DE102013108944B4 - Verfahren für einen Strombezug eines Elektroautos und Kontrollsystem hierfür - Google Patents

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Abstract

Verfahren für einen Strombezug eines Elektroautos (22) bei einem Tankvorgang an einer Stromtankstelle (30), welche an ein als Elektrizitätsversorgungsnetz ausgebildetes Stromnetz (15) angeschlossen ist, wobei
a) eine PV-Anlage (10) oder andere häusliche Anlage zur Stromerzeugung an einem ersten Messsystem (16) Strom in das Stromnetz (15) einspeist und das Elektroauto (22) Strom an einem zweiten Messsystem (26) von der externen Stromtankstelle (30) aus dem Stromnetz (15) bezieht, und
b) die beiden Messsysteme (16, 26) in ein Kommunikationsnetz (20) eingebunden sind und wenigstens mittelbar miteinander in Kommunikationsverbindung (K1, K2) stehen, dadurch gekennzeichnet, dass
c) für eine Kontrolle der von der Stromtankstelle (30) bezogenen Strommenge des Elektroautos (22) der Strombezug am zweiten Messsystem (26) mittels der Kommunikationsverbindung (K1, K2) mit der Stromeinspeisung am ersten Messsystem (16) synchronisiert ist, indem
d) aus den Messdaten des ersten Messsystems (16) und den Messdaten des zweiten Messsystems (26) der Saldo der am ersten Messsystem (16) von der PV-Anlage (10) eingespeisten Strommenge und der am zweiten Messsystem (26) vom Elektroauto (22) bezogenen Strommenge errechnet wird,
e) die Synchronisation der am zweiten Messsystem (26) bezogenen Strommenge mit der am ersten Messsystem (16) eingespeisten Strommenge zeitlich aktuell erfolgt,
f) das erste Messsystem (16) mittels einer ersten Kommunikationsverbindung (K1) seine Messdaten an einen ersten Messstellenbetreiber (21) oder Messdienstleister sendet, welcher mittels einer zweiten Kommunikationsverbindung (K2) in Datenaustausch mit dem zweiten Messsystem (26) steht und dessen Messdaten empfängt, und welcher die Messdaten des ersten Messsystems (16), oder den Saldo der am ersten Messsystem (16) eingespeisten Strommenge und der am zweiten Messsystem (26) bezogenen Strommenge, an das zweite Messsystem (26) sendet,
g) der Saldo laufend anhand der empfangenen Messdaten von erstem und zweiten Messsystem (16, 26) aktualisiert wird, und
h) wenn der Saldo der von der PV-Anlage (10) am ersten Messsystem (16) eingespeisten Strommenge und der vom Elektroauto (22) am zweiten Messsystem (26) bezogenen Strommenge sich einem Stand von Null nähert oder diesen erreicht, der Tankvorgang unabhängig vom Ladezustand des Elektroautos (22) abbricht oder eine Warnung erzeugt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 und ein Kontrollsystem hierfür mit den Merkmalen des Anspruches 5.
  • In der DE 10 2011 075 529 A1 ist ein Verfahren beschrieben für einen Strombezug eines Elektroautos bei einem Tankvorgang an einer Stromtankstelle, welche an ein Stromnetz angeschlossen ist. Ein Ladekabel des Elektroautos ist mit einem intelligenten Stecker versehen, welcher mit der passenden Stromtankstelle kommuniziert. Nach einer Authentifizierung beginnt der Tankvorgang. Die EP 2 324 327 B 1 beschreibt ein mobiles Messsystem, welches ebenfalls mit der Stromtankstelle kommuniziert. Auch hier ist ein ausgefeiltes Authentifizierungs- und Abrechnungssystem für den Tankvorgang vorgesehen.
  • Die EP 2 367 255 A1 offenbart ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem ein Elektroauto vorzugsweise Strom aus einer Stromtankstelle eines häuslichen Stromnetzes bezieht, welches von einer PV-Anlage mit elektrische Energie gespeist wird und welches auch häusliche Verbraucher von elektrischer Energie umfasst. Das häusliche Stromnetz, in welchem Erzeugung und Verbrauch genau verrechnet werden, ist energetisch möglichst autark, d.h. das öffentliche Stromnetz dient lediglich als Zwischenspeicher für die elektrische Energie. Bei einer Verlagerung des Strombezugs des Elektroautos weg vom Haus an eine externe Stromtankstelle werden die abweichenden Kosten berücksichtigt. Die benutzten Messsysteme sind alle durch Funkverbindungen in ein Kommunikationsnetz eingebunden.
  • Die DE 10 2011 121 250 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Ladungsspeichers eines Elektrofahrzeuges. Dabei werden ein erster Ladegleichstrom , der aus einer externen Photovoltaikzelle stammt, und ein zweiter Ladegleichstrom, der aus einem Energieversorgungsnetz stammt, zusammengeführt, um einen vorgegebenen Gesamtladestrom zu liefern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern und ein Kontrollsystem hierfür zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und ein Kontrollsystem mit den Merkmalen des Anspruches 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Durch Förderung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz sind viele PV-Anlagen auf Häusern entstanden. Der Strom wird, sofern kein oder kein ausreichender Eigenverbrauch vorliegt, in der Regel in das Stromnetz eingespeist, was tagsüber und insbesondere in der Mittagszeit zu Stromspitzen führt. Eine Speicherung in Akkumulatoren ist wegen deren Anschaffungskosten wirtschaftlich nicht sinnvoll. Andererseits steigt die Anzahl von Elektroautos, worunter vorliegend auch andere mobile Speicher- und Verbrauchseinheiten verstanden werden sollen, beispielsweise Elektroroller oder Segways. Insbesondere wenn das Elektroauto für den Weg zur Arbeit benutzt wird, ist es nicht zu Hause, wenn die PV-Anlage tagsüber Strom für einen Tankvorgang des Elektroautos als Eigenverbrauch liefern könnte. Wenn der Betreiber der PV-Anlage auch ein Elektroauto besitzt, ist es sinnvoll, den Eigenverbrauch auch vom Haus weg zu einer Stromtankstelle, im einfachsten Fall zu einer Steckdose (mit Schutzkontakt), zu verlagern, an welcher das Elektroauto tagsüber, insbesondere in der Mittagszeit, seinen Tankvorgang durchführen kann.
  • Diese Möglichkeit der Verlagerung des Eigenverbrauchs wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kontrolle des Strombezugs geschaffen. Aufgrund der Kommunikationsverbindung verfügt das mobile, zweite Messsystem über laufende, integrierte oder saldierte Informationen über die am ersten Messsystem ins Stromnetz eingespeiste Strommenge. Entsprechend kann der Tankvorgang hierzu synchronisiert werden, d.h. das Elektroauto bezieht durch den Tankvorgang vorzugsweise höchstens die für den Eigenverbrauch zur Verfügung stehende und bereits in das Stromnetz eingespeiste Strommenge. Geeignete Verbindungen und Geschäftsbeziehungen zwischen Messstellenbetreibern, Netzbetreibern und Lieferanten erlauben eine Verrechnung der vom Elektroauto bezogenen Strommenge mit der ins Stromnetz eingespeisten Strommenge.
  • Die für das Kontrollsystem verwendeten Messsysteme sind - im Sinne der Definition im Energiewirtschaftsgesetz - Messeinrichtungen, die in ein Kommunikationsnetz eingebunden sind oder eingebunden werden können. Hierauf basieren die verwendeten Kommunikationsverbindungen, insbesondere mit dem Messstellenbetreiber. Die Stromtankstelle befindet sich vorzugsweise dort, wo das Elektroauto tagsüber während der Arbeit abgestellt wird, beispielsweise auf dem Hof des Arbeitgebers. Die Stromtankstelle kann sich auch an Häusern von Privatpersonen, zu denen der Besitzer des Elektroautos ein bekanntschaftliches oder verwandtschaftliches Verhältnis hat, oder an öffentlichen Einrichtungen, wie beispielsweise Hotels, Gaststätten, Sportvereinsheimen, Restaurants, befinden, wo Besuche und Aufenthalte während der Freizeit des Besitzers mit seinem Elektroauto erfolgen. Eine spezielle technische Ausgestaltung der Stromtankstelle ist nicht notwendig. Jedoch können, um einen unerlaubten Strombezug zu vermeiden, bauliche Sicherungsmechanismen oder eine Authentifizierung vorgesehen sein.
  • Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
    • 1 eine schematische Darstellung von Haus, Stromtankstelle, Elektroauto und Netzen,
    • 2 eine Seitenansicht des mobilen, zweiten Messsystems, und
    • 3 eine weitere Seitenansicht von 2.
  • Eine PV-Anlage 10 (Anlage zur Erzeugung von Strom aus solarer Strahlungsenergie) ist auf einem Haus 12 installiert, beispielsweise auf der Dachfläche. In an sich bekannter Weise wird der von der PV-Anlage 10 erzeugte Gleichstrom mittels eines Wechselrichters 14 im Haus 12 in Wechselstrom umgewandelt. Der erzeugte Wechselstrom wird, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Zwischen-Messeinrichtung, an einer Messstelle des Hauses 12 in ein angeschlossenes Stromnetz 15 eingespeist.
  • Das Stromnetz 15 (Elektrizitätsversorgungsnetz) bezeichnet zusammenfassend die miteinander verknüpften Verteilernetze, Übertragungsnetze und Fernleitungsnetze in der Gesamtheit ihrer technischen und rechtlichen Untergliederungen. Als Messstelle ist ein stationäres, erstes Messsystem 16 vorgesehen, welches bezüglich des Stromes sowohl mit dem Wechselrichter 14 als auch mit dem Stromnetz 15 verbunden ist und den durchfließenden Strom zeitlich misst. Ein eventueller Eigenverbrauch innerhalb des Hauses 12 (Hausgeräte, Wärmepumpe etc.), der durch eine geeignete Steuervorrichtung optimiert sein kann, wird durch Differenzbildung zwischen der gegebenenfalls vorhandenen Zwischen-Messeinrichtung und dem ersten Messsystem 16 ermittelt. Zusätzlich oder alternativ zur PV-Anlage 10 kann eine andere häusliche Anlage zur Stromerzeugung vorgesehen sein, beispielsweise ein Blockheizkraftwerk, eine Windkraftanlage oder eine andere erneuerbare Energiequelle, die ihren über den Eigenbedarf hinausgehenden Strom ebenfalls am ersten Messsystem 16 in das Stromnetz 15 eingespeist.
  • Mit Strom sei die fließende elektrische Ladung pro Zeit bezeichnet, mit Strommenge der zeitlich integrierte Strom, also die elektrische Ladung bezeichnet. Die am ersten Messsystem 16 in das Stromnetz 15 eingespeiste Strommenge sei im Folgenden kurz als von der PV-Anlage 10 eingespeiste Strommenge bezeichnet, unabhängig von ihrer Erzeugung und von etwaige Verlusten. Gleiches gilt für den Strom, auch unabhängig von Frequenz und Phase (Gleichstrom, Wechselstrom, Drehstrom).
  • Das erste Messsystem 16 ist zusätzlich in ein Kommunikationsnetz 20 eingebunden. Das Kommunikationsnetz 20 bezeichnet zusammenfassend die drahtlos und drahtgebunden miteinander verknüpften Daten- und Telekommunikationsnetze in der Gesamtheit ihrer technischen und rechtlichen Untergliederungen. Vorzugsweise erfolgt diese Einbindung des ersten Messsystems 16 drahtlos mittels einer langreichweitigen Funkverbindung, beispielsweise LTE. Gegebenenfalls ist alternativ oder zusätzlich eine Verbindung vorgesehen mit einem Kommunikationsanschluss, welcher im Haus 12 angeordnet und in das Kommunikationsnetz 20 eingebunden ist, wobei diese Verbindung drahtlos mittels einer kurzreichweitigen Funkverbindung, beispielsweise WLAN, oder drahtgebunden, beispielsweise als Telefon- oder LAN-Kabel, ausgebildet sein kann.
  • In das Kommunikationsnetz 20 eingebunden ist ein erster Messstellenbetreiber 21. Vorliegend kann auch ein Messdienstleister die Funktion des ersten Messstellenbetreibers 21 übernehmen, was nachfolgend nicht weiter begrifflich unterschieden ist. Das erste Messsystem 16 ist mittels einer Kommunikationsverbindung K1 mit dem ersten Messstellenbetreiber 21 verbunden, um diesem die Messdaten, also Strommenge und Zeit des von der PV-Anlage 10 ins Stromnetz 15 eingespeisten Wechselstroms, zu senden. Die erste Kommunikationsverbindung K1 wird vorzugsweise in regelmäßigen Intervallen aufgebaut, beispielsweise alle 15 Minuten, und nach dem Senden der Messdaten (beispielsweise im MSCONS-Format) wieder abgebaut, kann aber auch anders organisiert sein, beispielsweise als stehende Verbindung. Die erste Kommunikationsverbindung K1 ist vorzugsweise bidirektional, um auch Empfangsbestätigungen vom ersten Messstellenbetreiber 21 zum ersten Messsystem 16 senden zu können. In technischer Hinsicht wird die Kommunikationsverbindung K1 in der Regel gemischt auf drahtlosen und drahtgebundenen Abschnitten des Kommunikationsnetzes 20 aufgebaut.
  • Unter einem Elektroauto 22 soll im Folgenden eine mobile Speicher- und Verbrauchseinheit für Elektrizität verstanden werden, ohne dass hinsichtlich Mischantrieben, Räderanzahl oder anderen technischen Ausgestaltungen Einschränkungen bestehen. Für das vorliegenden Ausführungsbeispiel soll das Elektroauto 22 sich im Besitz des Betreibers der PV-Anlage 10 befinden, beispielsweise durch Eigentum oder geeignet gestaltete Mietverträge oder dergleichen, jedoch sind auch andere rechtliche Beziehungen möglich.
  • Dem Elektroauto 22 ist ein geeignetes Ladekabel 24 zugeordnet, welches fest oder lösbar mit dem elektrischen Speicher (Akkumulator) im Elektroauto 22 verbunden sein kann. Ein (freies) Ende des Ladekabels 24 kann für eine berührungslose, insbesondere induktive oder kapazitive, Übertragung von Strom ausgebildet sein. Erfindungsgemäß ist dem Elektroauto 22 ein mobiles, zweites Messsystem 26 zugeordnet. Das zweite Messsystem 26 kann als Zwischenstecker (Adapter) für das Ladekabel 24 ausgebildet oder in das Ladekabel 24, beispielsweise in einen Stecker desselben, integriert sein. Die Messdaten des zweiten Messsystem 26 sind die Strommenge und die Zeit des Durchflusses von Strom durch das Ladekabel 24. In der Regel nimmt das Elektroauto 22 das Ladekabel 24 und das zweite Messsystem 26 auf seine Fahrt mit.
  • Das zweite Messsystem 26 ist - wenigstens zeitweilig - in das Kommunikationsnetz 20 eingebunden, in der Regel drahtlos mittels einer langreichweitigen Funkverbindung, beispielsweise LTE. Das zweite Messsystem 26 kann eine zweite Kommunikationsverbindung K2 mit dem ersten Messstellenbetreiber 21 aufbauen, um in bestimmten Intervallen seine Messdaten (beispielsweise im MSCONS-Format) zu liefern. Diese zweite Kommunikationsverbindung K2 ist bidirektional, d.h. das zweite Messsystem 26 liefert nicht nur Messdaten an den ersten Messstellenbetreiber 21, sondern kann von diesem auch Daten empfangen.
  • Das zweite Messsystem 26 weist vorzugsweise eine eindeutige Kennung (für sich oder für das Elektroauto 22 oder für den Betreiber der PV-Anlage 10) auf, die beispielsweise in einem Chip im zweiten Messsystem 26, auf einer in das zweite Messsystem 26 eingesteckten Chipkarte oder in einem am zweiten Messsystem 26 angebrachten Transponder gespeichert sein kann. Die eindeutige Kennung ist verschlüsselt und gegebenenfalls erst nach Durchführung weiterer Sicherheitsprozeduren (Passwort oder andere personenbezogene Daten eingeben) lesbar. Alternativ ist die eindeutige Kennung komplett manuell in das zweite Messsystem 26 einzugeben.
  • Das Elektroauto 22 kann - mittels des Ladekabels 24 - am zweiten Messsystem 26 Strom von einer Stromtankstelle 30 beziehen. Dabei kann das Ladekabel 24 fest verbundener Bestandteil des Elektroautos 22 oder der Stromtankstelle 24 oder lösbar mit dem jeweiligen Objekt verbunden sein. Das zweite Messsystem 26 ist in jedem Fall dem Elektroauto 22 zugeordnet. Die Stromtankstelle 30 ist - an einer Messstelle - an das Stromnetz 15 angeschlossen. Sie weist als Messstelle ein drittes Messsystem 32 auf, welches vorzugsweise (aber nicht notwendigerweise) in das Kommunikationsnetz 20 eingebunden ist, vorzugsweise drahtgebunden. Sofern das dritte Messsystem 32 in das Kommunikationsnetz eingebunden ist, kann es eine dritte Kommunikationsverbindung K3 mit einem zweiten Messstellenbetreiber 33 aufbauen. Die dritte Kommunikationsverbindung K3 kann, braucht aber nicht bidirektional sein. Wenn das dritte Messsystem 32 nicht in das Kommunikationsnetz eingebunden ist, werden seine Messdaten händisch an den zweiten Messstellenbetreiber 33 geliefert.
  • Die Stromtankstelle 30 ist in einfachster Ausbildung eine an das Stromnetz 15 angeschlossene Steckdose, die ohne Authentifizierung für eine einphasige Wechselstromverbindung benutzt werden kann. Es sind aber auch technisch aufwendigere Ausbildungen der Stromtankstelle 30 möglich, insbesondere mit speziellen Kontrollvorrichtungen oder hinsichtlich der Art der elektrischen Verbindung. Diese kann nicht nur als einphasige Wechselstromverbindung für eine Normalladung, sondern auch dreiphasig oder als eine Gleichstromverbindung für eine Schnellladung ausgebildet sein. Vorzugsweise befindet sich die Stromtankstelle 30 an der Arbeitsstelle des Besitzers des Elektroautos 22 oder an einem sonstigen Ort, der bevorzugt tagsüber, insbesondere mittags, aufgesucht wird.
  • Sofern die Stromtankstelle 30 einer gesonderten Freischaltung noch einer Authentifizierung bedarf, kann hierfür die eindeutige Kennung des zweiten Messsystems 26 verwendet werden. Zwischen dem zweiten Messsystem 26 und der Stromtankstelle 30 (oder ihrem dritten Messsystem 32) kann eine weitere Kommunikationsverbindung vorgesehen sein, vorzugsweise drahtlos als kurzreichweitige Funkverbindung, beispielsweise WLAN oder RFID. Mittels dieser kurzreichweitigen Kommunikationsverbindung wird die eindeutige Kennung des zweiten Messsystems 26 an die Stromtankstelle 30 gesendet. Nach Überprüfung der Kennung, beispielsweise auf einem Abrechnungsserver eines Netzbetreibers oder entsprechenden Dienstleisters, der vorzugsweise ebenfalls in das Kommunikationsnetz 20 eingebunden ist, schaltet sich die Stromtankstelle 30 für das Elektroauto 22 frei. Derartige Verfahren sind beispielsweise in der EP 2 324 327 B1 oder der DE 10 2011 075 529 A1 beschrieben. Anderer bekannte Authentifizierungen sind ebenfalls möglich.
  • Der Tankvorgang beginnt im einfachsten Fall durch Einstecken von Ladekabel 24 und zweitem Messsystem 26 in die Stromtankstelle 30, was eine Verbindung zwischen Elektroauto 22 und Stromtankstelle 30 schafft. Zeitnah sollte auch die zweite Kommunikationsverbindung K2 hergestellt werden, damit das zweite Messsystem 26 sich beim ersten Messstellenbetreiber 21 anmelden (durch Senden der eindeutigen Kennung) und dann seine Messdaten an den ersten Messstellenbetreiber 21 senden kann. In einer anderen Ausführung sperrt das zweite Messsystem 26 zunächst die Verbindung zwischen Elektroauto 22 und Stromtankstelle 30. Erst wenn das zweite Messsystem 26 sich beim ersten Messstellenbetreiber 21 angemeldet hat, schaltet es die Verbindung zwischen Elektroauto 22 und Stromtankstelle 30 frei. In einer bezüglich der Ausbildung der Stromtankstelle 30 aufwendigeren Ausführung wird die oben beschriebene Authentifizierung über die Stromtankstelle 30 ausgeführt, bevor sich diese freischaltet.
  • Während des Tankvorgangs fließt Strom von der Stromtankstelle 30 in das Elektroauto 22. Die Messdaten des dritten Messsystems 32, welches auch für mehrere Stromtankstellen 30 zuständig sein kann, dienen in an sich bekannter Weise der späteren Abrechnung der vom Elektroauto 22 bezogenen Strommenge. Je nach Struktur und Organisation des Stromnetzes 15 können dabei mehrere Unternehmen involviert sein. Die Messdaten des zweiten Messsystems 26 werden in einem Intervall, dass auf den Tankvorgang abgestimmt ist, an den ersten Messstellenbetreiber 21 gesendet. Dieses Intervall kann von demjenigen abweichen, mit dem das erste Messsystem 16 seine Daten sendet.
  • Der erste Messstellenbetreiber 21 und das zweite Messsystem 26 stehen - nach dem Aufbau der zweiten Kommunikationsverbindung K2 - miteinander im Datenaustausch. Erfindungsgemäß sendet der erste Messstellenbetreiber 21 - gleich nach dem Aufbau der zweiten Kommunikationsverbindung K2 oder auf Anfrage des zweiten Messsystems 26 - definierte Daten, die auf die von der PV-Anlage 10 eingespeiste Strommenge Bezug nehmen, beispielsweise die Messdaten des ersten Messsystems 16 oder daraus abgeleitete Daten, an das zweite Messsystem 26. Damit wird eine Kontrolle der von der Stromtankstelle 30 bezogenen Strommenge und der von der PV-Anlage 10 eingespeisten Strommenge geschaffen, insbesondere eine Synchronisation dieser Strommengen ermöglicht. Die Synchronisation kann zeitlich aktuell und/oder zeitlich integriert erfolgen. Im Idealfall tankt das Elektroauto 22 nicht mehr Strom an der Stromtankstelle 30 als von der PV-Anlage 10 eingespeist wurde. Vorzugsweise findet der Tankvorgang über die Mittagszeit statt, wenn die PV-Anlage 10 den maximal möglichen Strom in das Stromnetz 15 einspeist. Die Synchronisation wird besser, wenn die Intervalle, in denen das erste Messsystem 16 und insbesondere das zweite Messsystem 26 ihre Messdaten senden, kürzer als die bislang üblichen 15 Minuten sind, beispielsweise 1 Minute.
  • In dem Kontrollsystem für die Synchronisation der Strommengen bilden das erste Messsystem 16 für den stationären Gebrauch im Haus 12 (stationärer Smartmeter) und das zweite Messsystem 26 für den mobilen Gebrauch mit dem Elektroauto 22 (mobiler Smartmeter) ein zusammengehöriges Paar, welches so auch als Einheit oder je einzeln handelbar ist. Bedarfsweise, d.h. wenn eine Person (und die zugehörige Familie) mehrere Elektroautos 22 besitzt oder mehrere PV-Anlagen 10 betreibt, können aber auch mehrere Messsysteme 16, 26 ist das Kontrollsystem einbezogen werden. Vorliegend stehen die beiden Messsysteme 16, 26 mittelbar in (Kommunikations-)Verbindung, nämlich mittels des ersten Messstellenbetreibers 2 und der beiden Kommunikationsverbindungen K1, K2. Es sind auch Anwendungsfälle denkbar, dass die beiden Messsysteme 16, 26 unmittelbar miteinander in Kommunikationsverbindung stehen, d.h. sie ohne Zwischenschaltung des ersten Messstellenbetreibers 21 synchronisieren.
  • Vorzugsweise führt der erste Messstellenbetreiber 21 (oder ein Dritter) ein Konto mit dem Saldo der von der PV-Anlage 10 eingespeisten Strommenge und der vom Elektroauto 22 bezogenen Strommenge, wobei er den Saldo aus den empfangenen Messdaten der beiden Messsysteme 16, 26 errechnet. Bevorzugt ist dann, dass der erste Messstellenbetreiber 21 den besagten Saldo als definierte Daten an das zweite Messsystem 26 sendet. Der Saldo kann laufend (d.h. entsprechend der Intervalle für das Senden des Messdaten) anhand der empfangenen Messdaten von erstem und zweitem Messsystem 16, 26 aktualisiert werden. Es ist aber auch möglich, dass der vom ersten Messstellenbetreiber 21 gesendete Saldo ein historischer Wert ist, beispielsweise der Vortageswert oder der Vormonatswert, und das zweite Messsystem 26 lediglich einen temporären Saldo ermittelt, ohne aktuelle Einspeisungen der PV-Anlage 10 zu berücksichtigen.
  • Es ist denkbar, dass der Tankvorgang unabhängig vom Ladezustand des Elektroautos 22 abbricht, beispielsweise mittels eines steuerbaren Schalters im zweiten Messsystem 26, wenn der Saldo der von der PV-Anlage 10 eingespeisten Strommenge und der vom Elektroauto 22 bezogenen Strommenge sich einem Stand von Null nähert oder diesen erreicht. In der Regel wird aber lediglich eine Warnung erzeugt., beispielsweise optisch auf einem Display des zweiten Messsystems 26, gegebenenfalls zusätzlich oder alternativ mit einem akustischen Signal. Mit fortgesetztem Tankvorgang würde nach der Warnung fremder Strom bezogen werden. Sinnvollerweise wird das gewollte Ende des Tankvorgangs am zweiten Messsystem 26 eingegeben, so dass die Abmeldungen im Kommunikationsnetz 20 und/oder bei der Stromtankstelle 30 vorgenommen werden können, bevor das Ladekabel 24 gezogen wird.
  • Um durch die Synchronisation nicht nur eine mengenmäßige Beziehung zwischen der von der PV-Anlage 10 eingespeisten Strommenge und der vom Elektroauto 22 bezogenen Strommenge zu schaffen, sondern auch eine finanzielle Beziehung, sind Datenübermittlungen notwendig. Beispielsweise kann zwischen dem ersten Messstellenbetreiber 21 und dem zweiten Messstellenbetreiber 33 - vorzugsweise regelmäßig - eine vierte Kommunikationsverbindung K4 mittels des Kommunikationsnetzes 20 aufgebaut werden, mittels derer die Daten der von der PV-Anlage 10 eingespeisten Strommenge und der vom Elektroauto 22 an der Stromtankstelle 30 bezogenen Strommenge gesendet oder ausgetauscht werden, so dass der Vergütungsanspruch für die vom Elektroauto 22 an der Stromtankstelle 30 bezogenen Strommenge vom Betreiber der PV-Anlage und Besitzer des Elektroautos 22 an den Besitzer der Stromtankstelle 30 abgetreten wird. Die Datenübermittlung erfolgt beispielsweise monatlich.
  • Im einfachsten Fall sind der erste Messstellenbetreiber 21 und der zweite Messstellenbetreiber 33 sowie die involvierten Netzbetreiber identisch, so dass auch der Datenaustausch mittels der vierte Kommunikationsverbindung K4 entfällt. Es ist aber auch denkbar, dass lauter verschiedene Unternehmen (Messstellenbetreiber, Netzbetreiber, Dienstleister) beteiligt sind, so dass die Vergütungsansprüche und Strommengen und in geeigneter Weise untereinander abgetreten und verrechnet werden. Es existieren dann verschiedene Vertragsverhältnisse, Datenflüsse und Geldflüsse. Es ist auch möglich, eine reine Übertragung von Strom von der PV-Anlage 10 auf das Elektroauto 22, gegebenenfalls mit entsprechenden Übertragungsgebühren, zu vereinbaren. Das zweite Messsystem 26 kann als eine mobile Messstelle betrachtet werden, und jeder Tankvorgang könnte ein Wechsel des Netzbetreibers beinhalten. Es ist auch denkbar, mehrere PV-Anlagen 10 zu bündeln und als gemeinsamen Lieferanten für mehrere Elektroautos 22 mit wechselnden Abnahmestellen und Messstellen zu nutzen.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist das Ladekabel 24 für eine einphasige Wechselstromverbindung und das zweite Messsystem 26 als Zwischenstecker hierfür ausgebildet. Entsprechend weist das zweite Messsystem 26 ein Gehäuse 26a auf, in welches eine Buchse 26b und ein Stecker 26c, beispielsweise jeweils im Schuko-System (CEE 7/4), integriert sind. Das zweite Messsystem 26 weist auch einen Bildschirm 26d (Display) auf, welcher in einer Öffnung des Gehäuses 26a sitzt. Ferner weist das zweite Messsystem 26 Bedienelemente 26e auf. Wenn der Bildschirm 26d als Touchscreen ausgebildet ist, dienen Bereiche desselben als Bedienelemente 26e, so dass allenfalls für Grundfunktionen (Ein-, Aus- oder Not-Ausschalten) separate Bedienelemente 26e am Gehäuse 26a angeordnet sein brauchen. Wenn der Bildschirm 26d nur der Bildwiedergabe dient, sind entsprechend mehr Bedienelemente 26e vorgesehen. Vorzugsweise sind die Abmessungen des Gehäuses 26a auf das Rastermaß für Steckdosen abgestimmt.
  • Die bauliche Ausgestaltung des zweiten Messsystems 26 erlaubt auch einen einfachen Sicherungsmechanismus für die Stromtankstelle 30. Die Stromtankstelle 30 kann eine Steckdose aufweisen, deren Durchmesser, Tiefe und Position der Kontakte dem Schuko-System entspricht, aber deren elektrische Kontakte (Phase, Nullleiter) bezüglich des Bodens der Buchse tiefer als normal angeordnet sind, d.h. eine tiefer bauende Steckdose. Um diese tieferen Kontakte zu kontaktieren, weist der Stecker 26c längere Kontaktstifte auf. Damit der Stecker 26c auch mit normal tiefen Steckdosen kompatibel ist, sind die längeren Kontaktstifte relativ zum Gehäuse 26a verschieblich gelagert, beispielsweise gegen eine Feder. Diese längeneinstellbaren Kontaktstifte werden teilweise in das Gehäuse 26a eingeschoben, wenn der Stecker 26c in eine normale Steckdose gesteckt wird.
  • Im Inneren des Gehäuses 26a des zweiten Messsystems 26 sind außer der eigentlichen Messeinrichtung für den Strom zwischen Stecker 26c und Buchse 26b noch ein Kommunikationsmodul zur Einbindung ins Kommunikationsnetz 20, optional ein Kommunikationsmodul für die vierte Kommunikationsverbindung K4 mit der Stromtankstelle 34, Module für die Authentifizierung und Verschlüsselung, die Eingabe (Authentifizierung, Ende des Tankvorgangs etc.) und Ausgabe (Eingabekontrolle, Status, Warnanzeigen etc.), einen steuerbaren Schalter für den Stroms, wenigstens eine elektrische Sicherung, eine Batterie oder Akkumulator, und ein Steuergerät für Steuerung der Module und Einrichtungen mit einer CPU. Weitere Module sind möglich, beispielsweise ein GPS-Empfänger, der dem Kommunikationsmodul den Standort liefert, ein Kartenlesegerät, diverse Steckbuchsen für USB oder dergleichen oder zum Laden des Akkumulators. Eine unerwartete Unterbrechung des Stromes, beispielsweise durch Ansprechen der Sicherung im zweiten Messsystem 26 oder derjenigen der Stromtankstelle 30 oder durch unbefugtes Herausziehen des Ladekabels 24, kann optisch und/oder akustisch als Warnung angezeigt werden.
  • Vorzugsweise wird der durch das zweite Messsystem 26 fließende Strom begrenzt, und zwar deutlich unter der Schwelle für die elektrische Sicherung der Stromtankstelle 30. Einerseits verlängert diese Maßnahme die Lebensdauer des Speichers im Elektroauto 22 anstatt sie durch hohe Stromstärken und hohe Schwankungen zu verkürzen. Andererseits ergibt sich ein Sicherheitspuffer für die Synchronisation mit der PV-Anlage 10, d.h. es ist eine bessere Anpassung des vom Elektroauto 22 getankten Stromes an den von der PV-Anlage 10 eingespeisten Strom möglich, entweder bei einem laufend vom ersten Messstellenbetreiber 21 aktualisierten Datenbezug an den tatsächlich eingespeisten Strom oder zeitlich integriert an die insgesamt eingespeiste Strommenge. Bei einer Begrenzung auf 3,6 kW ergeben sich nach 8 Stunden Ladezeit 29,4 kWh, was einer Reichweite von 200 km entsprechen kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    PV-Anlage
    12
    Haus
    14
    Wechselrichter
    15
    Stromnetz
    16
    erstes Messsystem
    20
    Kommunikationsnetz
    21
    erster Messstellenbetreiber
    22
    Elektroauto
    24
    Ladekabel
    26
    zweites Messsystem
    26a
    Gehäuse
    26b
    Buchse
    26c
    Stecker
    26d
    Bildschirm
    26e
    Bedienelement
    30
    Stromtankstelle
    32
    drittes Messsystem
    33
    zweiter Messstellenbetreiber
    K1
    Kommunikationsverbindung zwischen 16 und 21
    K2
    Kommunikationsverbindung zwischen 26 und 21
    K3
    Kommunikationsverbindung zwischen 32 und 33
    K4
    Kommunikationsverbindung zwischen 21 und 33

Claims (8)

  1. Verfahren für einen Strombezug eines Elektroautos (22) bei einem Tankvorgang an einer Stromtankstelle (30), welche an ein als Elektrizitätsversorgungsnetz ausgebildetes Stromnetz (15) angeschlossen ist, wobei a) eine PV-Anlage (10) oder andere häusliche Anlage zur Stromerzeugung an einem ersten Messsystem (16) Strom in das Stromnetz (15) einspeist und das Elektroauto (22) Strom an einem zweiten Messsystem (26) von der externen Stromtankstelle (30) aus dem Stromnetz (15) bezieht, und b) die beiden Messsysteme (16, 26) in ein Kommunikationsnetz (20) eingebunden sind und wenigstens mittelbar miteinander in Kommunikationsverbindung (K1, K2) stehen, dadurch gekennzeichnet, dass c) für eine Kontrolle der von der Stromtankstelle (30) bezogenen Strommenge des Elektroautos (22) der Strombezug am zweiten Messsystem (26) mittels der Kommunikationsverbindung (K1, K2) mit der Stromeinspeisung am ersten Messsystem (16) synchronisiert ist, indem d) aus den Messdaten des ersten Messsystems (16) und den Messdaten des zweiten Messsystems (26) der Saldo der am ersten Messsystem (16) von der PV-Anlage (10) eingespeisten Strommenge und der am zweiten Messsystem (26) vom Elektroauto (22) bezogenen Strommenge errechnet wird, e) die Synchronisation der am zweiten Messsystem (26) bezogenen Strommenge mit der am ersten Messsystem (16) eingespeisten Strommenge zeitlich aktuell erfolgt, f) das erste Messsystem (16) mittels einer ersten Kommunikationsverbindung (K1) seine Messdaten an einen ersten Messstellenbetreiber (21) oder Messdienstleister sendet, welcher mittels einer zweiten Kommunikationsverbindung (K2) in Datenaustausch mit dem zweiten Messsystem (26) steht und dessen Messdaten empfängt, und welcher die Messdaten des ersten Messsystems (16), oder den Saldo der am ersten Messsystem (16) eingespeisten Strommenge und der am zweiten Messsystem (26) bezogenen Strommenge, an das zweite Messsystem (26) sendet, g) der Saldo laufend anhand der empfangenen Messdaten von erstem und zweiten Messsystem (16, 26) aktualisiert wird, und h) wenn der Saldo der von der PV-Anlage (10) am ersten Messsystem (16) eingespeisten Strommenge und der vom Elektroauto (22) am zweiten Messsystem (26) bezogenen Strommenge sich einem Stand von Null nähert oder diesen erreicht, der Tankvorgang unabhängig vom Ladezustand des Elektroautos (22) abbricht oder eine Warnung erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Intervalle, in denen das erste Messsystem (16) und das zweite Messsystem (26) ihre Messdaten senden, 15 Minuten oder kürzer sind.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das zweite Messsystem (26) fließende Strom deutlich unter der Schwelle für die elektrische Sicherung der Stromtankstelle (30) begrenzt ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromtankstelle (30) ein drittes Messsystem (32) eines zweiten Messstellenbetreibers (33) oder Messdienstleisters aufweist, mit welchem der erste Messstellenbetreiber (21) in Verbindung tritt, um die am zweiten Messsystem (26) von der Stromtankstelle (30) bezogenen Strommenge mit der am ersten Messsystem (16) eingespeisten Strommenge zu verrechnen.
  5. Kontrollsystem für einen Strombezug eines Elektroautos (22) bei einem Tankvorgang an einer Stromtankstelle (30), welche an ein als Elektrizitätsversorgungsnetz ausgebildetes Stromnetz (15) angeschlossen ist, wobei das Kontrollsystem zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  6. Messsystem zur Verwendung für ein Kontrollsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem als erstes Messsystem (16) für den stationären Gebrauch im Haus (12) oder als zweites Messsystem (26) für den mobilen Gebrauch mit dem Elektroauto (22) ausgebildet ist.
  7. Messsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messsystem (26) als Zwischenstecker für ein Ladekabel (24) des Elektroautos (22) ausgebildet ist.
  8. Messsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Messsystem (26) im Inneren eines Gehäuses (26a) eine Messeinrichtung für Strom zwischen dem Stecker (26c) und einer Buchse (26b), ein Kommunikationsmodul zur Einbindung ins Kommunikationsnetz (20), Module für die Authentifizierung und Verschlüsselung, die Eingabe und Ausgabe, wenigstens eine elektrische Sicherung, eine Batterie oder Akkumulator, und ein Steuergerät für Steuerung der Module und Einrichtungen mit einer CPU aufweist.
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