SCHOEPPNER HELMUT (DE)
DE202009018108U1 | 2011-02-10 |
Patentansprüche : 1. Verfahren zur Steuerung von an ein öffentliches Stromversorgungsnetz (30) eines Energieversorgers angeschlossenen photovoltaischen Solaranlagen (10) , bei welchem eine Mehrzahl von photovoltaischen Solaranlagen (10) elektrische Energie in das öffentliche Stromversorgungsnetz (30) einspeisen, je nach Einspeisebedarf die Einspeiseleistungen der Solaranlagen (10) von dem Energieversorger gesteuert werden, wobei die Einspeiseleistungen der Solaranlagen (10) auf einen von null verschiedenen Bruchteilsfaktor (B) der maximal möglichen Einspeiseleistung reduziert werden, die Solaranlagen (10) jeweils einen Solarwechselrichter (20) und auf der Wechselstromseite (20b) des Solarwechselrichters (20) einen Einspeise- Energiezähler (50) umfassen, wobei der wechselstromseitige Einspeise-Energiezähler (50) kontinuierlich die in das öffentliche Stromversorgungsnetz (30) tatsächlich eingespeiste Energie misst und die jeweils gemessenen Energiewerte über eine Datenverbindung (72) zwischen den Solaranlagen (10) und einem Portal (82) regelmäßig an eine Recheneinrichtung (80) des Portals (82) übermittelt und dort gespeichert werden und die maximal mögliche Einspeiseenergie der Solaranlagen (10) anhand des Bruchteilsfaktors (B) und der zeitlich hierzu korrelierten kontinuierlich gemessenen Energiewerte errechnet wird und die Einspeisevergütung für die jeweilige Solaranlage (10) auf Basis der so errechneten maximal möglichen Einspeiseenergie ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reduzierung der Einspeiseleistungen der Solaranlagen (10) jeweils mittels einer Steuerung des Solarwechselrichters (20) der Solaranlage (10) erfolgt . Verfahren nach Anspruch 2, wobei jede Solaranlage einen Datenlogger (41) umfasst und die Solarwechselrichter (20) von dem Datenlogger der jeweiligen Solaranlage gesteuert werden, um die Reduzierung der Einspeiseleistung zu bewirken. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bei einer Unterbrechung der Datenverbindung (72) zwischen einer der Solaranlagen (10) und dem Portal (82) diese Solaranlage (10) automatisch die gemessenen Energiewerte in einem Datenspeicher (32) dieser Solaranlage (10) speichert und die gespeicherten Energiewerte bei Wiederherstellung der Datenverbindung (72) automatisch an das Portal (82) nachübermittelt und die nachübermittelten Energiewerte von dem Portal (82) gespeichert werden. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf der Gleichstromseite (20a) des Solarwechselrichters (20) jeder Solaranlage (10) strangweise Strommessungen (61-65) durchgeführt werden und über die Datenverbindung (72) zwischen den Solaranlagen (10) und dem Portal (82) die jeweils gemessenen strangweisen Gleichstromwerte regelmäßig von den Solaranlagen (10) an die zentrale Recheneinrichtung (80) des Portals (82) übermittelt und dort gespeichert werden. Verfahren nach Anspruch 5, wobei bei einer Unterbrechung der Datenverbindung (72) zwischen einer der Solaranlagen (10) und dem Portal (82) diese Solaranlage (10) automatisch die gemessenen Gleichstromwerte in dem Datenspeicher (32) dieser Solaranlage (10) speichert und die gespeicherten Gleichstromwerte bei Wiederherstellung der Datenverbindung automatisch an das Portal (82) nachübermittelt und die nachübermittelten Gleichstromwerte von dem Portal (82) gespeichert werden . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Solaranlagen (10) jeweils einen Rundsteuerempfänger (90) umfassen und die bruchteilsmäßige Reduzierung der Einspeiseleistungen der Solaranlagen (10) über ein von dem Rundsteuerempfänger (90) empfangenes Rundsteuersignal (92) getriggert wird. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die jeweils mit einem Zeitstempel versehenen Bruchteilsfaktoren (B) der Solaranlagen (10) über die Datenverbindung (72) zwischen den Solaranlagen (10) und dem Portal (82) an das Portal (82) übermittelt werden und dort zentral gespeichert werden. Stromversogungsnetz (30) zur Versorgung einer Vielzahl von Abnehmern mit elektrischer Energie mit einer Vielzahl von in das Stromversorgungsnetz (30) einspeisenden Kraftwerken, einer Vielzahl von in das Stromversorgungsnetz (30) einspeisenden photovoltaischen Solaranlagen (10), einer Vielzahl von Abnehmern, welche von dem Stromversorgungsnetz (30) mit elektrischer Energie versorgt werden und einem zentralen Portal (82), wobei die photovoltaischen Solaranlagen (10) jeweils umfassen: - zumindest einen Solarwechselrichter (20) zum Umrichten der von den Solarmodulen (16) erzeugten Gleichspannung (18) in netzkonforme Wechselspannung (22) , - eine Datenübertragungseinrichtung (74, 76, 77) zum Herstellen einer Datenverbindung (72) mit dem Portal (82), - einen Einspeise-Energiezähler (50) auf der Wechselstromseite (20b) des Solarwechselrichters (20) , ausgebildet zur kontinuierlichen Messung der in das öffentliche Stromversorgungsnetz (30) tatsächlich eingespeisten Energie und zur regelmäßigen Übermittlung der jeweils gemessenen Energiewerte über die Datenverbindung (72) an eine zentrale Recheneinrichtung (80) des Portals (82), - eine interne Steuereinheit (40) zum Steuern der Leistung der jeweiligen Solaranlage (10) , wobei der Energieversorger mittels der Datenverbindung (92) mit den Solaranlagen (10) verbunden ist und je nach Einspeisebedarf einen von null verschiedenen Bruchteilsfaktor (B) an die internen Steuereinheiten (40) der Solaranlagen übermittelt, wobei die internen Steuereinheiten (40) die Einspeiseleistung der jeweiligen Solaranlage (10) auf den von null verschiedenen Bruchteilsfaktor (B) reduzieren und wobei die maximal mögliche Einspeise-Energie jeder der Solaranlagen (10) anhand des Bruchteilsfaktors (B) und des zeitlich hierzu korrelierten kontinuierlich gemessenen und an die Recheneinrichtung (80) des Portals (82) übermittelten Energiewerts der jeweiligen Solaranlage (10) errechnet wird, und die Einspeisevergütung für die jeweilige Solaranlage (10) auf Basis der so errechneten maximal möglichen Einspeiseenergie ermittelt wird. Photovoltaische Solaranlage (10) zum Anschluss an ein öffentliches Stromversorgungsnetz (30) eines Energieversorgers , umfassend: einen oder mehrere Stränge (11-15) mit einer Mehrzahl von Solarmodulen (16) , zumindest einen in der Leistung steuerbaren Solarwechselrichter (20) zum Umrichten der von den Solarmodulen (10) erzeugten Gleichspannung (18) in netzkonforme Wechselspannung (22), eine Datenübertragungseinrichtung (74, 76, 77) zum Herstellen einer Datenverbindung (72) mit einem Portal (82), eine interne Steuereinheit (40) , ausgebildet zum Steuern der Leistung des Solarwechselrichters (20) auf einen von dem Energieversorger empfangenen von null verschiedenen Bruchteilsfaktor (B) , einen Einspeise-Energiezähler (50) auf der Wechselstromseite (20b) des Solarwechselrichters (20) , ausgebildet zur kontinuierlichen Messung der in das öffentliche Stromversorgungsnetz (30) tatsächlich eingespeisten Energie und zur regelmäßigen Übermittlung der jeweils gemessenen Energiewerte über die Datenverbindung (72) an eine zentrale Recheneinrichtung (80) des Portals (82) . |
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von an ein öffentliches Stromversorgungsnetz eines
Energieversorgers angeschlossenen photovoltaischen
Solaranlagen.
Hintergrund der Erfindung
Der Energiebedarf in einem öffentlichen
Stromversorgungsnetz schwankt in Abhängigkeit der
Tageszeit. Daher werden zu den Kraftwerken, welche die Grundlast decken, zu Spitzenlastzeiten zusätzliche
Kraftwerke zugeschaltet.
Photovoltaische Solaranlagen liefern elektrische Energie in Abhängigkeit der Sonneneinstrahlung. Der Anteil der in das öffentliche Stromversorgungsnetz eingespeisten Solarenergie ist derzeit noch relativ gering. Die Anzahl von dezentralen photovoltaischen Solaranlagen (PV-Anlagen), z.B. private PV-Anlagen auf Hausdächern oder auch größeren kommerziellen PV-Anlagen und damit deren Anteil an der eingespeisten
Leistung in das Stromversorgungsnetz nimmt aber stetig zu. Dadurch kann zu Zeiten starker Sonneneinstrahlung und gleichzeitig geringer Energieentnahme durch die Verbraucher aus dem Stromversorgungsnetz der Einspeisebedarf geringer sein, als die tatsächliche Einspeisung, wenn alle PV- Anlagen ihre momentane maximal mögliche Einspeiseleistung auch tatsächlich in das Netz einspeisen. Dies kann zu
Problemen des Stromversorgungsnetzes führen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Der Betreiber einer PV-Anlage ist ferner bestrebt, zu jedem Zeitpunkt möglichst viel Energie in das
Stromversorgungsnetz einzuspeisen, d.h. seine PV-Anlage mit der bei der momentanen Sonneneinstrahlung maximal möglichen Leistung zu betreiben und diese Leistung auch einzuspeisen. Würde man bestimmte Solaranlagen zur Reduzierung der
Gesamtsolareinspeiseleistung in das Stromversorgungsnetz einfach abschalten, würde dies zu einem Interessenkonflikt zwischen dem Energieversorgungsunternehmen und dem
Betreiber dieser PV-Anlage führen, da dem Betreiber
finanzielle Einbußen entstünden und die Wirtschaftlichkeit der Solaranlage in Frage gestellt würde. Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereit zu stellen, welches bei wachsender
Einspeiseleistung von photovoltaischen Solaranlagen in den Stromversorgungsnetzen den zeitlichen Schwankungen von Einspeiseleistung und Entnahmeleistung gerecht wird und es ermöglicht, einen netzbedingten Ausfall von theoretisch möglicher Einspeiseleistung der Betreiber der Solaranlagen durch den Energieversorger präzise kompensieren zu können. Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen definiert. Die Aufgabe der Erfindung wird insbesondere dadurch gelöst, dass die photovoltaischen Solaranlagen prozentual
heruntergefahren, aber nicht vollständig abgeschaltet werden. D.h. der Energieversorger oder das
Energieversorgungsunternehmen (EVU) bestimmt in
Abhängigkeit der momentanen Einspeiseleistung und der aus dem Stromversorgungsnetz momentan entnommenen Leistung einen Prozentsatz oder Bruchteilsfaktor, um welchen eine oder mehrere Solaranlagen heruntergefahren werden. Der Bruchteilsfaktor darf nicht gleich null sein, sondern ist größer als null, aber kleiner als 100%. Dadurch wird sichergestellt, dass trotz Reduktion der Einspeiseleistung jede Solaranlage eine noch messbare Energie in das
Stromversorgungsnetz einspeist. Anhand dieser
kontinuierlich gemessenen reduzierten eingespeisten Energie und des vom Energieversorger vorgegebenen Bruchteilsfaktors kann dann für jeden Zeitpunkt die maximal mögliche
Einspeiseenergie - also wenn die Solaranlage nicht
heruntergefahren worden wäre - errechnet werden, damit der Energieversorger dem Betreiber jeder Solaranlage den netzbedingten Teilausfall der Einspeisevergütung korrekt ersetzen kann.
Demnach schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung von an ein öffentliches Stromversorgungsnetz eines
Energieversorgers angeschlossenen photovoltaischen
Solaranlagen vor, bei welchem eine Mehrzahl von
photovoltaischen Solaranlagen elektrische Energie in das öffentliche Stromversorgungsnetz einspeisen. Es können noch weitere konventionelle Kraftwerke (fossil, nuklear etc.) im Netz vorhanden sein, insbesondere Grundlastkraftwerke, welche nicht geregelt werden sollen.
Je nach dem momentanen Verbrauch, d.h. dem momentanen
Einspeisebedarf werden die Einspeiseleistungen der Solaranlagen zentral von dem Energieversorger gesteuert. Hierzu bestimmt der Energieversorger in Abhängigkeit von dem Einspeisebedarf einen von null verschiedenen
Bruchteilsfaktor B (0 < B < 100%) und übermittelt über eine Datenverbindung zwischen den Solaranlagen und dem
Energieversorger den Bruchteilsfaktor B an die
Solaranlagen, welche eine Steuerung umfassen, die dann automatisch die tatsächliche momentane Einspeiseleistung dieser Solaranlage um den vorgegebenen Bruchteilsfaktor reduzieren. Hierfür weist jede Solaranlage eine
Datenübertragungseinrichtung zur Herstellung einer
Datenverbindung mit dem Energieversorger auf.
Jede der Solaranlagen weist jeweils einen
Solarwechselrichter und auf der Wechselstromseite des
Solarwechselrichters einen geeichten Einspeise- Energiezähler auf. Der Einspeise-Energiezähler der
Solaranlage misst kontinuierlich, also zeitabhängig und in kurzen Intervallen (z.B. im Sekundenbereich), die
wechselstromseitige um den Bruchteilsfaktor reduzierte tatsächliche Einspeise-Energie in das Stromversorgungsnetz und übermittelt regelmäßig die jeweils gemessenen und mit Zeitstempel versehenen Energiewerte über die
Datenverbindung an eine Recheneinrichtung eines zentralen Portals, wo die Daten verarbeitet und gespeichert werden. Die Übermittlung der gemessenen Energiewerte kann quasionline erfolgen oder blockweise in wesentlich größeren Zeitintervallen als die Messintervalle.
Zur Berechnung der Einspeisevergütung jedes Betreibers einer Solaranlage wird die maximal mögliche
Einspeiseenergie jeder der Solaranlagen anhand des zeitlich veränderlichen Bruchteilsfaktors und der zeitlich hierzu korrelierten kontinuierlich gemessenen und übermittelten Energiewerte errechnet, so dass die Einspeisevergütung für die jeweilige Solaranlage auf Basis der so errechneten maximal möglichen Einspeiseenergie ermittelt werden kann.
Hierdurch wird sichergestellt, dass der Energieversorger einerseits die Einspeiseleistung der an das
Stromversorgungsnetz angeschlossenen Solaranlagen zentral steuern kann und andererseits den Betreibern von
Solaranlagen kein finanzieller Ausfall entsteht, sondern deren maximal mögliche Einspeiseleistung präzise berechnet und korrekt vergütet werden kann.
Vorzugsweise erfolgt die Reduzierung der
Einspeiseleistungen der Solaranlagen jeweils mittels einer Steuerung der Leistung des Solarwechselrichters der
Solaranlage. Hierzu umfasst jede Solaranlage eine interne Steuereinheit. Der Energieversorger übermittelt über eine Datenverbindung, z.B. über ein Rundsteuersignal oder eine Internet-Verbindung oder eine Mobilfunkverbindung
(GSM/GPRS, UMTS) den Bruchteilsfaktor an die internen Steuereinheiten der Solaranlagen. In Ansprechen auf den Empfang des Bruchteilsfaktors steuert dann die interne Steuereinheit direkt den Solarwechselrichter, z.B. über eine analoge Normschnittstelle (0-4-20mA, 0-10V) oder über digitale Schnittstellen, z.B. RS232, RS485 oder RS422. Die dann von jeder Solaranlage noch ins Stromversorgungsnetz tatsächlich eingespeiste Energie wird mit dem geeichten Einspeise-Energiezähler der Solaranlage gemessen. Die Datenerfassung erfolgt in der internen Steuereinheit. Die eingespeiste Leistung wird kontinuierlich gemessen und mittels der Datenübertragungseinrichtung über eine
Datenverbindung ggf. in einstellbaren Zeitintervallen an ein Portal des Solaranlagenherstellers , Betreibers oder ein freies Portal übertragen. Diese Daten für eine Vielzahl von Solaranlagen werden dann zentral von dem Portal an den Energieversorger übermittelt. Die Messwerte sind mit einem Zeitstempel versehen. Der Bruchteilsfaktor ist dem
Energieversorger bekannt und muss nicht zwingend mit übertragen werden. Dies kann aber auf Wunsch ebenfalls geschehen. Die Berechnung der maximal möglichen
Einspeiseenergie kann dann von dem Energieversorger selbst vorgenommen werden. Alternativ können die Berechnungen, wie z.B. die Berechnung der maximal möglichen Einspeiseleistung oder der Ausgleichszahlung, durch die Recheneinrichtung auf dem Portal durchgeführt und an den Energieversorger
übermittelt werden. Anhand der eingespeisten Energie und des Bruchteilsfaktors, auf den der Wechselrichter
zurückgefahren wurde, wird die zu vergütende Energie berechnet. Diese Daten werden in einer Aufstellung in einer Datenbank abgelegt und die Abrechnung erfolgt gemäß der Aufstellung .
Wenn die Datenverbindung zwischen einer der Solaranlagen und dem Portal unterbrochen ist, speichert diese
Solaranlage automatisch die von ihrem Energiezähler
kontinuierlich gemessenen Energiewerte in einem
Datenspeicher dieser Solaranlage und die gespeicherten Energiewerte werden dann bei Wiederherstellung der
Datenverbindung automatisch an das Portal nachübermittelt und die nachübermittelten Energiewerte werden von der zentralen Recheneinrichtung des Portals gespeichert. Jede Solaranlage weist typischerweise einen oder mehrere Stränge jeweils mit einer Mehrzahl von Solarmodulen auf. Zusätzlich zu der Messung der eingespeisten Energie mittels des geeichten Energiezählers werden vorzugsweise auf der Gleichstromseite des Solarwechselrichters jeder Solaranlage strangweise Strommessungen durchgeführt. Die jeweils gemessenen strangweisen Gleichstromwerte werden ebenfalls von jeder Solaranlage regelmäßig über die Datenverbindung an die zentrale Recheneinrichtung des Portals übermittelt und dort gespeichert. Auch die gemessenen strangweisen Gleichstromwerte werden bei einer Unterbrechung der
Datenverbindung automatisch von der Solaranlage gespeichert und dann bei Wiederherstellung der Datenverbindung
automatisch an den Energieversorger nachübermittelt. Die nachübermittelten Gleichstromwerte werden ebenfalls von der zentralen Recheneinrichtung des Portals gespeichert.
Mittels der strangweisen Gleichstrommesswerte kann
zusätzlich zur Wechselstromseite noch die Energie auf der Gleichstromseite erfasst werden. Damit kann die Leistung auf der Gleichstromseite ermittelt werden und ggf. z.B. ei schlechter Wirkungsgrad in die Berechnung eingehen.
Vorzugsweise werden wie vorstehend beschrieben ist, alle Messdaten an das Portal übermittelt. Die Gleichstromwerte werden ebenfalls an das Portal übermittelt und können von dort dem Energieversorger übermittelt werden.
Gemäß einer einfachen Ausführungsform der Erfindung
umfassen die Solaranlagen jeweils einen Rundsteuerempfänger und die bruchteilsmäßige Reduzierung der
Einspeiseleistungen der Solaranlagen wird über ein von dem Rundsteuerempfänger empfangenes Rundsteuersignal getriggert. Derzeit erfolgt auf diesem Weg die Umschaltung der Energiezähler für niedrigere Tarife. Daher kann in vorteilhafter Weise diese bereits vorhandene Infrastruktur der Rundsteuersignale zum Triggern der bruchteilsmäßigen Reduzierung der Einspeiseleistungen der Solaranlagen genutzt werden.
Ferner werden bevorzugt die jeweils mit einem Zeitstempel versehenen Bruchteilsfaktoren der Solaranlagen regelmäßig über die Datenverbindung zwischen den Solaranlagen und dem Portal an das Portal übermittelt und dort zentral
gespeichert. Hierdurch wird sichergestellt, dass die um den Bruchteilsfaktor korrigierte Einspeisevergütung nur dann zum Tragen kommt, wenn die Reduzierung der Einspeise- Energie gemäß dem Bruchteilsfaktor von der konkreten
Solaranlage auch tatsächlich umgesetzt wurde.
Übergreifend betrachtet, ermöglicht die Erfindung somit ein Stromversogungsnetz zur Versorgung einer Vielzahl von
Abnehmern mit elektrischer Energie, i) mit einer Vielzahl von in das Stromversorgungsnetz einspeisenden Kraftwerken, ii) einer Vielzahl von in das Stromversorgungsnetz
einspeisenden photovoltaischen Solaranlagen und iii) einer Vielzahl von Abnehmern, welche von dem Stromversorgungsnetz mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei jede der entsprechend ausgerüsteten Solaranlagen i) zumindest einen in der Leistung steuerbaren Solarwechselrichter zum
Umrichten der von der Solarmodulen erzeugten Gleichspannung in netzkonforme Wechselspannung, ii) eine
Datenübertragungseinrichtung zur Herstellung einer
Datenverbindung mit dem Energieversorger und iii) einen geeichten Einspeise-Energiezähler auf der Wechselstromseite des Solarwechselrichters umfasst. Der geeichte Einspeise- Energiezähler ist hierbei zur zyklischen Messung der in das öffentliche Stromversorgungsnetz tatsächlich eingespeisten Energie und zur zyklischen Übermittlung der jeweils
gemessenen Energiewerte hergerichtet. Mit anderen Worten integriert der Einspeise-Energiezähler nicht lediglich die eingespeiste Energie über einen langen Zeitraum, sondern misst die eingespeiste Energie kontinuierlich in zyklischen Zeitintervallen und gibt die zeitaufgelösten Messwerte aus. Diese Energiewerte (Messdaten) sowie der jeweils zugehörige (zeitlich hierzu korrelierte) von null verschiedene
Bruchteilsfaktor der maximal möglichen Einspeiseleistung auf die Solaranlage heruntergeregelt wurde, werden von jeder Solaranlage über die Datenverbindung an die zentrale Recheneinrichtung des Portals übermittelt. Die
Recheneinrichtung des Portals kann dann anhand des
Bruchteilsfaktors und dem zeitlich hierzu korrelierten kontinuierlich gemessenen und an die Recheneinrichtung des Portals übermittelten Energiewert der jeweiligen
Solaranlage errechnen, wie hoch zu jeden Zeitpunkt die maximal (theoretisch) mögliche Einspeise-Energie gewesen wäre, wenn die Solaranlage nicht um den Bruchteilsfaktor heruntergeregelt worden wäre und kann die korrekte
Einspeisevergütung für die jeweilige Solaranlage auf Basis der so errechneten maximal (theoretisch) möglichen
Einspeiseenergie ermitteln.
Die Berechnung kann also auf dem Portal erfolgen und die errechnete maximal mögliche Einspeiseenergie jeder
Solaranlage wird dann von dem Portal an den
Energieversorger übermittelt. Es ist aber auch möglich, dass der Energieversorger das Portal zur Verfügung stellt und die Berechnung selbst durchführt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert.
Kurzbeschreibung der Figur
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine photovoltaische Solaranlage 10 mit fünf Strängen 11, 12, 13, 14, 15, wobei jeder Strang eine
Mehrzahl von Solarmodulen 16 enthält. Die fünf Stränge sind parallel geschaltet und deren Gleichstromleistung wird über die Gleichstromleitung 18, in den Wechselrichter 20
eingespeist und von dem Wechselrichter 20 in netzkonforme Wechselspannung umgerichtet. Selbstverständlich kann die Solaranlage auch eine andere Anzahl von Strängen aufweisen. Die Wechselspannung wird dann über die Leitung 22 in das öffentliche Stromversorgungsnetz 30 eingespeist. An den Wechselrichter 20 ist der Datenlogger 41 der Solaranlage 10 angeschlossen, welcher den Wechselrichter 20 steuert. Die Steuerleitung mit welcher der Datenlogger 41 mit dem
Wechselrichter verbunden ist, ist mit 42 bezeichnet. Der ohnehin in der PV-Anlage vorhandene Datenlogger 41 umfasst demnach die interne Steuereinheit 40 der Solaranlage zur Steuerung der Einspeiseleistung.
Zwischen dem Wechselrichter 20 und dem Einspeisepunkt in das Stromversorgungsnetz 30, also auf der Wechselstromseite 20b des Wechselrichters 20 ist ein Einspeise-Energiezähler 50 vorgesehen, welcher die von der Solaranlage in das
Stromversorgungsnetz eingespeiste Energie misst.
Vorzugsweise wird hierfür ein geeichter SO-Zähler 50 verwendet, welcher über die Datenleitung 52 die Messwerte der Einspeise-Energie an die zur Solaranlage 10 gehörige Steuereinheit 40 übermittelt. Es sind eine Vielzahl von Solaranlagen 10 (von denen in der Fig.l der Einfachheit halber nur eine dargestellt ist) an das
Stromversorgungsnetz 30 angeschlossen.
Zwischen den Solarmodulen und dem Wechselrichter 20, also gleichstromseitig 20a, sind strangweise
Gleichstrommessgeräte 61, 62, 63, 64, 65 vorgesehen.
Hiermit kann für jeden Strang 11, 12, 13, 14, 15 einzeln der dem Wechselrichter 20 zugeführte Gleichstrom gemessen werden .
Sowohl die von dem Einspeise-Energiezähler 50 gemessenen Energiewerte der Solaranlage 10 als auch die strangweisen Stromwerte der Gleichstrommessgeräte 61, 62, 63, 64, 65 werden von der Solaranlagen-internen Steuereinheit 40 erfasst. Diese Messwerte werden jeweils mit einem
Zeitstempel versehen und über die Datenverbindung 72 an eine zentrale Recheneinrichtung 80 des Portals 82
übermittelt und dort gespeichert und ausgewertet.
Die Kommunikation der Solaranlage 10 mit dem Portal 82 bzw. der Recheneinrichtung 80 erfolgt z.B. über eine
Ethernetschnittstelle 74, welche über einen DSL-Router 76 ins Internet 78 eingebunden wird. Die Kommunikation mit der Recheneinrichtung 80 erfolgt dabei über die entsprechenden Adressen. Alternativ kann eine GSM/GPRS oder UMTS- Schnittstelle verwendet werden, was den Vorteil hat, dass die Kabelverbindung 77 für den Datentransfer von der
Solaranlage in das Datennetzwerk 78 entfallen kann. Hierfür kann direkt eine SIM-Karte in die interne Steuereinheit 40 eingebaut werden.
Wenn die Datenverbindung zwischen der internen
Steuereinheit 40 und der Recheneinrichtung 80 des Portals 82 unterbrochen sein sollte, werden die Messwerte im
Datenspeicher 32 der internen Steuereinheit 40
zwischengespeichert und bei erneutem Verbindungsaufbau an die Recheneinrichtung 80 übermittelt. Die Messintervalle und/oder die Intervalle in denen die Daten an das Portal 82 übertragen werden, sind einstellbar.
Darüber hinaus können aus den Messwerten Veränderungen an der Solaranlage erkannt werden. Dies können
Verschmutzungen, Fehlstellen, Ausfälle oder ein schlechter Wirkungsgrad sein. Derartige Fehlermeldungen werden von dem Datenlogger 41 an die Recheneinrichtung 80 gesendet. Von der Recheneinrichtung 80 können aber auch aus den
gesendeten Messwerten weitere Fehler abgeleitet werden. Der Datenlogger 41 kann ferner um weitere Zusatzfunktion erweitert werden. Z.B. können Einbruchssensoren,
Windmessgeräte, Messgeräte für die Sonneneinstrahlung sowie Messgeräte für weitere physikalische Größen (nicht
dargestellt), welche für den Betrieb der Solaranlage 10 relevant sind, angeschlossen werden. Der Datenlogger 41 kann außerdem in eine vorhandene Diebstahlschutzanlage (nicht dargestellt) integriert werden oder der Datenlogger 41 kann die Funktion der Diebstahlschutzanlage vollständig übernehmen. Diese Daten können z.B. Informationen geben, warum geringe Werte vorliegen, obwohl die Solaranlage nicht heruntergefahren wurde.
Ferner können von der Recheneinrichtung 80 weitere
Aktivitäten des Datenloggers 41, wie z.B. das Abrufen eines Software-Updates ausgelöst werden. Ferner können
Direktmessungen von der Recheneinrichtung 80 angefordert werden. Z.B. kann vom Portal 82 ein Update für Anpassungen der Schnittstelle zum Wechselrichter 20 oder einer
Erweiterung des Funktionsumfangs der Solaranlage 10
heruntergeladen werden. Ferner kann ein Firmware Update für den Controller aus der Ferne geladen werden, um auf
Änderungen im GSM-, GPRS- oder UMTS-Netz zu reagieren.
Beide Möglichkeiten erlauben ein ständiges Anpassen an aktuelle Gegebenheiten.
Die interne Steuereinheit 40 ist über die Datenverbindung 92 von dem Energieversorger steuerbar. Insbesondere kann der Energieversorger EVU einen festgelegten von null verschiedenen Bruchteilsfaktor B (0 < B < 100%), z.B. 25% an die interne Steuereinheit 40 übermitteln. In Ansprechen hierauf steuert die interne Steuereinheit 40 dann die
Leistung des Wechselrichters 20 auf den Bruchteil B
herunter, in diesem Beispiel 25%.
Die korrekte Vergütung kann durch eine Ausgleichszahlung zusätzlich zur Vergütung für die tatsächlich noch
eingespeiste Energie erfolgen. Die Ausgleichszahlung des Energieversorgers wird wie folgt ermittelt:
erfolgt. Die Steuerung könnte aber auch indirekt, z.B. über das Portal erfolgen. Der Bruchteilsfaktor wird anschließend von dem Rundsteuerempfänger 90 über eine Verbindungsleitung zur internen Steuereinheit 40 im Datenlogger 41 übertragen.
Der Pfeil mit dem Bezugszeichen 94 zeigt die Wirkrichtung des Steuersignals auf die interne Steuereinheit 40 und der Pfeil mit dem Bezugszeichen 42 von der internen
Steuereinheit 40 auf den Wechselrichter 20. Wenn die
Rundsteuereinrichtung 90 ein Rundsteuersignal empfängt, wird dieses von der integrierten Steuerung ausgewertet. Die Solaranlagen-interne Steuereinheit 40 steuert dann über die Steuerleitung 42 die Leistung des Wechselrichters 20 auf den Bruchteil B, z.B. 25% herunter. Diese Steuerung erfolgt in dem Beispiel über ein Analogsignal 4-20mA. Es können aber auch andere Schnittstellen 98, wie z.B. eine serielle Schnittstelle RS232, RS484, RS422, Interbus, Profibus, modbus etc. in der internen Steuereinheit 40 integriert sein und hierfür verwendet werden.
Der Wechselrichter 20 reduziert die in das
Stromversorgungsnetz 30 eingespeiste Energie dann auf den vorgegebenen Bruchteilsfaktor B, z.B. 25%. Die strangweise gemessenen Stromwerte sowie die vom SO-Zähler 50 gemessenen eingespeisten Energiewerte werden weiterhin zyklisch über die Datenverbindung 72 an die Recheneinrichtung 80 des Portals 82 übertragen. Diese Werte werden in einer
Datenbank in einem Datenspeicher 84 des Portals 82 mit einem Zeitstempel versehen abgespeichert. Der
Bruchteilsfaktor B auf den der Wechselrichter 20
heruntergefahren wurde, wird zusammen mit diesen Daten abgespeichert, so dass aus diesen Daten ein zeitaufgelöstes Energieprofil für diese Solaranlage 10 (und für jede weitere gleichermaßen eingerichtete Solaranlage) erstellt werden kann, also die tatsächlich eingespeiste Energie als Funktion der Zeit. Mittels zeitlicher Korrelation mit dem Bruchteilsfaktor B wird die maximal mögliche
Einspeiseenergie der Solaranlage 10 als Funktion der Zeit berechnet. Diese Funktion wird dann über den
Vergütungszeitraum aufintegriert um die Einspeisevergütung bzw. die Ausgleichszahlung zu ermitteln.
Für die vorliegende Erfindung ist es vorteilhaft, die tatsächliche Einspeiseenergie oder -leistung an der
Solaranlage 10 mit einem geeichten Energiezähler 50 zu messen. Die Messwerte werden über ein Sicherungskonzept auf der Serverseite entsprechend gesichert und einsehbar gemacht, um Manipulationen zu verhindern. Für die
Abrechnung mit dem Energieversorger wird der Fachmann ein geeignetes Protokoll verwenden, welches mit dem
Energieversorger abgestimmt wird.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielhaft zu verstehen sind, und die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist, sondern in vielfältiger Weise variiert werden kann, ohne die Erfindung zu verlassen. Ferner ist ersichtlich, dass die Merkmale unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung, den Ansprüchen, den Figuren oder anderweitig offenbart sind auch einzeln wesentliche Bestandteile der Erfindung
definieren, selbst wenn sie zusammen mit anderen Merkmalen gemeinsam beschrieben sind.
Next Patent: HYDROSTATIC MACHINE, ESPECIALLY AXIAL PISTON MACHINE