeichnungseinrichtung zusammen mit weiteren Servereinheiten bzw. Rechenprozessoren das dezentrale Rechennetzwerk aufbauen, in dem die geteilte Buchführung ohne zentralisierte Verwaltung stattfindet. Die zur eindeutigen Identifizierung der erzeugten Energiemengen verwendete digitale Kennzeichnung kann dabei als Teil der dezentral verwalteten Buchführung vorgesehen sein, also als Teil der Daten der geteilten Buchführung.
Ein Beispiel der geteilten Buchführung lässt sich über eine sogenannte Blockkette („Blockchain“) darstellen, wobei die entsprechenden Daten Datenblöcke dieser Blockkette sind, die jeweils aneinandergereiht werden, insbesondere in chronologischer Reihenfolge. Die vorherigen Datenblöcke, die die bereits getätigten Transaktionen umfassen, werden dabei über Hashwerte in den neuen Datenblöcken abgebildet, um eine nachträgliche Manipulation zu verhindern.
Bei einer Blockkette handelt es sich, wie generell bei einer geteilten Buchführung, um eine verteilte Datenbank, deren Integrität gesichert ist. Dies liegt daran, dass die kryptografische Prüfsumme des vorherigen Datensatzes im jeweils nachfolgenden Datensatz gesichert ist, insbesondere über die sogenannten Hashwerte, wie zuvor bereits ausgeführt wurde. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Daten nachträglich nicht mehr manipulierbar sind bzw. die Daten in der korrekten zeitlichen Abfolge hinterlegt sind. Generell besteht die Blockkette aus einer Reihe von einzelnen Datensätzen bzw. Datenblöcken, in denen jeweils eine oder mehrere Transaktionen zusammengefasst und mit einer Prüfsumme („Hashwert“) versehen sind.
Generell kann der Rechenprozessor eingerichtet sein, die Prüfsumme („Hashwert“) eines Datensatzes der geteilten Buchführung zu berechnen. Folglich kann die Kennzeichnungseinrichtung, insbesondere deren Rechenprozessor, als Miner-Einheit fungieren.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die Kennzeichnungseinrichtung einen Datenspeicher umfasst, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu speichern, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette. Insofern ist die Kennzeichnungseinrichtung selbst dazu eingerichtet, zumindest Datenblöcke der Blockkette bzw. Daten der geteilten Buchführung zu speichern, insbesondere wobei auf dem Datenspeicher die gesamte Blockkette bzw. die Buchführung hinterlegt ist.
Generell kann die Kennzeichnungseinrichtung einen Knoten des dezentralen Rechennetzwerks darstellen, wobei die Kennzeichnungseinrichtung die digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge (Identifizierungscode) generiert und gleichzeitig die damit verbundenen Transaktionen sowie die entsprechenden Datensätze prüft, speichert und generiert.
Ein Knoten des dezentralen Rechennetzwerks zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass er die T ransaktionen sammelt, vergleicht und prüft und dann zu Transaktionsblöcken (Datenblöcke) zusammenfasst, die an die Miner-Einheiten übergeben werden, die wiederum die Hashwerte bzw. Prüfsummen berechnen.
Die Miner-Einheiten geben daraufhin die ermittelten Hashwerte bzw. Prüfsummen an die Knoten zurück, die wiederum die geteilte Buchführung, beispielsweise die Blockkette, mit den Hashwerten bzw. Prüfsummen weiterführt, insbesondere im Datenspeicher speichert.
Die Kennzeichnungseinrichtung kann auch mit einem Knoten des dezentralen Rechennetzwerks in Verbindung stehen, sodass die Kennzeichnungseinrichtung die digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge (Identifizierungscode) lediglich generiert. Der mit der Kennzeichnungseinrichtung in Verbindung stehende Knoten erhält dann die digitale Kennzeichnung und stellt die entsprechende Funktion des Knotens bereit, also das Prüfen, Generieren und Speichern der mit Transaktionen verbundenen Datensätze.
Das Prüfen, Generieren und Speichern kann auch als Sammeln, Vergleichen, Prüfen und Zusammenfassen zu Transaktionsblöcken bezeichnet werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Energieerzeugungsanlage mit einer Energieerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie und einer Servereinheit, die eingerichtet ist, mit weiteren Servereinheiten ein dezentrales Rechennetzwerk aufzubauen, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden, und wenigstens einem Rechenprozessor, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung, insbesondere zumindest eine Prüfsumme, zu generieren, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette, insbesondere wobei ein Datenspeicher vorgesehen ist, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu speichern, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette. Bei der Energieerzeugungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Solaranlage, eine Windkraftanlage, ein Kohlekraftwerk, ein Atomkraftwerk oder eine andere Einrichtung, mit der elektrische Energie erzeugt bzw. produziert wird.
Der wenigstens eine Rechenprozessor der Energieerzeugungsanlage kann eingerichtet sein, ein Konto („Wallet“) des Energieerzeugers (Betreiber der Energieerzeugungsanlage) bereitzustellen. Auf das entsprechende Konto kann über eine auf dem Rechenprozessor laufende Software zugegriffen werden.
Beispielsweise ist die Energieerzeugungsanlage über die Servereinheit und den wenigstens einen Rechenprozessor ausgebildet, um neue Datenblöcke zu erschaffen und zu teilen, also generell als Knoten zu fungieren.
Insbesondere kann der Rechenprozessor der Energieerzeugungsanlage Hashwerte bzw. Prüfsummen berechnen, was auch als„Mining“ bezeichnet wird. Die Energieerzeugungsanlage, insbesondere der wenigstens eine Rechenprozessor, kann daher als Mining-Einheit oder kurz als ein Miner fungieren. Insofern kann der Rechenprozessor der Energieerzeugungsanlage ausschließlich zum Mining verwendet werden, also als Miner-Einheit fungieren, was insofern von Vorteil ist, da die Energie, die zum Mining benötigt wird, direkt an dem Ort verbraucht wird, an dem sie auch erzeugt wird, nämlich im unmittelbaren Bereich der Energieerzeugungseinrichtung. Die erzeugte elektrische Energie muss daher nicht von der Energieerzeugungseinrichtung zur Miner-Einheit transportiert werden.
Generell können bzw. kann die Servereinheit und/oder das Rechennetzwerk der Energieerzeugungsanlage dazu verwendet werden, Serverleistung einem Rechen-Dienstleister zur Verfügung zu stellen, also einer zum Energieerzeuger, Energieversorger bzw. Netzbetreiber dritten Partei, beispielsweise für andere Blockketten-Anwendungen wie Kryptowährungen. Dies ist insbesondere unabhängig von der Kennzeichnungsfunktion der erzeugten Energiemengen möglich.
Sofern die Energieerzeugungsanlage noch den Datenspeicher umfasst, so können auf diesem entsprechende Daten der geteilten Buchführung gespeichert werden, sodass die Energieerzeugungsanlage als Knoten im dezentralen Rechennetzwerk fungiert.
Die Erzeugungsanlage kann eine Kennzeichnungseinrichtung der zuvor genannten Art umfassen, sodass die genannten herkömmlichen Energieerzeugungseinrichtungen um die Kennzeichnungseinrichtung der zuvor genannten Art erweitert sind. Hierdurch lässt sich eine eindeutige digitale Kennzeichnung der erzeugten elektrischen Energiemenge vornehmen.
Die Kennzeichnungseinrichtung ist somit in der Erzeugungsanlage integriert, sodass die erzeugten Energiemengen vor Ort mit der digitalen Kennzeichnung versehen werden, also in der Erzeugungsanlage bzw. bei der Erzeugung der entsprechenden Energiemenge. Dies bedeutet, dass die digitalen Kennzeichnung der entsprechenden elektrischen Energiemenge vorliegt, bevor diese den Ausgangszähler der Erzeugungsanlage passiert hat.
Generell kann die Energieerzeugungsanlage mehrere Rechenprozessoren umfassen, denen jeweils eine bestimmte Funktion zugeordnet ist. Beispielsweise ist jeweils ein Rechenprozessor vorgesehen, um das Konto („Wallet“) des Energieerzeugers (Betreiber der Energieerzeugungsanlage) bereitzustellen, Hashwerte bzw. Prüfsummen zu ermitteln (also als Miner zu fungieren), eine digitale Kennzeichnung für eine erzeugte Energiemenge zu generieren (also als Teil der Kennzeichnungseinrichtung zu fungieren) sowie einen Knoten zur dezentralen Verwaltung, Steuerung und Kontrolle von Transaktionen bereitzustellen.
Ferner können diese Funktionen durch einen Rechenprozessor der Energieerzeugungsanlage bereitgestellt werden bzw. allgemein mehrere Funktionen durch einen gemeinsamen Rechenprozessor bereitgestellt werden. Insbesondere ist ein Zählwerk vorgesehen, das eingerichtet ist, die von der Energieerzeugungseinrichtung erzeugten elektrischen Energiemengen zu quantifizieren, insbesondere wobei das Zählwerk mit der Kennzeichnungseinrichtung zumindest gekoppelt ist. Die von der Energieerzeugungseinrichtung erzeugten Energiemengen können so in Energiepakete einer bestimmten Größe unterteilt werden, beispielsweise in einzelne Kilowattstunden, die mit einer entsprechenden digitalen Kennzeichnung versehen werden. Hierzu greift die Kennzeichnungseinrichtung zumindest auf das Zählwerk der Energieerzeugungsanlage zu. Bei dem Zählwerk kann es sich um einen Stromzähler handeln, der die Energiemengen zählt.
Alternativ kann das Zählwerk auch in der Kennzeichnungseinrichtung selbst vorgesehen sein.
Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass die die Energieerzeugungsanlage eine Stromschnittstelle zum Anschluss der Energieerzeugungsanlage an ein Stromnetz und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zum Anschluss der Energieerzeugungsanlage an ein Datennetz umfasst. Die Kommunikationsschnittstelle kann über die Kennzeichnungseinrichtung bereitgestellt sein, über die die Energieerzeugungsanlage an das Datennetz angekoppelt werden kann. Bei der Stromschnittstelle handelt es sich um einen üblichen Einspeisepunkt, über den die von der Energieerzeugungsanlage erzeugten elektrischen Energiemengen in das Versorgungsnetz, welches das Stromnetz darstellt, eingespeist werden, um an den Kunden transportiert zu werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Energiesystem mit zumindest einer Energieerzeugungsanlage der zuvor genannten Art und wenigstens einer Verbrauchereinrichtung bei einem Kunden, die eine Servereinheit umfasst, die eingerichtet ist, mit weiteren Servereinheiten ein dezentrales Rechennetzwerk aufzubauen, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden. Insofern wird das dezentrale Rechennetzwerk unter anderem durch die Energieerzeugungsanlage und die Verbrauchereinrichtung beim Kunden aufgebaut. Die entsprechenden T eilnehmer des dezentralen Rechennetzwerks können als Knoten ausgebildet sein, die die entsprechenden Transaktionen prüfen, speichern und generieren, die im Rechennetzwerk stattfinden.
Zumindest einige dieser Teilnehmer des dezentralen Rechennetzwerks werden als sogenannte Miner-Einheiten verwendet, die zumindest die Hashwerte für die Transaktionen (Transaktionsblöcke) berechnen, also die jeweiligen Prüfsummen. Wie bereits erläutert, kann die Kennzeichnungseinrichtung der Energieerzeugungsanlage als eine solche Miner-Einheit ausgebildet sein, insbesondere ausschließlich als Miner-Einheit.
Die Servereinheit der als Miner-Einheit ausgebildeten Komponente des Energiesystems, beispielsweise die Servereinheit der Kennzeichnungseinrichtung bzw. der Energieerzeugungsanlage, kann den neu generierten Datenblock bzw. Datensatz an die weiteren Servereinheiten der weiteren Teilnehmer (Knoten) des dezentralen Rechennetzwerks übermitteln. Der neue Datenblock bzw. Datensatz wird also von der erzeugenden Servereinheit entsprechend im dezentralen Rechennetzwerk verbreitet. Die Blockkette, die sämtliche Datenblöcke umfasst, ist dann auf allen Knoten des Rechennetzwerks redundant hinterlegt, insbesondere deren Datenspeicher. Hierdurch sind die Risiken minimiert, dass die Daten, insbesondere die Einspeise- und/oder Verbrauchsdaten, verloren oder manipuliert werden, da diese Daten nicht zentral gespeichert sind.
Ein Aspekt sieht vor, dass die Verbrauchereinrichtung einen Rechenprozessor aufweist, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu generieren, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette. Insofern ist auch die Verbrauchereinrichtung, die beim Kunden vorgesehen ist, Teil des dezentralen Rechennetzwerks.
Ferner kann der Rechenprozessor zumindest eingerichtet sein, ein Konto („Wallet“) des Kunden (Besitzer der Verbrauchereinrichtung) bereitzustellen. Auf das entsprechende Konto kann über eine auf dem Rechenprozessor laufende Software zugegriffen werden.
Ferner kann die Verbrauchereinrichtung einen Datenspeicher umfassen, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu speichern, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette. Demnach stellt die Verbrauchereinrichtung einen Knoten des dezentralen Rechennetzwerks zur dezentralen Verwaltung, Steuerung und Kontrolle von Transaktionen dar.
Gemäß einem weiteren Aspekt hat die Verbrauchereinrichtung eine Stromschnittstelle zum Anschluss der Energieerzeugungsanlage an ein Stromnetz und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zum Anschluss der Energieerzeugungsanlage an ein Datennetz, insbesondere wobei die Verbrauchereinrichtung und die Energieerzeugungsanlage sowohl in einem gemeinsamen Datennetz als auch in einem gemeinsamen Stromnetz eingebunden sind. Sowohl die Verbrauchereinrichtung als auch die Energieerzeugungsanlage sind demnach über ein gemeinsames Stromnetz miteinander gekoppelt, nämlich dem Versorgungsnetz, sodass die elektrischen Energiemengen über das Stromnetz ausgetauscht werden können. Bei dem Stromnetz handelt es sich beispielsweise um das Versorgungsnetz, über das dem Kunden Energiemengen zur Verfügung gestellt werden, die von der Energieerzeugungsanlage produziert werden. Gleichzeitig sind die Verbrauchereinrichtung und die Energieerzeugungsanlage in einem gemeinsamen Datennetz miteinander verbunden, sodass unter anderem die digitale Kennzeichnung für die erzeugte Energiemenge untereinander ausgetauscht werden kann, insbesondere als Teil der geteilten Buchführung, wobei die digitale Kennzeichnung für die erzeugte Energiemenge Teil der Daten der geteilten Buchführung ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Kunde die Information hinsichtlich der Herkunft der bei ihm ankommenden Energiemenge hat. Die dem Kunden zur Verfügung gestellte Energiemenge ist also entsprechend gekennzeichnet.
Insbesondere sind die zur Energiemenge zugehörigen Transaktionen mit der Kennzeichnung der Energiemenge (digital) verknüpft, sodass eine eindeutige Zuordnung gewährleistet ist.
Beispielsweise handelt es sich bei der Verbrauchereinrichtung um eine elektrische Verbrauchseinheit oder eine Speichereinheit für elektrische Energie, die einen Energiespeicher aufweist, in dem elektrische Energie gespeichert werden kann. Die elektrische Verbrauchseinheit kann ein elektrisches Gerät sein, welches die ihr zur Verfügung gestellte Energiemenge direkt in Wirkleistung umsetzt, beispielsweise ein Kühlschrank, eine Gefriertruhe, eine Klimaanlage oder ähnliches. Bei der Speichereinheit für elektrische Energie handelt es sich beispielsweise um einen Zwischenspeicher, der beim Kunden, also an das dortige Hausstromnetz, angeschlossen ist, um die eingespeiste elektrische Energie zumindest (kurzzeitig) zwischenzuspeichern. Die in der Speichereinheit zwischengespeicherte Energie kann bei dem Kunden selbst umgesetzt werden, in das Versorgungsnetz, also das Stromnetz, zurückgespeist werden, oder an einen anderen Kunden zur Umsetzung weitergeleitet werden.
Generell werden sämtliche Transaktionen der Energiemenge, die über die Verbrauchereinrichtung, insbesondere die Speichereinheit, laufen, über das dezentrale Rechennetzwerk erfasst, sodass der Energiefluss der erzeugten Energiemenge stets nachvollzogen werden kann. Es werden also alle Energiemengen erfasst, die im Hausstromnetz beim Kunden ankommen. Hierzu wird beispielsweise ein sogenannter Smart Meter mitgelesen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Übertragung eindeutig gekennzeichneter Energiemengen von einer Energieerzeugungsanlage, mit den folgenden Schritten:
Erzeugen einer elektrischen Energiemenge in einer Energieerzeugungsanlage, insbesondere wobei die erzeugte elektrische Energiemenge in einem Zählwerk der Energieerzeugungsanlage gezählt wird,
Generieren einer digitalen Kennzeichnung der erzeugten elektrischen Energiemenge über eine Kennzeichnungseinrichtung der Energieerzeugungsanlage,
Einspeisen der erzeugten Energiemenge in ein Stromnetz, mit dem die Energieerzeugungsanlage gekoppelt ist,
Festschreiben der eingespeisten Energiemenge mit der entsprechenden digitalen Kennzeichnung der Energiemenge als eine Transaktion,
Entnehmen der erzeugten Energiemenge aus dem Stromnetz durch eine Verbrauchereinrichtung bei einem Kunden, und
Festschreiben der entnommenen Energiemenge mit der entsprechenden digitalen Kennzeichnung der Energiemenge als eine Transaktion. Insofern wird die erzeugte Energiemenge, die in einer Energieerzeugungsanlage erzeugt worden ist, über das Stromnetz an einen Kunden übermittelt, wobei gleichzeitig die digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge über ein separates Datennetz bereitgestellt wird, sodass es möglich ist, die Energiemenge der digitalen Kennzeichnung zuzuordnen. Sowohl das Einspeisen als auch das Entnehmen der elektrischen Energiemenge über das Stromnetz wird entsprechend als Transaktion protokolliert, wobei den jeweiligen Aktionen (Einspeisen bzw. Entnehmen) die digitale Kennzeichnung zugeordnet ist, sodass der Weg der erzeugten Energiemenge im Stromnetz nachvollzogen werden kann.
Ein Aspekt sieht vor, dass die T ransaktion und/oder die digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge als Daten einer geteilten Buchführung abgebildet sind, insbesondere als Datenblöcke einer Blockkette. Insofern liegen die Daten hinsichtlich der Transaktion, also der Übertragung der Energiemenge von der Energieerzeugungsanlage zur Verbrauchseinrichtung beim Kunden, sowie die damit gekoppelte digitale Kennzeichnung im dezentralen Rechennetzwerk vor, welches die geteilte Buchführung bereitstellt.
Die geteilte Buchführung lässt sich über eine entsprechende Blockkette („Blockchain“) abbilden, die aus Datenblöcken zusammengesetzt ist.
Generell kann sowohl für die Energieerzeugungsanlage als auch für den Kunden, also die Verbrauchereinrichtung, ein Konto („Wallet“) vorgesehen sein, dem die entsprechenden Transaktionen zugeschrieben werden. Folglich wird bei der Einspeisung der erzeugten Energiemenge eine Gutschrift dem Konto der Energieerzeugungsanlage als Transaktion gespeichert, wobei die entsprechende Transaktion dezentral über das dezentrale Rechennetzwerk verwaltet, gesteuert bzw. kontrolliert wird. Zudem wird die Gutschrift mit der digitalen Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge verknüpft. Das Speichern der Gutschrift wird als „Festschreiben“ bezeichnet, da die Daten unwiderruflich eingespeichert sind, also manipulationssicher gespeichert sind.
In analoger Weise wird die Entnahme der zuvor erzeugten Energiemenge als eine entsprechende Transaktion beim Kunden in der dezentralen Buchführung festgeschrieben, wobei auch die digitale Kennzeichnung mitgeschrieben wird. Ein Aspekt sieht vor, dass die entnommene Energiemenge von einer elektrischen Verbrauchseinheit verbraucht wird, wobei die digitale Kennzeichnung der entnommenen Energiemenge als Transaktion einer verbrauchten Energiemenge festgeschrieben wird, und/oder dass die entnommene Energiemenge in einer elektrischen Speichereinheit für elektrische Energie gespeichert wird, um eine zwischengespeicherte Energiemenge zu generieren, wobei die digitale Kennzeichnung als Transaktion einer zwischengespeicherten Energiemenge festgeschrieben wird. Die dem Kunden über die Verbrauchereinrichtung zur Verfügung gestellte Energiemenge kann somit unterschiedlich in der dezentralen bzw. geteilten Buchführung festgeschrieben werden, wobei dies davon abhängt, wie die entnommene Energiemenge vom Kunden verwendet wird. Sofern die Energiemenge (direkt) verbraucht wird, so wird dies entsprechend als verbrauchte Energiemenge in der geteilten Buchführung festgeschrieben. Sofern die Energiemenge jedoch nur zwischengespeichert wird, um diese nachfolgend andersartig zu verwenden, wird dies ebenfalls entsprechend als eine zwischengespeicherte Energiemenge festgeschrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die in der elektrischen Speichereinheit für elektrische Energie zwischengespeicherte Energiemenge an eine weitere Verbrauchereinrichtung gesendet, wobei die digitale Kennzeichnung der zwischengespeicherten Energiemenge als Transaktion einer erzeugten Energiemenge und/oder als Transaktion einer entnommenen Energiemenge festgeschrieben wird, und/oder dass die in der elektrischen Speichereinheit für elektrische Energie zwischengespeicherte Energiemenge in das Stromnetz zurückgespeist wird, wobei die digitale Kennzeichnung der zwischengespeicherten Energiemenge als Transaktion einer zurückgespeisten Energiemenge festgeschrieben wird. Die zwischengespeicherte Energiemenge kann demnach einem anderen Kunden, also einer weiteren Verbrauchereinrichtung, zur Verfügung gestellt werden, sodass die entsprechende Energiemenge bei einem anderen Kunden verbraucht wird. Die digitale Kennzeichnung der Energiemenge bleibt dabei erhalten. Es werden lediglich entsprechende Transaktionen zwischen den Konten der Kunden durchgeführt. Diese Transaktionen werden in der geteilten Buchführung jeweils dezentral verwaltet und auch kontrolliert, wodurch sichergestellt ist, dass sämtliche Transaktionen erfasst sind. Aufgrund der verwendeten digitalen Kennzeichnung der entsprechenden Energiemenge ist ferner sichergestellt, dass die Energiemenge weiterhin gelabelt ist, also eindeutig digital gekennzeichnet ist, wodurch der Energiefluss der entsprechend in einer bestimmten Energieerzeugungsanlage erzeugten Energiemenge nachvollziehbar ist.
Ebenfalls ist es möglich, dass die zwischengespeicherte Energiemenge in das Stromnetz zurückgespeist wird, sodass dem Kunden, bei dem die zwischengespeicherte Energiemenge zwischengespeichert worden ist, kein Verbrauch auf sein Konto festgeschrieben wird, da die entsprechend zwischengespeicherte Energiemenge nicht von ihm verbraucht worden ist.
Bei dem Kunden, bei dem die entsprechende Energiemenge verbraucht wird, wird diese als verbrauchte Energiemenge festgeschrieben, also auf seinem Konto („Wallet“). Die jeweilige Energiemenge wird dabei mit der entsprechenden digitalen Kennzeichnung festgeschrieben, die eindeutig ist.
Generell wird die Energiemenge nur bei dem Kunden als verbrauchte Energiemenge festgeschrieben, der die Energiemenge tatsächlich verbraucht. Die entsprechende Energiemenge kann zuvor in mehreren Speichereinheiten zwischengespeichert worden sein.
Die jeweiligen Energiemengen werden insbesondere auf den Konten („Wallet“) der entsprechenden Teilnehmer des dezentralen
Rechennetzwerksfestgeschrieben, also dem Energieerzeuger, der die Energieerzeugungsanlage betreibt, dem wenigstens einen Kunden, bei dem die Verbrauchereinrichtung vor Ort steht, sowie weiteren Teilnehmern am Energiesystem, das demnach einem Netzwerk gleicht.
Erfindungsgemäß wird die erzeugte Energiemenge demnach mit einer digitalen Kennzeichnung, wie einer Geburtsurkunde, verknüpft.
Da die digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge grundsätzlich bei deren Erzeugung vorgesehen ist bzw. generiert wird, handelt es sich nicht um eine nachträgliche elektronische Erfassung der erzeugten Energiemenge, wie sie in einer zentralen Datenbank (außerhalb der Energieerzeugungsanlage) erfolgt, beispielsweise in Registern von Bundesämtern oder anderen zentralen Behörden. Über derartige zentrale Datenbanken werden Transaktionen gerade nicht dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert, wie dies erfindungsgemäß vorgesehen ist, sondern zentral. Aus diesem Grund heißen derartige Register auch zentrale Register, da sie eine zentrale Datenbank bereitstellen anstatt einer dezentralen Datenbank, was erfindungsgemäß vorgesehen ist.
Grundsätzlich stellt die Kennzeichnungseinrichtung im Bereich der Blockchain- Technologie unter anderem einen sogenannten Oracle dar, der eingerichtet ist, die Erzeugung einer Energiemenge, also einer kWh, zu erkennen und zu bestätigen.
Zudem ist die Kennzeichnungseinrichtung eingerichtet, eine digitale Kennzeichnung (Geburtsurkunde), auch Token genannt, für die erzeugte Energiemenge, also die entsprechende kWh, zu erstellen.
Unabhängig von der Energiemenge, also der kWh, die über das Stromnetz zum Verbraucher geleitet wird, ist die digitale Kennzeichnung, also der Token, eine handelbare und registrierbare Größe, die verwaltet und verrechnet werden kann. Dies kann über dezentrale aber auch zentrale Datenbanken erfolgen, insbesondere der Handel der digitalen Kennzeichnungen.
Die digitale Kennzeichnung, also der Token, identifiziert die Energiemenge (kWh) eindeutig und unveränderbar.
Weitere Vorteile und Eigenschaften ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Kennzeichnungseinrichtung, - Figur 2 ein erfindungsgemäßes Energiesystem, und
Figur 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Übertragung eindeutig gekennzeichneter Energiemengen.
In Figur 1 ist eine Energieerzeugungsanlage 10 schematisch gezeigt, die eine Energieerzeugungseinrichtung 12 in Form einer Windkraftanlage und eine Kennzeichnungseinrichtung 14 umfasst, die mit der Energieerzeugungs einrichtung 12 gekoppelt ist.
Mit der Energieerzeugungseinrichtung 12 kann elektrische Energie produziert bzw. erzeugt werden. Alternativ zur Windkraftanlage kann es sich bei der Energieerzeugungseinrichtung 12 um ein Kohlekraftwerk, ein Atomkraftwerk, eine Solaranlage, oder eine andere Einrichtung handeln, mit der elektrische Energie erzeugt werden kann.
Die Kennzeichnungseinrichtung 14 ist eingerichtet, eine digitale Kennzeichnung für die von der Energieerzeugungseinrichtung 12 erzeugten elektrischen Energiemengen zu generieren. Hierzu umfasst die Energieerzeugungsanlage 10, insbesondere die Energieerzeugungseinrichtung 12 ein Zählwerk 16, das eingerichtet ist, die von der Energieerzeugungseinrichtung 12 erzeugten Energiemengen zu quantifizieren. Dies beutet, dass die erzeugte elektrische Energie in Energiemengen unterteilt wird, beispielsweise in Kilowattstunden.
Die Kennzeichnungseinrichtung 14 greift auf die vom Zählwerk 16 erfassten Energiemengen zu, um diese entsprechend kennzeichnen zu können.
Alternativ kann das Zählwerk 16 auch in der Kennzeichnungseinrichtung 14 selbst vorgesehen sein.
Zur digitalen Kennzeichnung der Energiemengen umfasst die Kennzeichnungseinrichtung 14 eine Servereinheit 18 sowie einen Rechenprozessor 20.
Der Rechenprozessor 20 ist dabei eingerichtet, die digitale Kennzeichnung für die erzeugte Energiemenge zu generieren, wobei der Rechenprozessor 20 ferner eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu generieren, wie nachfolgend noch erläutert wird.
Bei den Daten der geteilten Buchführung handelt es sich insbesondere um die digitale Kennzeichnung für die erzeugte Energiemenge, die demnach vom Rechenprozessor 20 erzeugt wird.
Zur Durchführung der geteilten Buchführung ist die Servereinheit 18 vorgesehen, die eingerichtet ist, mit weiteren Servereinheiten, wie in Figur 2 gezeigt, ein dezentrales Rechennetzwerk 22 aufzubauen, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden.
Insofern ist es mit der Energieerzeugungsanlage 10, insbesondere der Kennzeichnungseinrichtung 14, möglich, dass die mit den Energiemengen verbundenen Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert bzw. kontrolliert werden.
Insbesondere handelt es sich bei der geteilten Buchführung um eine Blockkette („Blockchain“), die entsprechend dezentral verwaltet wird.
Zur dezentralen Verwaltung der geteilten Buchführung umfasst die Kennzeichnungseinrichtung 14 zudem einen Datenspeicher 24, der eingerichtet ist, die Daten der geteilten Buchführung zu speichern, beispielsweise die Datenblöcke der Blockkette.
Des Weiteren umfasst die Energieerzeugungsanlage 10 eine Stromschnittstelle 26, über die die Energieerzeugungsanlage 10 an ein Stromnetz 28 angeschlossen ist, also ein entsprechendes Versorgungsnetz, über das Haushalte und Endkunden bzw. Endverbraucher mit elektrischer Energie versorgt werden, die in der Energieerzeugungsanlage 10 erzeugt worden ist.
Zudem umfasst die Energieerzeugungsanlage 10, insbesondere die Kennzeichnungseinrichtung 14, eine Kommunikationsschnittstelle 30, über die die Energieerzeugungsanlage 10 an ein Datennetz 32 angeschlossen ist, über das die Transaktionen digital übermittelt werden können, also die Daten der geteilten Buchführung. In der gezeigten Ausführungsform ist das Datennetz 32 durch ein kabelloses Datennetz ausgebildet. Es können aber auch LAN- oder andere Datennetze genutzt werden, um die entsprechenden Daten zu übertragen beispielsweise das Internet.
Insofern bildet das dezentrale Rechennetzwerk 22, welches die Servereinheit 18 der Kennzeichnungseinrichtung 14 sowie weitere Servereinheiten umfasst, das Datennetz 32 aus, welches für die Übermittlung der Daten nötig ist.
Die Energieerzeugungsanlage 10 ist insbesondere Teil eines Energiesystems 34, was in Figur 2 gezeigt ist. Das Energiesystem 34 umfasst neben der Energieerzeugungsanlage 10 schematisch dargestellte Verbrauchereinrichtungen 36, die bei Kunden vorgesehen sind.
In der gezeigten Ausführungsform des Energiesystems 34 sind lediglich zwei Verbrauchereinrichtungen 36 und eine Energieerzeugungsanlage 10 gezeigt. Allerdings kann das Energiesystem 34 mehrere Verbrauchereinrichtungen 36 sowie mehrere Energieerzeugungsanlagen 10 umfassen.
Das Energiesystem 34 stellt demnach die Erzeugung von elektrischer Energie dar, welche dann über das Stromnetz 28, also das Versorgungsnetz, an den entsprechenden Kunden geliefert wird, nämlich die beim Kunden vorgesehenen Verbrauchereinrichtungen 36.
Wie aus der Figur 2 hervorgeht, umfassen die Verbrauchereinrichtungen 36 ebenfalls eine Servereinheit 38, die mit der Servereinheit 18 der Energieerzeugungsanlage 10 das dezentrale Rechennetzwerk 22 aufbaut. Insofern stellen sowohl die Verbrauchereinrichtung 36 als auch die Kennzeichnungseinrichtung 14 bzw. die Energieerzeugungsanlage 10 einen Teilnehmer des dezentralen Rechennetzwerks 22 dar.
In analoger Weise zur Kennzeichnungseinrichtung 14 der Energieerzeugungsanlage 10 umfasst die jeweilige Verbrauchereinrichtung 36 ebenfalls einen Rechenprozessor 40 sowie einen Datenspeicher 42.
Der Rechenprozessor 40 der Verbrauchereinrichtung 36 ist zumindest dazu eingerichtet, ein Konto („Wallet“) des entsprechenden Kunden bereitzustellen.
Auf dem Datenspeicher 42 der Verbrauchereinrichtung 36 kann dann der entsprechende Datensatz des Kontos („Wallet“) hinterlegt sein. Ferner kann die Verbrauchereinrichtung 36 generell als ein Knoten ausgebildet sein, sodass die geteilte Buchführung bzw. zumindest Daten der geteilten Buchführung entsprechend auf dem Datenspeicher 42 der Verbrauchereinrichtung 36 gespeichert werden, also im Falle einer als Blockkette ausgebildeten geteilten Buchführung Datenblöcke der Blockkette bzw. die gesamte Blockkette. Insofern kann die Verbrauchereinrichtung 36 auch Daten der geteilten Buchführung generieren, beispielsweise Datenblöcke der Blockkette, sofern die geteilte Buchführung durch eine entsprechende Bockkette realisiert ist.
Sowohl die Kennzeichnungseinrichtung 14 als auch die Verbrauchereinrichtung 36 können im dezentralen Rechen netzwerk 22 zur Verwaltung, Steuerung und/oder Kontrolle der Transaktionen vorgesehen sein, die die geteilte Buchführung umfasst. Insofern kann sowohl die Kennzeichnungseinrichtung 14 als auch die Verbrauchereinrichtung 36 ein Knoten des dezentralen Rechennetzwerks 22 sein.
Aus der Figur 2 geht ferner hervor, dass die Verbrauchereinrichtungen 36 an demselben Stromnetz 28 angeschlossen sind, wobei dies über entsprechende Stromschnittstellen 44 erfolgt.
Zudem umfassen die Verbrauchereinrichtungen 36 jeweils eine Kommunikationsschnittstelle 46, über die die Verbrauchereinrichtung 36 in dem Datennetz 32 eingebunden ist, in dem auch die Energieerzeugungsanlage 10 eingebunden ist. Insofern sind die Verbrauchereinrichtung 36 sowie die Energieerzeugungsanlage 10 in einem gemeinsamen Datennetz 32 bzw. einem gemeinsamen Stromnetz 28 eingebunden. Hierdurch ist sichergestellt, dass sowohl Energiemengen als auch Daten zwischen der Verbrauchereinrichtung 36 und der Energieerzeugungsanlage 10 ausgetauscht werden können.
Insofern ist es möglich, dass neben der erzeugten elektrischen Energiemenge die entsprechende digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge beim Kunden bereitgestellt werden können, nämlich als Teil der geteilten Buchführung.
In der gezeigten Ausführungsform ist eine der Verbrauchereinrichtungen 36 als eine Speichereinheit 48 für elektrische Energie dargestellt, die beispielsweise in einem Klein- bzw. mittelständischen Unternehmen A oder einem Privathaushalt untergebracht ist. Die Speichereinheit 48 weist einen Energiespeicher 50 auf, in dem elektrische Energie gespeichert werden kann. Die aus dem Stromnetz 28 entnommene Energiemenge kann demnach im Energiespeicher 50 zumindest zwischengespeichert werden, wie nachfolgend noch erläutert wird. Zudem ist eine beim Kunden B als elektrische Verbrauchseinheit 52 ausgebildete Verbrauchereinheit 36 vorgesehen, die die über das Stromnetz 28 bereitgestellte Energiemenge direkt umsetzt bzw. verbraucht.
Generell kann das Energiesystem 34, das gleichzeitig das dezentrale Rechennetzwerk 22 umfasst, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden, mehrere Komponenten umfassen. Bei den mehreren Komponenten handelt es sich um die Kennzeichnungseinrichtung 14, Knoten, Miner-Einheiten sowie Rechenprozessoren, die die Konten bereitstellen.
Die entsprechenden Komponenten können durch die Energieerzeugungsanlage 10 und/oder die Verbrauchereinrichtungen 36 bereitgestellt werden.
Der Rechenprozessor 20 der Energieerzeugungsanlage 10 ist beispielsweise ausgebildet, die digitale Kennzeichnung für eine erzeugte Energiemenge zu generieren, das Konto („Wallet“) des Energieerzeugers (Betreiber der Energieerzeugungsanlage) bereitzustellen, einen Knoten zur dezentralen Verwaltung, Steuerung und Kontrolle von Transaktionen bereitzustellen und Hashwerte bzw. Prüfsummen der Datensätze der geteilten Buchführung zu ermitteln, also als Miner zu fungieren.
Alternativ kann die Energieerzeugungsanlage 10 mehrere Rechenprozessoren umfassen, die jeweils eine entsprechende Funktion bereitstellen.
Der Rechenprozessor 40 der Verbrauchereinrichtung 36 kann dagegen lediglich ausgebildet sein, das Konto („Wallet“) des Kunden bereitzustellen.
Auch kann der Rechenprozessor 40 der Verbrauchereinrichtung 36 einen Knoten zur dezentralen Verwaltung, Steuerung und Kontrolle von Transaktionen bereitstellen.
Ferner ist es sogar möglich, dass der Rechenprozessor 40 der Verbrauchereinrichtung 36 die Hashwerte bzw. Prüfsummen der Datensätze der geteilten Buchführung ermittelt, also als Miner fungiert. Allerdings ist das„Mining“ sehr energieintensiv, weswegen der Miner vorzugsweise durch den der Energieerzeugungsanlage 10 zugeordneten Rechenprozessor 20 ausgebildet ist. Auch bei der Verbrauchereinrichtung 36 können die entsprechenden Funktionen durch den einen Rechenprozessor 40 übernommen werden oder durch mehrere Rechenprozessoren.
Damit ein Teilnehmer des dezentralen Rechen netzwerks 22 als Knoten fungieren kann, muss dieser Teilnehmer demnach einen Rechenprozessor zum Vergleichen, Prüfen und Zusammenfassen von Transaktionen zu Transaktionsblöcken umfassen. Ferner muss der Teilnehmer einen Datenspeicher aufweisen, um die Transaktionen zu sammeln und die entsprechenden Datensätze, insbesondere die mit den Hashwerten bzw. Prüfsummen ergänzte Blockkette, zu speichern.
Mit Bezug auf Figur 3 wird nachfolgend erläutert, wie die erzeugte elektrische Energie eindeutig gekennzeichnet wird und die Übertragung der eindeutig gekennzeichneten Energiemengen von der Energieerzeugungsanlage 10 zum Kunden erfolgt, sodass der Kunde die Information erhält, aus welcher Energieerzeugungsanlage 10 die ihm zur Verfügung gestellte Energiemenge stammt. An das entsprechende Stromnetz 28 können nämlich generell mehrere Energieerzeugungsanlagen 10 angeschlossen sein, die elektrische Energie aus verschiedenen Energieträgern bereitstellen, wie eingangs bereits erwähnt worden ist.
Hierzu wird zunächst in der Energieerzeugungsanlage 10 eine Energiemenge erzeugt, wobei die erzeugte Energiemenge in dem Zählwerk 16 der Energieerzeugungsanlage 10 quantifiziert bzw. gezählt wird, sodass die erzeugte elektrische Energie in Energiemengen unterteilt wird, beispielsweise in Kilowattstunden (kWh).
Die Energieerzeugungsanlage 10 generiert dabei über die Kennzeichnungseinrichtung 14, insbesondere dem entsprechenden Rechenprozessor 20, eine eindeutige digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge, über die unter anderem die Herkunft der erzeugten Energiemenge eindeutig identifizierbar ist, also die jeweilige Energieerzeugungsanlage 10 bzw. die Energieerzeugungseinrichtung 12.
Die erzeugte Energiemenge wird dann in das Stromnetz 28 eingespeist, was eine Transaktion darstellt, bei der die erzeugte und eingespeiste Energiemenge als eine Gutschrift auf das Konto der Energieerzeugungsanlage 10 bzw. dessen Betreiber (Energieerzeuger) festgeschrieben wird, wobei das Konto ebenfalls vom Rechenprozessor 20 bereitgestellt werden kann oder von einem anderen der Energieerzeugungsanlage 10 zugeordneten Rechenprozessor. Dabei wird die digitale Kennzeichnung ebenfalls festgeschrieben, sodass eine eindeutige Zuordnung möglich ist.
Der Energieerzeuger bekommt somit die Energieerzeugung über eine entsprechende Transaktion gutgeschrieben, was in der geteilten Buchführung entsprechend vermerkt wird, die durch das dezentrale Rechennetzwerk 22 bereitgestellt wird.
Über das Datennetz 32 bzw. das dezentrale Rechennetzwerk 22 wird diese Transaktion entsprechend an alle Knoten des Rechennetzwerks 22 übermittelt. Im Beispiel einer Blockkette wird der entsprechende Datensatz an die bestehende Kette angehängt, insbesondere ein mit einem Hashwert bzw. einer Prüfsumme versehener Datensatz, wobei der Hashwert bzw. die Prüfsumme zuvor von einer Miner-Einheit berechnet worden ist.
Die Recheneinheit 20 der Kennzeichnungseinrichtung 14 kann als eine Miner- Einheit fungieren, die entsprechend den Datensatz und/oder die Prüfsumme (Hash-Wert) bereitstellt. Dies ist insbesondere auch unabhängig von der Kennzeichnung von durch die Energieerzeugungsanlage 10 erzeugten elektrischen Energiemengen möglich.
Die in das Stromnetz 28 eingespeiste Energiemenge kann dann über das Stromnetz 28 zu den Kunden transportiert werden und durch die Verbrauchereinrichtung 36 beim Kunden entnommen werden, die mit dem Stromnetz 28 gekoppelt ist. Dies stellt eine weitere Transaktion dar, sodass die erzeugte Energiemenge sowie die zugeordnete digitale Kennzeichnung als T ransaktion auf einem Konto des Kunden bzw. Verbrauchers festgeschrieben bzw. gespeichert werden.
Je nach Verwendung der aus dem Stromnetz 28 entnommenen Energiemenge durch den Kunden wird dies entsprechend unterschiedlich als Transaktion gespeichert, wie aus den Gabelungen in Figur 3 hervorgeht. In einer ersten Alternative kann die aus dem Stromnetz 28 entnommene Energiemenge direkt beim Kunden über die elektrische Verbrauchseinheit 52 verbraucht werden, also in Wirkleistung umgesetzt werden, sodass die verbrauchte elektrische Energie auf dem Konto des Kunden als verbrauchte Energiemenge festgeschrieben wird, beispielsweise in Form eines Entgeltbetrages. Hierbei ist aufgrund der digitalen Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge sichergestellt, dass eindeutig nachvollziehbar ist, woher die erzeugte und verbrauchte Energiemenge stammt.
Alternativ ist es möglich, dass die aus dem Stromnetz 28 entnommene Energiemenge vom Kunden in der elektrischen Speichereinheit 48 zwischengespeichert wird, sodass es sich bei der entnommenen Energiemenge um zwischengespeicherte Energiemenge handelt, die als Transaktion einer zwischengespeicherten Energiemenge entsprechend auf dem Konto festgeschrieben wird.
In der geteilten Buchführung wird demnach gespeichert, dass die mit der digitalen Kennzeichnung eindeutig gekennzeichnete Energiemenge beim Kunden in der Speichereinheit 48 zwischengespeichert ist.
Aus der Speichereinheit 48 kann die zwischengespeicherte Energiemenge durch den Kunden selbst verbraucht werden, sodass diese dann als verbrauchte Energiemenge über eine entsprechende Transaktion festgeschrieben bzw. gespeichert wird. Auch dies wird in analoger Weise zu den obigen Ausführungen in der geteilten Buchführung erfasst, verifiziert und an die anderen Knoten verteilt.
Ferner kann die zwischengespeicherte Energiemenge an einen anderen Kunden bzw. eine andere Verbrauchereinrichtung 36 bei einem anderen Kunden übertragen werden, beispielsweise den Kunden B, wobei dies über die digitale Kennzeichnung wieder entsprechend nachvollzogen werden kann. Für den Kunden B, der die entsprechende Energiemenge empfängt, kann dies als entnommene Energiemenge festgeschrieben werden, also auf seinem Konto.
Des Weiteren ist es möglich, dass die zwischengespeicherte Energiemenge aus der Speichereinheit 48 in das Stromnetz 28 zurückgespeist wird, wobei die digitale Kennzeichnung der zwischengespeicherten Energiemenge dann dem Energieversorger (Betreiber des Stromnetzes 28) als entnommene Energiemenge festgeschrieben werden, da die entsprechende Energiemenge nunmehr in seinem Stromnetz 28 transportiert wird.
Generell wird die Energiemenge unter Berücksichtigung der digitalen Kennzeichnung nur bei dem Kunden als verbrauchte Energiemenge festgeschrieben, der die entsprechende Energiemenge auch tatsächlich verbraucht hat, unabhängig davon in wie vielen Speichereinheiten 48 diese zuvor zwischengespeichert war.
Die digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemengen, die Teil der Daten der geteilten Buchführung sind, welche über das dezentrale Rechennetzwerk 22 dezentral verwaltet, gesteuert bzw. kontrolliert werden, stellt sicher, dass die jeweils erzeugten Energiemengen im Energiesystem 34 ständig in nachvollziehbarer Weise im Energiesystem 34 vorhanden sind bzw. über das Stromnetz 28 übertragen werden können. Dies liegt daran, dass parallel zum Stromnetz 28 das Datennetz 32 vorgesehen ist, über das die Daten der geteilten Buchführung, insbesondere die digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge, zur Verfügung gestellt wird.
Die Transaktionen werden durch Daten der geteilten Buchführung über das dezentrale Rechennetzwerk 22 verwaltet, gesteuert bzw. kontrolliert, insbesondere als Datenblöcke einer Blockkette. Die digitale Kennzeichnung lässt sich dabei als Teil der Daten der geteilten Buchführung abbilden, sodass die digitale Kennzeichnung stets mit den Transaktionen verknüpft ist.
Jeder Teilnehmer des dezentralen Rechennetzwerks 22 kann einen Datenspeicher umfassen, in dem die Daten der geteilten Buchführung zur Verifizierung gespeichert werden, beispielsweise die Blockkette, sodass jeder Teilnehmer ein Knoten sein kann.
Ebenso kann jeder Teilnehmer des dezentralen Rechennetzwerks 22 eine Recheneinheit umfassen, die eingerichtet ist, Hashwerte bzw. Prüfsummen zu berechnen, sodass der jeweilige Teilnehmer als Miner-Einheit für die geteilte Buchführung fungiert.
Insofern ist es möglich, dass mit dem Energiesystem 34 eine transparente Versorgung mit elektrischer Energie geschaffen ist, wodurch die Kunden in die Lage versetzt werden die Herkunft der bei Ihnen ankommenden Energiemengen nachzuvollziehen. Gleichzeitig werden die Abrechnungen automatisch in dezentraler Weise vorgenommen, wobei die Verbraucher bzw. Kunden sowie die Energieerzeuger (Betreiber der Energieerzeugungsanlage 10) eingebunden sind. Auch können die Energieversorger (Betreiber des Stromnetzes 28) eingebunden werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Kennzeichnungseinrichtung (14) für eine Energieerzeugungsanlage (10) zur eindeutigen Kennzeichnung von durch die Energieerzeugungsanlage (10) erzeugten elektrischen Energiemengen, mit einer Servereinheit (18) und wenigstens einem Rechenprozessor (20), der eingerichtet ist, eine digitale Kennzeichnung für eine erzeugte Energiemenge zu generieren, wobei die Servereinheit (18) eingerichtet ist, mit weiteren Servereinheiten (18, 38) ein dezentrales Rechennetzwerk (22) aufzubauen, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden.
2. Kennzeichnungseinrichtung (14) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rechenprozessor (20) eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette, zu generieren, insbesondere wobei die digitale Kennzeichnung für die erzeugte Energiemenge Teil der Daten der geteilten Buchführung ist.
3. Kennzeichnungseinrichtung (14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennzeichnungseinrichtung (14) einen Datenspeicher (24) umfasst, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu speichern, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette.
4. Energieerzeugungsanlage (10) mit einer Energieerzeugungseinrichtung (12) zur Erzeugung von elektrischer Energie und einer Servereinheit (18), die eingerichtet ist, mit weiteren Servereinheiten (18, 38) ein dezentrales Rechennetzwerk (22) aufzubauen, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden, und wenigstens einem Rechenprozessor (20), der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung, insbesondere zumindest eine Prüfsumme, zu generieren, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette, insbesondere wobei eine Kennzeichnungseinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 vorgesehen ist.
5. Energieerzeugungsanlage (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenspeicher (24) vorgesehen ist, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu speichern, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette.
6. Energieerzeugungsanlage (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieerzeugungsanlage (10) eine Stromschnittstelle (26) zum Anschluss der Energieerzeugungsanlage (10) an ein Stromnetz (28) und/oder eine Kommunikationsschnittstelle (30) zum Anschluss der Energieerzeugungsanlage (10) an ein Datennetz (32) umfasst.
7. Energiesystem (34) mit zumindest einer Energieerzeugungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6 und wenigstens einer Verbrauchereinrichtung (36) bei einem Kunden, die eine Servereinheit (38) umfasst, die eingerichtet ist, mit weiteren Servereinheiten (18, 38) ein dezentrales Rechennetzwerk (22) aufzubauen, über das Transaktionen dezentral verwaltet, gesteuert und/oder kontrolliert werden.
8. Energiesystem (34) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchereinrichtung (36) einen Rechenprozessor (40) aufweist, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu generieren, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette.
9. Energiesystem (34) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchereinrichtung (36) einen Datenspeicher (42) umfasst, der eingerichtet ist, Daten einer geteilten Buchführung zu speichern, insbesondere Datenblöcke einer Blockkette.
10. Energiesystem (34) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchereinrichtung (36) eine Stromschnittstelle (44) zum Anschluss der Energieerzeugungsanlage an ein Stromnetz (28) und/oder eine Kommunikationsschnittstelle (46) zum Anschluss der Energieerzeugungsanlage (10) an ein Datennetz (32) hat, insbesondere wobei die Verbrauchereinrichtung (36) und die Energieerzeugungsanlage (10) sowohl in einem gemeinsamen Datennetz (32) als auch in einem gemeinsamen Stromnetz (28) eingebunden sind.
1 1 . Energiesystem (34) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrauchereinrichtung (36) eine elektrische Verbrauchseinheit (52) oder eine Speichereinheit (48) für elektrische Energie ist, die einen Energiespeicher (50) aufweist, in dem elektrische Energie gespeichert werden kann.
12. Verfahren zur Übertragung eindeutig gekennzeichneter Energiemengen von einer Energieerzeugungsanlage (10), mit den folgenden Schritten:
Erzeugen einer elektrischen Energiemenge in einer Energieerzeugungsanlage (10), insbesondere wobei die erzeugte elektrische Energiemenge in einem Zählwerk (16) der Energieerzeugungsanlage (10) gezählt wird,
Generieren einer digitalen Kennzeichnung der erzeugten elektrischen Energiemenge über eine Kennzeichnungseinrichtung (14) der Energieerzeugungsanlage (10),
Einspeisen der erzeugten Energiemenge in ein Stromnetz (28), mit dem die Energieerzeugungsanlage (10) gekoppelt ist,
Festschreiben der eingespeisten Energiemenge mit der entsprechenden digitalen Kennzeichnung der Energiemenge als eine Transaktion,
Entnehmen der erzeugten Energiemenge aus dem Stromnetz (28) durch eine Verbrauchereinrichtung (36) bei einem Kunden, und
Festschreiben der entnommenen Energiemenge mit der entsprechenden digitalen Kennzeichnung der Energiemenge als eine Transaktion.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die T ransaktion und/oder die digitale Kennzeichnung der erzeugten Energiemenge als Daten einer geteilten Buchführung abgebildet ist bzw. sind, insbesondere als Datenblöcke einer Blockkette.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommene Energiemenge von einer elektrischen Verbrauchseinheit (52) verbraucht wird, wobei die digitale Kennzeichnung der entnommenen Energiemenge als T ransaktion einer verbrauchten Energiemenge festgeschrieben wird, und/oder dass die entnommene Energiemenge in einer elektrischen Speichereinheit (48) für elektrische Energie gespeichert wird, um eine zwischengespeicherte Energiemenge zu generieren, wobei die digitale Kennzeichnung als Transaktion einer zwischengespeicherten Energiemenge festgeschrieben wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in der elektrischen Speichereinheit (48) für elektrische Energie zwischengespeicherte Energiemenge an eine weitere Verbrauchereinrichtung (36) gesendet wird, wobei die digitale Kennzeichnung der zwischengespeicherten Energiemenge als Transaktion einer erzeugten Energiemenge und/oder als Transaktion einer entnommenen Energiemenge festgeschrieben wird, und/oder dass die in der elektrischen Speichereinheit (48) für elektrische Energie zwischengespeicherte Energiemenge in das Stromnetz (28) zurückgespeist wird, wobei die digitale Kennzeichnung der zwischengespeicherten Energiemenge als T ransaktion einer zurückgespeisten Energiemenge festgeschrieben wird.
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