DE102011080830A1 - Storage device of electric power supply system installed in house, has local power generator to control energy absorption from power supply unit, and controller that is provided to control electric power supply to power supply unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die folgende Erfindung betrifft einen Speicher für elektrische Energie.The following invention relates to a memory for electrical energy.
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Die Bereitstellung von regenerativen Energiequellen führt zu relativ starken Schwankungen bei einem Stromerzeugungsangebot. Je nach Wetter, Wind oder Sonnenstrahlungsverhältnissen können solche, beispielsweise Windkraftanlagen oder Fotovoltaikanlagen, Energie zur Verfügung stellen, obwohl sie zu diesem Zeitpunkt gar nicht benötigt wird. Wenn darüber hinaus nicht benötigte Energie in ein Stromnetz eingespeist wird, kann dies sogar zur Überlastung des Stromnetzes führen.The provision of renewable energy sources leads to relatively large fluctuations in a power generation offer. Depending on the weather, wind or solar radiation conditions, such as wind turbines or photovoltaic systems, provide energy, although it is not needed at this time. In addition, if energy that is not needed is fed into a power grid, this can even lead to an overload of the power grid.
Andererseits ist auch der Stromverbrauch starken Fluktuationen unterworfen, denen auf der Erzeugerseite oft nur schwer Rechnung getragen werden kann.On the other hand, electricity consumption is subject to strong fluctuations, which are often difficult to meet on the producer side.
Dies führt dazu, dass Stromkosten zeitlich stark variieren und in Spitzenverbrauchszeiten Strom viel teurer sein kann als zu Überangebotszeiten. Andererseits kann bei einem extremen Überangebot sogar die kurzfristige Abnahme von Strom vergütet werden.As a result, electricity costs vary widely over time, and electricity can be much more expensive during peak consumption periods than over-supply times. On the other hand, in the event of extreme oversupply, even the short-term decrease in electricity can be compensated.
Die Erfindung setzt hierbei an und zeigt eine Lösung für diese Probleme auf.The invention uses this and shows a solution to these problems.
Die Erfindung ist durch einen Speicher nach Anspruch 1 und ein System nach Anspruch 3 und/oder 11 gegeben.The invention is provided by a memory according to
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.Preferred embodiments are disclosed in the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist ein Speicher für elektrische Energie vorgesehen, mit einer Steuerung, durch welche die Abgabe von elektrischer Energie an ein Stromnetz und/oder an einen lokalen Energieverbraucher und/oder die Aufnahme von Energie aus dem Stromnetz und/oder von einem lokalen Energieerzeuger steuerbar ist.According to the invention, a memory for electrical energy is provided, with a control by which the delivery of electrical energy to a power grid and / or to a local energy consumer and / or the absorption of energy from the power grid and / or from a local power generator is controllable.
Das Stromnetz ist hierbei vorzugsweise ein Stromnetz mit einer Wechselspannung und einer Sollspannung von unter 500 V wie etwa einer üblichen Nennspannung von 380 V, 230 V oder 220 V oder 110 V. Dies ermöglicht eine dezentrale Energiespeicherung in der Nähe von Verbrauchern. Die Spannung in der Nähe von Erzeugern ist oft sehr viel höher wie etwa über 1000 V oder über 100.000 V. Das Stromnetz kann auch ein Stromnetz umfassen oder sein, das mit Gleichstrom betrieben wird. Hierbei kann beispielsweise eine Nennspannung zwischen 100 und 100.000 V auftreten. Insbesondere können in Verbrauchernetzwerken Spannungen von unter 500 V Gleichspannung, wie etwa beispielsweise Nennspannungen zwischen 12 und 400 V auftreten. In der Nähe von Erzeugern können aber auch Gleichspannungen von über 1.000 V oder über 100.000 V auftreten. Auch die zuvor im Zusammenhang mit Wechselspannung genannten Spannungen 380 V, 230 V oder 220 V oder 110 V können Nennspannungen in einem solchen Gleichstromnetzwerk sein. Derartige Stromnetze werden in der Regel von Unternehmen der Energiewirtschaft zur Verfügung gestellt.The power grid here is preferably a power grid with an AC voltage and a target voltage of less than 500 V, such as a standard rated voltage of 380 V, 230 V or 220 V or 110 V. This allows a decentralized energy storage in the vicinity of consumers. The voltage near generators is often much higher, such as over 1000V or over 100,000V. The power grid may also include or may be a DC powered grid. In this case, for example, a nominal voltage between 100 and 100,000 V occur. In particular, in consumer networks, voltages of less than 500 V DC, such as, for example, nominal voltages between 12 and 400 V occur. In the vicinity of generators, however, DC voltages of more than 1,000 V or more than 100,000 V may also occur. The 380 V, 230 V or 220 V or 110 V voltages previously mentioned in connection with AC voltage can also be nominal voltages in such a DC network. Such power grids are usually provided by companies in the energy industry.
Unter lokalen Energieerzeugern und lokalen Energieverbrauchern werden Energieerzeuger und Energieverbraucher verstanden, die in der Nähe des Speichers vorgesehen sind und an diesen lokal, gegebenenfalls über ein lokales Netzwerk, angeschlossen sind.Local energy producers and local energy consumers are understood to mean energy producers and energy consumers which are provided in the vicinity of the storage and are connected to these locally, possibly via a local network.
Mit dem erfindungsgemäßen Speicher kann Strom aus Zeiten eines Überangebots aufgenommen werden und in Zeiten eines erhöhten Bedarfs abgegeben werden. Hierzu ist der Speicher mit einer entsprechenden Steuerung versehen, die die Abgabe von Energie an das Stromnetz und/oder an einen lokalen Energieverbraucher bzw. die Aufnahme von Energie aus dem Stromnetz und/oder von einem lokalen Energieerzeuger steuert.With the memory according to the invention, power can be taken from times of oversupply and delivered in times of increased demand. For this purpose, the memory is provided with a corresponding control which controls the delivery of energy to the power grid and / or to a local energy consumer or the absorption of energy from the power grid and / or from a local power generator.
Der Speicher kann beispielsweise ein elektrischer Akkumulator, wie etwa ein Lithium-Ionen Akkumulator oder ein Bleiakkumulator, sein oder umfassen. Derartige Akkumulatoren sind relativ kompakt und kostengünstig. Ein solcher Speicher kann auch einen chemischen Speicher umfassen oder als solcher ausgebildet sein. Ein Beispiel für einen chemischen Speicher ist beispielsweise ein Wasserstoffspeicher, in dem Wasserstoff gespeichert wird, der zuvor beispielsweise unter Aufwendung von Energie wie z. B. Strom erzeugt wurde, bis der Wasserstoff benötigt wird und aus dem dann beispielsweise zu Zeiten von hohen Energiepreisen Energie, z. B. Strom und/oder Wärmeenergie, gewonnen werden kann.The memory may be or include, for example, an electrical accumulator, such as a lithium-ion battery or a lead-acid battery. Such accumulators are relative compact and inexpensive. Such a memory may also comprise a chemical memory or be designed as such. An example of a chemical storage is, for example, a hydrogen storage, is stored in the hydrogen, previously, for example, by using energy such. B. electricity was generated until the hydrogen is needed and from then then, for example, at times of high energy energy, such. As electricity and / or heat energy, can be obtained.
Auch kann ein solcher Speicher für elektrische Energie einen Wärmespeicher mit einer Heizeinrichtung als lokalen Energieverbraucher umfassen, wobei die Heizeinrichtung, insbesondere durch die Steuerung, so steuerbar ist, dass die elektrische Energie aus dem Stromnetz und/oder von dem lokalen Verbraucher aufnehmbar ist.Also, such a memory for electrical energy may include a heat storage with a heater as a local energy consumer, the heater, in particular by the controller, is controllable so that the electrical energy from the power grid and / or from the local consumer is receivable.
In diesem Fall kann es sich z. B. um einen Phasenübergangswärmespeicher oder einen Warmwasserspeicher beispielsweise für Brauchwasser handeln. Im Falle des Warmwasserspeichers kann es sich dabei um Schichtspeicher handeln, die mit (in einigen Fällen normierten) Anschlüssen ausgestattet sein können. Ein solcher Anschluss kann in einer Schicht des Schichtspeichers, beispielsweise in der der untersten, also kältesten Schicht, in einer der mittleren Schichten oder in der obersten, also heißesten, Schicht des Schichtspeichers durch einen Einsatz der Heizeinrichtung in Form einer Heizspirale an eine Elektrizitätsversorgung angeschlossen werden, wobei die Heizspirale das Brauchwasser direkt erhitzen kann. Die elektrische Energie kann in so einem System fast vollständig in Wärme umgewandelt werden. Vorzugsweise ist die Heizspirale dabei so ausgebildet, dass sie direkt oder über einen Adapter an einen solchen Anschluss des Schichtspeichers angeschlossen werden kann. Optional kann ein beliebiger Wärmespeicher beispielsweise durch eine solche oder andere Heizspirale an eine Elektrizitätsversorgung wie beispielsweise das Stromnetz und/oder einen Speicher und/oder eine weitere Energiequelle angeschlossen sein.In this case, it may be z. B. a phase transition heat storage or a hot water tank, for example, for service water. In the case of the hot water storage tank, these can be stratified storage tanks that can be equipped with connections (standardized in some cases). Such a connection can be connected to an electricity supply in a layer of the stratified storage, for example in the lowermost, ie coldest layer, in one of the middle layers or in the upper, ie hottest, layer of the stratified storage by use of the heating device in the form of a heating coil , where the heating coil can heat the hot water directly. The electrical energy can be almost completely converted into heat in such a system. Preferably, the heating coil is designed so that it can be connected directly or via an adapter to such a connection of the stratified storage. Optionally, any heat storage, for example, by such or other heating coil to an electricity supply such as the power grid and / or a memory and / or another energy source to be connected.
Insbesondere lässt sich durch die Verwendung der Heizeinrichtung elektrische Energie, die aufgrund eines Lastprofil des Stromnetzes nicht benötigt wird, sehr schnell und effizient in nutzbare Wärmeenergie umwandeln, wodurch das Einspeisen der Energie in das Stromnetz und die damit einhergehende Überlastung des Stromnetzes vermieden werden kann.In particular, can be very quickly and efficiently converted into usable heat energy by the use of the heater electrical energy, which is not required due to a load profile of the power grid, whereby the feeding of energy into the power grid and the concomitant overloading of the power network can be avoided.
Die Erfindung umfasst auch ein System mit mindestens zwei Speichern der zuvor beschriebenen Art, wobei die Steuerungen der mindestens zwei Speicher in Form einer gemeinsamen Speichersteuerung vorgesehen ist und/oder eine gemeinsame Speichersteuerung mit den Steuerungen der mindestens zwei Speicher verbunden ist.The invention also includes a system with at least two memories of the type described above, wherein the controls of the at least two memories are provided in the form of a common memory controller and / or a common memory controller is connected to the controllers of the at least two memories.
Insbesondere kann hierbei ein System so eine gemeinsame Speichersteuerung umfassen, die mit jedem Speicher im System und/oder seiner Steuerung verbunden ist, wobei optional ein Speicher auch ein Wärmespeicher sein oder einen solchen umfassen kann. Ein System mit mindestens zwei Speichern kann den Vorteil haben, dass durch eine geschickte Benutzung der verschiedenen Speicher das System effizienter genutzt werden kann. So können beispielsweise ein elektrischer Akkumulator und eine Heizspirale so geschaltet werden, dass Strom sowohl in den Akkumulator als auch in die Heizspirale unabhängig voneinander geleitet werden kann und dass auch elektrische Energie von dem Akkumulator an die Heizspirale abgegeben werden kann. Zusätzlich kann in einem System mit mindestens zwei Speichern ein (erster) Speicher, beispielsweise ein Akkumulator, mit einer Wasserkühlung gekühlt werden, bei der dann das durch den Akkumulator vorgewärmte Wasser in den Wärmespeicher abgegeben werden kann, beispielsweise in die Schicht des Wasserspeichers, die der Temperatur des vorgewärmten Wassers entspricht. Die Möglichkeit, beispielsweise elektrische Energie von einem Speicher in einen anderen Speicher oder Wärmespeicher zu übertragen, kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn die beiden Speicher verschieden schnell laden. In diesem Fall kann es, wenn beispielsweise bekannt ist, dass in Kürze elektrische Energie aus dem Stromnetz in kurzer Zeit abgenommen werden sollte, sinnvoll sein, die Energie zuvor in den langsamer ladenden Speicher zu transferieren und/oder elektrische Energie an das Stromnetz abzugeben.In particular, in this case, a system may include a common memory controller which is connected to each memory in the system and / or its controller, optionally a memory may also be a heat storage or may include such. A system with at least two memories can have the advantage that by a clever use of the various memories the system can be used more efficiently. Thus, for example, an electric accumulator and a heating coil can be switched so that current can be conducted independently of each other both in the accumulator and in the heating coil and that also electrical energy can be delivered from the accumulator to the heating coil. In addition, in a system having at least two reservoirs, a (first) reservoir, for example an accumulator, can be cooled by water cooling, in which the water preheated by the accumulator can then be released into the heat reservoir, for example into the layer of the water reservoir, which Temperature of the preheated water corresponds. The possibility, for example, of transferring electrical energy from one store to another store or heat store can be advantageous, for example, if the two stores charge at different speeds. In this case, if it is known, for example, that electrical energy should soon be removed from the power grid in a short time, it may be expedient to first transfer the energy into the slower charging memory and / or to deliver electrical energy to the power grid.
Ein solches System kann auch mit einer anderen Stromart betrieben werden als das dazugehörige Stromnetz. So kann beispielsweise das Stromnetz mit Wechselstrom betrieben werden, während das System mit Gleichstrom betrieben werden kann oder umgekehrt. In diesem Fall kann sich an der oder den Stelle(n), wo das System an das Stromnetz angeschlossen ist, ein entsprechender Wandler befinden, der Gleichstrom in Wechselstrom und/oder Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln kann.Such a system can also be operated with a different type of current than the associated power grid. For example, the grid can be powered by AC while the system can be DC powered or vice versa. In this case, at the point (s) where the system is connected to the mains, there may be a corresponding converter capable of converting direct current into alternating current and / or alternating current into direct current.
Der Einsatz in einem Gleichstromnetz oder von einem System mit Gleichstrom kann insbesondere daher sinnvoll sein, da ein Transport von Gleichstrom in manchen Bereichen verlustärmer gestaltet werden kann als ein Transport von Wechselstrom. Die gemeinsame Speichersteuerung wird im Folgenden auch als Speichersteuerung bezeichnet. Sie kann in einigen Ausführungsformen die Steuerung des Speichers ansprechen. In anderen Ausführungen kann sie zusätzlich oder alternativ auch den/die Speicher direkt ansprechen und eine oder mehrere einzelne Steuerungen ersetzen oder umgehen. Die Steuerung und Speichersteuerung können dabei bidirektional und/oder asynchron kommunizieren. Eine Kommunikation der Speichersteuerung mit der oder den Steuerung(en) der Speicher und/oder dem oder den Speicher(n) kann auch in verschlüsselter Form erfolgen. Die Speichersteuerung und die Steuerungen können dabei so ausgebildet sein, dass sie eine Verschlüsselung der Kommunikation ermöglichen. Hierbei können symmetrische und/oder asymmetrische Verschlüsselungsverfahren vorgesehen oder implementierbar sein. Die Kommunikation zwischen Speichersteuerung und/oder Steuerungen und/oder Speicher(n) kann auch unverschlüsselt erfolgen.The use in a direct current network or by a system with direct current may therefore be particularly useful, since a transport of direct current in some areas can be made less loss than a transport of alternating current. The shared memory controller is also referred to below as memory controller. It may, in some embodiments, address the control of the memory. In other embodiments, it may additionally or alternatively also address the memory (s) directly and replace one or more individual controllers or bypass. The controller and memory controller can communicate bidirectionally and / or asynchronously. Communication of the memory controller with the controller (s) of the memories and / or the memory (s) may also be in encrypted form. The memory controller and the controllers can be designed so that they allow encryption of the communication. In this case, symmetrical and / or asymmetrical encryption methods can be provided or implemented. The communication between memory controller and / or controllers and / or memory (s) can also be done unencrypted.
Die Steuerung und/oder gemeinsame Speichersteuerung kann beispielsweise so vorgesehen sein, dass sie die Frequenz eines Wechselstroms in dem Stromnetz oder die Spannung des Wechselstroms erfassen kann. Zeiten eines hohen Strombedarfs können auf Seiten eines Verbrauchers beispielsweise dadurch erkannt werden, dass die Frequenz sich von einer Sollfrequenz oder die Spannung sich aus einem Sollspannungsfenster heraus bewegt. Ist die Sollfrequenz beispielsweise 50 Hz, so kann die Steuerung und/oder Speichersteuerung beispielsweise eine absinkende Frequenz von mehr als 1/10%, 1/5%, 1/2% oder 1% oder 2% erfassen. Auch das Absinken der Spannung unter 1/10%, 1/5%, 1/2%, 1% oder 2% des Nennspannungswerts, wie beispielsweise 230 oder 220 Volt oder 110 V, kann von der Steuerung und/oder Speichersteuerung erfasst werden. Damit kann die Steuerung und/oder Speichersteuerung ohne jegliche weitere Informationszufuhr Zeiten eines hohen Strombedarfs bzw. eines höheren Angebots als einer Nachfrage und Zeiten einer niedrigeren Nachfrage als eines Angebots erkennen. Zu Zeiten eines hohen Bedarfs im Vergleich zu einem niedrigen Stromerzeugungsangebot sinkt die Frequenz bzw. die Spannung unter den Sollwert und in Zeiten eines höheren Angebots als eines Bedarfs steigt die Frequenz bzw. die Spannung über einen vorgegebenen Sollwert.For example, the controller and / or shared memory controller may be provided to detect the frequency of an alternating current in the power grid or the voltage of the alternating current. Times of a high power demand can be recognized on the part of a consumer, for example, by the fact that the frequency of a target frequency or the voltage moves out of a nominal voltage window out. If the setpoint frequency is, for example, 50 Hz, then the control and / or memory control can record, for example, a decreasing frequency of more than 1/10%, 1/5%, 1/2% or 1% or 2%. Also, the drop in voltage below 1/10%, 1/5%, 1/2%, 1% or 2% of the nominal voltage value, such as 230 or 220 volts or 110V, may be detected by the controller and / or memory controller. Thus, the controller and / or memory controller may detect times of high power demand rather than demand, and times of lower demand than offer, without any further input of information. At times of high demand compared to a low power supply, the frequency or voltage drops below the setpoint, and in times of supply higher than a demand, the frequency or voltage rises above a predetermined setpoint.
Der und/oder die Speicher können zur Glättung von Spannungsspitzen bzw. Spannungstälern eingesetzt werden. Liegt eine Abweichung von einer Nennspannung oder einem Nennspannungsfenster vor, so kann dies von dem/den Speicher(n) mit seiner/ihren Steuerung(en) und/oder von der Speichersteuerung erkannt werden und dann durch Aufnahme oder Abgabe von Energie ausgeglichen werden. In Gebieten oder bei Stromanschlüssen mit starken Variationen der Spannung kann so ein ausgeglichenerer Verlauf der Spannung erreicht werden.The and / or the memory can be used for smoothing voltage spikes or voltage valleys. If there is a deviation from a rated voltage or a nominal voltage window, this can be detected by the memory (s) with his / her control (s) and / or by the memory controller and then compensated for by absorption or release of energy. In areas or in power connections with strong variations of the voltage, a more balanced course of the voltage can be achieved.
Die Steuerung und/oder Speichersteuerung kann vorteilhaft jedoch auch auf andere Größen zurückgreifen, die als Eingangsgrößen zur Steuerung der Aufnahme von elektrischer Energie aus dem Stromnetz oder der Abgabe von elektrischer Energie in das Stromnetz verwendet werden. Hierzu gehört beispielsweise die Information über die aktuelle Speicherauslastung. Die Steuerung und/oder Speichersteuerung kann zur optimalen Steuerung des Speichers über eine Information verfügen, wie stark der/die Speicher aktuell ausgelastet ist/sind. Die Information kann beispielsweise in Prozentangaben einer Maximalkapazität erfolgen.However, the control and / or memory control can advantageously also fall back on other variables which are used as input variables for controlling the absorption of electrical energy from the power grid or the release of electrical energy into the power grid. This includes, for example, the information about the current memory usage. The controller and / or memory controller may have information about how much the memory is currently busy for optimal control of the memory. The information can for example be in percentages of a maximum capacity.
Weiterhin verfügt die Steuerung und/oder Speichersteuerung beispielsweise auch über Informationen zu Stromkosten bzw. Stromeinspeisungsvergütungen. (Wenn im Folgenden Stromkosten erwähnt werden gilt entsprechendes auch für Stromeinspeisungsvergütungen oder Stromabnahmevergütungen). Diese können der Steuerung und/oder Speichersteuerung beispielsweise zugeführt werden oder von der Steuerung und/oder Speichersteuerung abgefragt werden, wobei die Steuerung und/oder Speichersteuerung jedes Mal neue Informationen über Stromkosten erhält (oder abfragt) und diese als gegeben annimmt, solange bis sie weitere Informationen über eine Aktualisierung über die Informationen der Stromkosten erhält (oder abfragt). Die Abfrage kann z. B. bei einer Strombörse erfolgen oder die Information bei einer Strombörse ermittelt (z. B. durch einen Zentralcomputer, siehe weiter unten) und der Steuerung und/oder Speichersteuerung zugeführt werden. Die Information über die Stromkosten kann auch in der Steuerung und/oder Speichersteuerung gespeichert sein, beispielsweise in Form von Tarifkurven, Tariftabellen oder ähnlichen Tarifdatenspeicherungsstrukturen. Die Stromkosteninformation kann einen zeitabhängigen Informationsanteil enthalten, wie er beispielsweise durch einen zeitabhängigen (z. B. tageszeitabhängigen) Stromtarif gegeben ist.Furthermore, the control and / or memory control, for example, also has information about electricity costs or electricity feed-in tariffs. (If electricity costs are mentioned below, the same applies to electricity feed-in tariffs or electricity purchase fees). These may be supplied to the controller and / or memory controller, for example, or polled by the controller and / or memory controller, the controller and / or memory controller receiving (or polling) new information about power costs each time and accepting them as given, pending further processing Information about updating the electricity cost information is (or is being queried). The query can z. B. on a power exchange or the information is determined on a power exchange (eg., By a central computer, see below) and the control and / or memory control are supplied. The information about the electricity costs can also be stored in the control and / or storage control, for example in the form of tariff curves, tariff tables or similar tariff data storage structures. The electricity cost information may include a time-dependent information component, as given for example by a time-dependent (eg, time of day-dependent) electricity tariff.
Weiter kann der Steuerung und/oder Speichersteuerung Information über die Energieerzeugung von elektrischer Energie aus anderen Energiequellen als der des Stromnetzes zur Verfügung stehen. Dies können beispielsweise Informationen über die Erzeugung von elektrischer Energie aus erneuerbaren Energiequellen, wie einer Fotovoltaikanlage oder einem Blockkraftwerk, sein. Als Fotovoltaikanlage kann in diesem Text eine oder mehrer (in irgendeiner Weise zusammengehörige) Solarzellen bezeichnet werden, die der Stromerzeugung dienen.Further, the controller and / or memory controller information about the generation of electrical energy from other energy sources than the power grid are available. This can be, for example, information about the generation of electrical energy from renewable energy sources, such as a photovoltaic system or a block power plant. As a photovoltaic system can be referred to in this text one or more (in some way related) solar cells that are used to generate electricity.
Weiterhin können der Steuerung und/oder Speichersteuerung Tageszeitdaten zur Verfügung gestellt werden. Hierzu kann die Steuerung und/oder Speichersteuerung über eine interne Uhr und/oder einen Kalender verfügen oder aber es besteht auch die Möglichkeit Uhrzeitdaten und/oder Kalenderdaten der Steuerung und/oder Speichersteuerung von extern zur Verfügung zu stellen. Die Uhrzeit und Kalenderinformation kann zur Prognose von einem Stromverbrauch bzw. zur Prognose des Stroms aus einer Zusatzanlage dienen. Beispielsweise kann die Erzeugung von Strom mit Fotovoltaikanlagen vorhergesagt werden, wobei die Jahreszeit berücksichtigt werden kann und/oder die Tageszeit. So ist keine Stromproduktion zu Nachtzeiten oder nur eine geringe im Winter zu erwarten.Furthermore, the control and / or memory control time of day data can be provided. For this purpose, the controller and / or memory controller may have an internal clock and / or a calendar, or else it is also possible to provide time data and / or calendar data to the controller and / or memory controller externally. The time and calendar information can be used to forecast one Power consumption or to forecast the flow from an additional investment serve. For example, the generation of electricity with photovoltaic systems can be predicted, whereby the season can be taken into account and / or the time of day. So no power production at night or only a small one in winter is to be expected.
Weiterhin können Wettervorhersagedaten zur Verfügung stehen, wobei die Wettervorhersagedaten den Standort des Speichers (oder des Gebäudes in dem der Speicher untergebracht ist) bzw. eine dem Speicher zugeordnete erneuerbare Energiequelle, wie etwa eine Fotovoltaikanlage oder ein Blockkraftwerk, betreffen oder aber auch andere Orte, insbesondere solche mit Erzeugern regenerativer Energie, wie etwa Orte mit Windkraftanlagen oder Fotovoltaikanlagen. Aus diesen Daten kann die Steuerung und/oder Speichersteuerung eine Vorhersage über den in der Zukunft vorhandenen Bedarf bzw. das Angebot von elektrischer Energie ableiten und darauf aufbauend die Steuerung vornehmen.Furthermore, weather forecast data may be available, the weather forecast data relating to the location of the store (or building in which the store is housed) or a renewable energy source associated with the store, such as a photovoltaic system or a block power plant, or other locations, in particular those with producers of renewable energy, such as places with wind turbines or photovoltaic systems. From this data, the controller and / or memory controller can derive a prediction of the future supply or supply of electrical energy and, based on this, carry out the control.
Ist beispielsweise abzusehen, dass in unmittelbarer Zukunft, d. h. beispielsweise in den nächsten 1 bis 3 Tagen, ein erhöhtes Angebot an regenerativen Energien zur Verfügung stehen wird, so kann die Steuerung und/oder Speichersteuerung veranlassen, dass der Speicher seine Speicherauslastung herunterfährt und/oder Energie auf einen oder mehr weitere Speicher des Systems übertragen wird, der/die beispielsweise langsamer lädt/laden, so dass der Speicher in naher Zukunft solche regenerativen Energien aus dem Stromnetz (schnell) aufnehmen kann. Zeiten mit einer großen Erzeugung von regenerativ erzeugtem Strom sind oft mit niedrigen Strompreisen bzw. mit der Vergütung von abgenommenem Strom verbunden.For example, it is foreseeable that in the immediate future, i. H. For example, in the next 1 to 3 days, an increased supply of regenerative energy will be available, then the controller and / or memory controller may cause the memory to shut down its memory usage and / or transfer energy to one or more additional memories of the system For example, it loads / charges slower so that the memory can (quickly) absorb such regenerative energies from the grid in the near future. Times with a large generation of regeneratively generated electricity are often associated with low electricity prices or with the payment of electricity purchased.
Elektrische Akkumulatoren können den Vorteil haben, dass sie sehr schnell Speicherkapazität bzw. abzugebenden Strom zur Verfügung stellen können.Electric accumulators can have the advantage that they can provide storage capacity or current to be delivered very quickly.
In dem System kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass der gemeinsamen Speichersteuerung Betriebsparameter der mindestens zwei Speicher zur Verfügung stehen und/oder wobei die gemeinsame Speichersteuerung Betriebsdaten und/oder Betriebszustände der mindestens zwei Speicher ermitteln kann, wobei die Betriebsdaten und/oder die Betriebszustände vorzugsweise aktuelle Betriebsdaten und/oder Betriebszustände sind.In the system can advantageously be provided that the common memory control operating parameters of the at least two memory are available and / or wherein the common memory control operating data and / or operating states of the at least two memory can determine, the operating data and / or operating conditions preferably current operating data and / or operating states.
Insbesondere kann hierbei die Steuerung jedes Speichers Betriebsparameter und/oder Betriebszustände und/oder Betriebsdaten des jeweiligen Speichers gespeichert haben und/oder auslesen und/oder aus dem laufenden Betrieb des Speichers ermitteln. Auch ist es möglich, dass in einem solchen System die Speichersteuerung durch die Steuerung des jeweiligen Speichers und/oder die Betriebsparameter des Speichers z. B. durch einen Zugriff auf den Speicher gespeichert haben kann und/oder durch den Zugriff auf den Speicher die Betriebsparameter des Speichers auslesen kann. Hierbei können die Betriebsparameter und/oder Betriebszustände und/oder Betriebsdaten des Speichers beispielsweise das Alter, die Größe, die bisher aufgetretenen Fehler, den Hersteller, Typ, die bisher durchlaufene Zyklenanzahl sowie den Ladezustand eines Speichers umfassen. Im Falle eines Wärmespeichers können sie beispielsweise auch noch weitere Betriebsparameter, wie beispielsweise die Zirkulation, die aktuelle Füllmenge, die Temperatur oder die Effizienz der Isolierung umfassen. Die zur Erfassung nötigen Messvorrichtungen wie beispielsweise Temperatursensoren können in dem jeweiligen Speicher eingebaut oder vorhanden sein. In einigen Ausführungsformen können diese Betriebsparameter auch durch die Steuerung und/oder Speichersteuerung getestet werden und/oder ihre zeitliche Änderung durch die Steuerung und/oder Speichersteuerung beobachtet, gespeichert und/oder erlernt werden. Testen kann hierbei umfassen, dass für kurze Zeit Spannung und/oder Strom an den zu untersuchenden Speicher angelegt wird und die Reaktion darauf gemessen wird. So kann beispielsweise bei einigen Ausführungsformen damit eine Information über den Ladungszustand des Speichers und/oder eventuell auftretende Fehler gefunden werde, da beispielsweise die Ladegeschwindigkeit vom Ladungszustand abhängen kann. Bei einem Wärmespeicher kann beispielsweise der Temperaturanstieg durch eine geringe Strommenge untersucht werden und darauf beispielsweise ein Rückschluss auf die Zirkulation und/oder aktuelle Füllmenge erhalten werden. Auch kann Testen ein Bestimmen von Kennlinien eines Speichers umfassen. Die (Lade-)Kennlinie eines Speichers kann dabei beschreiben, wie viel Ladung pro Zeit abhängig vom Ladezustand aufgenommen werden kann bis die maximale Ladung Qmax erreicht ist. Diese Ladekurve kann von der angelegten Spannung abhängen. Dies spielt jedoch beispielsweise in Stromnetzen, in denen die angelegte Spannung üblicherweise annähernd konstant ist und etwa die Nennspannung ist, keine Rolle. Eine weitere Kennlinie, die beispielsweise als Entladekennlinie bezeichnet werden könnte, kann den zeitlichen Verlauf der Entladung des Speichers beschreiben. Eine Kennlinie eines Speichers kann auch für einen Wärmespeicher, beispielsweise einen Warmwasserspeicher, angegeben werden. In diesem Fall kann beispielsweise die Kennlinie beschreiben, wie viel Energie pro Zeit aufgenommen werden kann, bis die maximale Temperatur des Wärmespeichers oder die Solltemperatur erreicht ist, bei Warmwasserspeichern beispielsweise die Temperatur erreicht ist, bei der das Wasser kocht oder eine Temperatur von 90°C oder mehr, oder von 80°C oder mehr, von mindestens 70°C oder von mindestens 60°C erreicht ist. Auch in eine solche Kennlinie können wiederum die Parameter eines Wärmespeichers, wie beispielsweise sein Fassungsvermögen, die aktuelle Füllmenge und/oder die Zirkulation eingehen. Auch der Verlauf der Wärmeabgabe an die Umgebung (des Wärmeverlustes) und/oder der Wärmeabgabe bei Nutzung in Abhängigkeit von der Zeit kann als Kennlinie angegeben werden.In particular, in this case the control of each memory can have stored and / or read out operating parameters and / or operating states and / or operating data of the respective memory and / or determine from the current operation of the memory. It is also possible that in such a system, the memory control by the control of the respective memory and / or the operating parameters of the memory z. B. may have stored by accessing the memory and / or can read out by accessing the memory, the operating parameters of the memory. In this case, the operating parameters and / or operating states and / or operating data of the memory can include, for example, the age, the size, the faults that have occurred so far, the manufacturer, type, the number of cycles previously passed and the state of charge of a memory. In the case of a heat accumulator, for example, they may also comprise further operating parameters, such as, for example, the circulation, the current filling quantity, the temperature or the efficiency of the insulation. The measurement devices necessary for the detection, such as temperature sensors, can be installed or present in the respective memory. In some embodiments, these operating parameters may also be tested by the controller and / or memory controller and / or their temporal change monitored, stored and / or learned by the controller and / or memory controller. Testing may include applying, for a short time, voltage and / or current to the memory under test and measuring the response to it. Thus, for example, in some embodiments information about the state of charge of the memory and / or possibly occurring errors may be found since, for example, the charging speed may depend on the state of charge. In the case of a heat accumulator, for example, the temperature rise can be examined by a small amount of electricity and, for example, a conclusion about the circulation and / or actual filling quantity can be obtained thereon. Also, testing may include determining characteristics of a memory. The (charging) characteristic of a memory can describe how much charge can be absorbed per time depending on the state of charge until the maximum charge Q max is reached. This charge curve may depend on the applied voltage. However, this does not matter, for example, in power grids in which the applied voltage is usually approximately constant and approximately the rated voltage. Another characteristic, which could for example be referred to as a discharge characteristic, can describe the time profile of the discharge of the memory. A characteristic curve of a store can also be specified for a heat store, for example a hot water store. In this case, for example, the characteristic curve can describe how much energy can be absorbed per time until the maximum temperature of the heat accumulator or the setpoint temperature is reached, for example in the case of hot water storage tanks the temperature at which the water boils or a temperature of 90.degree or more, or of 80 ° C or more, of at least 70 ° C, or of at least 60 ° C is reached. The parameters of a heat accumulator, such as, for example, its capacity, the actual filling quantity and / or the circulation, can also be included in such a characteristic curve. The course of heat emission to the environment (of heat loss) and / or heat release when used as a function of time can also be specified as a characteristic curve.
Die Steuerung und/oder Speichersteuerung kann auch Informationen über den Energieverbrauch in der Vergangenheit als Eingangsgröße heranziehen. Die Steuerung und/oder Speichersteuerung kann beispielsweise lernen, wie und zu welchen Zeiten ein hoher Energiebedarf bzw. ein hohes Energieangebot vorhanden ist, um beispielsweise mit einem neuronalen Netzwerk oder Ähnlichem eine Vorhersage für eine optimale Steuerung des Speichers zu erarbeiten.The controller and / or memory controller can also use information about the energy consumption in the past as an input. For example, the controller and / or memory controller may learn how and at what times there is a high energy demand to provide, for example, a neural network or similar prediction for optimal control of the memory.
Bevorzugt kann ein System so ausgebildet sein, dass die gemeinsame Speichersteuerung aus den Betriebsparametern und/oder aus den Betriebsdaten und/oder den Betriebszuständen der mindestens zwei Speicher Kennlinien für die mindestens zwei Speicher ermitteln und wobei anhand der Kennlinien die Abgabe von elektrischer Energie an ein Stromnetz oder einen lokalen Energieverbraucher und/oder die Aufnahme von Energie aus dem Stromnetz oder von einem lokalen Energieerzeuger steuerbar ist.Preferably, a system may be designed such that the common memory controller determines characteristic curves for the at least two memories from the operating parameters and / or the operating states of the at least two memory and wherein the output of electrical energy to a power network based on the characteristics or a local energy consumer and / or the absorption of energy from the power grid or by a local power generator is controllable.
Diese bevorzugte Weiterbildung ermöglicht eine optimale Anpassung einer beliebigen Zahl von Speichern für elektrische Energie bei ihrer Abgabe von elektrischer Energie an ein Stromnetz und/oder einen lokalen Verbraucher sowie bei ihrer Aufnahme von Energie aus dem Stromnetz oder von einem lokalen Stromerzeuger. Insbesondere können die beliebig vielen Speicher hierbei so aufeinander abgestimmt werden, so dass die Einspeisung von elektrischer Energie in das Stromnetz optimal auf die Stromentnahme aus diesem Stromnetzes abgestimmt ist.This preferred development allows an optimal adaptation of any number of storage for electrical energy in their delivery of electrical energy to a power grid and / or a local consumer and their absorption of energy from the power grid or from a local power generator. In particular, the arbitrarily many memory can be coordinated with each other so that the supply of electrical energy in the power grid is optimally tuned to the current drain from this power grid.
Hierbei kann es sich um die Belade- und/oder Entladekennlinie des Speichers handeln. Auch können von einigen Steuerungen/Speichersteuerungen beide Kennlinien ermittelt werden. Diese Kennlinien können unter anderem Informationen darüber vermitteln, wie schnell ein Speicher in dem Zustand, in dem er sich jetzt befindet, noch weitere elektrische Energie aufnehmen und/oder abgeben kann. Dies kann beispielsweise von Interesse sein, wenn schnell Energie aufgenommen und/oder abgegeben werden muss oder wenn eine bestimmte Energiemenge in bestimmter Zeit abgegeben werden soll oder aufgenommen werden soll. Auch kann diese Kennlinie für den Betrieb eines Speichers in manchen Fällen interessant sein, da manche Speicher nur in einem bestimmten Auslastungsbereich verwendet werden sollten. So werden beispielsweise elektrische Akkumulatoren normalerweise in einem Ladungszustand zwischen 10% und 90% der Gesamtkapazität betrieben, da dadurch ihre Lebensdauer verlängert werden kann.This may be the loading and / or unloading characteristic of the store. Also, some curves can be determined by some controllers / memory controllers. Among other things, these characteristics can convey information about how quickly a memory can absorb and / or release further electrical energy in the state in which it is now located. This may be of interest, for example, if energy has to be absorbed and / or released quickly, or if a certain amount of energy is to be delivered or to be taken up in a specific time. Also, this characteristic may be interesting for the operation of a memory in some cases, since some memory should be used only in a certain load range. For example, electric accumulators are normally operated in a state of charge between 10% and 90% of the total capacity, as this can extend their life.
Mit Hilfe einer solchen Kennlinie kann in manchen Ausführungsformen ein aufgrund der Stromparameter geeigneter Speicher für das Be- und Entladen bestimmt werden und/oder die Akkuleistung an die Kurve angepasst werden. Dadurch kann der Wirkungsgrad erhöht werden.With the aid of such a characteristic curve, it is possible in some embodiments to determine a memory for loading and unloading which is suitable on the basis of the current parameters and / or to adapt the battery power to the curve. As a result, the efficiency can be increased.
Die Steuerung und/oder Speichersteuerung kann vorzugsweise mit einer Netzwerkschnittstelle kommunizieren, wobei die Kommunikation mit der Netzwerkschnittstelle vorzugsweise über eine elektrische Leitung verläuft, die zur Energieversorgung vorgesehen ist. Diese Leitung zur Energieversorgung kann eine elektrische Spannung von 110 Volt oder mehr oder 220 Volt oder mehr oder 230 Volt oder mehr aufweisen.The controller and / or memory controller may preferably communicate with a network interface, the communication with the network interface preferably being via an electrical line intended for power supply. This power supply line may have an electrical voltage of 110 volts or more, or 220 volts or more, or 230 volts or more.
In einigen Ausführungsformen kann die Kommunikation mit der Netzwerkstelle z. B. so erfolgen, dass die Daten an die Steuerung und/oder Speichersteuerung vom Speicher und zurück und/oder innerhalb eines Systems mit mindestens zwei Speichern unverschlüsselt übertragen werden können, aber an der Übertragungsstelle aus dem System heraus, wie beispielsweise an der Netzwerkstelle, verschlüsselt empfangen und dort entschlüsselt werden können und/oder dort verschlüsselt werden können. Hierbei können symmetrische und/oder asymmetrische Verschlüsselungsverfahren eingesetzt werden oder vorgesehen sein. In anderen Ausführungsformen kann die Erfindung umfassen, dass die Daten innerhalb eines Systems mit mindestens zwei Speicher (beispielsweise mit einem symmetrischen und/oder asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren) verschlüsselt sind und an der Übertragungsstelle aus dem System, wie beispielsweise der Netzwerkstelle, entschlüsselt werden und dann unverschlüsselt oder nach Verschlüsselung mit einem anderen (beispielsweise asymmetrischen und/oder symmetrischen) Schlüssel und/oder (beispielsweise asymmetrischen und/oder symmetrischen) Verschlüsselungsverfahren verschlüsselt übertragen werden. In anderen Ausführungsformen kann die gesamte Kommunikation im System und nach außen mit dem gleichen beispielsweise symmetrischen und/oder asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren verschlüsselt oder komplett unverschlüsselt erfolgen.In some embodiments, communication with the network site may be e.g. B. so that the data to the controller and / or memory controller from the memory and back and / or within a system with at least two memories can be transmitted unencrypted, but encrypted at the transmission point out of the system, such as at the network site can be received and decrypted there and / or encrypted there. In this case, symmetrical and / or asymmetric encryption methods can be used or provided. In other embodiments, the invention may include the data being encrypted within a system having at least two memories (e.g., a symmetric and / or asymmetric encryption method) and decrypted at the transmission site from the system, such as the network site, and then unencrypted or encrypted by encryption with another (for example, asymmetric and / or symmetric) keys and / or (for example, asymmetric and / or symmetric) encryption methods. In other embodiments, all communication in the system and externally may be encrypted or completely unencrypted using the same example symmetric and / or asymmetric encryption method.
Ist der Speicher beispielsweise in einem Keller angeordnet, so sind in der Regel keine Netzwerkschnittstellen dort verfügbar. Gerade drahtlose Kommunikation ist von einem Keller aus oft nur schwer möglich. Für eine drahtgebundene Kommunikation müssen in der Regel neue Kabel verlegt werden, was mit erheblichen Kosten verbunden ist. Oft sind jedoch bereits Leitungen zur Energieversorgung vorhanden, die eine wie oben angegebene elektrische Spannung aufweisen und auf diese kann dann auch noch ein Signal aufmoduliert werden, mit dem die Steuerung und/oder Speichersteuerung mit einer Netzwerkschnittstelle kommunizieren kann. Die Steuerung und/oder Speichersteuerung kann hierzu auch zur Kommunikation mit der Netzwerkschnittstelle über mehrere solche Energieversorgungsleitungen ausgebildet sein. Ist beispielsweise in einem Gebäude eine dreiphasige Stromversorgung vorgesehen, so kann die Steuerung und/oder Speichersteuerung versuchen über jede der drei Phasen mit der Netzwerkschnittstelle zu kommunizieren. Dann ist es egal an welcher Phase die Netzwerkschnittstelle hängt. Eine Kommunikation ist möglich unabhängig davon an welcher Phase die Netzwerkschnittstelle angeschlossen ist. Die Steuerung und/oder Speichersteuerung speist Kommunikationssignale in jede der drei Phasen (allgemein in mehrere oder jede Leitung) ein, die in ein Gebäude führt.For example, if the store is located in a basement, there are typically no network interfaces available there. Especially wireless communication is often difficult from a cellar. For a wired Communication usually new cables have to be laid, which is associated with considerable costs. Often, however, lines for power supply are already present, which have an electrical voltage as indicated above, and then a signal can be modulated onto them with which the controller and / or memory controller can communicate with a network interface. For this purpose, the controller and / or memory controller can also be designed for communication with the network interface via a plurality of such power supply lines. For example, if a three-phase power supply is provided in a building, the controller and / or memory controller may try to communicate with the network interface via each of the three phases. Then it does not matter which phase the network interface hangs on. Communication is possible regardless of which phase the network interface is connected to. The controller and / or memory controller feeds communications signals into each of the three phases (generally multiple or each line) that leads into a building.
Die Netzwerkschnittstelle selber kann dann beispielsweise einen WLAN-Anschluss, einen Anschluss in einem Telefonnetz, wie beispielsweise einem Festnetz oder einem Mobilfunktelefonnetz, sein. Auf diese Weise kann die Steuerung und/oder Speichersteuerung ohne großen Installationsaufwand auch in einem Hausbereich oder einem Gebäudebereich installiert werden, in dem insbesondere ein drahtloser Kommunikationsweg oft nur schwierig möglich ist.The network interface itself can then be, for example, a WLAN connection, a connection in a telephone network, such as a landline network or a mobile telephone network. In this way, the control and / or memory control can be installed without much installation effort in a house area or a building area in which in particular a wireless communication path is often difficult.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Speichersteuerung aus den Kennlinien und/oder aus den Betriebsdaten der mit ihr verbundenen Speicher eine gemeinsame Kennlinie für einen Teil oder für alle mit ihr verbundenen Speicher erstellen. Dabei kann durch Verwendung dieser gemeinsamen Kennlinie dann eine ideale Stromabgabe und/oder Stromaufnahme unter Berücksichtigung der weiteren Randbedingungen erleichtert werden. Diese Errechnung oder Bestimmung der idealen Stromabgabe und/oder -aufnahme und/oder der geeignetsten Stromabgabe und/oder -aufnahme kann durch die Speichersteuerung und/oder an anderer Stelle, beispielsweise durch ein weiteres Gerät wie beispielsweise einen Computer erfolgen.In some embodiments of the invention, the memory controller may generate from the characteristics and / or the operating data of the memories associated therewith a common characteristic for a part or all of the memories connected to it. In this case, by using this common characteristic then an ideal current output and / or current consumption can be facilitated taking into account the further boundary conditions. This calculation or determination of the ideal power output and / or recording and / or the most appropriate power output and / or recording can be done by the memory controller and / or elsewhere, for example by another device such as a computer.
In einem System, wie zuvor beschrieben, kann zusätzlich auch eine Kennlinie und/oder eine gemeinsame Kennlinie und/oder Betriebsdaten und/oder Betriebsparameter und/oder Betriebszustände übermittelt werden. Dies kann beispielsweise eine Übermittlung der einzelnen Kennlinien von den einzelnen Steuerungen
Die gespeicherten Kennlinien oder Betriebsparameter können in der Steuerung und/oder Speichersteuerung jeweils als verschiedene Formate und/oder als ein vereinheitlichtes Format gespeichert werden. Optional können sie auch in einem vereinheitlichten Format gespeichert, errechnet und/oder übertragen werden. Dabei kann z. B. die Kennlinie durch eine Parametrisierung dargestellt werden, so dass die Übermittlung durch die Übermittlung einer Parametrisierung der Kennlinie erfolgt. Dies kann die übermittelte Datenmenge stark reduzieren, da in einigen Ausführungsformen damit nur noch die Parameter übertragen werden müssen, die oft weniger Speicherplatz benötigen als die gesamte Kennlinie. Beispielsweise kann die Kennlinie als ein Polynom angenähert werden, bei dem entsprechend dann nicht die gesamte Kennlinie sondern die Koeffizienten übermittelt werden. Umfasst die Erfindung ein einheitliches Format, durch das die Steuerung und/oder Speichersteuerung und/oder ein weiteres Gerät kommunizieren, so kann damit die benötigte Übertragungsmenge und/oder der benötigte Speicherplatz noch weiter reduziert werden.The stored characteristics or operating parameters may be stored in the controller and / or memory controller respectively as different formats and / or as a unified format. Optionally, they can also be stored, calculated and / or transmitted in a unified format. It can be z. B. the characteristic can be represented by a parameterization, so that the transmission takes place by the transmission of a parameterization of the characteristic. This can greatly reduce the amount of data transmitted, since in some embodiments, only the parameters that often require less storage space than the entire characteristic need to be transferred. For example, the characteristic can be approximated as a polynomial, in which then not the entire characteristic but the coefficients are transmitted accordingly. If the invention comprises a uniform format by which the controller and / or memory controller and / or a further device communicate, the required transmission quantity and / or the required memory space can be reduced even further.
Die Netzwerkschnittstelle kann zur Kommunikation mit einem Zentralcomputer vorgesehen sein, wobei der Zentralcomputer mit mehreren Steuerungen von Speichern und/oder mehreren Speichersteuerungen kommunizieren kann. So ein Zentralcomputer kann beispielsweise übertragene Kennlinien sammeln und auswerten, und damit aus den Erfahrungswerten dann auch gute Vorhersagen erzeugen, beispielsweise für bestimmte Akkutypen. Die Kommunikation zwischen Zentralcomputer und Steuerungen und/oder Speichersteuerungen kann bidirektional oder asynchron erfolgen.The network interface may be for communication with a central computer, where the central computer may communicate with multiple controllers of memories and / or multiple memory controllers. Such a central computer, for example, collect and evaluate transmitted characteristics, and thus from the experience then also generate good predictions, for example, for certain types of batteries. The communication between central computer and controllers and / or memory controllers can be bidirectional or asynchronous.
Eine besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sieht ein System vor mit mehr als 100 oder 1.000 oder 10.000 oder 100.000 Speichern der zuvor beschrieben Art und/oder von Systemen der zuvor beschriebenen Art, wobei ein Zentralcomputer vorgesehen ist, der mit den Steuerungen eines jeden Speichers und/oder den gemeinsamen Speichersteuerungen eines jedes Systems kommunizieren kann, vorzugsweise über ein Telekommunikationsnetzwerk, wobei die Kommunikation den Austausch von Kennlinien und/oder Betriebsparametern und/oder Betriebsdaten und/oder Betriebszuständen der Speicher und von Steuerparametern für die Steuerungen der Speicher und/oder die gemeinsamen Speichersteuerungen und/oder die Speicher selbst und/oder die lokalen Energieverbraucher und/oder die lokalen Energieerzeuger umfasst, und wobei die Kommunikation optional verschlüsselt erfolgen kann.A particularly preferred embodiment of the invention provides a system with more than 100 or 1,000 or 10,000 or 100,000 memories of the type described above and / or systems of the type described above, wherein a central computer is provided with the controllers of each memory and / or or the common memory controllers of each system, preferably via a telecommunications network, the communication comprising the exchange of characteristics and / or operating parameters and / or operating data and / or operating states of the memories and of control parameters for the controllers of the memories and / or the shared memory controllers and / or the Memory itself and / or the local power consumers and / or the local power generator includes, and wherein the communication can optionally be encrypted.
In einigen Ausführungsformen kann ein Zentralcomputer eine gemeinsame Kennlinie und/oder Kapazitätsdaten und/oder andere Betriebsparameter von mehreren oder allen angeschlossenen Speichern und/oder Systemen berechnen. Damit kann der Zentralcomputer beispielsweise über die Information verfügen, wie viel Leistung (Energie pro Zeit) von den angeschlossenen Speichern und/oder Systemen jetzt und/oder voraussichtlich zu einem zukünftigen Zeitpunkt aufgenommen werden kann. Dies kann insbesondere interessant sein, da sich jeder angeschlossene Speicher und/oder jedes angeschlossenes System in einem anderen Zustand befinden kann. Das Errechnen der gemeinsamen Eigenschaften des Systems aus mehreren oder allen angeschlossenen Systemen und/oder Speichern kann jedoch ein zentrales Steuern des Systems aus den Systemen und/oder Speichern und/oder eine gemeinsame Koordination aller angeschlossenen Systeme und/oder Speicher durch den Zentralcomputer ermöglichen.In some embodiments, a central computer may calculate a common characteristic and / or capacity data and / or other operating parameters of multiple or all connected memories and / or systems. Thus, the central computer may, for example, have the information as to how much power (energy per time) can be received by the connected memories and / or systems now and / or probably at a future time. This may be of particular interest since each connected memory and / or each connected system may be in a different state. However, computing the common characteristics of the system from multiple or all connected systems and / or memories may allow central control of the system from the systems and / or storage and / or co-ordination of all connected systems and / or storage by the central computer.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerung und/oder Speichersteuerung so ausgebildet, dass sie, ohne von außen zugeführte Information, nur aufgrund von selbst ermittelter oder gespeicherter Information die Steuerung durchführen kann. Selbst ermittelte Information ist beispielsweise die Erfassung der Frequenz oder der Spannung des Wechselstroms in dem Stromnetz. Eine Anbindung an ein Telekommunikationsnetzwerk ist dann nicht nötig Besonders vorteilhaft kann das zuvor beschriebene System dahin gehend weitergebildet werden, dass die Zentralcomputer der wenigstens zwei Systeme miteinander kommunizieren und/oder die Zentralcomputer wenigstens eines Systems mit den Steuerungen und/oder der gemeinsamen Speichersteuerung kommunizieren, wobei die Kommunikation optional verschlüsselt erfolgen kann.In a preferred embodiment, the controller and / or memory controller is designed such that it can perform the control, without information supplied from the outside, only on the basis of self-determined or stored information. Self-determined information is, for example, the detection of the frequency or the voltage of the alternating current in the power grid. A connection to a telecommunication network is then not necessary. Particularly advantageously, the system described above can be further developed such that the central computers of the at least two systems communicate with each other and / or the central computer of at least one system communicate with the controllers and / or the common memory controller, wherein the communication can optionally be encrypted.
Auch kann ein Netzwerk den zuvor beschriebenen System mit mehreren Hierarchieebenen vorgesehen werden, in welchem auf jeder Hierarchieebene wenigstens ein Zentralcomputer vorgesehen ist, der mit dem oder den Zentralcomputern auf niedrigeren Hierarchieebenen kommuniziert.Also, a network may be provided with the above-described system having a plurality of hierarchical levels, in which at least one central computer is provided at each hierarchical level, which communicates with the central computer (s) at lower hierarchical levels.
In einem System mit mindestens zwei Speichern kann in einigen Ausführungsformen eine Diagnose in einem Speicher des Systems durchgeführt werden. Diese Diagnose kann bevorzugterweise von der Speichersteuerung und/oder der Steuerung des jeweiligen Speichers durchgeführt werden. Hierbei kann eine Diagnose der Fehlerbestimmung dienen, also eine Fehlerdiagnose sein. Weiterhin kann eine Diagnose dem Erfassen der Betriebsparameter oder dem aktuellen Zustand des Speichers dienen. Dabei kann z. B. im Falle eines Wärmespeichers in Form eines Warmwasserspeichers, beispielsweise eines Schichtspeichers, dazu dienen, Betriebsparameter wie die momentane Füllhöhe, die Temperatur in ein, zwei oder mehr Schichten, die Zirkulation des Wassers und Wärmeverluste pro Zeit, den Typ, den Hersteller und aufgetretene Fehler oder im Moment auftretende Fehler zu erfassen. Bei einem Akkumulator könnten solche Betriebsparameter beispielsweise Alter, Größe, aufgetretene Fehler und/oder auftretende Fehler, Hersteller, Typ, Zyklenzahl und Ladezustand umfassen. Auch können durch regelmäßige oder mehrmalige Diagnose die Veränderung der individuellen Kennlinien über die Zeit und/oder die Veränderung der Betriebsparameter mit der Zeit erfasst werden. Optional können diese Daten gespeichert und/oder ausgewertet werden. Damit können in einigen Ausführungsformen individuelle Kennlinien für das System bestimmt werden, die eine optimale Anpassung der zu- und/oder abgeführten Energie ermöglichen. Auch können aufgrund dieser Daten korrigierte Kennlinien und/oder Parameter für die Kennlinien errechnet werden, durch die dann eine bessere Vorhersage ermöglichen können. In einigen Ausführungsformen kann die Diagnose auch durch ein externes Gerät wie einen Computer, Zentralcomputer (ggf. in verschiedenen Hierarchieebenen) angeordnet und/oder durchgeführt werden. Die Kommunikation zwischen dem externen Gerät und dem Speicher, der Steuerung oder der Speichersteuerung kann dabei wiederum bidirektional und/oder asynchron erfolgen.In a system having at least two memories, in some embodiments, diagnostics may be performed in a memory of the system. This diagnosis may preferably be performed by the memory controller and / or the controller of the respective memory. This can be used to diagnose the fault determination, so be a fault diagnosis. Furthermore, a diagnosis can serve to detect the operating parameters or the current state of the memory. It can be z. Example, in the case of a heat storage in the form of a hot water tank, such as a stratified storage, serve operating parameters such as the current level, the temperature in one, two or more layers, the circulation of water and heat losses per time, the type, the manufacturer and occurred To detect errors or errors occurring at the moment. For an accumulator, such operating parameters could include, for example, age, size, errors encountered and / or errors occurring, manufacturer, type, number of cycles, and state of charge. It is also possible to detect the change in the individual characteristic curves over time and / or the change in the operating parameters over time by means of regular or multiple diagnoses. Optionally, these data can be stored and / or evaluated. Thus, in some embodiments, individual characteristics for the system can be determined, which allow an optimal adaptation of the added and / or discharged energy. It is also possible on the basis of these data to calculate corrected characteristic curves and / or parameters for the characteristic curves, which can then enable a better prediction. In some embodiments, the diagnosis may also be arranged and / or performed by an external device such as a computer, central computer (possibly at different hierarchical levels). The communication between the external device and the memory, the controller or the memory controller can in turn be bidirectional and / or asynchronous.
In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Kommunikation in einem System mit mehr als 100 oder 1.000 oder 10.000 oder 100.000 Speichern und/oder Systemen verschlüsselt erfolgen. Dadurch kann beispielsweise der Datenschutz der einzelnen Systeme, die beispielsweise in Verbraucherhaushalten sein können, gewährt werden. Die Kommunikation kann hierbei ein asymmetrisches und/oder eine symmetrisches Verschlüsselungsverfahren umfassen. Alternativ kann die Kommunikation unverschlüsselt erfolgen.In some embodiments of the invention, communication may be encrypted in a system having more than 100 or 1,000 or 10,000 or 100,000 memories and / or systems. As a result, for example, the privacy of the individual systems, which may be, for example, in consumer households granted. The communication may in this case comprise an asymmetric and / or a symmetric encryption method. Alternatively, the communication can be unencrypted.
Innerhalb eines Systems, das in einem solchen größeren System enthalten ist, kann die Kommunikation beispielsweise mit den Steuerungen eines einzelnen Speichers und/oder den Speichern selber verschlüsselt oder unverschlüsselt erfolgen. Falls eine Verschlüsselung vorgesehen ist, so kann diese wiederum symmetrisch und/oder asymmetrisch sein, sie kann eine andere Verschlüsselung umfassen als die Verschlüsselung des zuvor beschriebenen Systems mit mehr als 100, 1.000, 10.000 oder 100.000 Speichern und/oder Systemen oder die gleiche Verschlüsselung umfassen. Auch kann an der Netzwerkschnittstelle oder dem ersten mit dem äußeren System kommunizierenden Gerät des Systems, wie beispielsweise einem Computer und/oder einer Speichersteuerung und/oder Steuerung eines Speichers, eine Entschlüsselung der Daten erfolgen. Beim Übertragen von Daten aus dem System kann dann entsprechend eine Verschlüsselung der Daten erfolgen.Within a system included in such a larger system, communication may be encrypted or unencrypted with, for example, the controls of a single memory and / or the memories themselves. If encryption is provided, it may in turn be symmetric and / or asymmetric, it may comprise a different encryption than the encryption of the system described above with more than 100, 1,000, 10,000 or 100,000 memories and / or systems or the same encryption , Also can be at the network interface or the first with the outside System communicating device of the system, such as a computer and / or memory control and / or control of memory, a decryption of the data done. When transferring data from the system, the data can then be encrypted accordingly.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln von Signalen, wie zuvor beschrieben, beispielsweise an einer Netzwerkschnittstelle zwischen einem System gemäß der Erfindung, beispielsweise bei einem Verbraucher und einem erfindungsgemäßen System aus 100, 1.000, 10.000 oder 100.000 Speichern und/oder Systemen, wie zuvor beschrieben. Auch in dem Verfahren können beispielsweise symmetrische und/oder asymmetrische Verschlüsselungsverfahren verwendet werden.The invention also encompasses a method for encrypting and decrypting signals as described above, for example at a network interface between a system according to the invention, for example in a consumer and a system according to the invention comprising 100, 1,000, 10,000 or 100,000 memories and / or systems , Like previously described. Also in the method, for example, symmetric and / or asymmetric encryption methods can be used.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat ein Speicher und/oder ein System eine Speicherkapazität von weniger als 1000 Kilowattstunden oder weniger als 100 Kilowattstunden.In a preferred embodiment, a memory and / or system has a storage capacity of less than 1000 kilowatt hours or less than 100 kilowatt hours.
Derartige Speicher/Systeme sind relativ kompakt und können in großer Anzahl dezentral aufgestellt werden. Im derartigen Format können solche Speicher problemlos in einem Keller eines beispielsweise Einfamilien- oder Mehrfamilienhauses untergebracht werden.Such memory / systems are relatively compact and can be installed decentralized in large numbers. In such a format, such memory can be easily accommodated in a basement of, for example, a single-family or multi-family house.
Ist ein Speicher und/oder System einem Verbrauchersystem angeschlossen, so hat der Speicher und/oder das System vorzugsweise eine Speicherkapazität von weniger als dem 10-fachen oder 5-fachen des durchschnittlichen Tagesbedarfs des Verbrauchersystems, wobei sich der durchschnittliche Tagesbedarf aus dem auf ein Jahr berechneten täglichen Durchschnitt des angeschlossenen Verbrauchersystems bezieht. In dieser Größe können Speicher und/oder Systeme in der Regel ohne größere Probleme dicht bei dem Verbrauchersystem angeordnet werden. Dies ermöglicht eine dezentrale Speicherung nahe bei einem Verbrauchersystem.If a memory and / or system is connected to a consumer system, the memory and / or the system preferably has a storage capacity of less than 10 times or 5 times the average daily requirement of the consumer system, with the average daily requirement of one year calculated daily average of the connected consumer system. In this size, storage and / or systems can usually be located close to the consumer system without major problems. This allows for decentralized storage close to a consumer system.
Der Speicher und/oder das System hat jedoch bevorzugterweise zumindest eine Kapazität des 1- oder 2-fachen des oben erwähnten durchschnittlichen Tagesbedarfs, so dass eine Mindestversorgung auch bei Unterbrechung der Stromversorgung gewährleistet wird.However, the memory and / or the system preferably has at least a capacity of 1 or 2 times the above-mentioned average daily requirement, so that a minimum supply is ensured even when the power supply is interrupted.
Der Speicher und/oder das System ist vorzugsweise stationär. Dies erlaubt eine einfache und kostengünstige Konstruktion desselben.The memory and / or the system is preferably stationary. This allows a simple and inexpensive construction of the same.
Vorzugsweise ist der Speicher und/oder das System und/oder ein oder mehrere einzelne Speicher eines Systems mit einer fest installierten Verbindung zum Stromnetz vorgesehen, die nicht zur Lösung vorgesehen ist. Der Speicher und/oder das System und/oder der oder die einzelne(n) Speicher eines Systems soll also nicht lösbar von dem Stromnetz an- und abkoppelbar sein, sondern vielmehr mit einer fest installierten Verbindung zum Stromnetz vorgesehen sein. Dadurch steht der Speicher und/oder das System und/oder der oder die einzelne(n) Speicher eines Systems immer für das Stromnetz zur Verfügung bzw. kann jederzeit hierauf zurückgreifen. Es ist jedoch möglich, dass der Speicher und/oder das System elektrisch von dem Stromnetz abgekoppelt wird, beispielsweise zu Zeiten, zu denen weder Strom in das Stromnetz eingespeist noch Strom aus dem Stromnetz aufgenommen werden soll. Auch ist es möglich, dass in einem System nur einige Speicher fest mit dem Stromnetz verbunden sind und andere Speicher elektrisch durch das Einstecken eines Steckers in eine Steckdose gekoppelt werden. In diesem Fall können die einsteckbaren Geräte oder Teile leicht transportierbar sein und/oder flexibel einsetzbar und/oder ablösbar sein. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn diese Teile einen höheren Verschleiß erwarten lassen als andere Teile von Speichern oder an verschiedene möglicherweise bereits vorhandene Speicher wie Wärmespeicher angeschlossen werden können.Preferably, the memory and / or the system and / or one or more individual memories of a system is provided with a fixed connection to the mains, which is not intended to solve. The memory and / or the system and / or the one or more individual memories of a system should therefore not be detachably connectable to and disconnectable from the power grid, but rather be provided with a permanently installed connection to the power grid. As a result, the memory and / or the system and / or the individual memory (s) of a system is always available for the power grid or can be used at any time. However, it is possible that the memory and / or the system is electrically disconnected from the power grid, for example, at times when neither power to be fed into the power grid nor power is to be absorbed from the mains. It is also possible that in a system only a few memories are permanently connected to the power grid and other memories are electrically coupled by plugging a plug into a power outlet. In this case, the plug-in devices or parts can be easily transportable and / or flexibly used and / or removable. This can be useful, for example, if these parts can expect higher wear than other parts of storage or to various possibly existing storage such as heat storage can be connected.
Ein System kann zur elektrischen Energieversorgung oder Versorgung eines Verbrauchers, wie etwa eines Hauses, eines Gebäudes, einer Industrieanlage, eines Wohnhauses, eines Einfamilienhauses oder eines Mehrfamilienhauses geeignet sein, wobei das System einen oder mindestens zwei Speicher, wie weiter oben oder weiter unten beschrieben, umfasst und vorzugsweise in einem Keller untergebracht ist. Der Verbraucher kann ein Leitungssystem mit einer Nennspannung von 380 V, 230 V, 220 oder 110 V umfassen.A system may be suitable for powering or supplying a consumer, such as a home, building, industrial facility, home, family home, or apartment building, the system having one or at least two stores, as described above or below. includes and preferably housed in a basement. The consumer can include a line system with a rated voltage of 380 V, 230 V, 220 or 110 V.
Bei einem solchen System kann der Speicher relativ dicht zu dem Verbraucher angeordnet sein, was zu einer effizienten Energieübertragung zwischen Speicher und Verbraucher führen kann.In such a system, the memory may be located relatively close to the consumer, which may result in efficient energy transfer between the memory and the consumer.
Vorzugsweise weist das System einen Stromzähler auf, der Informationen über einen Stromverbrauch digital verfügbar macht. Dies erlaubt flexible Stromabrechnungsmodelle, bei denen ein Stromverbrauch beispielsweise tageszeitabhängig erfasst und anhand von Tarifkurven oder Ähnlichem verrechnet werden kann. Entsprechendes gilt für die Stromeinspeisung in das Stromnetz, die ebenfalls von einem solchen Stromzähler erfasst werden kann.Preferably, the system includes an electricity meter that provides information about power usage digitally available. This allows flexible electricity billing models, in which a power consumption can be recorded, for example, time of day dependent and billed using tariff curves or the like. The same applies to the power supply to the power grid, which can also be detected by such an electricity meter.
Das System umfasst vorzugsweise einen Computer, der mit der Steuerung und/oder Speichersteuerung digital kommunizieren kann und/oder in der Speichersteuerung integriert ist und/oder eine oder mehr Speichersteuerungen und/oder Steuerungen ersetzt, wobei die Kommunikation vorzugsweise bidirektional und/oder asynchron ist. Bidirektional bedeutet hierbei, dass der Computer der Steuerung und/oder Speichersteuerung Informationen zuschicken kann und, dass die Steuerung dem Computer Informationen zuschicken kann. Asynchron bedeutet hierbei, dass der Computer der Steuerung Informationen zuschicken kann, die Steuerung diese jedoch nicht sofort abrufen muss. Es bedarf hiermit somit keines Hand-shakes zur Etablierung eines Kommunikationskanals zwischen dem Computer und der Steuerung. Der Computer kann entsprechend alle Merkmale einzeln oder in Kombination aufweisen, die eine Steuerung und/oder Speichersteuerung haben können.The system preferably includes a computer that can communicate digitally with the controller and / or memory controller and / or is integrated with the memory controller and / or replaces one or more memory controllers and / or controllers, wherein the communication preferably bidirectional and / or asynchronous. Bidirectional here means that the computer can send information to the controller and / or memory controller and that the controller can send information to the computer. Asynchronous means that the computer can send information to the controller, but the controller does not have to retrieve it immediately. It thus does not require any hand-shakes to establish a communication channel between the computer and the controller. The computer may accordingly have all features individually or in combination that may have control and / or memory control.
Ebenfalls kann der Stromzähler mit dem Computer digital kommunizieren, auch vorzugsweise bidirektional und/oder asynchron. Auch diese Kommunikation kann verschlüsselt unter Verwendung von einem oder mehreren beispielsweise symmetrischen und/oder asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren oder unverschlüsselt erfolgen.Also, the electricity meter can communicate digitally with the computer, also preferably bidirectionally and / or asynchronously. This communication can also be encrypted using one or more, for example, symmetrical and / or asymmetric encryption methods or unencrypted.
Weiterhin umfasst das System vorzugsweise eine Netzwerkschnittstelle, mit der Daten in ein Telekommunikationsnetzwerk, wie etwa das Internet, ein WLAN (Wireless Local Area Network) mit Internetanschluss, ein Mobilfunknetz, wie GSM oder UMTS, abgegeben oder von dort empfangen werden kann. Auch ein Anschluss an ein Festnetztelefonsystem ist möglich.Furthermore, the system preferably comprises a network interface with which data can be delivered to or received from a telecommunications network, such as the Internet, a wireless local area network (WLAN) with Internet access, a mobile radio network such as GSM or UMTS. Also a connection to a landline telephone system is possible.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das System einen Wärmespeicher auf, wie etwa einen Phasenübergangswärmespeicher oder einen Warmwasserspeicher, wobei der Wärmespeicher mit elektrischer Energie des Stromnetzes und/oder des Speichers aufgewärmt werden kann. Die Energie eines solchen Wärmespeichers kann beispielsweise zur Erzeugung von Heizungswärme bzw. Verbrauchswarmwasser herangezogen werden. Damit ist es beispielsweise möglich, zu Zeiten, zu denen Strom günstig zu erhalten ist bzw. sogar die Abnahme von Strom vergütet wird, die elektrische Energie in Wärmeenergie umzuwandeln und diese für einen späteren Zeitpunkt zur Warmwasserbereitung bzw. zur Heizungswärmeversorgung vorzuhalten.In a particularly preferred embodiment, the system has a heat storage, such as a phase transition heat storage or a hot water storage, the heat storage can be heated with electrical energy from the power grid and / or the memory. The energy of such a heat accumulator can be used, for example, to generate heating heat or hot water consumption. This makes it possible, for example, at times when electricity is cheap to obtain or even the decrease of electricity is compensated to convert the electrical energy into heat energy and keep it for a later time for hot water or heating heat supply.
Der Speicher ist beispielsweise parallel zu dem Verbraucher geschaltet, sodass Energie aus dem Stromnetz gleichzeitig dem Speicher als auch dem Verbraucher zugeführt werden kann. Die relative Zuordnung ist vorzugsweise variabel, d. h., dass zu gewissen Zeiten beispielsweise 10% der Energie dem Speicher zugeführt werden und 90% dem Verbraucher, wohingegen zu anderen Zeiten das Verhältnis beispielsweise andersherum ist. Diese Aufteilung erfolgt durch die Steuerung des Speichers, die gemeinsame Speichersteuerung bzw. durch eine zusätzliche Steuerung wie beispielsweise einen Computer.The memory is, for example, connected in parallel with the consumer so that energy from the power network can be supplied to the memory as well as to the consumer at the same time. The relative allocation is preferably variable, i. that is, at certain times, for example, 10% of the energy is supplied to the memory and 90% to the consumer, whereas at other times the ratio is, for example, vice versa. This division is made by the control of the memory, the shared memory control or by an additional controller such as a computer.
In einer bevorzugten Variante weist das System eine Kommunikationsmöglichkeit des Computers und/oder der Steuerung und/oder Speichersteuerung und/oder des Zentralcomputers mit Verbrauchsgeräten auf. Die Verbrauchsgeräte können beispielsweise Pumpen, Kühlschränke oder ähnliche elektrische Energieverbraucher des Verbrauchers sein. Über diese Kommunikation können den Geräten beispielsweise gewünschte oder unerwünschte Leistungsaufnahmeinformationen zugeführt werden. Einem Energieverbraucher (etwa Kühlschrank) kann beispielsweise die Information zugeführt werden, dass er z. Zt. relativ günstig Strom verbrauchen kann bzw. wann sich eine solche Stromverbrauchsmöglichkeit verteuern würde.In a preferred variant, the system has a communication capability of the computer and / or the controller and / or memory controller and / or the central computer with consumer devices. The consumption devices may be, for example, pumps, refrigerators or similar electrical energy consumers of the consumer. For example, desired or unwanted power consumption information can be supplied to the devices via this communication. An energy consumer (such as refrigerator), for example, the information can be supplied that he z. Zt. Relatively cheap power can consume or when such a power consumption would be more expensive.
Auch können den Verbrauchsgeräten Informationen mitgeteilt werden, die dazu führen, dass diese abgeschaltet werden. So können beispielsweise bestimmte Stand-By-Geräte von der Steuerung und/oder Speichersteuerung und/oder dem Computer und/oder Zentralcomputer ausgeschaltet bzw. vom elektrischen Stromnetz abgekoppelt werden und auch wieder angekoppelt werden.Also, the consumer devices may be notified of information that causes them to be turned off. Thus, for example, certain stand-by devices can be switched off by the control and / or memory controller and / or the computer and / or central computer or disconnected from the electrical power supply and also be reconnected.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das System weiterhin eine oder mehr weitere Energiequellen auf, wie beispielsweise eine regenerative Energiequelle, insbesondere beispielsweise eine Fotovoltaikanlage. Auch ein Blockkraftwerk zur Erzeugung elektrischer Energie kann hier vorgesehen sein. Auch nichtregenerative Energiequellen, wie beispielsweise Öl- oder Gasbrenner für Generatoren oder Heizungen, beispielsweise zum Erwärmen von Wasser, können an ein System angeschlossen sein. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn das System unter anderem beispielsweise einen Warmwasserspeicher für beispielsweise Brauchwasser umfasst und/oder an eine Heizung angeschlossen ist. In Zeiten niedriger Strompreise erfolgt dann beispielsweise vorzugsweise das Aufheizen des Wassers durch Strom, während zu Zeiten, in denen Strom teurer wäre als eine andere dem System zur Verfügung stehende Energieform, beispielsweise Gas oder Öl oder die Energie aus einem chemischen Speicher, das Aufwärmen des Wassers dann entsprechend durch die angeschlossene andere Energiequelle erfolgen würde. Die elektrische Energie dieser Energiequelle kann in das Stromnetz eingespeist und/oder in dem Speicher gespeichert und/oder bei dem Verbraucher verbraucht werden, thermische Energie wird vorzugsweise direkt beim Verbraucher verbraucht. Eine entsprechende Zuordnung erfolgt vorzugsweise durch die Steuerung des Speichers, die Speichersteuerung, den Computer, den Zentralcomputer oder eine zusätzliche Steuerung.In a further preferred embodiment, the system further comprises one or more further energy sources, such as a regenerative energy source, in particular for example a photovoltaic system. A block power plant for generating electrical energy can also be provided here. Also non-regenerative energy sources, such as oil or gas burners for generators or heaters, for example for heating water, may be connected to a system. This can be particularly useful if the system includes, for example, a hot water tank for example, hot water and / or connected to a heater. For example, at times of low electricity prices, heating of the water by electricity is preferred, while at times when electricity would be more expensive than another form of energy available to the system, such as gas or oil or the energy from a chemical storage, warming up the water then would be done accordingly by the connected other power source. The electrical energy of this energy source can be fed into the power grid and / or stored in the memory and / or consumed at the consumer, thermal energy is preferably consumed directly at the consumer. A corresponding assignment preferably takes place through the control of the memory, the memory controller, the computer, the central computer or an additional controller.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein erfindungsgemäßes System eine oder mehrere Solarzellen. Es können weiterhin auf den Solarzellen optische Elemente vorhanden sein, die Licht bündeln können und es ablenken können, so dass es effizient genutzt werden kann, da es beispielsweise auf die entsprechende Oberfläche und/oder aktive Fläche der Solarzelle gelenkt oder fokussiert wird. Damit kann unter Umständen der Wirkungsgrad einer aus einer oder mehreren Solarzellen bestehenden Fotovoltaikanlage erhöht werden. Diese optischen Elemente können beispielsweise Spiegel, Linsen, Kristalle, Flüssigkristalle und/oder Mikroprismen umfassen oder als solche ausgebildet sein. In einigen Ausführungsformen sind die optischen Elemente durch die Sonne oder ein aus der Sonnenstrahlung gewonnenes Signal ansteuerbar und können vorzugsweise der Sonne folgen. Damit kann auch bei wechselndem Sonnenstand möglichst viel der Sonnenstrahlung auf die entsprechenden Solarzellen geführt werden. Dies kann zu einer deutlichen Steigerung des Wirkungsgrads führen. In some embodiments, a system according to the invention comprises one or more solar cells. Furthermore, optical elements can be present on the solar cells that can focus light and deflect it, so that it can be used efficiently, since it is directed or focused, for example, onto the corresponding surface and / or active surface of the solar cell. Thus, under certain circumstances, the efficiency of a photovoltaic system consisting of one or more solar cells can be increased. These optical elements may include, for example, mirrors, lenses, crystals, liquid crystals and / or microprisms, or be formed as such. In some embodiments, the optical elements are controllable by the sun or a signal obtained from solar radiation and may preferably follow the sun. As a result, as much of the solar radiation as possible can be directed to the corresponding solar cells even when the position of the sun is changing. This can lead to a significant increase in the efficiency.
Solche optischen Elemente können jeweils eine Größenordnung aufweisen, die jeweils eine Oberfläche kleiner als 5 cm × 5 cm oder kleiner als 1 cm × 1 cm oder kleiner als 5 mm × 5 mm oder kleiner als 1 mm × 1 mm, insbesondere im Sub-Millimeterbereich an der Oberfläche der Solarzelle bedecken können oder der Sonne eine solche Fläche zuwenden können.Such optical elements may each have an order of magnitude each having a surface area smaller than 5 cm × 5 cm or smaller than 1 cm × 1 cm or smaller than 5 mm × 5 mm or smaller than 1 mm × 1 mm, especially in the sub-millimeter range on the surface of the solar cell can cover or the sun can turn to such an area.
Vorzugsweise ist beispielsweise die gesamte Oberfläche einer Solarzelle mit einer Vielzahl von solchen optischen Elementen bedeckt, oder beispielsweise ein Teil der Oberfläche, wie die Hälfte, oder ein Drittel, oder ein Viertel der Oberfläche, so dass die Sonnenstrahlung beispielsweise möglichst effizient genutzt werden kann.Preferably, for example, the entire surface of a solar cell is covered with a plurality of such optical elements, or for example a part of the surface, such as half, or a third, or a quarter of the surface, so that the solar radiation, for example, can be used as efficiently as possible.
Alternativ oder zusätzlich können solche optischen Elemente jeweils ein Volumen von kleiner als 5 cm × 5 cm × 5 cm oder kleiner als 1 cm × 1 cm × 1 cm oder kleiner als 5 mm × 5 mm × 5 mm oder kleiner als 1 mm × 1 mm × 1 mm, insbesondere auch mit einer oberen Begrenzung von einem Kubus mit jeweils einer Kantenlänge im Sub-Millimeterbereich aufweisen.Alternatively or additionally, such optical elements may each have a volume of less than 5 cm × 5 cm × 5 cm or less than 1 cm × 1 cm × 1 cm or less than 5 mm × 5 mm × 5 mm or less than 1 mm × 1 mm × 1 mm, in particular with an upper boundary of a cube, each having an edge length in the sub-millimeter range.
Besonders geeignet zum Einsatz in den zuvor beschriebenen Systemen ist auch eine Kombination aus Solarzelle und Solarthermiezelle. Hierbei ist die Solarzelle teiltransparent ausgebildet, so dass sie Strahlung zu der unter ihr liegenden Solarthermiezelle durchlässt, welche ein durch die Solarthermiezelle geführtes Fluid erwärmt oder erhitzt. Diese Kombination lässt sich selbstverständlich auch unabhängig von den zuvor beschriebenen Systemen einsetzen.Also particularly suitable for use in the systems described above is a combination of solar cell and solar thermal cell. In this case, the solar cell is designed to be partially transparent, so that it transmits radiation to the underlying solar thermal cell, which heats or heats a guided through the solar thermal cell fluid. Of course, this combination can also be used independently of the systems described above.
In einer bevorzugten Variante weist das System weiterhin eine Anzeige auf. Die Anzeige kann sowohl im Keller als auch im Wohnbereich eines Gebäudes vorgesehen sein und/oder durch einen Computer erfolgen. Die Anzeige kann eine oder mehrere der folgenden Möglichkeiten umfassen. Es wird beispielsweise der aktuelle Stromverbrauch des Verbrauchers angezeigt oder die aktuelle Stromeinspeisung in das Stromnetz. Weiterhin können die aktuellen Stromverbrauchskosten (oder Stromeinspeise- oder -abnahmevergütung) pro Zeiteinheit wie etwa pro Stunde, Minute oder Sekunde angezeigt werden. Auch können die tarifmäßig vorgesehenen Stromkosten (oder Vergütungen) angezeigt werden, wie beispielsweise der Preis/Vergütung einer Kilowattstunde.In a preferred variant, the system further comprises a display. The display can be provided both in the basement and in the living area of a building and / or done by a computer. The display may include one or more of the following options. For example, the current power consumption of the load is displayed or the current power supply to the power grid. Furthermore, the current power cost (or power feed or take charge) per unit time such as per hour, minute or second may be displayed. Also, the tariff provided electricity costs (or allowances) can be displayed, such as the price / remuneration of a kilowatt hour.
Ebenfalls können die akkumulierten Stromverbrauchskosten oder -gewinne in der vorgegebenen Zeiteinheit, wie innerhalb von einer Woche oder einem Monat, angezeigt werden. Die akkumulierten Stromverbrauchskosten oder Stromeinspeisungsgewinne sind die bisher innerhalb der vorgegebenen Zeiteinheit aufgelaufenen Kosten oder Gewinne.Also, the accumulated power costs or benefits may be displayed in the given unit of time, such as within a week or a month. The accumulated electricity consumption costs or electricity supply profits are the costs or profits accumulated within the given time unit.
Auch können die Stromkosten oder die Stromeinspeisungsgewinne aus vorangegangenen vorgegebenen Zeiteinheiten, wie etwa die Stromkosten oder Stromeinspeisungsgewinne eines vorangegangen Monats oder einer vorangegangenen Woche, angezeigt werden.Also, the power costs or the power feed-in gains from previous predetermined time units, such as the electricity costs or power feed-in profits of a previous month or a previous week, can be displayed.
Weiter kann die Anzeige zeitabhängige Strombedarfs und/oder -einspeisungskurven darstellen, in denen beispielsweise der Tagesverlauf oder der Verlauf der letzten 24 h oder der letzten Tage wie etwa von mindestens 3, 5 oder 7 oder mehr Tagen grafisch dargestellt wird. Somit kann einem Betrachter relativ schnell ein Hinweis auf evtl. Stromverbraucher gegeben werden, die an ihrem tageszeitlichen Profil erkannt werden können.Further, the display may represent time-dependent power demands and / or feed-in curves in which, for example, the course of the day or the course of the last 24 h or the last days, such as at least 3, 5 or 7 or more days is graphically displayed. Thus, a viewer can be given a reference to possible power consumers relatively quickly, which can be recognized in their daytime profile.
Gemäß einer eigenständigen Erfindung und/oder weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die oben erwähnte Anzeige so vorgesehen sein, dass sie alle anzeigbare Information auf einem Display gleichzeitig anzeigt. Ein Umblättern in verschiedene Ansichten zur Erfassung der oben erwähnten Informationen (oder von einem Teil davon) ist nicht nötig. Dies erleichtert den Umgang mit einer solchen Anzeige, ohne sich über die Funktionsweise erst Wissen aneignen zu müssen. Information zum Konfigurieren der Anzeige kann jedoch auf einer anderen Ansicht der Anzeige dargestellt werden.According to an independent invention and / or another embodiment of the invention, the above-mentioned display may be provided so that it simultaneously displays all displayable information on a display. It is not necessary to go through different views for acquiring the information mentioned above (or part of it). This facilitates the handling of such a display, without having to acquire knowledge about the functioning first. However, information for configuring the display may be displayed on a different view of the display.
Weiterhin kann ein Zentralcomputer vorgesehen sein, der mit Steuerungen von mehreren Speichern und/oder mehreren Speichersteuerungen kommunizieren kann bzw. kommuniziert und den Steuerungen und/oder Speichersteuerungen Information oder Befehle zur Beeinflussung des Steuerverhaltens der Steuerung und/oder Speichersteuerung zuschickt. Umgekehrt kann der Zentralcomputer Informationen von mehreren Steuerungen und/oder Speichersteuerungen erhalten, mit denen die Steuerungen den Zentralcomputer mit Informationen versorgen beispielsweise über den Ladestand des jeweils zugeordneten Speichers und/oder Systems. Dies ermöglicht dem Zentralcomputer zentral gesteuert die dezentral aufgestellten Speicher und/oder Systeme insgesamt zu steuern. Die verschieden Speicher und/oder Systeme können beispielsweise an ein und demselben Stromversorgungsnetz hängen, welches von einer Transformatorstation mit der Nennspannung versorgt wird. Dies können somit die Speicher und/oder Systeme innerhalb einer Siedlung, eines Straßenzugs, einer Gemeinde oder einer Stadt sein. Sie können jedoch auch an verschiedenen Stromversorgungsnetzen mit jeweils einer verschiedenen Transformatorstation angeschlossen sein.Furthermore, a central computer can be provided, which can communicate with controllers of a plurality of memories and / or a plurality of memory controllers or communicates with the controllers and / or memory controllers or sends commands for influencing the control behavior of the controller and / or memory controller. Conversely, the central computer can receive information from several controllers and / or memory controllers, with which the controllers provide the central computer with information about, for example, the state of charge of the respective associated memory and / or system. This allows the central computer centrally controlled to control the decentralized storage and / or systems in total. The different memory and / or systems can, for example, be attached to one and the same power supply network which is supplied with the nominal voltage by a transformer station. These may thus be the stores and / or systems within a settlement, a road train, a community or a city. However, they can also be connected to different power supply networks, each with a different transformer station.
Ein Zentralrechner (Zentralcomputer) kann beispielsweise mit den Steuerungen und/oder Speichersteuerungen von mehr als 100, 1.000, 10.000 oder 100.000 Speichern und/oder Systemen kommunizieren. Hierbei erfolgt die Steuerung zentral, die Energiespeicherung jedoch dezentral. Die Kommunikation erfolgt gerade hierbei vorzugsweise asynchron, damit der Zentralcomputer nicht immer für jede Kommunikation direkt in Echtzeit zur Verfügung stehen muss. Sie kann jedoch auch bidirektional vorgesehen sein. Die Kommunikation zwischen dem Zentralcomputer und den Steuerungen und/oder Speichersteuerungen kann verschlüsselt erfolgen. Hierbei kann die Verschlüsselung durch symmetrische und/oder asymmetrische Verschlüsselungsverfahren erfolgen. Die Kommunikation zwischen dem Zentralcomputer und den Steuerungen und/oder Speichersteuerungen kann alternativ unverschlüsselt erfolgen.For example, a central computer may communicate with the controllers and / or memory controllers of more than 100, 1,000, 10,000, or 100,000 memories and / or systems. Here, the control is done centrally, but the energy storage decentralized. In this case, the communication preferably takes place asynchronously so that the central computer does not always have to be available for every communication directly in real time. However, it can also be provided bidirectionally. The communication between the central computer and the controllers and / or memory controllers can be encrypted. In this case, the encryption can be effected by symmetrical and / or asymmetrical encryption methods. The communication between the central computer and the controllers and / or memory controllers may alternatively be unencrypted.
Die Kommunikation zwischen dem Zentralrechner und den Steuerungen und/oder Speichersystemen erfolgt beispielsweise über ein IP-Protokoll und/oder ein GSM- oder UMTS-Protokoll. Die Kommunikation kann beispielsweise über SMS (Short Message) abgewickelt werden oder über Email. Die Kommunikation zwischen Zentralrechner und Steuerung und/oder Speichersteuerung kann z. B. über ein Mobilfunknetz erfolgen, das eine Netzwerkschnittstelle bei der Steuerung und/oder Speichersteuerung anspricht, die über ein Kabel zur Energieversorgung (mit z. B. Nennspannung von 110, 220 oder 230 V) mit der Steuerung und/oder Speichersteuerung kommunizieren kann, wobei die Kommunikation über das Kabel zur Energieversorgung durch Aufmodulieren von Information auf eine Grund(nenn)wechselspannung (von z. B. 50 oder 60 Hz) erfolgt oder auf eine Grund(nenn)gleichspannung.The communication between the central computer and the controllers and / or storage systems takes place, for example, via an IP protocol and / or a GSM or UMTS protocol. The communication can for example be handled via SMS (Short Message) or via email. The communication between the central computer and the controller and / or memory controller can, for. B. via a mobile network, which responds to a network interface in the control and / or memory control, which can communicate via a cable to the power supply (with, for example, rated voltage of 110, 220 or 230 V) with the controller and / or memory controller, wherein the communication over the cable for power supply by modulating information on a base (nominal) AC voltage (of eg 50 or 60 Hz) is carried out or to a basic (nominal) DC voltage.
Es können mehrere Zentralcomputer vorgesehen sein, von denen jeder mit mehren wie etwa mehr als 100, 1.000, 10.000 oder 100.000 Steuerungen und/oder Speichersteuerungen von Speichern und/oder Systemen kommunizieren kann. Die mehreren Zentralcomputer können ihrerseits miteinander kommunizieren, um Informationen auszutauschen, z. B. über zur Verfügung stehende Stromaufnahme- oder Abgabekapazitäten. Hierbei können z. B. zwei Zentralcomputer direkt miteinander kommunizieren, so dass Energie aus den Speichern des einen Zentralcomputers zu den Steuerungen und/oder Speichersteuerungen des anderen Zentralcomputers transferiert wird, um dort direkt verbraucht oder seinerseits gespeichert zu werden. Es können auch mehrere Zentralcomputer wie etwa mehr als 10 oder 50 Zentralcomputer mit einem Zentralcomputer auf einer höheren Hierarchieebene vernetzt sein, so dass jeder der Zentralcomputer mit dem Zentralcomputer auf einer höheren Hierarchieebene kommunizieren kann, um z. B. Daten über Speicherauslastung oder freie Speicherkapazitäten auszutauschen. Die Kommunikation zwischen den Zentralcomputern auf verschiedenen Hierarchieebenen ist vorzugsweise asynchron und/oder bidirektional. Die Kommunikation zwischen Zentralcomputer und/oder Zentralcomputer auf einer anderen Hierarchieebenen kann verschlüsselt erfolgen.Multiple central computers may be provided, each of which may communicate with more than 100, 1,000, 10,000, or 100,000 controllers and / or memory controllers of memories and / or systems. The multiple central computers can in turn communicate with each other to exchange information, e.g. B. over available power consumption or dispensing capacities. This z. For example, two central computers communicate directly with each other so that energy is transferred from the memories of one central computer to the controllers and / or memory controllers of the other central computer for direct consumption or storage. Also, multiple central computers such as more than 10 or 50 central computers may be networked with a central computer at a higher hierarchical level, so that each of the central computers can communicate with the central computer at a higher hierarchical level, e.g. B. exchange data about memory usage or free storage capacity. The communication between the central computers at different hierarchical levels is preferably asynchronous and / or bidirectional. The communication between central computer and / or central computer on a different hierarchy levels can be encrypted.
Dabei kann die Verschlüsselung beispielsweise durch symmetrische und/oder asymmetrische Verschlüsselungsverfahren durchgeführt werden. Die Kommunikation kann jedoch auch unverschlüsselt erfolgen. Beispielsweise kann eine Verschlüsselung nicht notwendig sein, wenn die Daten beispielsweise durch den Zentralcomputer bereits hinreichen anonymisiert sind. Die Kommunikation erfolgt beispielsweise über das Internet.The encryption can be carried out, for example, by symmetric and / or asymmetric encryption methods. However, communication can also be unencrypted. For example, encryption may not be necessary if the data is already adequately anonymized by the central computer, for example. The communication takes place for example via the Internet.
Neben den Speichern und/oder Systemen, die bei Verbrauchern vorgesehen sind, bzw. die an dem Stromnetz eines Verbrauchers (siehe z. B. Anspruch 1 bis 10) angeschlossen sind, können auch Speicher und/oder Systeme mit einem Zentralcomputer kommunizieren, die bei einem Energieerzeuger vorgesehen sind.In addition to the memories and / or systems that are provided at consumers, or which are connected to the power grid of a consumer (see, for example,
Um Strom von einem Speicher in das Stromnetz abzugeben kann ein Wandler vorgesehen sein, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt und hierbei eine gewünschte Frequenz und eine zum Stromnetz passende Phasenbeziehung des Wechselstroms herstellen kann. Auch kann ein oder der Wandler vorgesehen sein, einen Wechselstrom in einen Gleichstrom zu wandeln, zum Laden des Speichers.In order to deliver power from a memory to the power grid, a converter may be provided which converts DC power to AC power and thereby can produce a desired frequency and phase relation of the AC power that matches the power grid. Also, one or the converter may be provided to convert an alternating current to a direct current for charging the memory.
Bei einem Verfahren erhält eine Steuerung eines Speichers und/oder Speichersteuerung eines Systems Information und/oder Befehle von einem Zentralcomputer und nutzt diese Information und/oder Befehle zur Steuerung der Be- oder Entladung des Speichers oder Systems. Bei dem oder einem anderen Verfahren sendet die Steuerung und/oder Speichersteuerung Information an den Zentralcomputer. Bei den oder einem anderen Verfahren kommunizieren mehre Zentralcomputer, wie weiter oben oder weiter unten beschrieben miteinander oder mit einem Zentralcomputer auf einer höheren Hierarchieebene. In einem der zuvor beschriebenen Systeme können die Anweisungen der Steuerung oder der Speichersteuerung oder des Zentralcomputers oder des Zentralcomputers auf einer höheren oder niedrigeren Hierarchieebenen Vorrang vor Anweisungen aus anderen Quellen haben. So kann beispielsweise in einigen Ausführungsformen der Verbraucher vor Ort, beispielsweise über einen Computer, oder die Steuerung oder die Speichersteuerung Anweisungen an die Speichersteuerung des Systems erteilen, die dann Vorrang vor den weiteren Befehlen des Zentralcomputers und/oder Zentralcomputers auf einer höheren Hierarchieebene haben. Damit kann beispielsweise die Energieversorgung des jeweiligen Verbrauchers auch dann sichergestellt werden, wenn Unregelmäßigkeiten im Stromnetz auftreten sollten. Auch kann dabei die Versorgung des Verbrauchers mit günstigem Strom sichergestellt werden, wenn beispielsweise Steigerungen des Strompreises zu erwarten sind. In anderen Ausführungsformen haben die Anweisungen des Zentralcomputers und/oder des Zentralcomputers auf einer höheren Hierarchieebene Vorrang vor den Anweisungen aus anderen Quellen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, da dies beispielsweise das Stromnetz in Zeiten von hoher Belastung stabilisieren kann und eine Versorgung von infrastrukturell wichtigen Institutionen, wie beispielsweise Krankenhäusern und/oder Flughäfen und/oder Bahnhöfen zuverlässiger gestalten kann.In one method, control of a memory and / or memory controller of a system obtains information and / or instructions from one Central computer and uses this information and / or commands to control the loading or unloading of the memory or system. In the or another method, the controller and / or memory controller sends information to the central computer. In the or other method, a plurality of central computers, as described above or below, communicate with each other or with a central computer at a higher hierarchical level. In one of the systems described above, the instructions of the controller or the memory controller or the central computer or the central computer at a higher or lower hierarchical level may take precedence over instructions from other sources. For example, in some embodiments, the on-site consumer, such as a computer, or the controller or memory controller may issue instructions to the memory controller of the system, which may then take precedence over the further commands of the central computer and / or central computer at a higher hierarchical level. Thus, for example, the energy supply of the respective consumer can be ensured even if irregularities in the power grid should occur. Also, while the supply of the consumer can be ensured with favorable electricity, if, for example, increases in the price of electricity are to be expected. In other embodiments, the instructions of the central computer and / or the central computer at a higher hierarchical level take precedence over the instructions from other sources. This can be advantageous, for example, since this can stabilize the power grid in times of high load, for example, and can make supply of infrastructure-relevant institutions, such as hospitals and / or airports and / or railway stations, more reliable.
In einigen Ausführungsformen kann, wie zuvor beschrieben, die Speichersteuerung und/oder die Steuerung und/oder der Computer und/oder der Zentralcomputer mit Verbrauchsgeräten kommunizieren. Dies kann den Energieverbrauch in einem Haushalt optimieren, da beispielsweise die Geräte so gesteuert werden können, dass sie Strom vorzugsweise zu Zeiten von niedrigen Preisen und/oder eines Überangebots an Strom beziehen. Zusätzlich können die Geräte ausgeschaltet werden oder aufgefordert werden weniger Strom zu verbrauchen, wenn wenig Strom zu Verfügung steht. Dies kann manchmal die Belastung des Stromnetzes in Zeiten von hohem Verbrauch abmildern oder teilweise ausgleichen.In some embodiments, as previously described, the memory controller and / or the controller and / or the computer and / or the central computer may communicate with consumer devices. This can optimize household energy consumption because, for example, the devices can be controlled to draw power preferably at times of low prices and / or oversupply of electricity. In addition, the devices may be turned off or prompted to consume less power when low power is available. This can sometimes mitigate or partially offset the load on the grid during periods of high consumption.
In einem System, wie zuvor beschrieben, kann beispielsweise die Speichersteuerung und/oder ein Zentral- und/oder ein Zentralcomputer auf einer höheren Hierarchieebene eine, zwei, drei oder mehr Parameter erfassen und/oder bestimmen und/oder kann diese übertragen erhalten und optional dann auch auswerten. Die Parameter umfassen hierbei beispielsweise Informationen über den Energieverbrauch in der Vergangenheit, die, falls sie optional ausgewertet werden, beispielsweise Prognosen für den Energieverbrauch in der Zukunft zulassen können, eine Kennlinie und/oder die gemeinsame Kennlinie der Speicher, die ein optimales Anpassen der Stromaufnahme und/oder -abgabe an die Speicher ermöglichen können, Informationen über Betriebsparameter der Speicher, die zum einen ein Errechnen oder Bestimmen der Kennlinie und/oder Kennlinien ermöglichen können, die aber auch das Erfassen von Fehlermeldungen ermöglichen können. So kann beispielsweise eine Fehlermeldung erfasst werden durch eine der zuvor genannten Möglichkeiten und/oder die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Fehlers aufgrund der Änderung der Betriebsparameter in der Vergangenheit errechnet oder bestimmt werden. Auch kann beispielsweise der Ladezustand des oder der Speicher und/oder ihre Kapazität bestimmt werden. Dies kann beispielsweise eine Aussage über der abgebbaren und/oder aufnehmbaren Energie beispielsweise innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls von z. B. 1 Sekunde, 1 Minute oder 1 Stunde oder Zwischenwerten erlauben. Das vorgegebene Zeitintervall kann beispielsweise länger als 1, 2, 5, 10, 30, 60, 120, 500, 1000, 10.000 oder 100.000 Sekunden sein und/oder kürzer als 5, 10, 30, 60, 120, 500, 1000, 10.000, 100.000 oder 500.000 Sekunden sein. Als Parameter können auch der Zustand und/oder der Ladezustand des oder der Speicher abgefragt werden oder bekannt sein. Auch können in manchen Ausführungsformen Vorhersagen über das Wetter, Datum und Uhrzeit, aktuelle und vergangene Strompreise erfasst werden. Daraus kann dann beispielsweise eine Vorhersage über voraussichtlich zur Verfügung stehende Ressourcen zu einem zukünftigen Zeitpunkt erstellt werden, da das Wetter z. B. Einfluss auf die Gewinnung der Solar- und/oder Windenergie hat. Wenn man nun gleichzeitig auch die Information über den Energieverbrauch in der Vergangenheit beispielsweise des Verbrauchers und/oder des gesamten Stromnetzes berücksichtigt, kann unter Umständen eine sehr präzise Voraussage getroffen werden, wann Energie in der Zukunft benötigt wird oder in großen Mengen günstig zur Verfügung steht. Zusätzlich oder alternativ kann auch die Frequenz und/oder Spannung in dem Stromnetz erfasst werden, die ebenfalls einen Hinweis auf die vorhandene Strommenge und damit auch auf den aktuellen Strompreis liefern kann. Um Betriebsparameter in Wärmespeichern zu messen, umfassen diese bevorzugterweise ein Thermometer.For example, in a system as described above, the memory controller and / or a central and / or central computer may acquire and / or determine one, two, three or more parameters and / or may receive these, and optionally then also evaluate. The parameters include, for example, information about the energy consumption in the past, which, if optionally evaluated, for example, predictions for energy consumption in the future may allow a characteristic and / or the common characteristic of the memory, the optimal adjustment of power consumption and / or -delivery to the memory can provide information on operating parameters of the memory, which can allow on the one hand to calculate or determine the characteristic and / or characteristics, but can also enable the detection of error messages. For example, an error message can be detected by one of the aforementioned possibilities and / or the probability of the occurrence of an error due to the change of operating parameters in the past calculated or determined. Also, for example, the state of charge of the memory and / or its capacity can be determined. This may, for example, a statement about the deliverable and / or absorbable energy, for example, within a predetermined time interval of z. B. 1 second, 1 minute or 1 hour or intermediate values allow. For example, the predetermined time interval may be longer than 1, 2, 5, 10, 30, 60, 120, 500, 1000, 10,000 or 100,000 seconds and / or shorter than 5, 10, 30, 60, 120, 500, 1000, 10,000 , 100,000 or 500,000 seconds. As a parameter, the state and / or the state of charge of the memory or the memory can be queried or known. Also, in some embodiments, predictions about the weather, date and time, current and past electricity prices may be detected. From this, for example, a prediction of presumably available resources can be made at a future time, since the weather z. B. has influence on the production of solar and / or wind energy. Taking into account, at the same time, the information about past energy consumption, for example, of the consumer and / or the entire electricity grid, it may be possible to make a very precise prediction of when energy will be needed in the future or whether it will be available cheaply in large quantities. Additionally or alternatively, the frequency and / or voltage in the power grid can be detected, which can also provide an indication of the amount of electricity available and thus also on the current electricity price. In order to measure operating parameters in heat accumulators, these preferably comprise a thermometer.
Auch Informationen über die Produktion von elektrischer Energie aus anderen Energiequellen als der des Stromnetzes und/oder über die Produktion und den Preis von Energie aus anderen Energiequellen als der des Stromnetzes können erfasst und/oder ausgewertet werden. Sind beispielsweise mehrere große Versorger des Stromnetzes zum betrachteten oder einem zukünftigen Zeitpunkt nicht an das Stromnetz angebunden, so kann dieses zu einer Unterversorgung an vorhandener Energie führen. Auch kann die Erzeugung von Energie durch andere Quellen, zum Beispiel durch Öl- oder Gasbrenner für Heizungen oder Generatoren zu manchen Zeitpunkten günstiger sein als das Kaufen von Strom aus dem Netz, was ebenfalls berücksichtigt werden kann. Auch können die zuvor beschriebenen Bauteile Informationen über die in dem/den Speicher(n) in der Vergangenheit aufgetretenen Fehler erhalten. Die zuvor beschriebenen Informationen können alle an Speichersteuerung und/oder Zentralcomputer und/oder Zentralcomputer auf einer anderen Hierarchieebene gemeldet, übertragen oder geschickt werden. Dadurch können zentrale Erfahrungskurven und Erfahrungswerte beispielsweise für Energieaufnahme oder Abgabe in einem und/oder mehreren vorgegebenen Zeitintervallen errechnet und/oder bestimmt und/oder gespeichert werden.Also, information about the production of electrical energy from energy sources other than the electricity grid and / or the production and price of energy from energy sources other than the electricity grid can be recorded and / or evaluated. If, for example, several large utilities of the power grid are not connected to the power grid at the time in question or at a future time, this can lead to an undersupply of available energy. Also, the production of energy by other sources, for example by oil or gas burners for heaters or generators, may at some times be more favorable than buying electricity from the grid, which may also be taken into account. Also, the components described above may obtain information about the errors that have occurred in the memory (s) in the past. The information described above can all be reported, transmitted or sent to memory controller and / or central computer and / or central computer at another hierarchical level. As a result, central experience curves and empirical values, for example for energy intake or delivery in one and / or several predefined time intervals, can be calculated and / or determined and / or stored.
Auch momentan auftretende Fehler können erfasst werden. Dies kann eine Prognose über das Zurverfügungstehen des oder der Speicher in der Zukunft erlauben. Auch können Informationen über die Energieerzeugung in der Vergangenheit zur Verfügung stehen, aus denen auch möglicherweise ein Erfahrungswert abgeleitet werden kann und damit Prognosen für die Zukunft erstellt werden können.Also currently occurring errors can be detected. This may allow for a forecast of the availability of the storage or in the future. Also, information about the generation of energy in the past may be available, from which an empirical value may possibly be derived and thus forecasts for the future can be drawn up.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Speicher für elektrische Energie bei einem Stromerzeuger, wie beispielsweise einem Windkraftwerk, einem Gezeitenkraftwerk oder einer Fotovoltaikanlage, vorgesehen. Dies ermöglicht dem Erzeuger der elektrischen Energie, Energie zwischenzuspeichern und zu Zeiten abzugeben, zu denen eine hohe Vergütung des regenerativ erzeugten Stroms erfolgt. Die Spannung, die der Speicher aufnehmen kann oder abgeben kann, ist gleich der Spannung, die der Stromerzeuger erzeugen kann, oder die von dem Stromerzeuger in ein allgemeines Stromleitungsnetz einspeist werden kann.In a further advantageous embodiment, the memory for electrical energy in a power generator, such as a wind power plant, a tidal power plant or a photovoltaic system, is provided. This allows the electric power generator to store energy and deliver it at times when there is a high remuneration for the regeneratively generated electricity. The voltage that the memory can or can absorb is equal to the voltage which the generator can generate, or which can be fed by the generator into a general power line network.
Als Speicher für elektrische Energie bzw. für Wärmeenergie können z. B. auch öffentliche Großabnehmer oder Großversorger, z. B. Schwimmbäder wirken, die an einem Verbraucherstromnetz und/oder an einem Versorgerstromnetz angebunden sein können. In Zeiten eines Überangebots bzw. zu Zeiten, in denen Strom günstig ist oder die Abnahme vergütet wird, können z. B. die Schwimmbäder durch elektrischen Strom geheizt werden. Da Wasser eine hohe Wärmekapazität hat und Wärme daher vergleichsweise lang speichert, können damit Spannungsspitzen des Stromnetzes abgefangen werden und diese Energie genutzt werden. Auch damit kann beispielsweise die effiziente Nutzung von Strom erhöht werden, da erzeugte Energie nicht an den Kühltürmen abgegeben werden muss, sondern zu Heizzwecken verwendet werden kann.As storage for electrical energy or for heat energy z. As well as public bulk buyers or wholesale suppliers, z. B. Swimming pools act, which can be connected to a consumer power grid and / or to a utility power grid. In times of oversupply or at times when electricity is favorable or the decrease is compensated, z. B. the swimming pools are heated by electricity. Since water has a high heat capacity and therefore stores heat for a comparatively long time, voltage spikes in the power grid can be intercepted and this energy used. Also, for example, the efficient use of electricity can be increased because energy generated does not have to be delivered to the cooling towers, but can be used for heating purposes.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes System eine Möglichkeit umfassen, die Leistung von einer oder mehreren an ein System angeschlossene Fotovoltaikanlagen (Solarzellen) zu regeln, insbesondere am System angeschlossen Fotovoltaikanlagen abzuschalten und/oder deren Leistung zu reduzieren. Die Regelung der Leistung kann durch Zentralcomputer auf höheren Hierarchieebenen und/oder den Zentralcomputer und/oder einen Computer und/oder eine Speichersteuerungen und/oder eine Steuerung eines Speichers erfolgen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn z. B. aufgrund von starkem Sonnenschein das Netz an der Grenze zur Überlastung ist und weiteres Einspeisen von Strom die Netzstabilität gefährden könnte.In one embodiment of the invention, a previously described inventive system may include a way to regulate the performance of one or more connected to a system photovoltaic systems (solar cells), in particular connected to the system shut down photovoltaic systems and / or to reduce their performance. The regulation of the power may be effected by central computers at higher hierarchical levels and / or the central computer and / or a computer and / or a memory control and / or a control of a memory. This may be advantageous, for example, if z. B. due to strong sunshine, the network is at the limit of overloading and further feeding electricity could endanger the grid stability.
Ein erfindungsgemäßes System kann so ausbildet sein, dass, wenn aufgrund des Netzzustandes die weiter Abgabe an Strom an das Netz nicht möglich oder sinnvoll ist, der erzeugte Strom oder Teile des erzeugten Stromes direkt von einer oder mehreren, beispielsweise im System vorhandenen Fotovoltaikanlagen an einen oder mehrer im System vorhandene Speicher und/oder Wärmespeicher abgegeben werden kann, ohne dass der Strom zuvor in das Netz eingespeist wird. Damit kann zum Beispiel in Zeiten von windigen oder sonnigen Wetter einer Überlastung des Stromnetzes vorgebeugt werden oder eine solche verhindert werden. Die Steuerung dieses Vorganges kann über einen Zentralcomputer auf einer höheren Hierarchieebene und/oder einen Zentralcomputer und/oder einen Computer und/oder die Speichersteuerung und/oder die Steuerung eines Speichers erfolgen. Vorzugsweise ist es regelbar, welche Menge des erzeugten Stromes in das Netz und welche Menge in einen Speicher abgegeben wird.An inventive system can be formed so that, if due to the network state, the continued delivery of electricity to the grid is not possible or useful, the electricity generated or parts of the electricity generated directly from one or more, for example, in the system existing photovoltaic systems to one or several existing in the system memory and / or heat storage can be delivered without the power is previously fed into the grid. Thus, for example, in times of windy or sunny weather, an overload of the power grid can be prevented or prevented. The control of this process can take place via a central computer at a higher hierarchical level and / or a central computer and / or a computer and / or the memory control and / or the control of a memory. Preferably, it is adjustable, which amount of the generated electricity in the network and which amount is discharged into a memory.
Bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ist in den beiliegenden Figuren gezeigt. Dabei zeigt:Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the accompanying figures. Showing:
In der
Über die Speichersteuerung oder Steuerung
Der Verbraucher ist in der
Die Wohneinheit
Die Fotovoltaikanlage
Zu dem Speicher ist ein Computer
Jeder Wohneinheit
Die Steckdose
In
Mehrere Speichersteuerungen und/oder Steuerungen
Von den Zentralcomputern
Erkennbar ist in
Beim Entladen eines Speichers erfolgt in diesem Beispiel das Abgeben von Energie aus einem vollen Speicher schneller als bei einem beinahe leeren Speicher.When unloading a memory in this example, the discharge of energy from a full memory faster than an almost empty memory.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2009/052448 [0002] WO 2009/052448 [0002]
- WO 2008/125696 A2 [0003] WO 2008/125696 A2 [0003]
- WO 2009/112175 A1 [0004] WO 2009/112175 A1 [0004]
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DE102011080830A DE102011080830A1 (en) | 2011-08-11 | 2011-08-11 | Storage device of electric power supply system installed in house, has local power generator to control energy absorption from power supply unit, and controller that is provided to control electric power supply to power supply unit |
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