DE202010015254U1

DE202010015254U1 - Steuereinrichtung zum Steuern einer Energiezuteilung als auch Vorrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund

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Publication number: DE202010015254U1
Application number: DE202010015254U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2020-11-10

Abstract

Steuereinrichtung (15) zum Steuern einer Zuteilung von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund (2) mit zumindest einem elektrischen Verbraucher (3 bis 7), wobei der Verbraucherverbund (2) durch eine elektrische Energie aus regenerativer Energie erzeugenden Anlage (12) und/oder aus einem öffentlichen Energieversorgungsnetz (11) mit elektrischer Energie versorgbar ist,
– mit einer ersten Verarbeitungseinheit (15a), welche zur Verarbeitung von Signalen enthaltend Informationen über eine momentan bereitstellbare Anlagen-Energiemenge der Anlage (12) ausgebildet ist, und
– mit einer zweiten Verarbeitungseinheit (15b), welche zur Verarbeitung von Signalen enthaltend eine Informationen über die Anforderung eines eine Verbraucher-Energiemenge verbrauchenden Betriebs zumindest eines elektrischen Verbrauchers (3 bis 7) des Verbraucherverbunds (2) ausgebildet ist, und
– mit einer Verzögerungseinheit (15d) welche dazu ausgebildet ist, dass bei einem Vorliegen einer Anforderung eines eine Verbraucher-Energiemenge verbrauchenden Betriebs eines gebäudezugeordneten Verbrauchers (3 bis 7) des Verbraucherverbunds (2) der Betrieb des Verbrauchers (3 bis 7) automatisch gesteuert zumindest so lange...

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Zuteilung von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund mit zumindest einem elektrischen Verbraucher, bei welchem elektrische Energie durch eine gebäudezugeordnete Anlage aus regenerativer Energie erzeugt wird. Die erzeugte elektrische Energie kann zumindest anteilig in ein öffentliches und somit nicht gebäudezugeordnetes Energieversorgungsnetz eingespeist werden. Ein elektrischer Verbraucher des Verbraucherverbunds kann durch die Anlage und/oder das Energieversorgungsnetz mit elektrischer Energie versorgt werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund mit einer entsprechenden Steuereinrichtung.
In der modernen Gebäudetechnik werden Photovoltaik-Anlagen eingesetzt, die aus Sonnenlicht elektrische Energie erzeugen. Der dabei erzeugte Strom wird üblicherweise zu einem großen Teil in das öffentliche Energieversorgungsnetz eingespeist. Dazu gibt es gegenwärtig Vereinbarungen, bei denen die Betreiber der gebäudezugeordneten Anlagen und somit beispielsweise private Betreiber eine so genannte Einspeisevergütung erhalten.
Darüber hinaus sind modernere Anlagen bekannt, bei denen ein Anteil des von der Photovoltaik-Anlage erzeugten Stroms von gebäudezugeordneten Verbrauchern selbst verbraucht wird. Eine derartige Verbrauchsgröße wird als Eigenverbrauch bezeichnet. Der Eigenverbrauch bezeichnet dabei die Quote, die anteilsmäßig von der gesamten erzeugten elektrischen Energiemenge der Photovoltaik-Anlage von einem gebäudezugeordneten elektrischen Verbraucherverbund selbst verbraucht wird. Aufgrund der gegenwärtigen Ausgestaltung und Betriebsweise der Anlagen ist diese Quote jedoch gering und beträgt gegenwärtig um die maximal 30%.
Da zukünftig einerseits die Einspeisevergütung reduziert wird und das Energiemanagement von gebäudezugeordneten Verbrauchern effektiver erfolgen soll, ist die gegenwärtige Situation unbefriedigend.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuereinrichtung zum Steuern einer Zuteilung von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund, als auch eine Vorrichtung zum Steuern einer derartigen Zuteilung zu schaffen, mit welcher die Eigenverbrauchsquote einer zur Umwandlung von regenerativer Energie in elektrische Energie ausgebildeten Anlagen erhöht wird und somit die Erhöhung der Quote der von der Anlage erzeugten und von dem gebäudezugeordneten Verbraucherverbund selbst verbrauchten elektrische Energie erreicht wird.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung ist zum Steuern einer Zuteilung von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund mit zumindest einem elektrischen Verbraucher ausgebildet, wobei der Verbraucherverbund durch eine elektrische Energie aus regenerativer Energie erzeugenden Anlage und/oder aus einem öffentlichen Energieversorgungsnetz mit elektrischer Energie versorgbar ist. Die Steuereinrichtung umfasst zumindest eine erste Verarbeitungseinheit, welche zur Verarbeitung von Signalen enthaltend Informationen über eine momentan bereitstellbare Anlagen-Energiemenge der Anlage ausgebildet ist. Die Steuereinrichtung umfasst darüber hinaus eine zweite Verarbeitungseinheit, welche zur Verarbeitung von Signalen enthaltend Informationen über die Anforderung eines eine Verbraucher-Energiemenge verbrauchenden Betriebs zumindest eines elektrischen Verbrauchers des Verbraucherverbunds ausgebildet ist. Die Steuereinrichtung umfasst darüber hinaus eine Verzögerungseinheit, welche dazu ausgebildet ist, dass bei einem Vorliegen einer Anforderung für einen eine Verbraucher-Energiemenge verbrauchenden Betriebs eines gebäudezugeordneten Verbrauchers des Verbraucherverbunds der Betrieb des Verbrauchers automatisch gesteuert zumindest solange verzögerbar ist, bis die insbesondere momentan bereitstellbare Anlagen-Energiemenge einen vorgebbaren Energiemengen-Schwellwert übersteigt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Verbrauchereinheiten in einer gemeinsamen Einheit angeordnet sind. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass die beiden Verbrauchereinheiten und die Verzögerungseinheit durch eine gemeinsame Einheit gebildet sind.
In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Steuereinheit Mittel bzw. Einheiten aufweist, die zur Durchführung von spezifischen Abläufen zur Steuerung der Verzögerung, insbesondere im Hinblick auf deren Verlängerung oder deren Abbruch etc. ausgebildet sind. So sind in diesem Zusammenhang insbesondere die Steuerabläufe zur Durchführung der Verzögerung, zur Verzögerungsverlängerung, zur Laufzeitbestimmung und zum Abbruch der Verzögerung vorgesehen. Insbesondere werden auch die elektrischen Verbraucher im Hinblick auf ihre Reihenfolge des Betriebs sowie im Hinblick auf die Zuteilung von Energie zu deren Betrieb einerseits aus der Anlage und/oder dem öffentlichen Energieversorgungsnetz und/oder einem gebäudezugeordneten Energiespeicher gesteuert.
Insbesondere weist die Steuereinrichtung Mittel auf, mit denen die nachfolgend in der Beschreibung erläuterten Abläufe steuerbar sind.
Die Steuereinrichtung kann dazu neben der Verarbeitungseinheiten und der Verzögerungseinheit vorteilhafterweise zumindest eine Auswerteeinheit und/oder eine Entscheidereinheit und/oder eine Erwartungswertbestimmungseinheit und/oder eine Speichereinheit aufweisen. Weitere Einheiten können vorgesehen sein.
Bezüglich der optionalen Angabe, dass eine Verzögerung eines angeforderten grundsätzlichen Betriebstarts zumindest eines Verbrauchers oder die Fortführung eines unterbrochenen Betriebs eines Verbrauchers erfolgen kann ist dies dahingehen zu verstehen, dass die Verzögerungsfunktion grundsätzlich vorhanden und möglich wird bzw. ist. In einer primären Ausführung kann dabei vorgesehen sein, dass das Verzögern des Betriebs, wie es im Kontext der Erfindung zu verstehen ist, nur abhängig von der Vorgabe ist, ob die Anlagen-Energiemenge zum Zeitpunkt der Betriebsanforderung kleiner dem Energiemengen-Schwellwert ist und wenn dem so ist der Betrieb verzögert wird, insbesondere so lange, bis die Anlagen-Energiemenge den Energiemengen-Schwellwert wieder übersteigt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass aufgrund von Nutzervorgaben und/oder zumindest einem weiteren Entscheidungskriterium keine Verzögerung zum Zeitpunkt der Betriebsanforderung stattfindet, und zwar auch dann nicht, wenn zum Zeitpunkt der Betriebsanforderung eines Verbrauchers die Anlagen-Energiemenge kleiner oder gleich dem Energiemengen-Schwellwert ist.
Die Betriebsanforderung eines Verbrauchers ist dabei insbesondere in einer Phase erfolgt, in der die Anlagen-Energiemenge bereits kleiner als der Energiemengen-Schwellwert war.
Unter einer Gebäudezuordnung wird im Kontext der Erfindung eine definierte Zuordnung der Verbraucher zu einer gegenüber anderen Wohneinheiten abgegrenzten Wohneinheit verstanden. Eine Wohneinheit kann beispielsweise eine Privatwohnung, ein Privatwohnhaus oder können aber auch gewerblich genutzte Wohnräume sein. Wird beispielsweise eine derartige Anlage auf einem Dach eines spezifizierten Gebäudes, wie beispielsweise einem Wohnhaus, einem Bürohaus oder landwirtschaftlichen Stallungen, oder aber auch auf einem zumindest anteilig privat genutzten Garten oder landwirtschaftlichen Feld installiert, so ist diese Gebäudezuordnung im Verständnis der vorliegenden Erfindung unter anderem gegeben.
Unter gebäudezugeordneten Verbrauchern werden somit insbesondere diejenigen verstanden, die nur in oder zu diesem Gebäude genutzt oder angeordnet sind. Beispielsweise kann hier vorgesehen sein, dass Haushaltsgeräte eines Gebäudes als derartige gebäudezugeordnete Verbraucher angesehen werden.
Im Hinblick auf die momentan bereitstellbare elektrische Anlagen-Energiemenge der Anlage betrifft dies insbesondere diejenige Energiemenge, die gerade direkt von der Anlage erzeugt wird. Zusätzlich oder anstatt dazu kann die momentan bereitstellbare elektrische Anlagen-Energiemenge auch diejenige Energiemenge umfassen, die in einem gebäudezugeordneten Energiespeicher, in den zumindest anteilig bereits vorher von der Anlage erzeugte elektrische Energie zwischengespeichert wurde.
Im Hinblick auf die erforderliche elektrische Verbraucher-Energiemenge betrifft dies insbesondere die momentan erforderliche elektrische Verbraucher-Energiemenge des gebäudezugeordneten Verbraucherverbunds.
Im Hinblick auf die Begrifflichkeit eines Verzögerns eines energieverbrauchenden Betriebs des Verbrauchers wird dabei sowohl das Verzögern eines grundsätzlichen Startens des angeforderten Betriebs von Anfang verstanden.
Ebenso wird darunter jedoch auch verstanden, dass ein bereits energieverbrauchender Betrieb des Verbrauchers gestartet wurde und dann unterbrochen wurde. Die Verzögerung liegt dann in der Verlängerung der Unterbrechung. Die Unterbrechung kann aufgrund unterschiedlicher Faktoren erfolgt sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Unterbrechen auch abhängig von der Anlagen-Energiemenge erfolgt. Dazu kann ein spezifischer Unterschreitungswert der Anlagen-Energiemenge vorgegeben werden. Beispielsweise kann dann die Unterbrechung so lange dauern, bis die Anlagen-Energiemenge einen vorgebbaren Wert wieder überschreitet, insbesondere beispielsweise den Energiemengen-Schwellwert wieder überschreitet. Auch dies ist unter einer Verzögerung im Kontext der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Ganz allgemein ist auch hier zu erwähnen, dass situationsspezifisch ein Verbraucher entweder vollständig mit Energie aus dem Energieversorgungsnetz oder vollständig mit elektrischer Energie von der Anlage betrieben werden kann. Ebenso ist es möglich, dass der Energieverbrauch des betriebenen Verbrauchers zumindest anteilig durch Energie aus dem Energieversorgungsnetz und anteilig durch Energie von der Anlage gedeckt wird. Bezüglich des Verzögerns betrifft dies hier Abläufe, bei denen in der Verzögerungsphase der im Betrieb verzögerte Verbraucher insbesondere keine Energie verbraucht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Eigenverbrauchsquote gegenüber herkömmlichen bekannten Betriebsweisen und Vorrichtungen erhöht werden und kann sogar auf Werte über 60%, insbesondere deutlich über 60%, gesteigert werden. Dies bezieht sich auf Vorrichtungen, die beispielsweise im Hinblick auf Leistung der Anlage, Anzahl und Art der Verbraucher etc. vergleichbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die elektrische Energie aus Sonnenlicht durch eine als Photovoltaik-Anlage ausgebildete gebäudezugeordnete Anlage erzeugt wird. Gerade bei dieser Art von regenerativer Energie ist es aufgrund der nicht beeinflussbaren Gegebenheiten des Tagesablaufs sowie meteorologischen Einflüssen nicht möglich, dass stets und dauerhaft fortwährend elektrische Energie durch die Anlage erzeugt wird. Da sich gerade bei derartig spezifizierten Anlagen somit die Zeiten, in denen elektrische Energie von Photovoltaik-Anlage geliefert wird, und die Zeiten, in denen elektrische Verbraucher des Verbraucherverbunds betrieben werden, nicht immer decken, kann durch den erfindungsgemäßen Verzögerungsbetrieb dies aneinander angepasst werden und somit die Eigenverbrauchsquote erhöht werden.
Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren jedoch auch auf andere Anlagen, die elektrische Energie aus regenerativer Energie erzeugen, anwendbar. Insbesondere betrifft dies derartige regenerative Energie, die naturgegeben und aufgrund meteorologischer Einflüsse nicht dauerhaft und vor allen Dingen auch nicht exakt vorhersehbar elektrische Energie liefern bzw. deren regenerativer Energie nicht durch den Menschen steuerbar bereitstellbar ist. Beispielsweise betrifft dies auch Windkraftanlagen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts die Betriebszeitverzögerung des Verbrauchers beendet wird und die Anlagen-Energiemenge zumindest anteilig dem zumindest einen elektrischen Verbraucher zu dessen Betrieb zugeteilt wird.
Insbesondere kann somit vorgesehen sein, dass unmittelbar ohne weitere Verzögerung nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts der andere geforderte Betrieb des Verbrauchers sofort gestartet wird, oder der vorab unterbrochene Betrieb weitergeführt wird. Im Hinblick auf die Weiterführung eines unterbrochenen Betriebs kann die vorab erfolgte Unterbrechung aufgrund unterschiedlicher Faktoren erfolgt sein. Beispielsweise kann dies dahingehend erfolgt sein, dass der Wert der Anlagen-Energiemenge unter dem Energiemengen-Schwellwert abgesunken war. Zusätzlich oder anstatt dazu können jedoch auch eine Vielzahl von weiteren Faktoren, die darüber hinaus auch sogar unabhängig von dem Anlagen-Energiemengenwert sind, erfolgen.
Im Hinblick auf das nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge erfolgten Energie verbrauchenden Betriebs eines elektrischen Verbrauchers kann dies dann bis zum Ende der erforderlichen Betriebszeit durchgeführt werden. So kann somit beispielsweise vorgesehen sein, dass der dann durchgeführte Betrieb des Verbrauchers ohne weitere Unterbrechung bis zu dessen Ende vollständig durchgeführt wird. Dies kann dann beispielsweise auch unabhängig davon erfolgen, ob die Anlagen-Energiemenge im Betriebsverlauf des Verbrauchers dann nochmals zumindest einmal unter den Energiemengen-Schwellwert fällt. So kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass dann automatisch und kontinuierlich der Betrieb des Verbrauchers fortgesetzt wird.
Wird es nicht ermöglicht, dass der Gesamtenergiemengenbedarf des Verbrauchers durch die Anlage gedeckt werden kann, so wird der erforderliche Restenergiemengenwert aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz bezogen.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der gestartete oder weitergeführte Energie verbrauchende Betrieb des Verbrauchers dann unterbrochen bzw. nochmals unterbrochen wird, wobei dies abhängig von ein oder mehreren Entscheidungsfaktoren der Fall sein kann.
In einer weiteren alternativen Ausführung kann vorgesehen sein, dass nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge der Betrieb des Verbrauchers abhängig von zumindest einem Verzögerungsverlängerungs-Entscheidungskriterium weiterhin verzögert wird. Bei einer derartigen Ausführung wird dann sogar vorgesehen, dass selbst wenn der Energiemengen-Schwellwert überschritten wird, das Starten des angeforderten Betriebs oder das Weiterführen eines unterbrochenen Betriebs nicht durchgeführt wird und diesbezüglich nochmals eine weitere Verzögerung auftritt. Dies kann neben sicherheitskritischen Aspekten weitere Bedingungen umfassen, die ebenfalls im Nachfolgenden noch angegeben werden.
Einige beispielhafte Entscheidungskriterien können sein, dass zunächst noch abgewartet wird, wie sich der Verlauf der Anlagen-Energiemenge innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge entwickelt. Als Zeitintervall können hier Werte kleiner eine Stunde, insbesondere beispielsweise kleiner 20 Minuten betrachtet werden. Dies kann insbesondere einerseits abhängig vom Energiemengen-Schwellwert selbst aber auch von der Differenz, um die die Anlagen-Energiemenge den Energiemengen-Schwellwert übersteigt, sein. Insbesondere dann, wenn der Betrieb von mehreren Energien verbrauchenden Verbrauchern ansteht, kann diese Berücksichtigung der Kriterien interessant sein. Gerade dann, wenn diese Verbraucher im Hinblick auf weitere Kriterien, wie beispielsweise eine Prioritätenliste oder dergleichen betrieben werden sollen und/oder im Hinblick auf ihre Betriebsdauern über einen Großteil ihrer Betriebszeit überlappen und/oder die Betriebszeiten relativ ähnlich sind und somit der gesamte Energiebedarf der Verbraucher sehr hoch ist, betrieben werden, kann dies für eine Energiezuteilung bezüglich der Steigung der Eigenverbrauchsquote entscheidend sein.
Gerade dann, wenn nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch den Anlagen-Energiemengenwert eine weitere Verzögerung zumindest eines Betriebs eines angeforderten elektrischen Verbrauchers vollzogen wird, kann insbesondere vorgesehen sein, dass die erzeugte Anlage-Energiemenge zumindest anteilig in einen gebäudezugeordneten Energiespeicher zumindest zeitweise eingespeist wird. Dies ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass dann, wenn auch nach weiterer Verzögerung der Betrieb eines oder mehrerer angeforderter elektrischer Verbraucher dann gestartet oder weitergeführt wird, nicht nur ab dem Zeitpunkt die erzeugte Anlagen-Energiemenge zur Verfügung gestellt werden kann, sondern auch die zwischenzeitlich in den Energiespeicher eingespeicherte Anlagen-Energiemenge zur Verfügung gestellt werden kann. Auch dies trägt äußerst positiv zur Erhöhung der Eigenverbrauchsquote bei.
Weitere spezifische Entscheidungskriterien, warum eine weitere Verzögerung auch nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge durchgeführt werden kann, werden im Späteren noch angegeben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird vorgesehen, dass die Verzögerung des Betriebs des zumindest einen Verbrauchers vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge abgebrochen und der Betrieb des Verbrauchers durchgeführt wird, wenn während des Verzögerns zumindest ein Abbruch-Entscheidungskriterium erfüllt wird. So kann insbesondere bei zu berücksichtigenden Sicherheitsanforderungen oder entstehenden sicherheitskritischen Phasen ein derartiger Abbruch der Verzögerung erfolgen. Bei derartigen Szenarien kann dann entweder die Sicherheit im Vordergrund vor der Erhöhung der Eigenverbrauchsquote oder vor Nutzerinteressen Vorrang haben. Darüber hinaus kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass dann, wenn die Verzögerung eine vorgebbare Zeitdauer überschreitet und somit der Verzögerungsbetrieb zu lange wäre, auch in diesem Zusammenhang ein Abbruch erfolgen kann. Dies ist beispielsweise dann von Interesse, wenn der Betrieb der Verzögerung jahreszeitabhängig und/oder tageszeitabhängig in einer Phase angefordert wird, in der im Nachgang mit hoher Wahrscheinlichkeit für eine relativ lange Zeit der Energiemengen-Schwellwert von der Anlagen-Energiemenge nicht überschritten werden kann und weitere Kriterien erfüllt sind.
Ein derartiges Abbruch-Zeitintervall kann mehrere Minuten bis hin zu mehreren Stunden betragen.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass dann, wenn der Energie verbrauchende Betrieb des zumindest einen Verbrauchers durchgeführt wird, die Zeitdauer, wie lange der Betrieb durchgeführt wird, abhängig von zumindest einem Laufzeit-Entscheidungskriterium festgelegt wird. Es wird also dann, wenn der Wert der Anlagen-Energiemenge den Energiemengen-Schwellwert übersteigt, der Betrieb sofort durchgeführt oder gegebenenfalls durch eine weitere Zeitverzögerung verzögert irgendwann gestartet oder die erfolgte Unterbrechung aufgehoben, wobei dann im weiteren Betriebsverlauf fortwährend oder in diskreten Zeitabständen geprüft wird, ob Laufzeit-Entscheidungskriterium erfüllt sind und dann wiederum ein Unterbrechen des Betriebs stattfindet. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass dann, wenn festgelegt wird, dass der Betrieb gestartet oder die Unterbrechung aufgehoben wird, mit dem Starten oder dem Aufheben des Betriebs oder gegebenenfalls auch bereits zeitlich vorher festgelegt wird, wie lange der Energie verbrauchende Betrieb durchgeführt wird. Insbesondere wird diesbezüglich der Energie verbrauchende Betrieb für eine Zeitdauer festgelegt, die kürzer ist als die bis zur Beendigung des Betriebs erforderliche Zeitdauer. Auch dies kann aufgrund unterschiedlicher Kriterien erfolgen, die im Nachgang noch näher erläutert werden. Insbesondere kann dies auch wiederum von Sicherheitsanforderungen oder von insbesondere weiteren zu betreibenden Verbrauchern des Verbraucherverbunds erfolgen, wobei insbesondere dann dies beispielsweise aufgrund von einer Prioritätenliste dieser zu betreibenden Verbraucher erfolgen kann.
In weiterer vorteilhafter Vorgehensweise kann vorgesehen sein, dass bei einer Anlagen-Energiemenge größer einer erforderlichen Gesamtenergiemenge des einen Verbrauchers oder der mehreren zu betreibenden Verbraucher, deren Betriebswunsch, der bereits angefordert oder der bereits laufende Betrieb unterbrochen wurde, abhängig von zumindest einem Abgabe-Entscheidungskriterium bestimmt wird, welcher Anteil der Anlagen-Energiemenge in einen gebäudezugeordneten Energiespeicher gespeichert wird und/oder welcher Anteil in das öffentliche Energieversorgungsnetz eingespeist wird. Auch dadurch können sich vielfältige und unterschiedlichste Szenarien ergeben, die es ermöglichen, die angeforderten Betriebe der Verbraucher derart intelligent zeitlich zu steuern, dass die Eigenverbrauchsquote deutlich erhöht wird.
Vorzugsweise wird als Entscheidungskriterium die Anzahl der Verbraucher eines gebäudezugeordneten Verbraucherverbunds berücksichtigt. Dies kann als Verzögerungsverlängerungs-Entscheidungskriterium und/oder als Abbruch-Entscheidungskriterium und/oder als Laufzeit-Entscheidungskriterium und/oder als Abgabe-Entscheidungskriterium berücksichtigt werden. Ist die Anzahl der Verbraucher hoch, so steigt die Wahrscheinlichkeit, dass deren Betrieb gewünscht oder erforderlich wird und es steigt dann dadurch auch die erforderliche Energiemenge. Die Anzahl der Verbraucher gibt somit einen individuellen Parameter an, mit denen eine Verzögerungsverlängerung und/oder ein Abbruch der Verzögerung und/oder die Abgabe von erzeugter Energie in einen gebäudezugeordneten Energiespeicher und/oder in das öffentliche Energieversorgungsnetz zeitlich und/oder mengenmäßig individuell vorgegeben werden kann.
Ein zusätzlicher oder individueller anderer Parameter bzw. ein anderes Entscheidungskriterium ist der Gesamtenergiebedarf eines oder mehrerer gebäudezugeordneter Verbraucher. Sind sehr energieintensive Verbraucher vorhanden, so kann beispielsweise vorgesehen sein, dass deren angeforderter Betrieb oder gegebenenfalls auch deren zu erwartender Betrieb gerade dann, wenn insbesondere auch mehrere derartige energieintensive Verbraucher zumindest zeitweise gleichzeitig betrieben werden sollten, zu einer Verzögerungsverlängerung führt. Grundsätzlich kann jedoch dann auch vorgesehen sein, dass die Anlagen-Energiemenge zu einem größtmöglichen Anteil in den Energiespeicher eingespeichert wird, so dass ein größtmöglicher Anteil für diese energieintensiven und/oder mit einer großen Anzahl dann zu betreibenden Verbraucher zur Verfügung steht. Ebenso ist dieses Entscheidungskriterium auch für die gegebenenfalls durchzuführende Laufzeitvorgabe für einen Verbraucher, der nachfolgend gestartet oder dessen unterbrochener Betrieb fortgeführt werden soll, berücksichtigbar und der Verbraucher ist in dieser vorgegebenen Laufzeit dann stets zumindest anteilig mit einer Anlagen-Energiemenge versorgt wird.
Des Weiteren kann als Entscheidungskriterium zusätzlich oder anstatt zu den genannten Kriterien eine Betriebsprioritätenliste der gebäudezugeordneten Verbraucher angegeben und berücksichtigt werden. Beispielsweise können als Parameter für eine derartige Priorisierung ein Nutzerprofil, das individuell von einem Nutzer vorgegeben wird und auf sein Anforderungsprofil festgelegt wird, berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann zusätzlich oder anstatt dazu die Prioritätenliste auch anhand der Energieverbräuche der einzelnen Verbraucher aufgestellt werden, wobei beispielsweise der energieintensivste die größte Priorität hat. Ebenso kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der mit der geringsten Energieverbrauchsmenge die größte Priorität aufweist. Die Prioritätenliste kann sich auch daran orientieren, welche Sicherheitsanforderungen für den Betrieb der einzelnen Verbraucher erforderlich sind. Beispielsweise kann hier dasjenige Gerät die größte Priorität aufweisen, welches dann, wenn es einmal gestartet ist, ohne Unterbrechung seinen Betrieb bis zum Betriebsende durchführen muss. Als weiterer Parameter für die Prioritätenliste kann beispielsweise auch die Reihenfolge, nach denen die Anforderungen der gewünschten Betriebe von mehreren Verbrauchern zeitlich erfolgt sind, berücksichtigt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der zeitlich als erster angeforderte Betrieb eines Verbrauchers dann auch in der Prioritätenliste ganz oben steht und dann auch als erster betrieben wird und mit zumindest anteiliger Energie aus der Anlagen-Energiemenge versorgt wird. Diese hier genannten möglichen Parameter zur Erstellung einer Prioritätenliste der gebäudezugeordneten Verbraucher sind nicht abschließend zu verstehen und es können selbstverständlich auch weitere Kriterien und Parameter berücksichtigt werden, um eine derartige Prioritätenliste aufzustellen.
Als weiteres Entscheidungskriterium kann ein im insbesondere zukünftigen Betrieb zu erwartender Energieverbrauch eines Verbrauchers und/oder ein im insbesondere zukünftigen Betrieb zu erwartender Energieverbrauch des gesamten Verbraucherverbunds berücksichtigt werden. Ist aufgrund des Anforderungsprofils bekannt, welche Verbraucher zukünftig betrieben werden sollen, und gegebenenfalls deren Betriebe aufgrund des nicht Übersteigens des Energiemenge-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge gegebenenfalls noch verzögert sind, so kann eine Verzögerungsverlängerungszeitdauer und/oder ein Abbruch der Verzögerung und/oder eine Laufzeitvorgabe und/oder eine Abgabe der Anlagen-Energiemenge in den Energiespeicher und/oder das öffentliche Energieversorgungsnetz abhängig von diesen Erwartungswerten erfolgen. Die durchzuführenden Betriebe sind anhand des von einem Nutzer direkt angeforderten Betriebs eines oder mehrerer Verbraucher und/oder auch von automatisch vorgegebenen, beispielsweise durch eine permanente Programmierung in einem Gebäudesystem, erforderlichen Betrieben von Verbrauchern mit dem jeweils zu erwartenden Energieverbrauch mit einem gewissen Wahrscheinlichkeitswert vorhersagbar. Im Hinblick auf die Bestimmung eines zu erwartenden Energieverbrauchs kann dies beispielsweise anhand einer Mittelwertbildung von mehreren vorhergehenden Betrieben eines spezifischen Verbrauchers und/oder des gesamten Verbraucherbunds erfolgen. Zusätzlich oder anstatt dazu kann dies beispielsweise jedoch auch nur anhand des letzten gespeicherten detektierten Betriebs eines Verbrauchers und/oder des Verbraucherverbunds erfolgen.
Als weiteres separates Entscheidungskriterium kann auch die Anzahl der betriebenen Verbraucher und/oder der Energieverbrauch von Verbrauchern in einem vorgebbaren Zeitintervall vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge berücksichtigt werden. So kann dies durch eine Steuereinheit detektiert werden und beispielsweise innerhalb von einem Zeitintervall von Minuten oder aber auch bis hin zu einem Zeitintervall größer einer Stunde erkannt und abgeschätzt werden. Ist die Anzahl der betriebenen Verbraucher in diesem vorhergehenden Zeitintervall groß, so ist die zu erwartende Energiemenge nach dem Überschreiten des Energiemenge-Schwellwerts ebenfalls als relativ hoch einzuschätzen. Gegebenenfalls ist es dann sinnvoll eine weitere Verzögerung zumindest für einen der angeforderten Betriebe eine Verbrauchers durchzuführen. Hier kann dann natürlich selbstverständlich ebenfalls individuell abgewägt und entschieden werden, ob alle der angeforderten Betriebe der Verbraucher nochmals verzögert werden, oder ob dies für zumindest einen, aber nicht alle erfolgt. Auch hier können somit vielfältigste individuelle Szenarien über die Betriebsweise der angeforderten Betriebe von Verbrauchern erstellt und individuell optimal angepasst werden. Auch dadurch kann in äußerst flexibler variabler Weise die Erhöhung der Eigenverbrauchsquote beeinflusst werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Entscheidungskriterium eine zu erwartende Betriebsreihenfolge von Verbrauchern des Verbraucherverbunds berücksichtigt. Ist beispielsweise ein Anforderungsprofil für einen Betrieb einer Waschmaschine bekannt, so kann mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass nach dem Betrieb der Waschmaschine gegebenenfalls auch ein Wäschetrockner betrieben wird. Diese Betriebswahrscheinlichkeit kann dann auch noch abhängig von weiteren Parametern gewichtet werden. So kann beispielsweise ein höheres Gewicht dieser möglichen Betriebsreihenfolge dann erfolgen, wenn es Abend ist und/oder die Jahreszeit Herbst, Winter oder Frühling ist. Dann wird die gewaschene Wäsche mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht im Freien zum Trocknen gehängt, da sie dann nicht trocknet. Vielmehr wird dann die Wahrscheinlichkeit sehr hoch sein, dass dann zu diesen Tageszeiten und/oder Jahreszeiten die Wäsche nach dem Waschen in einen Wäschetrockner gegeben wird.
Als weiteres Entscheidungskriterium kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis von bereitstellbarer Anlagen-Energiemenge zu Bezugs-Energiemenge aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz zur Deckung des gesamten Energiemengenbedarfs eines zu betreibenden Verbrauchers berücksichtigt wird. Ist es nicht erforderlich, dass ein unverzüglicher Betrieb eines oder mehrerer Verbraucher unmittelbar nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge erfolgt, so kann dieser angeforderte Betrieb oder der unterbrochene Betrieb weiterhin verzögert werden, solange bis die Anlagen-Energiemenge größer ist und somit das Verhältnis größer ist. Auch dadurch kann dann die Eigenverbrauchsquote insbesondere dann gesteigert werden, wenn ein möglichst hoher Anteil der Anlagen-Energiemenge selbst verbraucht wird und nicht in das öffentliche Energieversorgungsnetz eingespeist wird.
Weitere spezifische Entscheidungskriterien können die Jahreszeit und/oder die Tageszeit sein. So kann üblicherweise davon ausgegangen werden, dass in Abend- und Nachzeiten der Energiebedarf des Verbraucherverbunds zurückgeht, da nicht mehr so viele Verbraucher betrieben werden oder betrieben werden müssen. Darüber hinaus kann durch die intelligente Steuerung erkannt werden, dass gerade bei Photovoltaik-Anlagen bei am späten Nachmittag oder in den Abendstunden angeforderten Betrieben von Verbrauchern diese Anlagen alsbald keine Anlagen-Energiemenge liefern werden, da dann, wenn die Sonne nicht scheint auch die Photovoltaik-Anlage sich selbst automatisch abschaltet. So kann hier im Zusammenhang vorgesehen sein, dass eine relativ lange Verzögerung des angeforderten Betriebs erfolgt, wenn es abends ist und/oder Herbst, Winter oder Frühling ist, und somit zu erwarten ist, dass die Anlagen-Energiemenge im weiteren Tagesverlauf sinken oder wenn bereits gegenwärtig keine Anlagen-Energiemenge mehr geliefert wird, auch dies auf absehbare Zeit nicht erfolgen wird.
Als weiteres Entscheidungskriterium kann auch der Ladezustand eines gebäudezugeordneten Energiespeichers, in den Anlagen-Energiemenge eingespeichert werden kann, berücksichtigt werden. Ist dieser relativ niedrig, so kann wiederum abhängig von einem oder mehreren der bereits oben genannten Entscheidungskriterien das Einspeichern einer Anlagen-Energiemenge in diesen Energiespeicher zumindest anteilig und/oder zeitabhängig erfolgen.
Als weiteres Entscheidungskriterium können Leistungsdaten der Anlage berücksichtigt werden. Ist diese sehr großdimensioniert und kann somit innerhalb kurzer Zeit relativ viel Anlagen-Energiemenge produzieren und bereitstellen, so kann auch hier die Verzögerungsverlängerungszeit und/oder die Abbruchzeit und/oder die Laufzeit und/oder die Abgabe in den Speicher und/oder ein öffentliches Energieversorgungsnetz sehr bedarfsgerecht erfolgen.
Nicht zuletzt können auch weitere Daten zur Berücksichtigung als Entscheidungskriterien verwendet werden. Besonders interessant sind in diesem Zusammenhang meteorologische Daten für den geografischen Standort der Anlage, und dies insbesondere innerhalb eines vorgebbaren zukünftigen Zeitintervalls. Es ist gerade beispielsweise bei Photovoltaik-Anlagen sehr interessant, da dadurch ein möglicher Erwartungswert im Hinblick auf zukünftig zu erwartende Anlage-Energiemenge innerhalb eines Tages und/oder einer Woche vorhergesagt werden kann und auf Basis dieser Informationen dann ein intelligentes Betriebsszenario von angeforderten Betrieben eines oder mehrerer Verbraucher des Verbraucherverbunds gestaltet werden kann.
Des Weiteren kann als Entscheidungskriterium der Verlauf der Anlagen-Energiemenge in einem vorgebbaren Zeitintervall vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge berücksichtigt werden. Ist die aufgrund der Tageszeit und/oder der Jahreszeit und/oder einer gegebenen Wettersituation relativ flach ansteigend, so kann dies auch gegebenenfalls mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit für den Zeitverlauf nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts zugrundegelegt werden. Abhängig davon kann dann gegebenenfalls eine Verzögerungsverlängerung von einem oder mehreren der angeforderten Betriebe der Verbraucher sinnvoll sein. Andererseits kann dann, wenn ein relativ steiler Anstieg dieser Anlagen-Energiemenge vorliegt und darüber hinaus gegebenenfalls der Energiemengenspeicher relativ stark bereits aufgeladen ist, auch ein Abbruch der Verzögerung ohne die Verzögerungsverlängerung erfolgen. Auch die Laufzeiten können dadurch gegebenenfalls nach dem Starten und/oder nach dem Beenden der Unterbrechung verlängert werden.
Insbesondere können des Weiteren als Entscheidungskriterien der Verlauf der Anlagen-Energiemenge in einem vorgebbaren Zeitintervall nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts und/oder Sicherheitsanforderungen an betriebene Verbraucher berücksichtigt werden.
Es ist explizit zu erwähnen, dass die beispielhaft genannten Entscheidungskriterien nicht abschließend zu verstehen sind und darüber hinaus auch weitere Entscheidungskriterien berücksichtigt werden können. Ein wesentlicher Aspekt ist auch darin zu sehen, dass für die Beurteilung eines Entscheidungskriteriums ein oder weitere mehrere der genannten Entscheidungskriterien berücksichtigt werden können, um das eben zu beurteilende Entscheidungskriterium bestärken oder abzuschwächen oder zu konkretisieren oder mit einem gewissen Wahrscheinlichkeitswert zu präzisieren. Insbesondere ist auch zu betonen, dass jedes genannte Entscheidungskriterium abhängig von weiteren genannten Entscheidungskriterien auch noch individuell gewichtet werden kann.
Insbesondere ist auch zu erwähnen, dass der Energiemengen-Schwellwert variabel vorgegeben werden kann. Die Variabilität kann sich diskret oder auch kontinuierlich ergeben und es kann insbesondere auch automatisch gesteuert eine derartige Veränderung des Energiemengen-Schwellwerts erfolgen. Insbesondere erfolgt die variable Einstellung anhand zumindest einem der oben genannten Entscheidungskriterien.
Insbesondere dann, wenn vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge zumindest zwei Betriebe von Verbrauchern angefordert werden oder bereits gestartete Betriebe unterbrochen wurden, eines oder mehrere der genannten Entscheidungskriterien herangezogen wird, um die dann im Weiteren zu erfolgenden Betriebe in ihrer Reihenfolge und/oder in ihrer Energiemengenaufteilung und/oder im Hinblick auf ihre Laufzeiten entsprechend durchzuführen.
Insbesondere wird vorgesehen, dass auch nach dem Starten und/oder dem Fortführen eines angeforderten Betriebs eines Verbrauchers nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge verschiedene Szenarien erfolgen können, wenn dann zeitlich nachfolgend die Anlagen-Energiemenge wieder unter den Energiemengen-Schwellwert fällt. So kann diesbezüglich einerseits vorgesehen sein, dass ein oder alle dann im Betrieb befindlichen Verbraucher ohne weitere Einschränkung fortgeführt werden und falls erforderlich, die jeweiligen Restenergiemengen, die zur Deckung der jeweiligen Gesamtmengenenergiebedarfe über das öffentliche Energieversorgungsnetz und/oder den Energiespeicher gedeckt werden.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass dann, wenn ein oder mehrere der angeforderten Betriebe oder der unterbrochenen Betriebe nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge nur solange durchgeführt werden, bis die Anlagen-Energiemenge einen weiteren vorgebbaren Energiemengen-Schwellwert unterschreitet. Dieser zweite Energiemengen-Schwellwert wird insbesondere unterschiedlich zum ersten Energiemengen-Schwellwert festgelegt, insbesondere kleiner als dieser festgelegt. Er kann ebenso variabel geändert werden, wobei dies ebenfalls abhängig von einem oder mehreren Entscheidungskriterien, insbesondere der oben genannten Entscheidungskriterien, erfolgen kann.
In einer besonders vorteilhaften und hervorzuhebenden Ausführung wird vorgesehen, dass das automatisch gesteuerte Verzögern zumindest eines angeforderten Betriebs des Verbrauchers nutzerspezifisch verhindert oder beendet werden kann. Ist in dem Zusammenhang beispielsweise vorgesehen, dass ein Nutzer den Betrieb zumindest eines spezifischen Verbrauchers anfordert oder wünscht, ist zum gegenwärtigen Zeitpunkt jedoch die Anlagen-Energiemenge, die geliefert werden kann, kleiner als der vorgebbare Energiemengen-Schwellwert, so würde zunächst dieser angeforderte Betrieb verzögert werden. Ist dies dem Nutzer in dieser Situation nicht Recht und möchte er dennoch ein unverzügliches Starten oder Beenden eines unterbrochenen Betriebs des zumindest einen Verbrauchers, so kann er dies anfordern. Insbesondere kann er dabei durch entsprechende Eingabe in einer Steuereinrichtung diese Verzögerung verhindern oder beenden und es erfolgt dann ein unverzügliches Starten oder Beenden der Unterbrechung des Betriebs des gewünschten Verbrauchers. Dies erfolgt selbst dann auch, wenn die erforderliche Energiemenge für den Betrieb des Verbrauchers vollständig aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz bezogen werden muss.
Vorzugsweise wird das nutzerspezifische Verhindern oder Unterbrechen momentan situationsspezifisch durch den Nutzer durchgeführt. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Nutzer für eine bestimmte Tageszeit und/oder einen bestimmten Verbraucher und/oder eine bestimmte Zeitdauer die Verhinderung vorgibt und dies solange automatisch gesteuert beibehalten wird, bis der Nutzer diese programmierte Vorgabe ändert. Möchte beispielsweise ein Nutzer, dass zwischen 17 und 19 Uhr eines jeden Tages der Betrieb eines spezifischen Verbrauchers, beispielsweise einer Waschmaschine, unverzögert durchgeführt wird, so kann er dies entsprechend programmieren. Jeden Tag wird dann automatisch geprüft, ob während dieser Zeitdauer die Waschmaschine betrieben und von einem Nutzer eingeschaltet wird. Ist dies der Fall und kann dann beispielsweise zumindest anteilig der Energiebedarf durch die Anlagen-Energiemenge gedeckt werden, so wird dies durchgeführt. Dies auch dann, wenn die Anlagen-Energiemenge kleiner als der Energiemengen-Schwellwert ist. Wird in dieser Zeitdauer die Waschmaschine von einem Benutzer eingeschaltet und liefert die Anlage überhaupt keine Anlagen-Energiemengen, so wird dann auch unverzüglich der Verbraucher gestartet und über das Energieversorgungsnetz mit Energie versorgt.
In besonders vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass der Energiemengen-Schwellwert auf den Wert Null festgelegt wird. Immer dann, wenn die Photovoltaik-Anlage sich aufgrund des nicht vorhandenen Sonnenlichts selbst automatisch abschaltet und somit keine elektrische Energie erzeugt, ist das oben genannte von besonderer Vorteilhaftigkeit. Denn dann kann nicht einmal ein geringer Anteil durch die Anlage selbst erzeugt werden und es muss quasi alles aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz geholt werden. Dies insbesondere dann, wenn auch ein möglicherweise vorhandener gebäudezugeordneter Energiespeicher leer ist oder nur einen geringen Energiemengenanteil liefern kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Verbraucherverbund einen Heizstab zum Erwärmen von Wasser in einem Warmwasser-Pufferspeicher und/oder zumindest ein Haushaltsgerät zur Pflege von Wäschestücken und/oder zumindest einen Geschirrspüler aufweist. Hausgeräte zur Pflege von Wäschestücken sind insbesondere ein Wäschetrockner und eine Waschmaschine. Ihre genannten spezifischen elektrischen Verbraucher sind im Hinblick auf den Energiebedarf und den Betriebsweisen sehr spezifische Verbraucher. Sie können gerade im Hinblick auf variable Betriebsweise mit gegebenenfalls vorhandenen Möglichkeiten einer zeitverschobenen Betriebsweise die Erfindung sehr positiv im Hinblick auf die Erhöhung der Eigenverbrauchsquote beeinflussen.
Prinzipiell können jedoch alle beispielsweise gebäudezugeordneten elektrischen Verbraucher, die quasi als private Verbraucher vorgesehen sind, und auch nicht anderen externen Kreisen zur Verfügung gestellt werden sollen, berücksichtigt werden. Insbesondere können an dieser Stelle weitere Haushaltsgeräte einer Wohneinheit oder Gewerbeeinheit berücksichtigt werden. Beispielsweise kann dies auch eine Beleuchtungsanlage für eine Außenbeleuchtung oder dergleichen, die zeitgesteuert betrieben werden kann, umfassen.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Bereitstellen von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund mit zumindest einem elektrischen Verbraucher. Die Vorrichtung umfasst den Verbraucherverbund und umfasst darüber hinaus eine gebäudezugeordnete Anlage, welche zur Erzeugung von elektrischer Energie aus regenerativer Energie ausgebildet ist. Die erzeugte elektrische Energie ist zumindest anteilig in ein öffentliches und nicht gebäudezugeordnetes Energieversorgungsnetz einspeisbar. Ein elektrischer Verbraucher ist durch die Anlage und/oder das Energieversorgungsnetz mit elektrischer Energie versorgbar. Die Vorrichtung umfasst eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung oder eine vorteilhafte Ausgestaltung davon. Insbesondere ist die Vorrichtung auch zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer vorteilhaften Ausgestaltung davon ausgebildet. So kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Messeinheit umfasst, mit der die momentan bereitstellbare elektrische Anlagen-Energiemenge der Anlage erfassbar bzw. messbar ist. Darüber hinaus kann die Vorrichtung eine weitere Messeinheit aufweisen, mit der die momentan erforderliche elektrische Verbraucher-Energiemenge des gebäudezugeordneten Verbraucherverbunds erfassbar ist. Vorzugsweise können diese Messeinheiten mit der Steuereinrichtung elektrisch verbunden sein, so dass sie zur Signalübertragung kommunizieren können. Die von den Messeinheiten erhaltenen Signale können dann durch die Steuereinrichtung ausgewertet und verarbeitet werden.
Vorzugsweise ist die Anlage eine Photovoltaik-Anlage. Sie kann beispielsweise auf einem Dach eines Wohngebäudes oder an einer Außenwand des Wohngebäudes oder auch auf Freiflächen, wie beispielsweise in einem Garten oder in einer externen Wiese angeordnet sein. Die Gebäudezuordnung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die von der Anlage erzeugte elektrische Energie nur Verbrauchern dieses gebäudezugeordneten Verbraucherverbunds bereitstellt oder die erzeugte elektrische Energie in einem gebäudezugeordneten Energiespeicher zwischenspeichert oder in ein öffentliches Energieversorgungsnetz einspeist.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Photovoltaik-Modulen. Die genannten Messeinheiten sind insbesondere Stromwandlereinheiten. Vorzugsweise werden diese Stromwandler direkt nach einem Wechselrichter der Vorrichtung angeordnet und eingebaut. Vorzugsweise werden diese Stromwandler vor einem Eigenverbrauchszähler, der somit den Anteil des Eigenverbrauchs der von der Anlage erzeugten elektrischen Energie durch gebäudezugeordnete Verbraucher erfasst, angeordnet. Vorzugsweise sind weitere Stromwandler zur Verbrauchserfassung und somit zur Erfassung des momentanen Verbraucher-Energiebedarfs durch den Verbraucherverbund angeordnet. Diese werden vorzugsweise nach dem Strombezugszähler montiert.
Die Steuereinrichtung kann darüber hinaus insbesondere auch eine Vergleichereinheit aufweisen, mittels der die momentane elektrische Anlagen-Energiemenge der Anlage und die momentan erforderliche elektrische Verbraucher-Energiemenge des gebäudezugeordneten Verbraucherverbunds verglichen werden. Insbesondere dann, wenn in diesem Zusammenhang ein Überschuss an Energie vorhanden ist und somit die Anlagen-Energiemenge größer als die erforderliche elektrische Verbraucher-Energiemenge ist, wird vorzugsweise der gesamte Bedarf der Verbraucher-Energiemenge durch die Anlagen-Energiemenge gedeckt.
Besonders vorteilhaft ist es, dass die Erfassung der elektrischen Anlagen-Energiemenge und/oder die Erfassung der momentan erforderlichen elektrischen Verbraucher-Energiemenge nach bestimmten Zeitintervallen durchgeführt wird und somit in diskreten Zeitabständen erfolgt. Diese können kleiner zehn Sekunden sein, insbesondere in Abständen von fünf Sekunden erfolgen.
Bei symmetrisch aufgebauten Anlagen wird auf jeder Phasenleitung der gleiche Strom erzeugt. Dadurch können Stromwandler eingespart werden. Dafür muss in der Steuereinrichtung auf einem spezifischen Modul A1. M2 eine Brücke von der Klemme 11 auf eine Klemme 4 gesetzt werden. Dadurch kann über eine weitere Einheit automatisch die korrekte Stromstärke für alle drei Phasen errechnet werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zur Erhöhung der Stabilität des Systems ein ausschaltverzögerndes Zeitrelais vorgesehen ist, bei dem die Zeitverzögerung insbesondere im Minutenbereich, vorzugsweise fünf Minuten beträgt. Dies verhindert gerade bei Wettersituationen, bei denen am Himmel Wolken vorbeiziehen, ein häufiges Schalten der elektrischen Verbraucher.
Vorzugsweise umfasst die Steuereinrichtung eine Anzeigeeinheit, auf der eine Vielzahl von Informationen für einen Nutzer darstellbar sind. In diesem Zusammenhang sind die Informationen bezüglich der momentanen Anlage-Energiemenge und/oder der momentanen Verbraucher-Energiemenge und/oder der gegenwärtig vorliegenden Anforderungen von Betrieben von elektrischen Verbrauchern des Verbraucherverbunds und/oder momentan tatsächlich durchgeführte und ablaufende Energie verbrauchende Betriebe der Verbraucher und/oder Informationen über eine zu erwartende Verzögerungszeit und/oder der prozentuale Anteil der Anlagen-Energiemenge an der Gesamtenergiemenge eines momentan ablaufenden Betriebs eines Verbrauchers anzeigbar.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Heizstab für die Aufheizung des Wassers in dem Warmwasser-Pufferspeicher in vertikaler Richtung betrachtet in etwa auf halber Höhe des Gesamtvolumens angeordnet ist. Vorzugsweise kann damit erreicht werden, dass in etwa die Hälfte des in dem Pufferspeicher enthaltenen Wassers allein durch den Heizstab aufheizbar ist.
In besonders vorteilhafter Weise wird dabei der Betrieb des Heizstabs durch die Steuereinrichtung derart gesteuert, dass wenn immer möglich der Heizstab geheizt wird und somit immer wieder ein zusätzliches Zwischenheizen des Warmwassers erfolgt. Damit kann in ganz besonders effizienter Weise ein sehr energiesparendes Aufheizen einerseits erreicht werden. Denn immer dann, wenn Anlage-Energiemenge zur Verfügung steht, wird zumindest für kurze Zeit der Heizstab betrieben, und somit wieder eine entsprechende, wenn auch nur geringfügige Erwärmung des Wassers in dem Pufferspeicher erzielt. Dies trägt in besonders vorteilhafter Weise dazu bei, dass kein unerwünschtes zu starkes Absinken der Temperatur des Wassers in dem Pufferspeicher auftritt und nicht nachfolgend, gerade bei sehr großen Pufferspeichern, ein sehr energieineffizientes und lang andauerndes Erwärmen des Wasserspeichers auf einen gewünschten Temperaturwert mittels einer zusätzlichen Kesselanlage, beispielsweise einer Pellet-Heizung oder einer Gas-Heizung oder einer Öl-Brennwert-Heizung oder sonstigen Heizungen, erfolgen muss. Ein sehr großer Energiebedarf über das öffentliche Energieversorgungsnetz ist dadurch vermeidbar.
In besonders vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass abhängig von der Temperatur des Wassers in dem Pufferspeicher der Betrieb des Heizstabs mit größerer Priorität versehen wird und dadurch die Position des Heizstabs in einer gegebenenfalls vorhandenen Prioritätenliste der elektrischen Verbraucher ansteigt. Es kann darüber hinaus auch vorgesehen sein, dass dann, wenn die Temperatur im Warmwasserspeicher unter einen vorgebbaren Schwellwert sinkt und bis dahin keine Anlage-Energiemenge dem Heizstab zur Verfügung gestellt werden kann, dieser dann auch zumindest zeitweise mit Energie aus dem Energiespeicher und/oder dem öffentlichen Energieversorgungsnetz betrieben wird.
Insbesondere dann, wenn die Anlagen-Energiemenge größer als die momentan erforderliche elektrische Verbraucher-Energiemenge ist, wird der Heizstab automatisch eingeschaltet. Dies erfolgt insbesondere aber jedoch nur dann, wenn die Temperatur im Warmwasserspeicher einen vorgebbaren oberen Temperaturschwellwert noch nicht überschritten hat.
Vorzugsweise erfolgt die Abschaltung des Heizstabs zeitverzögert, beispielsweise mit einer Zeitverzögerung im Minutenbereich, insbesondere etwa mit einer Minute. Dadurch wird erreicht, dass bei kurzzeitigen Stromspitzen in dem Verbraucherverbund der Heizstab auch laufend ein- und wieder ausgeschaltet werden kann.
Gerade bei den oben genannten beispielhaften Haushaltsgeräten des Geschirrspülers und der Waschmaschine wird die Steuerung so vorgenommen, dass die Geräte, wenn sie in Betrieb genommen wurden, nicht mehr unterbrochen werden, sondern bis zum Ende fortgeführt werden. Dies erfolgt dann unabhängig, ob nach dem Betriebsbeginn der elektrische Energiebedarf ausschließlich durch die Anlagen-Energiemenge abgedeckt wird oder zumindest anteilig durch Energie aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz gedeckt wird. Dies ist dahingehend vorteilhaft, da gerade bei diesen Geräten eine Unterbrechung des bereits gestarteten Betriebs wenig energieeffizient wäre, da bei einer Unterbrechung das bereits aufgeheizte Wasser sich wieder abkühlen würde und bei dann Fortfahren des Betriebs nach der Unterbrechung dieses Wasser erst einmal wieder aufgeheizt werden müsste.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei einem benutzerdefinierten Beenden oder Unterbrechen einer Verzögerung des Betriebs eines Verbrauchers diese Deaktivierung der Verzögerung um eine vorgebbare Zeitdauer erfolgt. Diese kann benutzerindividuell vorgegeben werden. Vorzugsweise beträgt dies dann mehrere Stunden, beispielsweise drei Stunden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass diese Deaktivierung der Verzögerungsfunktion für zumindest eines der nachfolgend zu betreibenden Geräte bzw. Verbraucher durch eine Zählereinheit gezählt wird. Diese Information kann dann ebenfalls im Weiteren zur Steuerung der elektrischen Verbraucher berücksichtigt werden.
Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass in der Vorrichtung ein Zwei-Tarif-Zähler für Tag- und Nachtstrom eingesetzt ist. Vorzugsweise wird dann ein potenzialfreier Kontakt für die Nachtstromzeit auf die Steuerung aufgeschaltet. In diesem Zeitraum werden dann die Steckdosen für spezifische elektrische Verbraucher, insbesondere Waschmaschine, Geschirrspüler und Wäschetrockner freigegeben. Dadurch werden die Geräte mit dem vergünstigten Nachtstrom betrieben, wenn dies gewünscht ist. Ist ein derartiger Betrieb in den Nachtzeiten nicht zwingend erforderlich, so kann auch nach Betriebsanforderung eine entsprechende Verzögerung bis zum nächsten Tag erfolgen, indem dann gegebenenfalls wiederum durch die Anlage elektrische Energie erzeugt wird und dann die Anlagen-Energiemenge zum Betrieb der genannten Geräte bereitgestellt wird.
Die Steuereinrichtung weist Mittel, insbesondere Einheiten auf, mit den alleine oder in Zusammenwirken von mehreren Einheiten die oben genannten Abläufe steuerbar sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, also auch die in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen und/oder die nur in der Figurenbeschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Insbesondere die sehr große Variabilität und Flexibilität der Kombinationsmöglichkeiten der genannten Entscheidungskriterien weist für sich alleine betrachtet also auch für die Berücksichtigung von einem Entscheidungskriterium oder mehreren Entscheidungskriterien zur Beurteilung eines oder mehrerer anderer Entscheidungskriterien und somit final für die Entscheidung, wann ein angeforderter Betrieb oder mehrere angeforderte Betriebe eines oder mehrerer Verbraucher vollständig durchgeführt wird, insbesondere unter Berücksichtigung der Anlagen-Energiemenge, eine große Szenarienoptionalität auf, wodurch eine sehr detaillierte und präzisierte Steuerung zur Steigerung der Eigenverbrauchsquote ermöglicht ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Anzahl und/oder welche der Entscheidungskriterien und/oder in welcher Reihenfolge Entscheidungskriterien für die Beurteilung eines anderen Entscheidungskriteriums berücksichtigt werden, variabel ist. Insbesondere kann dies vom zu beurteilenden Entscheidungskriterium selbst und/oder von der, insbesondere momentanen, Anlagen-Energiemenge und/oder der, insbesondere momentanen, Verbraucher-Energiemenge und/oder vom, insbesondere momentanen, Energiemengen-Schwellwert und/oder von einem oder mehreren der vorhergehenden Werte oder Aussagen dieses zu beurteilenden Entscheidungskriteriums abhängig sein. Die Beurteilung erfolgt dabei im Hinblick auf eine Verzögerungsverlängerung und/oder eine Laufzeitbestimmung und/oder einen Verzögerungsabbruch und/oder eine Energieabgabe in den Speicher und/oder das öffentliche Netz. Es kann vorgesehen sein, dass abhängig von einem oder mehreren berücksichtigten anderen Entscheidungskriterien die Beurteilung eines Entscheidungskriteriums in eine spezifischen Szenario dazu führt, dass die Verzögerung verlängert wird und in einem anderen unterschiedlichen Szenario die Verzögerung nicht verlängert wird. Entsprechendes kann für die Abbruchentscheidung und/oder die Laufzeitentscheidung und/oder die Abgabeentscheidung möglich sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Blockbilddarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
2 ein Diagramm, in dem die Anlage-Energiemenge und die Verbraucher-Energiemenge in Abhängigkeit von der Zeit in beispielhaften Szenarien dargestellt ist.
In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Vorrichtung 1 gezeigt, die zum Steuern einer Zuteilung von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund 2 von elektrischen Verbrauchern ausgebildet ist. Die Vorrichtung 1 ist dabei ebenfalls gebäudezugeordnet. Dies bedeutet, dass sie einem individualisierten Wohngebäude oder Gewerbegebäude oder landwirtschaftlichen Gebäude aus einer Vielzahl derartiger vorhandener Gebäude zugeordnet ist und spezifisch zum Betrieb von diesen gebäudezugeordneten Verbrauchern vorgesehen ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 1 in einem privat genutzten Wohnhaus angeordnet ist.
Im Ausführungsbeispiel umfasst der gebäudezugeordnete Verbraucherverbund 2 eine Mehrzahl von elektrischen Verbrauchern, die als Waschmaschine 3, als Wäschetrockner 4, als Geschirrspüler 5, als Heizstab 6 ausgebildet sind und als weiteren beispielhaften elektrischen Verbraucher eine Beleuchtung 7 umfasst. Die Anzahl der elektrischen Verbraucher ist lediglich beispielhaft. Der Verbraucherverbund 2 kann darüber hinaus eine Vielzahl weiterer gebäudezugeordneter elektrischer Verbraucher umfassen. Beispielsweise kann dies auch ein elektrisch betreibbarer Zusatzheizkörper in einem Wohnraum des Gebäudes sein. Des Weiteren können beispielsweise eine Sauna, ein Audiogerät, ein TV-Gerät, ein Hausgerät zum Zubereiten von Lebensmitteln, ein Hausgerät zum Lagern von Lebensmitteln, wie beispielsweise ein Kühlschrank oder eine Gefriertruhe, sein. Darüber hinaus können auch gebäudezugeordnete Gartengeräte, wie beispielsweise eine elektrisch steuerbare und betreibbare Rasen-Wassersprängeranlage, fallen.
Der Heizstab 6 ist zum Erwärmen eines Wassers 8 in einem Warmwasser-Pufferspeicher 9 ausgebildet. Vorzugsweise ist der Heizstab 6 im Hinblick auf das Volumen des Pufferspeichers 9 in etwa mittig angeordnet. Vorzugsweise beträgt das Volumen dieses Pufferspeichers 9 beispielsweise 800 Liter. Das Wasser 8 in dem Pufferspeicher 9 kann zusätzlich auch über eine weitere Heizungsanlage 10 aufgeheizt werden. Die Heizungsanlage 10 ist mit einem öffentlichen Energieversorgungsnetz 11 verbunden und bezieht die elektrische Energie, insbesondere den Strom, zum Betrieb der Heizungsanlage 10 vorzugsweise ausschließlich aus diesem öffentlichen Energieversorgungsnetz 11. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zumindest anteilig der Energiebedarf der Heizungsanlage 10 durch erzeugte Energie einer Photovoltaik-Anlage 12 gedeckt wird.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Photovoltaik-Anlage 12, welche zumindest ein Photovoltaik-Modul aufweist. Dieses kann beispielsweise auf dem Dach des Wohnhauses oder an einer Wand oder aber auch auf einer zugehörigen Bodenfläche, wie beispielsweise im Garten oder dergleichen aufgestellt sein. Die Photovoltaik-Anlage 12 ist somit zur Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, insbesondere Strom, ausgebildet. Die Vorrichtung 1 umfasst darüber hinaus Stromwandler 13, die zwischen der Photovoltaik-Anlage 12 und einer Messeinheit 14 angeordnet sind. Die Messeinheit 14 ist dabei zur Erfassung der momentanen Anlagen-Energiemenge ausgebildet. Dies bedeutet, dass sie die von der Photovoltaik-Anlage 12 gelieferte momentane Strommenge erfasst. Wie zu erkennen ist, ist diese erste Messeinheit 14 mit einer Steuereinrichtung 15 der Vorrichtung 1 verbunden. Der Stromwandler 13 und die Messeinheit 14 können vorzugsweise auch in einer Einheit angeordnet sein, so dass durch die Einheit die Stromwandlung und die Erfassung der erzeugten Anlagen-Energiemenge und die diesbezügliche Signalübermittlung an die Steuereinrichtung 15 erfolgt.
Die Steuereinrichtung 15 umfasst eine erste Verarbeitungseinheit 15a, welche zur Verarbeitung der von der Messeinheit 14 erhaltenen Signale bezüglich der Information der Anlagen-Energiemenge ausgebildet ist.
Die Steuereinheit 15 umfasst darüber hinaus eine zweite Verarbeitungseinheit 15b und diese Verarbeitungseinheit 15b ist zur Verarbeitung von Signalen einer weiteren zweiten Messeinheit 16 ausgebildet. Die Messeinheit 16 ist dabei zur Erfassung des momentanen Werts der Verbraucher-Energiemenge des Verbraucherverbunds 2 ausgebildet.
Die Steuereinrichtung 15 umfasst darüber hinaus eine dritte Verarbeitungseinheit 15c. Diese ist zur Verarbeitung von Signalen einer weiteren Messeinheit 17 ausgebildet. Die Messeinheit 17 ist mit dem öffentlichen Energieversorgungsnetz 11 verbunden und stellt einen Bezugsstromzähler dar. Dies bedeutet, über diesen Zähler 17 wird der von dem öffentlichen Energieversorgungsnetz 11 bezogene Mengenwert der elektrischen Energie, insbesondere des elektrischen Stroms, zum Verbrauch im Verbund 2 erfasst.
Die Steuereinrichtung 15 umfasst darüber hinaus eine Verzögerungseinheit 15d. Mittels dieser kann abhängig von den erhaltenen Informationen der Einheiten 14 und 16 ein angeforderter Betrieb oder ein unterbrochener Betrieb eines elektrischen Verbrauchers des Verbraucherverbunds 2 verzögert werden. Dies erfolgt insbesondere solange, bis die von der Photovoltaik-Anlage 12 gelieferte Anlagen-Energiemenge größer einem vorgebbaren Energiemengen-Schwellwert ist. Insbesondere ist der Energiemengen-Schwellwert gleich Null. Dies bedeutet, dass dann, wenn die Photovoltaik-Anlage 12 keinen Strom liefert, ein bereits vorher und insbesondere in der Phase in der die Anlage 12 abgeschaltet ist angeforderter Betrieb oder ein unterbrochener Betrieb eines elektrischen Verbrauchers des Verbraucherverbunds 2 nicht gestartet oder nicht weitergeführt wird, und insbesondere so lange, bis wieder Strom von der Photovoltaik-Anlage 12 erzeugt wird.
Die Vorrichtung 1 umfasst darüber hinaus eine weitere Messeinheit 18. Mit dieser Messeinheit wird der Anteil der Anlagen-Energiemenge, der von der Photovoltaik-Anlage 12 erzeugt wird und in das öffentliche Energieversorgungsnetz 11 eingespeist wird, gezählt. Die Messeinheit 18 ist somit auch als Einspeisezähler zu bezeichnen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Messeinheiten 17 und 18 als eine Einheit ausgebildet sind und diese einen Zwei-Richtungs-Energie-Zähler darstellt, durch welchen der Bezugsstrom und der Einspeisestrom erfasst werden.
Die Vorrichtung 1 umfasst darüber hinaus einen gebäudezugeordneten elektrischen Energiespeicher 19. In diesen kann von der Photovoltaik-Anlage 12 erzeugte elektrische Energie, die zum Zeitpunkt der Erzeugung von dem Verbraucherverbund 2 noch nicht direkt oder nicht vollständig verbraucht wird und/oder welche zum Zeitpunkt der Erzeugung durch die Photovoltaik-Anlage 12 nicht vollständig in das öffentliche Energieversorgungsnetz 11 eingespeist werden soll, gespeichert werden.
Im Hinblick auf das vereinfachte Blockbild in 1 ist darauf hinzuweisen, dass die gezeigten Verbindungen zwischen den Blöcken einerseits, wo es erforderlich ist, Signalwege darstellen, über welche elektrische Datensignale ausgetauscht werden. Andererseits stellen diese jedoch auch der Einfachheit halber und der Übersichtlichkeit dienend diejenigen Leitungen dar, über die dann elektrische Energie, insbesondere der Strom, geleitet wird. Selbstverständlich kann vorgesehen sein, dass für die Informationssignale bzw. Datensignale einerseits und für die Übertragung des elektrischen Stroms andererseits verschiedene Leitungen vorliegen.
Beispielhaft sind auf der Leitungsverbindung zur Waschmaschine 3 und zum Wäschetrockner 4 hin weitere Stromwandler 20 und 21 eingezeichnet. Es kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass jeweils eine Messeinheit 16 jeweils in die Stromwandler 20 und 21 integriert ist und somit jeweils nur eine Einheit gebildet ist. Diese umfassen dann die Funktionalität der Stromwandlung und Erfassung der jeweiligen Verbraucher-Energiemenge, die dann als Information an die Steuereinrichtung 15 übertragbar ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäß der Darstellung in 1 lediglich beispielhaft und auch anderweitig ausführbar ist vorgesehen, dass eine weitere Einheit als Eigenverbrauchszähler 22 vorgesehen ist, der im Ausführungsbeispiel beispielhaft in der Steuereinrichtung 15 angeordnet ist. Mittels dem Eigenverbrauchszähler 22 wird der Eigenverbrauch ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die Differenz zwischen der Energiemenge der Messeinheit 14 und der Messeinheit 18 gebildet wird.
Dies bedeutet, dass damit diejenige Quote des von der Photovoltaik-Anlage 12 erzeugten Strom erfasst wird, die dann auch von dem Verbraucherverbund 2 selbst verbraucht wird. Die Eigenverbrauchsquote stellt daher, wie bereits oben einleitend erwähnt, denjenigen Anteil aus der von der Photovoltaik-Anlage 12 erzeugten gesamten Anlage-Energiemenge dar, der auch gebäudezugeordnet durch entsprechende elektrische Verbraucher selbst verbraucht wird.
Der Eigenverbrauchs-Zähler 22 kann insbesondere auch zwischen der Photovoltaik-Anlage 12 und dem Stromwandler 13 angeordnet sein. Es kann vorzugsweise auch vorgesehen sein, dass der Eigenverbrauchszähler 22 nicht als gegenständliche, insbesondere eigene, Einheit realisiert ist, sondern als Softwaremodul in einer anderen Einheit implementiert ist.
Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Steuereinrichtung 15 mit den Untereinheiten 15a bis 15d können diese auch in einer gemeinsamen weiteren Untereinheit angeordnet sein. Die Steuereinrichtung 15 kann darüber hinaus auch noch weitere Einheiten zur Auswertung zum Vergleich und zur Abschätzung von Erwartungswerten aufweisen und insbesondere eine Speichereinheit aufweisen.
Des Weiteren weist die Steuereinrichtung 15 eine Bedienvorrichtung 15e und eine Anzeigeeinheit 15f auf. Über die Bedienvorrichtung 15e kann beispielsweise über berührsensitive Bedienfelder, beispielsweise in Form von Touchfeldern, oder aber auch durch Dreh- und/oder Druckelemente eine Einstellung und/oder eine Auswahl von Betriebsbedingungen erfolgen. Über die Anzeigeeinheit 15, welche beispielsweise ein Display ist, welches ebenfalls berührsensitiv ausgebildet sein kann, werden Betriebsbedingungseinstellungen und/oder sonstige Informationen für einen Nutzer nachvollziehbar angezeigt.
Beispielhafte Funktionsszenarien der Vorrichtung 1 werden nachfolgend näher erläutert. In 2 ist in dem Diagramm die elektrische Energie in Form des elektrischen Stroms in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet. In dem Diagramm ist anhand der Kurve I der Verlauf der Anlagen-Energiemenge dargestellt. Durch die Kurve II ist das Bedarfsprofil an Energie von elektrischen Verbrauchern des Verbraucherverbunds 2 dargestellt. Die Kurvenverläufe sind lediglich beispielhaft und können in unterschiedlichster anderweitiger Ausgestaltung ausgebildet sein.
Ausgehend von der beispielhaften Diagrammdarstellung wird zum Zeitpunkt t0 von einem Nutzer der Betrieb der Waschmaschine 3 angefordert. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Benutzer die Waschmaschine 3 zu dessen Start betätigt. Durch die Steuereinheit 15 wird dies erkannt bzw. erfasst. Gleichzeitig wird dann geprüft, ob zum Zeitpunkt t0 die Photovoltaik-Anlage 12 eine Anlagen-Energiemenge liefert. Gemäß der beispielhaften Darstellung der Kurve I ist die Photovoltaik-Anlage 12 zum Zeitpunkt t0 automatisch abgeschaltet, da kein Sonnenlicht auf die Module fällt und somit kein Strom erzeugt wird.
Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Energiemengen-Schwellwert gleich Null ist. Dies bedeutet, dass zum Zeitpunkt t0 der Anlagen-Energiemengenwert nicht größer ist als dieser Energiemengen-Schwellwert, so dass zunächst automatisch gesteuert über die Steuereinrichtung 15 vorgesehen wird, dass der von dem Nutzer angeforderte Betrieb der Waschmaschine 3 nicht erfolgt bzw. der Start nicht erfolgt sondern verzögert wird. Dies ist insbesondere so lange der Fall, bis die Anlagen-Energiemenge größer dem Wert Null ist, was im Ausführungsbeispiel bedeutet, dass die Photovoltaik-Anlage 12 grundsätzlich erstmal wieder Anlagen-Energiemenge erzeugen und bereitstellen muss. Ein derartiges Szenario, bei dem zum Zeitpunkt t0 die Photovoltaik-Anlage 12 in Ermangelung von vorhandenem Sonnenlicht abgeschaltet ist, kann beispielsweise nach Sonnenuntergang in Nachtzeiten der Fall sein. Wird also beispielsweise auch abhängig von der Jahreszeit am Abend oder am Spätabend der Betrieb der Waschmaschine 3 gewünscht, so wird dies hier verzögert. Die Verzögerung kann in diesem Zusammenhang so lange erfolgen, bis gemäß der Darstellung in 2 zum Zeitpunkt t1 die Photovoltaik-Anlage 12 wieder Anlagen-Energiemenge liefert. Beispielsweise kann hier dann der Zeitpunkt t1 der nächste Morgen bei Sonnenaufgang sein.
Im Hinblick auf diese doch sehr lange Verzögerungszeitdauer, die sich von einem Abend bis zum nächsten Morgen des nachfolgenden Tages erstrecken kann, kann auch vorgesehen sein, dass die Verzögerung des angeforderten Betriebs der Waschmaschine 3 abgebrochen wird, wobei dazu Abbruch-Entscheidungskriterien berücksichtigt werden.
Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass über die Steuereinrichtung 15 dieser Verzögerungsbetrieb verhindert wird und dann somit bereits nutzerdefiniert zum Zeitpunkt t0 der Betrieb der Waschmaschine 3 startet. Allerdings erfolgt dann der Betrieb zumindest für eine Zeitdauer des Gesamtbetriebs der Waschmaschine 3 ohne eine gegenwärtig direkt momentan produzierte Anlagen-Energiemenge. Vielmehr erfolgt dann der Betrieb durch Energie die vollständig von dem öffentlichen Energieversorgungsnetz 11 und/oder teilweise durch gegebenenfalls in dem Energiespeicher 19 noch gespeicherte Anlagen-Energiemenge.
Wird der Betrieb der Waschmaschine 3 vor dem Erreichen des Zeitpunkts t1 bereits beendet, so wird über die gesamte Betriebsdauer der Waschmaschine 3 kein momentan und direkt erzeugter Anlagen-Energiemenge beigetragen.
Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang jedoch, wenn bis zum Zeitpunkt t1 mit dem Starten des Betriebs der Waschmaschine 3 gewartet werden kann und dann die erforderliche Energiemenge für den Betrieb zumindest anteilig durch die momentan direkt erzeugte Anlagen-Energiemenge gedeckt wird. Wie dazu dann beispielsweise in der Darstellung in 2 zu erkennen ist, steigt beispielsweise, wenn ein sonniger Sommertag beginnt, gemäß dem Verlauf der Kurve I die Anlagen-Energiemenge stetig und gegebenenfalls relativ steil an. Im weiteren Betriebsverlauf der Waschmaschine 3 kann dann der Anteil von Fremdenergie, insbesondere der aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz 11 noch erforderliche Energiemengenanteil stetig und kontinuierlich reduziert werden.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Betrieb der Waschmaschine 3 dann startet, wenn der gesamte Energiebedarf für den Betrieb ausschließlich durch die Anlagen-Energiemenge gedeckt werden kann.
Gemäß einem weiteren Szenario ist in der Darstellung gemäß 2 vorgesehen, dass bis zum Zeitpunkt t2 keinerlei elektrischer Energieverbrauch durch den Verbraucherverbund 2 erfolgt. Die zwischen dem Zeitpunkten t1 und t2 erzeugte Anlagen-Energiemenge kann dann in dem Energiespeicher 19 zwischengespeichert werden und/oder an das öffentliche Energieversorgungsnetz 11 eingespeist werden. Die Anteile, mit denen die gegenwärtig nicht benötigte Anlagen-Energiemenge zwischengespeichert oder eingespeist werden, können insbesondere abhängig von ein oder mehreren Abgabe-Entscheidungskriterien erfolgen.
Zum Zeitpunkt t2 wird dann der Betrieb eines elektrischen Verbrauchers, beispielsweise der Waschmaschine 3 angefordert. Beispielhaft ist eingezeichnet, dass diese drei Energieeinheiten benötigt. Zum Zeitpunkt t2 ist diese erforderliche Menge bereits vollständig durch die Anlagen-Energiemenge geliefert, sodass zum Zeitpunkt t2 keinerlei Verzögerung des angeforderten Betriebs der Waschmaschine 3 erfolgt.
Alternativ kann jedoch auch vorgesehen werden, dass auch zum Zeitpunkt t2 der Betrieb der Waschmaschine 3 verzögert wird, wobei dies durch Verzögerungsverlängerungs-Entscheidungskriterien entschieden werden kann.
Zum Zeitpunkt t3 wird ein weiterer elektrischer Verbraucher, beispielsweise der Heizstab 6 eingeschaltet, um das Wasser in dem Pufferspeicher 9 zu erwärmen. Zum Zeitpunkt t3 ist die Anlagen-Energiemenge größer als der Energiemengen-Schwellwert und darüber hinaus auch größer als die zum Zeitpunkt t3 gesamte erforderliche Energiemenge des Verbraucherverbunds 2. Auch der Betrieb des Heizstabs 6 zum Zeitpunkt t3 wird daher nicht verzögert und startet unverzüglich.
Zum Zeitpunkt t4 wird zusätzlich zum ablaufenden Betrieb der Waschmaschine 3 und dem aktiven Betrieb des Heizstabs 6 der Betrieb des Geschirrspülers 5 durch einen Nutzer angefordert. Wie zu erkennen ist, steigt dadurch der Gesamtenergiebedarf des Verbraucherverbunds 2 über die momentan bereitstellbare Anlagen-Energiemenge an. In dieser Situation können dann unterschiedlichste weitere Vorgehensweisen durch die Steuereinheit 15 gesteuert erfolgen. Vorzugsweise wird der Betrieb der Waschmaschine 3 nicht unterbrochen. Dies vor dem Hintergrund, dass eine Unterbrechung des Waschvorgangs ein Abkühlen des Waschwassers nach sich ziehen würde und die Erwärmung des Waschwassers nach der Betriebsunterbrechung einen unerwünschten zusätzlichen Energiebedarf erfordern würde. Im beispielhaften Szenario wird somit der Betrieb der Waschmaschine 3 nicht unterbrochen und unverzüglich bis zum Ende fortgeführt. Die Steuereinrichtung 15 prüft ebenfalls abhängig von Entscheidungskriterien ob der Betrieb des Heizstabs 6 unterbrochen werden kann. Dabei kann insbesondere eine Prioritätenliste der Verbraucher des Verbraucherverbunds 2 herangezogen werden. Es kann in diesem Zusammenhang dann vorgesehen sein, dass der Heizstab 6 in seinem Betrieb unterbrochen wird und der Geschirrspüler 5 unverzüglich gestartet wird. Dies ist dann ein mögliches Szenario, wenn der Gesamtenergiebedarf der Waschmaschine 3 und des Geschirrspülers 5 vorzugsweise kleiner ist als die momentan von der Photovoltaik-Anlage 12 lieferbare Anlagen-Energiemenge.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Betrieb des Heizstabs 6 nicht unterbrochen wird sondern fortgeführt wird. In diesem Szenario kann dann für den Betrieb des Geschirrspülers 5 vorgesehen sein, dass dieser in seinem Betrieb verzögert wird. Die Verzögerung kann dann solange erfolgen, bis zum Zeitpunkt t5, bei dem der Gesamtenergiebedarf der betriebenen Verbraucher des Verbunds 2 kleiner ist als der momentan lieferbare Wert der Anlagen-Energiemenge der Photovoltaik-Anlage 12. Im Ausführungsbeispiel wird dann somit zum Zeitpunkt t5 die Verzögerung des Betriebs des Geschirrspülers 5 beendet und dieser Betrieb gestartet.
Alternativ könnte zum Zeitpunkt t4 vorgesehen sein, dass auch gleich der Betrieb des Geschirrspülers 5 gestartet wird, da die Anlagen-Energiemenge größer als der Energiemengen-Schwellwert ist. Bei diesem Szenario kann dann vorgesehen sein, dass die restliche Menge an erforderlicher Energie, die nicht durch die Anlagen-Energiemenge gedeckt werden kann, aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz 11 und/oder dem Energiespeicher 19 bereitgestellt wird. Wird dies durchgeführt, so erfolgt der unverzügliche Betriebsstart des Geschirrspülers 5 auch schon zum Zeitpunkt t4.
Wie aus dem beispielhaften Szenario in 2 hervorgeht, sinkt die Anlagen-Energiemenge zum Zeitpunkt t6 wieder unter die momentan erforderliche Gesamtenergiemenge der betriebenen elektrischen Verbraucher des Verbraucherverbunds 2, nämlich der Waschmaschine 3, dem Geschirrspüler 5 und dem Heizstab 6. Im Hinblick auf den Zeitraum zwischen den Zeitpunkten t5 und t6, bei der die Anlagen-Energiemenge den Gesamtenergiebedarf der aktiv betriebenen Verbraucher übersteigt, kann dieser Überschuss in den Energiespeicher 19 zumindest anteilig und/oder zumindest anteilig in das öffentliche Energieversorgungsnetz 11 gespeichert beziehungsweise eingespeist werden. Auch diese Vorgehensweise kann abhängig von ein oder mehreren Entscheidungskriterien, von denen einige beispielhaft im allgemeinen Teil der Beschreibung genannt wurden, erfolgen.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zum Zeitpunkt t6 der Betrieb des Heizstabs 6 unterbrochen wird. Auch hier ist vorgesehen, dass der Betrieb des Geschirrspülers 5 priorisierend zu behandeln ist, da eine Unterbrechung des Betriebs des Geschirrspülers 5 ein Abkühlen des erhitzten Spülwassers nach sich ziehen würde und eine nach der Unterbrechung dann erforderliche Erwärmung dieses Spülwassers einen unerwünschten zusätzlichen Energiebedarf erfordern würde. Wird der Heizstab 6 zum Zeitpunkt t6 abgeschaltet, so kann gemäß dem gezeigten Szenario die gesamte erforderliche Energiemenge der Waschmaschine 3 und des Geschirrspülers 5 momentan und direkt von der Photovoltaik-Anlage 12 geliefert werden.
Zum Zeitpunkt t7 wird dann im Wesentlichen gleichzeitig der Geschirrspüler 5 und der Heizstab 6 abgeschaltet, insbesondere hat der Geschirrspüler 5 das Ende seiner Betriebszeit zum Spülen des Geschirrs erreicht. Zugleich wird zum Zeitpunkt t7 der Wäschetrockner 4 gestartet. Bis zum Zeitpunkt t8 wird dann wiederum die gesamte erforderliche Energie der Verbraucher, deren Betrieb angefordert wurde und durchgeführt wird, durch die Anlagen-Energiemenge gedeckt. Zum Zeitpunkt t8 sinkt diese Menge wiederum unter die momentan erforderliche Gesamtmenge des Verbraucherverbunds 2. Insbesondere könnte dann hier vorgesehen sein, dass der Betrieb des Wäschetrockners 4 unterbrochen wird und erst zum Zeitpunkt t9 wieder fortgeführt wird. Bis zum Zeitpunkt t10 ergeben sich gemäß der beispielhaften Kurve II Abnahmen des gesamten Energieverbrauchs des Verbraucherverbunds 2, wobei bis zum Zeitpunkt t10 die Anlagen-Energiemenge größer ist als dieser Gesamtenergiebedarf.
Zum Zeitpunkt t11 geht der Wert der Anlagen-Energiemenge gegen den Wert Null und die Photovoltaik-Anlage 12 wird abgeschaltet. Die Anlagen-Energiemenge sinkt daher unter den Energiemengen-Schwellwert. Zum Zeitpunkt t12 wird der Betrieb eines elektrischen Verbrauchers des Verbraucherverbunds 2 durch einen Nutzer angefordert. Es kann auch vorgesehen sein, dass automatisch programmiert zum Zeitpunkt t12 der Betrieb eines Verbrauchers des Verbraucherverbunds 2 starten soll. Wie aus der Darstellung in 2 zu erkennen ist, ist zu diesem Zeitpunkt t12 die Anlagen-Energiemenge kleiner dem vorgegebenen Energiemengen-Schwellwert. Abhängig von weiteren Entscheidungskriterien wird dann der angeforderte Betrieb, bei dem die Anforderung zum Zeitpunkt t12 erfolgt ist, verzögert. Die Verzögerung kann dabei solange erfolgen, bis Verzögerungsabbruch-Entscheidungskriterien erfüllt sind und bereits vor dem Zeitpunkt t13 die Verzögerung beendet und der angeforderte Betrieb des Wäschetrockners 4 gestartet wird. Zum Zeitpunkt t13 erst wäre nämlich die Bedingung, dass der Energiemengen-Schwellwert, der gemäß dem Ausführungsbeispiel den Wert Null beträgt, durch die Anlagen-Energiemenge gemäß der Kurve I wieder überschritten. Wird keines der Verzögerungsabbruch-Entscheidungskriterien erfüllt, so bleibt der Betrieb zumindest bis zum Zeitpunkt t13 verzögert. Zum Zeitpunkt t13 wäre dann die Grundvoraussetzung, dass die Anlagen-Energiemenge den Energiemengen-Schwellwert wieder übersteigt, erfüllt. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass aufgrund von Verzögerungsverlängerungs-Entscheidungskriterien auch zum Zeitpunkt t13 der angeforderte Betrieb des Wäschetrockners 4 noch nicht gestartet wird.
Es kann auch vorgesehen sein, dass in einem Zeitfenster irgendwo zwischen den Zeitpunkten t11 und t13 umfassend den Zeitpunkt t12 der Nutzer für jeden Tag in der Steuereinrichtung 15 programmiert hat, dass ein in diesem Zeitfenster angeforderter Betrieb eines spezifischen Verbrauchers auch dann insbesondere unverzüglich startet, wenn die Anlagen-Energiemenge kleiner dem Energiemengen-Schwellwert ist, insbesondere Null ist. Eine Verzögerung ist dadurch durch den Nutzer unterbunden.
Zurückkehrend zum Zeitpunkt t7 kann beispielsweise vorgegeben werden, für wie lange des gestarteten Betriebs des Wäschetrockners 4 die Anlagen-Energiemenge zur Verfügung gestellt wird. So kann in diesem Zusammenhang auch vorgesehen sein, dass der Betrieb des Wäschetrockners 4 vom Zeitpunkt t8 bis zu dessen Ende zum Zeitpunkt t10 nur für einen kleineren Zeitabschnitt bereitgestellt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass dem Wäschetrockner 4 die Anlagen-Energiemenge nur bis zum Zeitpunkt t9 bereitgestellt wird. Der Betrieb kann dann wieder unterbrochen werden oder der restliche Energiebedarf aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz 11 und/oder dem Energiespeicher 9 gedeckt werden. Da der zum Zeitpunkt t9 noch laufende Betrieb der Waschmaschine 3 aufgrund der Prioritätenliste nicht unterbrochen werden darf kann hier dann nur der Wäschetrockner 4 gemäß voriger Erläuterung betrieben werden.
Gemäß der vorliegenden Erläuterung, bei der der Wäschetrockner 4 zum Zeitpunkt t13 ein zweites Mal nach Ablauf der vollständigen Betriebsdauer der ersten Betriebsphase zum Zeitpunkt t11 mit einer Betriebsanforderung bedacht wird, werden auch hier die vorab genannten Szenarien und Entscheidungskriterien berücksichtigt und der Betrieb entsprechend gesteuert.
Bedarfsgerecht und anteilig kann auch die Beleuchtungsvorrichtung 7 zumindest zeitweise und/oder anteilsmäßig mit einer Anlagen-Energiemenge versorgt werden.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren und eine vorteilhafte Ausgestaltung davon, wenn die Photovoltaik-Anlage 12 aufgrund nicht vorhandenem oder nicht einstrahlendem Sonnenlicht automatisch abgeschaltet wird und keine Anlagen-Energiemenge erzeugt und ein in dieser Phase angeforderter Betrieb von einem elektrischen Verbraucher oder mehreren elektrischen Verbraucher des Verbraucherverbunds 2 nicht zwingend erforderlich ist und sogar über einen längeren Zeitraum von mehreren Stunden nicht zwingend erfolgen muss. So kann insbesondere auch ein an einem Abend angeforderter Betrieb eines derartigen elektrischen Verbrauchers bis zum nächsten Morgen verzögert werden, um dann direkt erzeugte Anlagen-Energiemenge für den dann ablaufenden Betrieb verwenden und nutzen zu können. Besonders zweckdienlich ist es dann auch, wenn mehrere derartige Verbraucher vorhanden sind und zeitverzögert betrieben werden können.
Im Hinblick auf die Entscheidungskriterien kann dabei die Anzahl der Verbraucher eines gebäudezugeordneten Verbraucherverbunds und/oder die Gesamtenergie eines oder mehrerer gebäudezugeordneter Verbraucher und/oder eine Betriebsprioritätenliste der gebäudezugeordneten Verbraucher und/oder ein im Betrieb zu erwartender Energieverbrauch des zumindest einen Verbrauchers und/oder ein im Betrieb zu erwartender Energieverbrauch des gesamten Verbraucherverbunds und/oder die Anzahl der betriebenen Verbraucher sowohl momentan oder innerhalb eines vorhergehenden Zeitintervalls, und/oder der Energieverbrauch von Verbrauchern in einem vorgebbaren Zeitintervall vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge und/oder eine zu erwartende Betriebsreihenfolge der Verbraucher des Verbraucherverbunds. Diesbezüglich kann die zu erwartende Betriebsreihenfolge abhängig von dem bereits vorhandenem Betriebsanforderungsprofil und/oder abhängig von bereits angeforderten Betrieben von spezifischen Verbrauchern unter Berücksichtigung von momentan noch nicht angeforderten Betrieben von anderen Verbrauchern des Verbraucherverbunds und/oder von Restlaufzeiten bis zu den jeweiligen Betriebsenden von unterbrochenen Betrieben von Verbrauchern erfolgen. Zusätzliche oder weitere Entscheidungskriterien können noch das Verhältnis von bereitstellbarer Anlagen-Energiemenge zu Bezugs-Energiemenge aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz zur Deckung des gesamten Energiebedarfs des Verbraucherverbunds und/oder die momentane Jahreszeit und/oder die momentane Tageszeit und/oder der Ladezustand des gebäudezugeordneten Energiespeichers und/oder Leistungsdaten der Photovoltaik-Anlage 12 und/oder meteorologische Daten für die nächsten Stunden und/oder die nächsten Tage für den geographischen Standort der Photovoltaik-Anlage 12 und/oder der Verlauf der Anlagen-Energiemenge in einem vorgebbaren Zeitintervall vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts. Diesbezüglich ist es dann auch von Interesse, wie lange der Energiemengen-Schwellwert bereits unterschritten wurde beziehungsweise wie die bereitgestellte Anlagen-Energiemenge vor dem letztmaligen Unterschreiten des Energiemengen-Schwellwerts sich dargestellt hat. Als weiteres Entscheidungskriterium kann der Verlauf der Anlagen-Energiemenge in einem vorgebbaren Zeitintervall nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts berücksichtigt werden.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass der Energiemengen-Schwellwert kontinuierlich oder diskret geändert wird, wobei dazu ebenfalls zumindest einer der oben genannten Entscheidungskriterien berücksichtigt werden kann. Der Energiemengen-Schwellwert ist daher auch dynamisch änderbar.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass mehrere Energiemengen-Schwellwerte vorgegeben werden können. Wird dann ein erster Energiemengen-Schwellwert überschritten kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere im Betrieb gestartete Verbraucher in ihrem Betrieb nicht unterbrochen werden, solange die Anlagen-Energiemenge, die momentan von der Photovoltaik-Anlage 12 geliefert werden kann, einen niedrigeren zweiten Energiemengen-Schwellwert nicht unterschreitet. Im Hinblick auf weitere komplexe Szenarien zur Steuerung und Zuteilung von elektrischer Energie an mehrere Verbraucher des Verbraucherverbunds können auch mehrere derartige Schwellwerte vorgegeben werden und Szenarien gebildet werden, die abbilden, ob ein oder mehrere Verbraucher zeitverzögert und/oder unterbrochen werden, wenn sich die Anlagen-Energiemenge im Hinblick auf ihren Kurvenverlauf schwankend zwischen Intervallen der Energiemengen-Schwellwerte bewegt und/oder einen oder mehrere dieser Energiemengen-Schwellwerte unterschreitet und/oder überschreitet. Insbesondere kann diesbezüglich auch ein zeitlicher Faktor berücksichtigt werden, wann einer oder mehrere dieser Energiemengen-Schwellwerte unterschritten und/oder überschitten werden. Ebenso kann zusätzlich und anstatt dazu auch die Anzahl des Unterschreitens von einem oder mehreren dieser Energiemengen-Schwellwerte für das Verzögern und/oder Unterbrechen von einem oder mehreren der angeforderten Betriebe der Verbraucher berücksichtigt werden.
Wird nach dem Abschalten des Heizstabs 6 eine weitere Erwärmung des Wassers in dem Pufferspeicher 9 erforderlich, wird der Heizstab 6 jedoch aufgrund von Entscheidungskriterien bezüglich der vorhandenen Anlagen-Energiemenge zurückgestellt und nicht mehr betrieben, und es erfolgt das weitere Aufheizen über die Heizung 10.
Im Hinblick auf die Entscheidungskriterien betreffend die meteorologischen Daten kann hierbei eine lokale Wetterstation, die gebäudezugeordnet ausgebildet oder angeordnet ist und/oder Daten von externen Wetterstationen abgefragt und berücksichtigt werden. Beispielsweise kann hier auch eine Datenverwertung über das Internet vorgesehen sein. Im Hinblick auf sicherheitskritische Betriebsgeräte wie beispielsweise eine Beleuchtungsvorrichtung im und/oder außerhalb des Hauses, wie Sie durch die Vorrichtung 7 beispielsweise ausgebildet sein kann, ermöglichen diese üblicherweise keine Betriebsverzögerung oder Unterbrechung. Allenfalls kann dies dann vorgesehen sein, wenn tageszeitabhängig eine Verzögerung oder eine Unterbrechung vertretbar wäre. Gerade dann, wenn die Beleuchtung jedoch beispielsweise eine Wegbeleuchtung außerhalb des Wohngebäudes, beispielsweise zur Garage oder zu anderen Grundstücksstellen ist, ist dann eine Verzögerung und/oder Unterbrechung gerade in Nachtzeiten vorgesehen. Auch diesbezüglich können entsprechende Entscheidungskriterien vorliegen und berücksichtigt werden und abhängig von den angeforderten Betrieben von weiteren Verbrauchern ein individualisiertes Betriebsszenario gestaltet werden.
Insbesondere umfasst die Erfindung auch ein Verfahren sowie eine Vorrichtung, mit der abhängig von den spezifischen Verbrauchern eines Verbraucherverbunds 2 und/oder abhängig von den individuell momentan vorliegenden Betriebsanforderungsprofilen von einem oder mehreren dieser Verbraucher unter Berücksichtigung von einem Entscheidungskriterium oder mehreren Entscheidungskriterien ein individualisierter Betriebsablaufplan für diese Betriebsanforderungsprofile erstellt wird. Insbesondere kann dieser abhängig von Entscheidungskriterien auch während dem Ablauf von Betrieben dynamisch verändert und angepasst werden.

Claims

Steuereinrichtung (15) zum Steuern einer Zuteilung von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund (2) mit zumindest einem elektrischen Verbraucher (3 bis 7), wobei der Verbraucherverbund (2) durch eine elektrische Energie aus regenerativer Energie erzeugenden Anlage (12) und/oder aus einem öffentlichen Energieversorgungsnetz (11) mit elektrischer Energie versorgbar ist, – mit einer ersten Verarbeitungseinheit (15a), welche zur Verarbeitung von Signalen enthaltend Informationen über eine momentan bereitstellbare Anlagen-Energiemenge der Anlage (12) ausgebildet ist, und – mit einer zweiten Verarbeitungseinheit (15b), welche zur Verarbeitung von Signalen enthaltend eine Informationen über die Anforderung eines eine Verbraucher-Energiemenge verbrauchenden Betriebs zumindest eines elektrischen Verbrauchers (3 bis 7) des Verbraucherverbunds (2) ausgebildet ist, und – mit einer Verzögerungseinheit (15d) welche dazu ausgebildet ist, dass bei einem Vorliegen einer Anforderung eines eine Verbraucher-Energiemenge verbrauchenden Betriebs eines gebäudezugeordneten Verbrauchers (3 bis 7) des Verbraucherverbunds (2) der Betrieb des Verbrauchers (3 bis 7) automatisch gesteuert zumindest so lange verzögerbar ist, bis die bereitstellbare Anlagen-Energiemenge einen vorgebbaren Energiemengen-Schwellwert übersteigt.
Steuereinrichtung (15) nach Anspruch 1, welche dazu ausgebildet ist, die Betriebsverzögerung nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts zu beenden und dann die Anlagen-Energiemenge zumindest anteilig dem zumindest einen elektrischen Verbraucher (3 bis 7) zu dessen angeforderten Betrieb zuteilbar ist.
Steuereinrichtung (15) nach Anspruch 1 oder 2, in welcher zumindest ein Verzögerungsverlängerungs-Entscheidungskriterium abgelegt ist, und die Steuereinrichtung (15), insbesondere die Verzögerungseinheit (15d), dazu ausgebildet ist, nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts den Betrieb des Verbrauchers (3 bis 7) abhängig von zumindest einem Verzögerungsverlängerungs-Entscheidungskriterium weiterhin zu verzögern.
Steuereinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher zumindest ein Abbruch-Entscheidungskriterium abgelegt ist, und die Steuereinrichtung (15), insbesondere die Verzögerungseinheit (15d), dazu ausgebildet ist, die Verzögerung des Betriebs vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge abzubrechen und den angeforderten Betrieb des Verbrauchers (3 bis 7) durchzuführen, wenn während des Verzögerns zumindest ein Abbruch-Entscheidungskriterium erfüllt ist.
Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher zumindest ein Laufzeit-Entscheidungskriterium abgelegt ist, und die Steuereinrichtung (15), insbesondere die Verzögerungseinheit (15d), dazu ausgebildet ist, dass dann, wenn der Energie verbrauchende Betrieb des zumindest einen Verbrauchers (3 bis 7) durchgeführt wird, die Zeitdauer, wie lange der Betrieb durchgeführt wird, abhängig von zumindest einem Laufzeit-Entscheidungskriterium festlegbar ist.
Steuereinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher zumindest ein Abgabe-Entscheidungskriterium abgelegt ist, und die Steuereinrichtung (15), insbesondere die Verzögerungseinheit (15d)., dazu ausgebildet ist, dass bei einer Anlagen-Energiemenge größer einer erforderlichen Gesamtenergiemenge des Verbraucherverbunds (2) abhängig von zumindest einem Abgabe-Entscheidungskriterium bestimmt wird, welcher Anteil der Anlagen-Energiemenge in einen gebäudezugeordneten Energiespeicher (19) gespeichert wird und/oder welcher Anteil in das öffentliche Energieversorgungsnetz (11) eingespeist wird.
Steuereinrichtung (15) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei welcher als Verzögerungsverlängerungs-Entscheidungskriterium und/oder Abbruch-Entscheidungskriterium und/oder Laufzeit-Entscheidungskriterium und/oder Abgabe-Entscheidungskriterium zumindest eine der folgenden Bedingungen berücksichtigt ist: – Anzahl der Verbraucher (3 bis 7) des gebäudezugeordneten Verbraucherverbunds (2) und/oder – Gesamtenergiebedarf eines oder mehrere gebäudezugeordneter Verbraucher (3 bis 7) und/oder – Betriebsprioritätenliste der gebäudezugeordneten Verbraucher (3 bis 7) und/der – im Betrieb zu erwartender Energieverbrauch des zumindest einen Verbrauchers (3 bis 7) und/oder – im Betrieb zu erwartender Energieverbrauch des gesamten Verbraucherverbunds (2) und/oder – Anzahl der momentan betriebenen Verbraucher (3 bis 7) und/oder Energieverbrauch von Verbrauchern (3 bis 7) in einem vorgebbare Zeitintervall vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts durch die Anlagen-Energiemenge und/oder – zu erwartende Betriebsreihenfolge der Verbraucher (3 bis 7) des Verbraucherverbunds (2) und/oder – Restlaufzeit bis zum Betriebsende eines unterbrochenen Betriebs eines Verbrauchers (3 bis 7) und/oder – Verhältnis von bereitstellbarer Anlagen-Energiemenge zu Bezugs-Energiemenge aus dem öffentlichen Energieversorgungsnetz (11) zur Deckung des gesamtem Energiemengenbedarfs des Verbrauchers (3 bis 7) und/oder – Jahreszeit und/oder – Tageszeit und/oder – Ladezustand des gebäudezugeordneten Energiespeichers (19) und/oder – Leistungsdaten der Anlage (12) und/oder – meteorologische Daten für den geographischen Standort der Anlage (12) innerhalb eines vorgebbaren zukünftigen Zeitintervalls und/oder – Verlauf der Anlagen-Energiemenge in einem vorgebbaren Zeitintervall vor dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts und/oder – Verlauf der Anlagen-Energiemenge in einem vorgebbaren Zeitintervall nach dem Überschreiten des Energiemengen-Schwellwerts und/oder – Sicherheitsanforderungen an betriebene Verbraucher (3 bis 7).
Steuereinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Bedienvorrichtung (15e) aufweist, durch welche das automatisch gesteuerte Verzögern des Betriebs des Verbrauchers (3 bis 7) durch Betätigung der Bedienvorrichtung (15e) durch einen Nutzer verhindert oder beendet werden kann.
Steuereinrichtung (15) nach Anspruch 8, bei welcher die Bedienvorrichtung (15e) derart ausgebildet ist, dass das nutzerspezifische Verhindern oder Unterbrechen momentan situationsspezifisch durch den Nutzer durchführbar ist oder der Nutzer für eine bestimmte Tageszeit und/oder einen bestimmten Verbraucher (3 bis 7) und/oder eine bestimmte Zeitdauer die Verhinderung durch ein Eingabe über die Bedienvorrichtung (15e) programmiert vorgibt und insbesondere dies so lange automatisch gesteuert beibehalten ist, bis der Nutzer diese programmierte Vorgabe ändert.
Steuereinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Energiemengen-Schwellwert gleich Null ist.
Steuereinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Anzeigeeinheit (15f) aufweist, auf der Betriebsbedingungseinstellungen der Anlage (12) und/oder Informationen des öffentlichen Energieversorgungsnetzes (11) und/oder des Verbraucherverbunds (2) und/oder Informationen über eine Verzögerung eines Betriebs eines Verbrauchers (3 bis 7) und/oder Werte zumindest eines Verzögerungsverlängerungs-Entscheidungskriteriums und/oder eines Abbruch-Entscheidungskriteriums und/oder eines Laufzeit-Entscheidungskriteriums und/oder eines Abgabe-Entscheidungskriteriums betriebsphasenabhängig angezeigt sind.
Steuereinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Eigenverbrauchsermittlungseinheit (22) aufweist.
Steuereinrichtung (15) nach Anspruch 12, bei welcher die Eigenverbrauchsermittlungseinheit (22) als Softwaremodul implementiert ist.
Steuereinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher zumindest die Verarbeitungseinheiten (15a, 15b) und die Verzögerungseinheit (15d) in einer Einheit zusammengefasst sind.
Vorrichtung (1) zum Bereitstellen von elektrischer Energie an einen gebäudezugeordneten Verbraucherverbund (2) mit zumindest einem elektrischen Verbraucher (3 bis 7), – mit dem Verbraucherverbund (2) und – mit einer gebäudezugeordnete Anlage (12), welche zur Erzeugung von elektrischer Energie aus regenerativer Energie ausgebildet ist, wobei die erzeugte elektrische Energie zumindest anteilig in ein öffentliches Energieversorgungsnetz (11) einspeisbar ist, und ein elektrischer Verbraucher (3 bis 7) durch die Anlage (12) und/oder das Energieversorgungsnetz (11) mit elektrischer Energie versorgbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Steuereinrichtung (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine Photovoltaik-Anlage (12) ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verbraucherverbund (2) einen Heizstab (6) zum Erwärmen von Wasser (8) in einem Pufferspeicher (9) und/oder zumindest ein Haushaltsgerät (3, 4) zur Pflege von Wäsche und/oder zumindest ein Geschirrspüler (5) zugeordnet sind, und die Anlagen-Energiemenge diesen Verbrauchern bedarfsgerecht gesteuert bereitgestellt ist, insbesondere abhängig von Entscheidungskriterien bereitgestellt ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab (6) im Wesentlichen auf mittiger Höhe des Innenvolumens des Pufferspeichers (9) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Energiespeicher (19) aufweist, welcher zur Zwischenspeicherung von elektrischer Energie der Anlage (12) ausgebildet ist.