DE102013007087A1 - Verfahren und Anordnung zur Optimierung des Eigenstromverbrauchs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Optimierung des Eigenstromverbrauchs bei Eigenstromerzeugung. Ein Schwerpunkt liegt bei der Anwendung im Bereich der Photovoltaik. Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und eine Anordnung zu entwickeln mit dem/der selbst erzeugter Strom möglichst vollständig vor Ort verbraucht werden soll. Dabei sollen Verbraucher, die direkten Strombezug vermeiden sowie Batteriespeicher auch wie nach dem Stand der Technik bevorzugt werden. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst, indem kontinuierlich die Restleistung, die der Einspeiseleistung entspricht bestimmt wird, um sie direkt in flexiblen Verbrauchern, wie beispielsweise Heizstäben, zu nutzen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Optimierung des Eigenstromverbrauchs bei Eigenstromerzeugung. Ein Anwendungsschwerpunkt liegt bei Photovoltaik-Anlagen. Im Prinzip kann die Erfindung aber bei allen Systemen der Eigenstromerzeugung wie beispielsweise Windkraft, Blockheizkraftwerken usw. eingesetzt werden. Die Einspeisevergütung für Strom sinkt ständig, wobei aber auch die Kosten für die Stromerzeugungsanlagen sinken. Besonders bei kleineren Anlagen kann es sinnvoll sein, auf Stromeinspeisung bzw. Stromverkauf ganz zu verzichten und den Strom möglichst vollständig selbst zu verbrauchen. Durch den Anstieg der Heizkosten wird eine Nutzung von Reststrom (Strom der sonst eingespeist würde) immer wirtschaftlicher. Ein weiterer wirtschaftlicher Vorteil entsteht durch die Verringerung der Baukosten bei Verzicht auf Netzeinspeisung. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist teilweise schon jetzt wirtschaftlich auf thermische Solaranlagen, die häufig zur Brauchwassererwärmung verwendet werden, zu verzichten.
  • Nach dem Stand der Technik wird ständig die Differenz zwischen Verbrauch und Produktion ermittelt. Bei ausreichendem Produktionsüberschuss werden ggf. unter Berücksichtigung von Last- und/oder Produktionsvorhersagen Verbraucher automatisch zugeschaltet. Wenn kein Produktionsüberschuss mehr vorhanden ist, werden Verbraucher entsprechend abgeschaltet. Beispiele für Geräte nach dem Stand der Technik sind der Sunny-Home-Manager der Firma SMA oder der SolarLog 1000 der Firma Solare Datensysteme. Teilweise sind derartige Steuergeräte auch schon in Wechselrichter-Batterie-Einheiten integriert.
  • Bei Geräten nach dem Stand der Technik ist die Eigenstromnutzung nicht optimal. Stromverbraucher, wie beispielsweise Waschmaschinen oder Spülmaschinen haben, bedingt durch ihre sich temporär zuschaltenden Heizstäbe, einen sich ständig schnell ändernden Stromverbrauch. Herdplatten takten ständig und ändern damit ständig ihre Stromaufnahme. Eigenstromüberschüsse unterhalb der Zuschaltschwellen von Verbrauchern werden nicht genutzt. Hier entstehen erhebliche Reststrommengen, die in der Regel ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anordnung zu entwickeln mit dem/der selbst erzeugter Strom möglichst vollständig vor Ort verbraucht werden soll. Dabei sollen Verbraucher, die direkten Strombezug vermeiden sowie Batteriespeicher auch wie nach dem Stand der Technik bevorzugt werden.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnung wird durch die Merkmale des ersten anordnungsbezogenen Anspruchs charakterisiert. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind durch Unteransprüche gegeben.
  • Das erfindungsgemäße Eigenverbrauchssteuergerät 13 (EVS) wird grundsätzlich als separates Gerät realisiert. Es kann aber auch in eine Batterie-Wechselrichtereinheit integriert werden.
  • Für eine möglichst effektive Funktion der Erfindung sind genaue Messwerte, die möglichst in Echtzeit und mit hoher Auflösung zur Verfügung stehen, besonders wichtig. Mit Verzögerung zur Verfügung stehende oder zu ungenaue Messwerte führen dazu, dass entweder Kosten durch unnötigen Strombezug entstehen oder vorhandener Eigenstrom nicht verbraucht wird. Ein sinnvoller Wert für die Auflösung liegt bei 1–10 Watt. Welche physikalischen Schnittstellen mit welchen Protokollen für die Übertragung der Messwerte verwendet werden, ist beliebig, da sie durch Funktionseinheiten zur Schnittstellenanpassung 10, 12 angepasst werden.
  • Die Messwerte werden entweder durch Stromzähler 22, 2b mit geeigneten Schnittstellen 7, 2c oder durch spezielle einzubauende Leistungsmessgeräte 3 erzeugt. Viele Wechselrichter stellen den Messwert für die aktuelle Produktionsleistung an Schnittstellen wie z. B. RS485 zur Verfügung. Bei ausreichender Genauigkeit sowie ausreichend schneller Aktualisierung sind diese Messwerte verwendbar.
  • Bei der gebräuchlichen SO Schnittstelle, mit ihren üblichen 1000–2000 Impulsen pro kWh, ist die Auflösung für die Erfindung zu gering. Um sie für die Erfindung nutzbar zu machen, wird die Zahl der Impulse pro kWh stark erhöht. Ein Wert zwischen 1000000 und 10000000 Impulsen pro kWh ist hier sinnvoll. Bei einer Leistung von 1000 W werden pro Sekunde bei 1000000 Impulsen pro kWh ca. 278 Impulse erzeugt, was einer Frequenz von 278 Hz entspricht. Eine Leistung von 1 W erzeugt eine Frequenz von 0,278 Hz bzw. 2.78 Hz bei 10000000 Impulsen pro Sekunde. Mit diesen Werten ist eine ausreichende Regelgenauigkeit der Erfindung zu erzielen.
  • Als weitere Quellen für Leistungsmesswerte sind D0 Schnittstellen oder auch Netzwerkschnittstellen (z. B. Ethernet, WLAN) an Zählern oder Messgeräten möglich. Hier werden die Messwerte als Bestandteil von Zeichenketten übertragen.
  • Bei Anlagen, bei denen Eigenverbrauch vorgesehen ist, ist einem Bezugszähler 2 mit Rücklaufsperre ein Einspeisezähler mit Rücklaufsperre 2a parallel geschaltet. Ersatzweise wird häufig ein Zweirichtungszähler 2b für beide Funktionen eingesetzt. Für den Fall, dass der Einspeisezähler bzw. die entsprechende Funktionseinheit des Zweirichtungszählers an einer Schnittstelle 2c Leistungsmesswerte für die Stromeinspeisung mit der o. a. Genauigkeit liefern können, sind sie für die erfindungsgemäße Lösung als alleinige Datenquelle verwendbar.
  • Der Einspeisezähler bzw. die entsprechende Funktionseinheit des Zweirichtungszählers 2a ist dann mit einer der Schnittstellen 9, 10, deren Funktion im zentralen Rechnersystem 14 entsprechend konfiguriert ist, verbunden. Die Messeinrichtung Einspeiseleistung 4 und Verbrauch 22 können in diesem Beispiel entfallen. Das gleiche gilt bei Einsatz einer Leistungsmesseinrichtung 3.
  • Erfindungsgemäß wird nun ständig die zur Verfügung stehende Reststromleistung ermittelt. Die nach dem Stand der Technik erfolgenden Zu- bzw. Abschaltungen von direkt Stromeinkauf vermeidenden Verbrauchern, wozu auch Batteriesysteme gehören, sollen hier schon berücksichtigt sein. Die Reststromleistung im erfindungsgemäßen Sinn ist die Leistung, die noch nach der Zu- bzw. Abschaltung der o. a. Verbraucher zur Verfügung steht, wenn das vorgesehen ist, denn das erfindungsgemäße Eigenverbrauchssteuergerät ist auch ohne die o. a. Zu- bzw. Abschaltungen betreibbar.
  • Varianten zur Bestimmung der Restleistung:
    • 1. Ein bzw. mehrere Wechselrichter 5 werden über eine Kommunikationsschnittstelle (RS485) 5a mit einem Eingang 23 des Eigenverbrauchssteuergeräts verbunden. Alternativ kann dem/n Wechselrichter/n ein Leistungsmessgerät nachgeschaltet werden, welches dann mit einem der Eingänge des Eigenverbrauchssteuergeräts verbunden ist. Die Eigenverbrauchsleistung wird mit einem Leistungsmessgerät bzw. einem Zähler 22 erfasst. Er ist mit seiner Kommunikationsschnittstelle 7 ebenfalls mit dem Steuergerät verbunden. Mit Hilfe des Rechnersystems 14 werden die Messwerte ständig erfasst. Durch Abzug des Wertes für die Verbrauchsleistung von dem Wert der Produktionsleistung wird der Wert für die Restleistung, die der Einspeiseleistung entspricht, ermittelt. Ein negativer Wert bedeutet Strombezug aus dem Netz. Da diese Variante auch den Wert der Bezugsleistung bestimmt, kann mit ihr die Einspeiseleistung zu 0 geregelt werden.
    • 2. Ein Leistungsmessgerät 3 misst die Leistung, die aktuell eingespeist wird. Es ist z. B. über eine Impulsschnittstelle (S0) mit dem EVS verbunden. Die Impulszahl sollte wie o. a. stark erhöht sein. 1 Hz pro Watt ist hier ein sinnvoller Wert. Der ermittelte Wert kann im Rechnersystem 14 direkt als Wert für die Restleistung verwendet werden. Eine Auswertung der Periodendauer der Eingansimpulse an Stelle einer Frequenzmessung verkürzt die Zeit der Messwerterfassung.
    • 3. Ein Einspeisezähler 2b/2a liefert im Prinzip den gleichen Messwert wie das Messgerät 3.
    • 4. Der Messwert eines Bezugszählers 2 wird genutzt. Immer wenn Strom bezogen wird ist kein Reststrom vorhanden.
    • 5. Die D0-Schnittstelle eines Zweirichtungszählers wird genutzt, indem beispielsweise geeignete Messwerte aus den zyklisch gesendeten SML-Telegrammen genutzt werden (Port 2c mit einer D0 Schnittstelle am EVS verbunden).
  • Aus dem ermittelten Wert für die Restleistungshöhe wird nun die Stellgröße für den/die Reststromverbraucher, im Folgenden RSV genannt, im Rechnersystem 14 gebildet. Als RSV geeignet sind Verbraucher deren Leistungsaufnahme im weiten Bereich regelbar ist. Besonders geeignet sind Geräte zur Wassererwärmung (z. B. Heizstäbe oder Durchlauferhitzer) die zur Brauchwassererwärmung und ggf. zur Heizungsunterstützung verwendet werden.
  • Bei einer aktuellen Restleistungshöhe von z. B. 3000 Watt wird eine Stellgröße gebildet, die den RSV veranlasst mit 3000 Watt Aufnahmeleistung zu arbeiten. Der aktuelle Wert für die Restleistung ist dann wunschgemäß 0. Bei Zunahme der Sonneneinstrahlung um 500 Watt wird wieder ein Restleistungswert von 500 Watt ermittelt. Entsprechend wird die Stellgröße auf 3500 W erhöht, was wieder eine Restleistungsmenge 0 zur Folge hat. Wenn nun ein Gerät mit 600 Watt zugeschaltet wird, geht der Restleistungswert auf –600 W, was 600 W Bezugsleistung entspricht. Die Stellgröße wird auf 2900 Watt gesenkt, um die Restleistung wieder auf 0 zu steuern.
  • Wenn der Wert für die Restleistung durch Messung der Einspeiseleistung ermittelt wird, kann z. B. bei Impulseingangsfrequenz 0 Hz kein Wert für die Bezugsleistung bestimmt werden. Um hier einen aktuellen Stellwert zu erzeugen, wird durch 14 der Stellwert kurz auf 0 (Austastung) gesetzt. Hier wird dann eine Restleistung von 2900 Watt gemessen und die Stellgröße entsprechend auf 2890 aktualisiert, um die Restleistung wieder auf einen Wert minimal über 0 (10 W) zu regeln. Ein minimaler Wert über 0 ist notwendig, um weitere Zuschaltungen zu erkennen und um dann mit einem weiteren Austastzyklus zu reagieren.
  • In einer vorteilhaften Variante wird der durch Austastung ermittelte Restleistungswert gespeichert. Wenn der/die folgende/n, durch Austastung ermittelten Werte gleich ist/sind, wird die Stellgröße direkt nach diesen Werten bestimmt bis sich kein Restleistungswert 10 Watt mehr ergibt.
  • Der taktende Heizstab einer Waschmaschine erzeugt zyklisch immer die gleiche Zusatzlast, die dann gezielt ausgeglichen wird. Alternativ (oder auch zur Feinreglung) zur/der Austastung kann der aktuelle Restleistungswert auch durch schnelles, kontinuierliches Absenken der Leistung des RSV bei gleichzeitiger ständiger Messung erfolgen. Der aktuelle Wert ist gefunden, wenn am Impulseingang wieder Impulse eintreffen, was eine minimale Einspeisung/Restleistung anzeigt. Hier kann dann die aktuelle Stellgröße beibehalten werden. Ein Nachteil dieser Variante ist die Regelgeschwindigkeit In Zukunft besteht die Möglichkeit, dass Strom aus dem öffentlichen Netz zu bestimmten Zeiten (Sturm und Sonne am Wochenende) sehr günstig angeboten wird. Um dann bei Kunden den Stromverbrauch direkt anzupassen, ist es sinnvoll die temporäre Tarifsenkung elektronisch (z. B. über eine geeignete Schnittstelle am Zähler) auszugeben bzw. abrufbar zu machen. Das EVS 13 hat hierfür einen Port 25, der mit dem Zähler verbunden wird, sowie eine Anpassungsschaltung 26. Selbstverständlich ist auch der LAN-Port 16 hierfür nutzbar.
  • Die Tarifsenkung wird entweder durch einen Kontakt, vergleichbar mit der Nachtstromtechnik oder durch Tarifwerte (Cent/kWh) dargestellt. Bei Tarifwerten ist durch den Benutzer das Verhalten des EVS 13 (Waschmaschine starten, Brauchwasser erwärmen, Batterie laden ...) in Abhängigkeit vom Strompreis zu konfigurieren. Bei der Kontakt-Variante ist für die Aktivierungssituation ein Strompreis hinterlegt. Denkbar sind auch Aktionen in Abhängigkeit von über das Internet bezogenen Werten für aktuelle öl- bzw. Gaspreise. In vergleichbarer Weise können auch Tarifinformationen über den/einen aktuellen Einspeisetarif übermittelt werden. Bei einem möglichen temporär erhöhten Einspeisetarif bei Strommangel im Netz wird die erfindungsgemäße Restleistungsverwertung gestoppt. Im Extremfall kann sogar gespeicherter Batteriestrom ins Netz eingespeist werden. Durch die Verarbeitung von Tarifinformationen kann das erfindungsgemäße EVS zur Netzstabilität beitragen.
  • Varianten für die Ausgabe der Stellgröße/n:
    • 1. Stellgröße als Steuerspannung: Am EVS 13 ist ein Ausgang für Steuerspannung 19 angeordnet. Die Spannung, die eine bestimmte Regelleistung einstellen soll, ist im Prinzip frei konfigurierbar. Beispielsweise kann mit dem gebräuchlichen Spannungsbereich 0–10 Volt ein Steuergerät vor einem Heizstab direkt angesprochen werden. Eine Spannung von 0–10 Volt bestimmt dann bei einem beispielhaften Heizstab von 10 kW ein Leistungsspektrum von 0–10 kW. Um eine Leistung von 5 kW einzustellen gibt das EVS 13 dann am Port 19 eine Spannung von 5 Volt aus.
    • 2. Stellgröße als Frequenz: Am EVS 13 wird ein Ausgang 18 für Steuerfrequenz angeordnet. Die Frequenz, die eine bestimmte Regelleistung einstellen soll, ist auch hier frei konfigurierbar. Denkbar ist eine Zuordnung von 1 Hz pro Watt. Der o. a. Heizstab würde dann mit 5000 Hz auf 5 kW eingestellt. Die entsprechende Schaltung zur Umsetzung ist beim Heizstab vorzusehen. Alternativ zur Frequenzhöhe kann auch mit Pulsweitenmodulation gearbeitet werden. Die Stellgröße wird dann durch das Impuls-Pausenverhältnis dargestellt. 40% Impuls zu 60% Pause würden dann beispielsweise eine Leistung von 4 kW einstellen.
    • 3. Datenausgabe über RS485 Schnittstelle: Im EVS 13 wird eine Zeichenfolge gebildet, die mindestens den Wert der Stellgröße für den beispielhaften Heizstab enthält. Sie wird zyklisch und/oder bei Änderungen gesendet. Denkbar sind auch Sendungen als Reaktion auf Anfragen. Ein Wertebereich zwischen 00000–10000 würde eine Leistungsaufnahme zwischen 1–10000 Watt einstellen.
    • 4. Datenausgabe über Netzwerk: Als Netzwerke sind alle gängigen Arten wie LAN 16, WLAN, Bluetooth usw. verwendbar. Die Daten vergleichbar mit Variante 3 werden zyklisch und/oder bei Änderungen an alle Stationen oder zu vorkonfigurierten Adressen gesendet.
    • 5. An externen über ein Netzwerk mit EVS 13 verbindbaren Umsetzereinheiten werden Schnittstellen vergleichbar mit den Ports 18 und 19 zur Steuerung per Spannung bzw. Frequenz angeordnet. Sie setzen Zeichenfolgen nach Version 3 entsprechend um (z. B. 00000–10000 auf 0–10 V).
    • 6. Eine Funksteckdose wird um ein Leistungsregelmodul (vergleichbar Dimmer) erweitert. Sie ist über ein Netzwerk (WLAN, Bluetooth) oder über ein propritäres Funksystem 21 mit dem EVS 13 verbunden. Denkbar sind aber auch Verbindungen über LAN oder Powerline. Ein an dieser Steckdose betriebener Heizstab mit einer Leistung von 3600 Watt ist für die Warmwasserversorgung eines Einfamilienhauses in der Regel ausreichend.
  • In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird die Stellgröße für Restromverbraucher zeitlich verschoben an mindestens zwei Ausgängen ausgegeben. An Ausgang 19 wird z. B. eine Stellgröße für 2 kW für einen Reststromverbraucher erster Priorität (z. B. ein Batteriebetriebenes Fahrzeug) ausgegeben. Eine nachfolgende Messung ergibt, dass immer noch eine Restleistung von 1 kW vorhanden ist. Der RSV an 19 kann die angebotene Restleistung nur zum Teil nutzen. Darauf hin wird am Ausgang 18 eine Stellgröße für 1 kW für einen Reststromverbraucher zweiter Priorität (z. B. ein Heizstab) ausgegeben. Bei Zuschaltung weiterer Lasten oder beim Absinken der Produktionsleistung wird zuerst die Stellgröße für den Reststromverbraucher zweiter Priorität abgesenkt. In vergleichbarer Weise kann die Stellgröße über ein Netzwerk (LAN 16) an verschiedene Zieladressen ausgegeben werden.
  • Bei Warmwasserspeichern ist vorteilhaft mit mindesten 2 Heizstäben zu arbeiten. Als erstes wird ein oberer Heizstab betrieben bis eine Solltemperatur (z. B. 55 Grad) erreicht ist. Nach Erreichen der Solltemperatur wird der obere Heizstab abgeschaltet und ein unterer Heizstab eingeschaltet um den gesamten Speicher zu erwärmen. Die Lösung hat den Vorteil, dass im oberen Speicherbereich schnell eine kleinere Menge Wasser auf Solltemperatur erhitzt wird. Hierdurch soll der unwirtschaftliche Start der Nachheizung (öl-, Gaskessel) vermieden werden.
  • Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel weiter erläutert. Das Beispiel ist in 1 dargestellt und soll eine denkbare Situation für ein Einfamilienhaus darstellen. Die Solaranlage hat eine maximale Leistung von 5 kW und leistet in diesem Beispiel zu Anfang kontinuierlich 4 kW. Der Wert für die aktuell produzierte Leistung wird über den RS485 Port 5a des Wechselrichters 5 zum entsprechenden RS485 Port 23 des EVS 13 übertragen. Der Wert für die aktuelle Verbrauchsleistung wird mit der Leistunsmesseinrichtung 22 gemessen. Sie hat einen Impulsausgang 7 der pro Watt eine Frequenz von 1 Hz ausgibt und ist mit einem Impulseingang 11 des EVS verbunden. Zur Brauchwassererwärmung ist ein 300 Liter Speicher mit einem 10 kW Heizstab vorhanden. Dem Heizstab ist ein Leistungssteuergerät vorgeschaltet, dass mit einer Steuerspannung von 0–10 Volt eine Leistung zwischen 0 und 10000 Watt steuern kann. Das Leistungssteuergerät ist mit dem Ausgang 19 des EVS verbunden. Die Zuordnungswerte 1 Hz pro Watt für Port 11 und 1000 Watt pro Volt für Port 19 sind per Konfiguration im EVS hinterlegt.
  • Der aktuelle Verbrauch des Hauses soll bei 500 W liegen.
  • Funktionsabfolge:
    • 1. Das EVS wird eingeschaltet.
    • 2. Die aktuellen Messwerte für Produktion (von 5a – 4000 W) und Verbrauch (von 7–500 W) werden übernommen.
    • 3. In 14 wird der Verbrauchswert vom Produktionswert abgezogen. Das Ergebnis (3500 Watt) ist der Wert für die aktuelle Einspeiseleistung bzw. Restleistung.
    • 4. Durch 14 wird eine Stellgröße für 3500 Watt als Spannung (3,5 Volt) über 20 und 19 zum Leistungssteuergerät vor dem Heizstab ausgegeben.
    • 5. Der Heizstab heizt mit einer Leistung von 3500 Watt.
    • 6. Bestimmung der Restleistung nach Punkt 1–3. (Ergebnis 0 Watt) Die Restleistung wird ständig weiter bestimmt.
    • 7. Ereignis: Die Produktionsleistung geht auf 3800 W zurück.
    • 8. Die Bestimmung der Restleistung ergibt einen Wert von –200 Watt.
    • 9. Die Stellgröße am Ausgang 19 wird auf 3,3 Volt gesenkt.
    • 10. Der Heizstab heizt mit einer Leistung von 3300 Watt.
    • 11. Bestimmung der Restleistung nach Punkt 6 Ergebnis: 0 Watt
    • 12. Ereignis: Im Haus wird ein Verbraucher (Waschmaschine, Heizstab) mit 3500 Watt zugeschaltet.
    • 13. Die Bestimmung der Restleistung ergibt einen Wert von –3500 Watt.
    • 14. Die Stellgröße am Ausgang 19 wird auf 0,0 Volt gesenkt.
    • 15. Der Heizstab heizt mit einer Leistung von 0 Watt.
    • 16. Bestimmung der Restleistung nach Punkt 6 Ergebnis: –200 Watt
  • Das Verfahren wird ständig so weitergeführt mit dem Ziel die Restleistung ständig zu 0 zu bringen. Beispielsweise wird die Last einer sich durch Taktung (Austastung) regelnden Herdplatte bei Austastung durch den Heizstab übernommen.
  • Regelungenauigkeiten gleicht das System automatisch aus. Wenn beim Zyklus bei Punkt 11 eine Restleistung von. beispielsweise 20 W verbleibt wird die Stellgröße auf entsprechend um 0,02 V auf 3,32 V erhöht. Denkbar ist auch ein Zielkorridor für die Restleistung von z. B. 15 Watt um die Systembelastung zu reduzieren.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lösung entstehen immer Bezugs- bzw. Restleistungsimpulse. Wenn eine Herdplatte zuschaltet vergeht eine gewisse Zeit bis der Heizstab im Brauchwasserspeicher entsprechend abgeregelt ist (z. B. 1500 Watt für 0,8 S). Die Impulse können durch analoge Ausführungen der Erfindung vermieden werden. Hierzu ist es vorteilhaft wenn die Messwerte für Produktions- und Verbrauchsleistung als analoge Werte (z. B. 0–10 Volt) vorliegen. Ein Differenzverstärker mit nachgeschalteter Anpassungsschaltung erzeugt dann die Stellgröße für den Heizstab.
  • Ein Ölheizkessel hat im Sommerbetrieb einen Nutzungsgrad von ca. 50%. Bei einem Ölpreis von 80 Cent pro Liter ergibt sich ein Preis für eine kWh von ca. 16 Cent pro kWh. Dieser Preis entspricht der aktuellen Einspeisevergütung. Die Erfindung ist damit schon jetzt wirtschaftlich einsetzbar.
  • Verwendete Abkürzungen:
    • RSV
      Reststromverbraucher
      EVS
      Eigenverbrauchssteuergerät
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    öffentliches Stromnetz
    2
    Bezugszähler: separat oder als Bestandteil eines Zweirichtungszählers
    2a
    Einspeisezähler separat oder als Bestandteil eines Zweirichtungszählers
    2b
    Zweirichtungszähler
    2c
    Datenausgang Einspeisezähler
    3
    Leistungsmesseinrichtung Einspeiseleistung
    4
    Ausgangsport Messwert Einspeiseleistung
    5
    Wechselrichter
    5a
    RS485 Schnittstelle des Wechselrichters 5
    6
    PV-Module
    7
    Ausgangsport Leistungsmesseinrichtung bzw. Zähler Verbrauch
    8
    Verbraucher
    9
    Eingang für Messwerte Produktion/Einspeisung
    10
    Funktionseinheit Schnittstellenanpassung (Impulseingang)
    11
    Eingang für Messwerte Verbrauch (Impulseingang)
    12
    Funktionseinheit Schnittstellenanpassung
    13
    Eigenverbrauchssteuergerät (EVS)
    14
    Zentrales Rechnersystem
    15
    Funktionseinheit Schnittstellenanpassung Netzwerk
    16
    Port Netzwerk
    17
    Funktionseinheit Schnittstellenanpassung Frequenz
    18
    Ausgang Steuerfrequenz
    19
    Ausgang Steuerspannung
    20
    Funktionseinheit Schnittstellenanpassung Spannung
    21
    Funksystem mit Anpassung
    22
    Leistungsmesseinrichtung bzw. Zähler Verbrauch
    23
    Port RS485
    24
    Anpassung Port RS485
    25
    Eingang für Strompreisinformation
    26
    Funktionseinheit Schnittstellenanpassung Eingang Strompreis

Claims (10)

  1. Verfahren zur Optimierung des Eigenstromverbrauchs bei Eigenstromerzeugung durch Reststromnutzung nach Zu- beziehungsweise Abschaltung von Verbrauchern, die direkten Strombezug vermeiden dadurch gekennzeichnet, dass kontinuierlich die genaue Differenz zwischen Stromproduktion und Stromverbrauch und damit die Überschussleistung/Einspeiseleistung ermittelt wird, dass entsprechend dieser Differenz zeitnah aktualisierte Steuerinformationen erzeugt werden und dass diese Steuerinformation geeigneten Verbrauchern über mindestens eine geeignete Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerinformation eine Steuerspannung ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerinformation eine Steuerfrequenz ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerinformation ständig eine aktuelle Zeichenfolge gebildet wird und dass diese Zeichenfolge über. eine serielle Schnittstelle (16, 23) ausgegeben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerinformation ständig eine aktuelle Datei gebildet wird und dass diese Datei über eine serielle Schnittstelle (16, 23) abrufbar ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass durch zeitversetzte Ausgabe an den Schnittstellen bestimmten Verbrauchern Vorrang für die Nutzung der Überschussleistung eingeräumt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Batteriespeicher als vorrangiger Verbraucher bevorzugt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Überschussleistung durch mindesten 2 Heizstäbe in einem Brauchwasserspeicher genutzt wird, dass die Überschussleistung zuerst in einem oberen Heizstab verwendet wird und dass bei Ereichen einer Solltemperatur im oberen Bereich des Speichers der obere Heizstab abgeschaltet und der untere Heizstab entsprechend der aktuellen Überschussleistung zugeschaltet wird.
  9. Anordnung zur Optimierung des Eigenstromverbrauchs bei Eigenstromerzeugung durch Reststromnutzung nach Zu- beziehungsweise Abschaltung von Verbrauchern, die direkten Strombezug vermeiden dadurch gekennzeichnet, dass an Eigenverbrauchssteuergeräten beziehungsweise an Eigenverbrauchssteuergeräte enthaltenden Batterie-Wechselrichter-Einheiten mindestens eine geeignete Schnittstelle zur Ausgabe der Steuerinformationen angeordnet wird.
  10. Anordnung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass an über ein Netzwerk mit Eigenverbrauchssteuergeräten beziehungsweise mit Eigenverbrauchssteuergeräte enthaltenden Batterie-Wechselrichter-Einheiten verbindbaren Umsetzereinheiten geeignete Schnittstellen zur Ausgabe der Steuerinformation angeordnet werden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202015001807U1 (de) * 2015-03-06 2016-06-10 Gebr. Tuxhorn Gmbh & Co. Kg System zur Beladung eines Warmwasserspeichers
DE102015001079A1 (de) * 2015-01-28 2016-07-28 Eckhard Kienscherf Schaltungsanordnung zur stufenlosen Leistungssteuerung eines Stromverbrauchers in Abhängigkeit von der momentanen Leistung einer Photovoltaik- oder Windkraftanlage

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EP3064858A1 (de) * 2015-03-06 2016-09-07 Gebr. Tuxhorn GmbH & Co. KG System zur beladung eines warmwasserspeichers

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