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Title:
METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING ELECTRICAL ENERGY FOR AN ENERGY NETWORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/154888
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the economical provision of current for an energy network by means of photovoltaics (PV). The concept on which the invention is based is that of involving surfaces previously not usable for solar energy generation and using said surfaces to generate PV electricity by means of PV installations. Said surfaces are public traffic surfaces such as parking lots, which are generally not completely used, industrial surfaces that are unused at times, parking lots in residential areas, roads of low use, etc. Common to all surfaces is that vehicles can be moved and positioned on the surfaces. The generation and temporary storage of the PV electricity occurs in a first method phase by means of PV installations that are installed on autonomously drivable vehicles, which are positioned on a target traffic surface during the first phase. In a second phase of the method, the vehicle is moved to a network connection point, by means of which the temporarily stored electrical energy is fed into the energy network.

Inventors:
KLEIN CORNEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/050473
Publication Date:
October 15, 2015
Filing Date:
January 13, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
B60L8/00; B60L11/18
Foreign References:
DE4205331A11993-08-26
DE19820110A11999-02-11
US20110049992A12011-03-03
GB2499446A2013-08-21
GB2499448A2013-08-21
US20080221746A12008-09-11
US20120098480A12012-04-26
US20130270900A12013-10-17
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Bereitstellung von Photovoltaik-Strom für ein Energienetz (10) ,

wobei

- der Photovoltaik-Strom in einer ersten Phase des Verfahrens mit einem Photovoltaikmodul (111) aus solarer Energie erzeugt wird, wobei das Photovoltaikmodul (111) an einem autonom fahrbaren Fahrzeug (120) installiert ist, und

- der erzeugte Photovoltaik-Strom in einem Energiespeicher

(112) des autonom fahrbaren Fahrzeugs (120) zwischengespeichert wird,

und wobei

- das autonom fahrbare Fahrzeug (120) vor oder während der ersten Phase gezielt auf einer Ziel-Verkehrsfläche (299) positioniert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziel -Verkehrsfläche (299) auf einer öffentlichen Ver- kehrsfläche (200) liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phase initiiert wird, während sich das Fahrzeug (120) in Bewegung befindet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Phase initiiert wird, wenn das Fahrzeug (120) auf der Ziel-Verkehrsfläche (299) positioniert ist. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Phase des Verfahrens der zwischengespeicherte Photovoltaik-Strom über eine Netzanschlussstelle (11) des Energienetzes (10) in das Energienetz (10) eingespeist wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Phase des Verfahrens zumindest teilweise mit der ersten Phase des Verfahrens zeitlich überlappt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Eintreten zumindest eines Ereignisses aus einer Vielzahl von vorgegebenen Ereignissen die erste Phase automatisch beendet wird und

- eine automatische Positionierung des autonom fahrbaren Fahrzeugs (120) an einer Netzanschlussstelle (11) des Energienetzes (10) bewirkt wird,

- die Energiequelle (110) des autonom fahrbaren Fahrzeugs (120) mit der Netzanschlussstelle (11) verbunden wird

und/oder

- das Einspeisen von Photovoltaik-Strom aus der Energiequelle (110) in das Energienetz (10) ausgeführt wird. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, bevor das Fahrzeug (120) auf der Ziel- Verkehrsfläche (299) positioniert wird, die Ziel- Verkehrsfläche (299) aus einer Vielzahl von potentiellen Ziel -Verkehrsflächen ausgewählt wird, wobei bei der Auswahl der Ziel -Verkehrsfläche (299) berücksichtigt wird:

- individuelle Wetterdaten für die Orte der potentiellen Ziel -Verkehrsflächen und/oder

- Verfügbarkeit der potentiellen Ziel-Verkehrsflächen

und/oder

- Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer aktuellen Position des Fahrzeugs (120) und/oder

- Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer Position der nächstgelegenen Netzanschlussstelle (11) und/oder

- Kosten, die für eine Nutzung der potentiellen Ziel- Verkehrsfläche anfallen.

9. System (100) zur Bereitstellung von Photovoltaik-Strom für ein Energienetz (10) , aufweisend

- eine Energiequelle (110) mit einem Photovoltaikmodul (111) zur Erzeugung des Photovoltaik-Stroms aus solarer Energie und mit einem Energiespeicher (112) zum Zwischenspeichern des mit dem Photovoltaikmodul (111) erzeugten Photovoltaik-Stroms, wobei

- die Energiequelle (110) auf einem autonom fahrbaren Fahrzeug (120) des Systems (100) installiert ist, derart, dass die Energiequelle (110) gezielt auf einer auswählbaren Ziel- Verkehrsfläche (299) positionierbar ist,

und wobei

- das autonom fahrbare Fahrzeug (120) eine Schnittstelle (121) zur elektrischen Verbindung der Energiequelle (110) mit einer Netzanschlussstelle (11) des Energienetzes (10) zum Einspeisen von Photovoltaik-Strom aus der Energiequelle (110) in das Energienetz (10) aufweist.

10. System (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das autonom fahrbare Fahrzeug (120) ein Ziel- Auswahlmodul (123) aufweist, welches eingerichtet ist, um die Ziel -Verkehrsfläche (299) aus einer Vielzahl von potentiellen Ziel -Verkehrsflächen unter Berücksichtigung von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien auszuwählen. 11. System (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziel -Auswahlmodul (123) eingerichtet ist, um, bevor das Fahrzeug (120) auf der Ziel -Verkehrsfläche (299) positioniert wird, die Ziel -Verkehrsfläche (299) aus einer Vielzahl von potentiellen Ziel -Verkehrsflächen auszuwählen, wobei bei der Auswahl der Ziel -Verkehrsfläche (299) berücksichtigt wird :

- individuelle Wetterdaten für die Orte der potentiellen Ziel -Verkehrsflächen und/oder

- Verfügbarkeit der potentiellen Ziel-Verkehrsflächen

und/oder

- Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer aktuellen Position des Fahrzeugs (120) und/oder

- Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer Position der nächstgelegenen Netzanschlussstelle (11)

und/oder

- Kosten, die für eine Nutzung der potentiellen Ziel- Verkehrsfläche anfallen.

12. System (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ziel-Verkehrsfläche (299) auf öf- fentlichen Verkehrsflächen (200) liegt. 13. System (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das autonom fahrbare Fahrzeug (120) ein Automatik-Steuerungsmodul (124) aufweist, welches eingerichtet ist, um bei Eintreten zumindest eines Ereignisses aus einer Vielzahl von vorgegebenen Ereignissen

- eine automatische Positionierung des autonom fahrbaren

Fahrzeugs (120) an einer Netzanschlussstelle (11) des Energienetzes (10) zu bewirken,

- die Energiequelle (110) des autonom fahrbaren Fahrzeugs (120) über die Schnittstelle (121) mit der Netzanschlussstel - le (11) zu verbinden und/oder

- das Einspeisen von Photovoltaik-Strom aus der Energiequelle (110) in das Energienetz (10) auszuführen.

14. System (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (120) ein Kommunikationsmo dul (126) zur Verbindung des Fahrzeugs (120) mit einem Daten netzwerk aufweist.

15. System (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das System (100) eine Vielzahl von autonom fahrbaren Fahrzeugen (120, 120 120") aufweist.

Description:
Beschreibung

Verfahren und System zur Bereitstellung von elektrischer Energie für ein Energienetz

Die Erfindung betrifft die kostengünstige Bereitstellung von Strom für ein Energienetz mit Hilfe der Photovoltaik (PV) .

Solarstrom bzw. PV-Strom wird überwiegend durch fest instal- lierte PV-Anlagen erzeugt, welche bspw. auf Freiflächen oder auch auf Gebäuden installiert werden. Derartige PV-Anlagen werden über geeignete Einrichtungen an das Energie- bzw.

Stromnetz, bspw. über Umrichter, an das Energienetz angeschlossen. In dem Energienetz wird der somit eingespeiste PV- Strom schließlich an diverse Verbraucher verteilt.

Für beide Installationsarten, auf einer Freifläche oder auf einem Gebäude, ergeben sich jedoch verschiedene Nachteile: Die Installation einer PV-Anlage auf einer Freifläche hat den Nachteil, dass erhebliche Kosten für die für die Nutzung benötigte Grundfläche entstehen. Weiterhin steht die Nutzung der Freifläche für die Energieerzeugung in Konkurrenz mit anderen Nutzungsarten wie bspw. die Landwirtschaft. Weiterhin wird häufig bemängelt, dass insbesondere großflächige PV- Anlagen eine Störung des Landschaftsbildes darstellen.

Bei der Installation einer PV-Anlage auf einem Gebäude wirkt es sich nachteilig aus, dass für das Gebäude ein erhöhtes Brandrisiko aufgrund von der bspw. auf dem Gebäudedach installierten Anlage besteht. Weiterhin ist die Instandhaltung Anlage und insbesondere die Reinigung der Solarkollektoren mit einem erhöhten Aufwand verbunden, da die Anlage in der Regel nur schwer zugänglich ist. Schließlich ist anzumerken, dass eine typische PV-Anlage in der Regel nicht ausreicht, um eine energieautarke Stromversorgung bspw. eines Einfamilienhauses zu gewährleisten. In beiden Fällen ist die Verfügbarkeit von Installationsflächen, d.h. die Anzahl von Freiflächen sowie auch die Anzahl von Gebäuden, natürlich begrenzt, so dass auch die

produzierbare Strommenge begrenzt bleibt. Weiterhin wirkt es sich in beiden Fällen nachteilig aus, dass erhebliche Kosten für die Projektierung und Installation der PV-Anlage entstehen, welche insbesondere im Verhältnis zu den rapide sinkenden Kosten für Solarmodule immer stärker ins Gewicht fallen. Ein weiterer konzeptioneller Nachteil der beschriebenen

Stromerzeugung mit PV-Anlagen besteht darin, dass Strom, der nicht am Ort der Erzeugung verbraucht wird, im Regelfall in das Energienetz eingespeist wird. Gängige Stromnetze verfügen jedoch nicht über ausreichende Speicherkapazitäten, um den in Spitzenzeiten erzeugten Strom bzw. die entsprechende Energie speichern zu können. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass im Folgenden die Ausdrücke „Speicherung des Stroms" und „Speicherung der Energie" als miteinander äquivalent und damit austauschbar behandelt werden.

Um das genannte Problem der Speicherung zu lösen, werden zunehmend lokale Systeme für die Speicherung der Energie am Ort der Energieerzeugung selbst eingesetzt, bspw. Lithium- Ionen- Batterien, und der mit der PV-Anlage erzeugte Strom wird di- rekt in den Energiespeicher gespeist. Weiterhin sind Ansätze bekannt, die in Elektrofahrzeugen verbauten Batterien für die Speicherung des aus regenerativen Energiequellen erzeugten Stroms und für die Netzstabilisierung vorzusehen. Trotz der existierenden Ansätze zur Erzeugung und Speicherung von PV-Strom weisen die gängigen Verfahren verschiedene Nachteile hinsichtlich des Aufwandes und der entsprechenden Kosten sowie der Effizienz auf. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstiges und effizientes Verfahren und ein entsprechendes System zur Bereitstellung von elektrischer Energie aus einer PV-Anlage für ein Energienetz anzugeben. Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren sowie durch das in Anspruch 9 beschriebene System ge- löst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen .

Das der Erfindung zu Grunde liegende Konzept liegt darin, bislang nicht zur Solarenergieerzeugung nutzbare Flächen ein- zubinden und sie zur Erzeugung von PV-Strom mit Hilfe von PV- Anlagen zu nutzen. Bei den bisher nicht nutzbaren Flächen handelt es sich insbesondere um Verkehrsflächen wie Parkplätze bspw. von Firmen oder Einkaufszentren, die in der Regel nicht vollständig genutzt werden, sonstige zeitweise unge- nutzte Gewerbeflächen, Parkplätze in Wohngebieten, gering genutzte Straßen bspw. in ländlichen Gebieten sowie private Flächen wie bspw. Zufahrten zu Garagen. Im Allgemeinen sind die Verkehrsflächen derartige Flächen, auf denen Fahrzeuge bewegt und positioniert werden können. Hierbei werden insbe- sondere öffentliche Verkehrsflächen berücksichtigt. Auf derartigen Verkehrsflächen können PV-Anlagen nicht permanent installiert werden, da diese ein Verkehrshindernis darstellen würden . „Verkehrsflächen" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind demnach Flächen, auf oder an denen die feste Installation einer PV-Anlage nicht möglich ist. Dies ist bspw. der Fall, wenn eine derartige fest installierte PV-Anlage ein permanentes Hindernis für Verkehrsteilnehmer darstellen würde.

Zur Realisierung dieses Konzepts werden autonom fahrbare Fahrzeuge verwendet, die mit PV-Anlagen ausgerüstet sind. Derartige Fahrzeuge werden eingesetzt, um ihre PV-Anlagen autonom auf nicht genutzten Ziel -Verkehrsflächen zu positionie- ren. Vorteilhafterweise verfügen die Fahrzeuge über einen geeignet dimensionierten Energiespeicher, der insbesondere während des Verweilens des Fahrzeugs auf der Ziel -Verkehrsfläche mittels des durch die PV-Anlage erzeugten Stroms aufgeladen wird. Bspw. kann es sich bei den autonom fahrbaren Fahrzeugen um Elektrofahrzeuge handeln, da diese vorteilhafterweise bereits über einen Energiespeicher verfügen. Natürlich eignen sich aber auch Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor, bei de- nen dann jedoch ein entsprechender Energiespeicher für den erzeugten PV-Strom vorgesehen werden müsste.

Das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt die Bereitstellung von Photovoltaik-Strom für ein Energienetz, wobei der Begriff Photovoltaik-Strom insbesondere solchen Strom umfasst, der mit Hilfe von Photovoltaikmodulen erzeugt wird. Dabei wird der Photovoltaik-Strom in einer ersten Phase des Verfahrens mit einem Photovoltaikmodul aus solarer Energie, d.h. aus Sonnenlicht, erzeugt, wobei das Photovoltaikmodul an einem autonom fahrbaren Fahrzeug installiert ist. Der erzeugte Photovoltaik-Strom wird in einem Energiespeicher des autonom fahrbaren Fahrzeugs zwischengespeichert, wobei das autonom fahrbare Fahrzeug vor oder während der ersten Phase gezielt auf einer Ziel-Verkehrsfläche positioniert wird.

Nach Beendigung des Ladevorgangs fahren die Fahrzeuge zu einer öffentlichen oder privaten Netzanschlussstation, über die die elektrische Energie aus dem Energiespeicher verfügbar gemacht werden kann. Diese Energie kann bspw. in das Energie- netz eingespeist und/oder direkt einem privaten Haushalt zur Verfügung gestellt werden.

Vorteilhafterweise liegt die Ziel-Verkehrsfläche auf einer öffentlichen Verkehrsfläche, insbesondere auf einer Verkehrs- fläche für Fahrzeuge. Dadurch wird erreicht, dass bisher nicht zur Verfügung stehende Flächen in das System zur Erzeugung von PV-Strom eingebunden werden können.

Die erste Phase kann initiiert und anschließend der Photovol- taik-Strom erzeugt und zwischengespeichert werden, während sich das Fahrzeug in Bewegung befindet. Hiermit kann zumindest ein Teil der Zeit, die das Fahrzeug benötigt, um die Ziel -Verkehrsfläche anzufahren, zur Energieerzeugung und -speicherung genutzt werden, so dass das Verfahren effizienter wird.

Alternativ kann die erste Phase initiiert und anschließend der Photovoltaik-Strom erzeugt und zwischengespeichert werden, wenn das Fahrzeug auf der Ziel -Verkehrsfläche positioniert ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass das PV-Modul optimal ausgerichtet ist. In einer zweiten Phase des Verfahrens wird der zwischengespeicherte Photovoltaik-Strom über eine Netzanschlussstelle des Energienetzes in das Energienetz eingespeist. Hierzu muss das Fahrzeug evtl. zwischen der ersten Phase und der zweiten Phase an eine entsprechende Netzanschlussstelle des Energie- netzes bewegt werden. Demzufolge steht die elektrische Energie im Energienetz den Verbrauchern zur Verfügung.

Vorteilhafterweise kann die zweite Phase des Verfahrens zumindest teilweise mit der ersten Phase des Verfahrens zeit- lieh überlappen, d.h. die zweite Phase wird gestartet, bevor die erste Phase beendet ist. Dies ermöglicht einen zeiteffizienten Betrieb. In dem Fall, in dem die Ziel-Verkehrsfläche in unmittelbarer Nähe der Netzanschlussstelle liegt und das Fahrzeug während des Erzeugens und Zwischenspeicherns des PV- Stroms mit der Netzanschlussstelle verbunden ist, so dass der zwischengespeicherte Strom direkt in das Energienetz eingespeist werden kann, können die erste Phase und die zweite Phase im Extremfall gleichzeitig gestartet werden und somit maximal überlappen.

Bei Eintreten zumindest eines Ereignisses aus einer Vielzahl von vorgegebenen Ereignissen wird die erste Phase automatisch beendet und

- das autonom fahrbaren Fahrzeugs wird automatisch an einer Netzanschlussstelle des Energienetzes positioniert,

- die Energiequelle des autonom fahrbaren Fahrzeugs wird mit der Netzanschlussstelle verbunden und/oder - das Einspeisen von Photovoltaik-Strom aus der Energiequelle in das Energienetz wird ausgeführt.

Dies sichert einen effizienten, weitestgehend automatischen Betrieb des Systems. Die vorgegebenen Ereignisse können bspw. darin liegen, dass das Zwischenspeichern des erzeugten Photovoltaik-Stroms im Energiespeicher abgeschlossen wird oder auch dass die Erzeugung des Photovoltaik-Stroms beendet wird. Die Beendigung der Erzeugung des PV-Stroms kann bspw. dann eintreten, wenn der Energiespeicher voll ist, wenn keine oder zu wenig solare Energie zur Verfügung steht oder aber wenn ein Nutzer, bspw. der Fahrer, des Fahrzeugs den Vorgang manuell beendet. Auch kann die Erzeugung des PV-Stroms beendet und der Ladevorgang abgeschlossen werden, wenn die im Energiespeicher gespeicherte Energie bspw. zum Ausgleich von Lastspitzen des Energienetzes entsprechend teuer in das Netz eingespeist werden kann.

Bevor das Fahrzeug auf der Ziel-Verkehrsfläche positioniert wird, wird die Ziel -Verkehrsfläche aus einer Vielzahl von po- tentiellen Ziel -Verkehrsflächen ausgewählt. Bei der Auswahl der Ziel -Verkehrsfläche werden eines oder mehrere Kriterien der folgenden Liste berücksichtigt:

- individuelle Wetterdaten für die Orte der potentiellen Ziel -Verkehrsflächen, vorzugsweise inklusive lokalen Sonnen- auf- und -untergangszeiten, und/oder

- Verfügbarkeit der potentiellen Ziel-Verkehrsflächen (bspw. Belegung von Parkplätzen/ -häusern) und/oder

- Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer aktuellen Position des Fahrzeugs und/oder

- Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer Position der nächstgelegenen Netzanschlussstelle und/oder

- Kosten, die für die Nutzung der potentiellen Ziel- Verkehrsfläche anfallen.

Hierdurch wird sichergestellt, dass eine ideale Ziel- Verkehrsfläche angefahren wird. Die hierfür benötigten Informationen können mit Hilfe eines entsprechenden Kommunikationsmoduls eines Steuerungssystems des Fahrzeugs bspw. über das Internet abgefragt werden. Ein entsprechendes, erfindungsgemäßes System zur Bereitstellung von Photovoltaik-Strom für ein Energienetz, weist eine Energiequelle mit einem Photovoltaikmodul zur Erzeugung des Photovoltaik-Stroms aus solarer Energie sowie einen Energiespeicher zum Zwischenspeichern des mit dem Photovoltaikmodul erzeugten Photovoltaik-Stroms bzw. der dem Photovoltaik-Strom entsprechenden elektrischen Energie auf. Der Energiespeicher ist zur Übertragung der erzeugten elektrischen Energie vom Photovoltaikmodul zum Energiespeicher mit dem

Photovoltaikmodul elektrisch verbunden. Die Energiequelle ist auf einem autonom fahrbaren Fahrzeug des Systems installiert, derart, dass die Energiequelle gezielt auf einer auswählbaren Ziel -Verkehrsfläche positionierbar ist. Das autonom fahrbare Fahrzeug weist eine Schnittstelle zur elektrischen Verbindung der Energiequelle mit einer Netzanschlussstelle des Energienetzes zum Einspeisen von Photovoltaik-Strom aus der Energiequelle in das Energienetz auf. Das autonom fahrbare Fahrzeug weist ein Ziel -Auswahlmodul auf, welches eingerichtet ist, um die Ziel -Verkehrsfläche aus einer Vielzahl von potentiellen Ziel -Verkehrsflächen unter Berücksichtigung von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien auszuwählen. Dies erleichtert dem Nutzer des Fahrzeugs die Auswahl einer idealen Ziel -Verkehrsfläche .

Das Ziel -Auswahlmodul ist eingerichtet, um, bevor das Fahrzeug auf der Ziel-Verkehrsfläche positioniert wird, die Ziel- Verkehrsfläche aus einer Vielzahl von potentiellen Ziel- Verkehrsflächen auszuwählen, wobei bei der Auswahl der Ziel- Verkehrsfläche berücksichtigt wird:

- individuelle Wetterdaten für die Orte der potentiellen Ziel -Verkehrsflächen, vorzugsweise inklusive lokalen Sonnenauf- und -untergangszeiten) und/oder

- Verfügbarkeit der potentiellen Ziel -Verkehrsflächen (bspw. Belegung von Parkplätzen/ -häusern) und/oder

- Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer aktuellen Position des Fahrzeugs und/oder - Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer Position der nächstgelegenen Netzanschlussstelle.

Wie bereits erwähnt liegt die Ziel-Verkehrsfläche vorteil- hafterweise auf öffentlichen Verkehrsflächen, vorzugsweise auf Flächen, die für Fahrzeuge befahrbar sind.

Das autonom fahrbare Fahrzeug weist ein Automatik- Steuerungsmodul auf, welches eingerichtet ist, um bei Eintre- ten zumindest eines Ereignisses aus einer Vielzahl von vorgegebenen Ereignissen eine automatische Positionierung des autonom fahrbaren Fahrzeugs an einer Netzanschlussstelle des Energienetzes zu bewirken, die Energiequelle des autonom fahrbaren Fahrzeugs über die Schnittstelle mit der Netzan- Schlussstelle zu verbinden und/oder das Einspeisen von Photo- voltaik-Strom aus der Energiequelle in das Energienetz auszuführen. Vorzugsweise werden alle drei Schritte automatisch ausgeführt und nicht nur einer oder zwei der drei Schritte. Damit wird das Fahrzeug unabhängig von einem Nutzer bzw. Fah- rer und das Bereitstellen des PV-Stroms für das Energienetz ist weitestgehend vollautomatisch.

Ereignisse, die diese Folge von Aktivitäten oder ggf. einzelne der Aktivitäten hervorrufen können sind bspw.

- ein Abschluss des Zwischenspeicherns des erzeugten PV- Stroms im Energiespeicher bspw. wenn der Energiespeicher voll ist ,

- eine Beendigung der Erzeugung des Photovoltaik-Stroms bspw. wenn keine oder zu wenig solare Energie zur Verfügung steht, wie etwa bei Nacht oder bei Bewölkung, oder aber

- wenn ein Nutzer des Fahrzeugs den Ladevorgang manuell beendet bspw. indem, bevor oder nachdem er die Ziel- Verkehrsfläche 299 verlässt oder indem er bspw. per entsprechendem Knopfdruck den Vorgang beendet .

Das Fahrzeug weist vorteilhafterweise ein Kommunikationsmodul zur Verbindung des Fahrzeugs mit einem Datennetzwerk, bspw. dem Internet, auf. Aus diesem Datennetzwerk können dann bspw. die für die Auswahl der Zielposition benötigten Informationen wie etwa die individuellen Wetterdaten und/oder die Kosten, die für eine Nutzung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche anfallen, abgefragt werden. Weiterhin kann das Kommunikations- modul verwendet werden, um aus dem Datennetzwerk Informationen über die momentane Vergütung für in das Energienetz eingespeiste Energie abzufragen. Diese Information kann dann bspw. verwendet werden, um eine Entscheidung über einen Ab- schluss eines Ladevorgangs zu treffen, um aufgrund einer vor- teilhaften Vergütungssituation die zu dem Zeitpunkt zwischengespeicherte Energie in das Energienetz einzuspeisen. Darüber hinaus kann über das Kommunikationsmodul der Ladezustand des Energiespeichers an ein Steuerungssystem des Energienetzes übermittelt werden, so dass dem Energienetz Informationen über potentielle Energiereserven zur Verfügung stehen. Im Bedarfsfall kann seitens des Steuerungssystems des Energienetzes ein Aufruf an das Fahrzeug erfolgen, eine Netzanschlussstelle anzufahren und verfügbare zwischengespeicherte Energie in das Energienetz einzuspeisen.

Das hier vorgestellte Konzept offenbart eine Vielzahl von Vorteilen. So können bislang nicht nutzbare Flächen zur Positionierung von PV-Anlagen verwendet werden, wodurch sich die generell zur Photovoltaik zur Verfügung stehende Fläche er- höht und wodurch Kosten für die sonst benötigten Aufstellflächen eingespart werden können. Des Weiteren können auch Kosten für die Installation und Projektierung eingespart werden. Aufgrund der Mobilität der auf Fahrzeugen installierten PV- Anlagen kann die Wartung und Pflege der Anlagen an einer zentralen Stelle ausgeführt werden, die die Fahrzeuge bspw. in regelmäßigen Abständen oder aber bei Bedarf anfahren. Dies erlaubt auch eine Automatisierung der Wartungsvorgangs. Weiterhin können die Netzanschlussstellen tagsüber als Ladestationen für Elektrofahrzeuge und nachts als Einspeisestellen für elektrische Energie in das Energienetz dienen.

Im Hinblick auf das in Zukunft zu erwartende Konzept des sog. „Car Sharing", welches insbesondere durch vollautomatisiert fahrende Fahrzeuge begünstigt wird, ist davon auszugehen, dass die Anzahl der insgesamt auf den Straßen befindlichen Fahrzeuge sinken wird. Hierdurch ergeben sich weitere Flächen, die im Rahmen des hier beschriebenen Konzepts genutzt werden können.

Im Folgenden werden die Erfindung und beispielhafte Ausführungsformen anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 eine Infrastruktur zur erfindungsgemäßen Bereitstellung von Photovoltaik-Strom für ein Energienetz, FIG 2 ein autonom fahrbares Fahrzeug als Teil eines Systems zur Bereitstellung von Photovoltaik-Strom für das Energienetz ,

FIG 3 den Ablauf des Verfahrens zur Bereitstellung von Pho- tovoltaik-Strom für das Energienetz.

FIG 1 zeigt eine Infrastruktur zur erfindungsgemäßen Bereitstellung von Photovoltaik-Strom, d.h. von Strom, der mit Hilfe eines Photovoltaikmoduls aus solarer Energie erzeugt wird, für ein Energienetz 10. Die Infrastruktur umfasst im Wesentlichen ein System 100, mit dem der PV-Strom erzeugt, gespeichert und bereit gestellt werden kann, mehrere Netzanschlussstellen 11 an das Energienetz 10, über die elektrische Energie vom System 100 in das Energienetz 10 eingespeist werden kann, sowie ein Verkehrssystem 200 mit einer Vielzahl von Verkehrsflächen 210-240.

Das Energienetz 10 kann bspw. das öffentliche Stromnetz sein, an das diverse Verbraucher 20 wie bspw. private Haushalte und Industrieunternehmen etc. angeschlossen sind.

Das Verkehrssystem 200 kann bspw. das öffentliche Straßenverkehrssystem sein, wobei die Verkehrsflächen 210-240 bspw. Straßen 210, Parkplätze 220 bspw. in Wohngebieten, von Einkaufszentren oder von Firmen, sonstige Gewerbeflächen 230, private Flächen 240 wie bspw. Zufahrten und sonstige zumindest zeitweise ungenutzte Flächen sind, die mit einem Fahr- zeug erreichbar sind.

Wie in Verbindung mit der Darstellung in FIG 2 zu erkennen ist, weist das System 100 zur Bereitstellung von PV-Strom für das Energienetz 10 eine Energiequelle 110 auf. Die Energie- quelle 110 umfasst ein PV-Modul 111 mit einem oder mehreren

Solarkollektoren zur Erzeugung von PV-Strom aus solarer Energie sowie einen Energiespeicher 112 zum Zwischenspeichern des mit dem PV-Modul 111 erzeugten PV-Stroms bzw. der dem PV- Strom entsprechenden elektrischen Energie. Der Energiespei- eher 112 ist zur Übertragung der erzeugten elektrischen Energie vom PV-Modul 111 zum Energiespeicher 112 mit dem PV-Modul 111 elektrisch verbunden (nicht dargestellt) . Der Energiespeicher 112 kann bspw. eine aufladbare Batterie wie etwa eine Lithium- Ionen-Batterie sein.

Die Energiequelle 110 mit dem PV-Modul 111 und dem Energiespeicher 112 ist nicht wie sonst bei PV-Anlagen üblich fest auf einem Gebäude oder einer Freifläche installiert, sondern auf einem autonom fahrbaren Fahrzeug 120 des Systems 100. Das Fahrzeug 120 weist darüber hinaus eine Schnittstelle 121 zur elektrischen Verbindung der Energiequelle 110, insbesondere des Energiespeichers 112, mit einer Netzanschlussstelle 11 des Energienetzes 10 zum Einspeisen von PV-Strom aus der Energiequelle 110 bzw. aus deren Energiespeicher 112 in das Energienetz 10 auf.

Dadurch, dass die Energiequelle 110 auf einem autonom fahrbaren Fahrzeug 120 installiert ist, wird die Energiequelle 110 selbst ebenfalls weitestgehend frei beweglich. Dies erlaubt, dass die Energiequelle 110 und damit insbesondere das PV- Modul 111 gezielt auf einer auswählbaren Ziel -Verkehrsfläche 299 des Verkehrssystems 200 positionierbar ist. Damit wird ermöglicht, bislang nicht zur Solarenergieerzeugung nutzbare Flächen einzubinden und sie zur Erzeugung von PV-Strom zu nutzen. Bei den bisher nicht nutzbaren Flächen handelt es sich insbesondere um die Flächen des Verkehrssystems 200, auf denen einen feste Positionierung einer PV-Anlage nicht mög- lieh ist, da diese ein Verkehrshindernis darstellen würde.

Die Ausrichtung des PV-Moduls 111 dahingehend, dass das Sonnenlicht bestmöglich ausgenutzt wird, kann durch eine entsprechende Positionierung des Fahrzeugs 120 ausgeführt wer- den. Optional kann das PV-Modul 111 eine

Positioniereinrichtung 113 aufweisen, mit der eine Feineinstellung der Ausrichtung des PV-Moduls 111 möglich ist. Vorteilhafterweise erlaubt die Positioniereinrichtung 113 eine Rotation des PV-Moduls 111 um zumindest eine Achse, bspw. um die Horizontale, so dass das PV-Modul 111 in gewissem Maße dem Sonnenstand nachgeführt werden kann. Zusätzlich kann die Positioniereinrichtung 113 auch eine Rotation um eine weitere Achse, bspw. um die Vertikale, erlauben. Die Steuerung der Positioniereinrichtung 113 erfolgt über ein Positioniermodul 125, das bspw. in ein Steuerungssystem 122 des Fahrzeugs 120 integriert sein kann. Weiterhin können am Fahrzeug 120 angebrachte Einrichtungen vorgesehen sein, welche die Verteilung größerer Mengen an PV-Modulen 111 am Fahrzeug 120 erlauben, bspw. durch Ausrollen, durch Ablegen und Aufsammeln einzelner Module durch eine automatisierte Einrichtung wie bspw. einen Roboterarm .

Das Verkehrssystem 200 weist eine Vielzahl von potentiellen Ziel -Verkehrsflächen 299 auf. Zum Einen kann eine Ziel- Verkehrsfläche 299, an der das Fahrzeug 120 positioniert werden soll, manuell festgelegt werden, d.h. der Fahrer des Fahrzeugs 120 legt eine Ziel -Verkehrsfläche 299 nach individuellen Kriterien fest. Zum Anderen kann die Ziel- Verkehrsfläche 299, an der das Fahrzeug 120 positioniert wer- den soll, automatisch mit Hilfe eines Ziel -Auswahlmoduls 123 des Fahrzeugs 120 ausgewählt werden. Das Ziel -Auswahlmodul 123 kann Teil des Steuerungssystems 122 des Fahrzeugs 120 sein und ist eingerichtet, um die Ziel -Verkehrsfläche 299 aus einer Vielzahl von potentiellen Ziel -Verkehrsflächen unter Berücksichtigung von einem oder mehreren vorgegebenen Kriterien auszuwählen: Dabei wird vorteilhafterweise eine Position des Verkehrssystems 200 gewählt, an der das Fahrzeug 120 mo- mentan kein Verkehrshindernis darstellt. Dementsprechend bieten sich Flächen des Verkehrssystems 200 an, die insbesondere tagsüber in der Regel nicht vollständig genutzt werden, bspw. zeitweise ungenutzte Gewerbeflächen, Parkplätze in Wohngebieten, gering genutzte Straßen bspw. in ländlichen Gebieten so- wie private Flächen wie bspw. Zufahrten zu Garagen. Zudem wird eine Ziel -Verkehrsfläche 299 gewählt, an der die Bedingungen für die Erzeugung von PV-Strom bestmöglich sind. Dementsprechend werden zur Auswahl einer Ziel -Verkehrsfläche 299 individuelle Wetterdaten für die Orte der potentiellen Ziel- Verkehrsflächen insbesondere inklusive lokalen Sonnenauf- und -untergangszeiten und/oder Informationen über Bewölkung berücksichtigt. Ebenso geht die Verfügbarkeit der potentiellen Ziel -Verkehrsflächen, bspw. die Belegung von Parkplätzen/ -häusern, die Entfernung der potentiellen Ziel- Verkehrsfläche von einer aktuellen Position des Fahrzeugs 120 und/oder die Entfernung der potentiellen Ziel -Verkehrsfläche von einer Position der nächstgelegenen Netzanschlussstelle 11 in das Auswahlverfahren der Ziel -Verkehrsfläche 299 ein. Ein weiteres mögliches Kriterium zur Auswahl der Ziel- Verkehrsfläche 299 können Kosten sein, die ein Dritter für die Nutzung der entsprechenden Verkehrsfläche verlangt. Bspw. können potentielle Ziel -Verkehrsflächen über entsprechende Marktplätze, auf denen freie Verkehrsflächen angeboten werden, ermittelt werden und über die Verfügbarkeit und eventu- eile Mietkosten in den Entscheidungsprozess eingehen. Die hierfür benötigten Informationen können mit Hilfe eines entsprechenden Kommunikationsmoduls 126 des Steuerungssystems 122 bspw. über das Internet abgefragt werden. Sobald eine Ziel -Verkehrsfläche 299 ausgewählt wurde, wird das Fahrzeug 120 zur ausgewählten Ziel -Verkehrsfläche bewegt und dort positioniert. Spätestens nach Positionierung des Fahrzeugs 120 auf der ausgewählten Ziel -Verkehrsfläche 299 wird der Ladevorgang des Energiespeichers 112 gestartet.

Zusätzlich ist es natürlich denkbar, dass auch während des Fahrens, d.h. bevor und/oder nachdem das Fahrzeug 120 auf der Ziel -Verkehrsfläche 299 positioniert wurde, mit Hilfe des PV- Moduls 111 PV-Strom erzeugt und im Energiespeicher 112 zwischengespeichert wird. Nach Abschluss des Ladevorgangs des Energiespeichers 112 an der Ziel -Verkehrsfläche 299 wird das autonom fahrbare Fahrzeug 120 zu einer der Netzanschlussstellen 11 bewegt. Über die Schnittstelle 121 wird der Energiespeicher 112 mit der Netzanschlussstelle 11 verbunden und die im Energiespeicher 11 gespeicherte Energie wird in das Energienetz 10 eingespeist. Für den Fall, dass das Fahrzeug 120 ein Elektrofahrzeug ist und der Energiespeicher 112 gleichzeitig die Energiequelle zum Betrieb des Elektrofahrzeugs 120 darstellt, wird ggf. nicht die gesamte im Energiespeicher 112 gespei- cherte Energie in das Energienetz 10 eingespeist, sondern es wird zumindest die zum Betrieb des Fahrzeugs 120 benötigte Menge zurückbehalten.

Der Abschluss des Ladevorgangs kann durch den Zeitpunkt defi- niert sein, an dem das Zwischenspeichern des erzeugten Photo- voltaik-Stroms beendet wird, bspw. weil die Batterie vollständig geladen ist. Alternativ kann der Abschluss des Ladevorgangs durch den Zeitpunkt definiert sein, an dem das Erzeugen des Photovoltaik-Stroms beendet wird, bspw. weil keine oder zu wenig solare Energie zur Verfügung steht. Außerdem kann der Ladevorgang natürlich auch dadurch abgeschlossen werden, dass ein Nutzer, bspw. der Fahrer des Fahrzeugs 120, manuell eingreift. Optional kann vorgesehen sein, dass der Ladevorgang beendet wird, sobald sich das Fahrzeug 120 in Bewegung setzt. Ein weiteres Kriterium für den Abschluss des Ladevorgangs kann sein, dass die im Energiespeicher 112 gespeicherte Energie bspw. zum Ausgleich von Lastspitzen des Energienetzes entsprechend teuer in das Netz eingespeist werden kann. Der- artige Informationen können mit Hilfe des Kommunikationsmoduls 126 des Steuerungssystems 122 bspw. über das Internet abgefragt werden.

Die FIG 3 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Betriebsverfahren 300 des Systems zur Bereitstellung von PV-Strom für das Energienetz :

Zunächst wird in einer Vorbereitungsphase 310 eine Ziel- Verkehrsfläche 299 ausgewählt. Wie oben beschrieben kann dies manuell oder automatisch erfolgen. Im Anschluss daran fährt das autonom fahrbare Fahrzeug 120 die ausgewählte Ziel- Verkehrsfläche 299 an und wird dort positioniert. Auch das Anfahren der Ziel -Verkehrsfläche 299 kann manuell durch einen Fahrer oder automatisch durch ein entsprechendes Steuerungs- System 122 des Fahrzeugs 120 erfolgen.

In einer ersten Phase 320 des Verfahrens zur Bereitstellung von PV-Strom für das Energienetz 10 wird nun mit dem PV-Modul 111 aus solarer Energie PV-Strom erzeugt. Der erzeugte PV- Strom wird dem Energiespeicher 112 zugeführt und dort zwischengespeichert .

Die erste Phase 320 endet automatisch, wenn das Zwischenspeichern des erzeugten Photovoltaik-Stroms beendet wird, bspw. weil der Akku vollständig geladen ist, oder wenn das Erzeugen des Photovoltaik-Stroms beendet wird, bspw. weil keine oder zu wenig solare Energie zur Verfügung steht . Außerdem kann die erste Phase 320 natürlich auch manuell durch Eingriff eines Nutzers, bspw. des Fahrers, beendet werden. Optional kann vorgesehen sein, dass die erste Phase 320 automatisch endet, sobald sich das Fahrzeug 120 in Bewegung setzt. In einer zweiten Phase 330 des Verfahrens zur Bereitstellung von PV-Strom für das Energienetz 10 wird die im Energiespeicher 112 zwischengespeicherte Energie über eine Netzanschlussstelle 11 in das Energienetz 10 eingespeist und damit dort bereitgestellt. Vorher muss das autonom fahrbare Fahrzeug 120 eine der Netzanschlussstellen 11 anfahren und der Energiespeicher 112 muss über die Schnittstelle 121 an die angefahrene Netzanschlussstelle 11 angeschlossen werden. Zur Auswahl der anzufahrenden Netzanschlussstelle aus der Viel- zahl von Netzanschlussstellen können bspw. die Entfernungen der Netzanschlussstellen zu der aktuellen Position des Fahrzeugs und/oder die Entfernungen zu einem Wohnort des Fahrers des Fahrzeugs etc. berücksichtigt werden. Die erste Phase und die zweite Phase können sich zeitlich überlappen, d.h. das Erzeugen und Zwischenspeichern des PV- Stroms während der ersten Phase und das Einspeisen der elektrischen Energie in das Energienetz 10 während der zweiten Phase können auch zumindest teilweise gleichzeitig erfolgen. Bspw. wenn sich die Netzanschlussstelle 11 an einer potentiellen Ziel -Verkehrsfläche 299 befindet, kann das Fahrzeug 120 während der ersten Phase dort positioniert werden und die erzeugte und zwischengespeicherte Energie kann direkt in das Energienetz eingespeist werden. Eine weitere Möglichkeit liegt darin, dass das Erzeugen und Zwischenspeichern des PV- Stroms fortgesetzt wird, während das Fahrzeug 120 von einer entfernten Ziel-Position 299 zum Ort der Netzanschlussstelle 11 bewegt wird und darüber hinaus auch während Energie vom Energiespeicher 112 in das Energienetz eingespeist wird.

Das autonom fahrbare Fahrzeug 120 kann ein Automatik- Steuerungsmodul 124 aufweisen, welches als Teil des Steuerungssystems 122 des Fahrzeugs 120 eingerichtet ist, um bei Eintreten zumindest eines Ereignisses aus einer Vielzahl von vorgegebenen Ereignissen eine automatische Positionierung des autonom fahrbaren Fahrzeugs 120 an einer Netzanschlussstelle 11 des Energienetzes 10 zu bewirken, d.h. bspw. das Fahrzeug dorthin zu fahren, die Energiequelle 110 des autonom fahrba- ren Fahrzeugs 120 über die Schnittstelle 121 mit der Netzanschlussstelle 11 zu verbinden und/oder das Einspeisen von Photovoltaik-Strom aus der Energiequelle 110 in das Energienetz 10 auszuführen.

Ereignisse, die diese Folge von Aktivitäten hervorrufen können sind bspw. ein Abschluss des Zwischenspeicherns des erzeugten PV-Stroms im Energiespeicher bspw. wenn der Energiespeicher voll ist, eine Beendigung der Erzeugung des Photo- voltaik-Stroms bspw. wenn keine oder zu wenig solare Energie zur Verfügung steht oder aber wenn ein Nutzer des Fahrzeugs den Ladevorgang manuell beendet bspw. indem, bevor oder nachdem er die Ziel-Verkehrsfläche 299 verlässt oder indem er bspw. per entsprechendem Knopfdruck den Vorgang beendet.

Vorteilhafterweise umfasst das System 100 eine Vielzahl von autonom fahrbaren Fahrzeugen 120, 120 120" wie oben beschrieben, die jeweils mit einer Energiequelle 110 mit einem PV-Modul 111 und einem Energiespeicher 112 ausgestattet sind.

Jedes autonom fahrbare Fahrzeug 120 kann bspw. ein Elektro- fahrzeug sein, welches typischerweise eine Batterie zur Speicherung der zum Betrieb des Elektrofahrzeugs benötigten Energie aufweist. In diesem Fall kann vorteilhafterweise die Bat- terie des Elektrofahrzeugs die Funktion des Energiespeichers 112 der Energiequelle 110 übernehmen. Natürlich kann die Energiequelle 110 auch auf einem Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor installiert werden. In diesem Fall muss jedoch eine entsprechende zusätzliche Batterie als Energiespeicher 112 für den erzeugten PV-Strom vorgesehen werden.

Die Netzanschlussstationen 11, zu denen das Fahrzeug 120 bspw. nachts zurückkehren kann, um Strom in das Energienetz 10 einzuspeisen, können sich bspw. in Parkhäusern befinden, die nachts nur wenig genutzt werden. Dies können bspw. Firmenparkhäuser, öffentliche Parkhäuser oder Parkhäuser von Einkaufszentren etc. sein. Ebenso können Netzanschlussstatio- nen 11 in privaten Garagen bzw. Fahrzeugabstellplätzen installiert sein.

Die Schnittstelle 121 kann in einer sehr einfachen Ausführung durch die Kontakte des Energiespeichers 112 realisiert sein. In einer praktischeren Variante sind diese Kontakte jedoch über eine elektrisch leitende Verbindung, bspw. ein Kabel, mit einem Stecker oder einer Buchse verbunden, der bzw. die mit einer entsprechenden Vorrichtung der Netzanschlussstelle 11 des Energienetzes 10 verbunden werden kann, um die in dem Energiespeicher 112 gespeicherte Energie in das Energienetz

10 einzuspeisen.

In einer Weiterbildung des Konzepts kann das Fahrzeug 120 über sein Steuerungssystem 122 unter Verwendung des Kommunikationsmoduls 126 mit einem Steuerungssystem 12 des Energienetzes 10 gekoppelt werden. Dies ist insbesondere bei sog. „Smart Grids" von Vorteil. Hierdurch wird erreicht, dass in Abhängigkeit vom zu erwartenden Energiebedarf der Verbraucher 20 die Fahrten des Fahrzeugs 120 optimiert werden bzgl . der Auswahl der Netzanschlussstelle 11 oder etwa optimaler Einspeise- und Ladezeiten. Darüber hinaus kann über das Kommunikationsmodul 126 der Ladezustand des Energiespeichers 112 an das Steuerungssystem 12 des Energienetzes 10 übermittelt wer- den, so dass dem Energienetz 10 Informationen über potentielle Energiereserven zur Verfügung stehen. Im Bedarfsfall kann seitens des Steuerungssystems 12 des Energienetzes 10 ein Aufruf an das Fahrzeug 120 erfolgen, eine Netzanschlussstelle

11 anzufahren und verfügbare zwischengespeicherte Energie in das Energienetz 10 einzuspeisen. Hierbei ist es natürlich vorteilhaft, wenn das System 100 über eine Vielzahl von Fahrzeugen 120, 120 120" verfügt, so dass die über die Fahrzeuge 120, 120 120" verfügbare Energiereserve signifikante Größenordnungen erreicht .