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Title:
METHOD FOR TRADING ELECTRICAL ENERGY BETWEEN SMALL PRODUCERS AND END CONSUMERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/007504
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for controlling the feeding and discharging of electrical energy in or from a small producer network (3) having at least one energy producer and at least one energy consumer, the device having: a transaction unit (5) for communicating (9) with at least one electronic energy trade prospect (7) in order to negotiate and/or to define a transaction of a predefined quantity of energy; a measuring system (11) for measuring a quantity of fed or discharged energy; a control system (21), which is in communication with the measuring system (11), designed to feed or to discharge the predefined quantity of energy via an electrical cable and modulated via a logic unit (23).

Inventors:
PFEIFER CHRISTIAN (DE)
RENTSCHLER ALEXANDER (DE)
ROSINSKI WALTER FILIPP (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/066815
Publication Date:
January 10, 2019
Filing Date:
July 05, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
G06Q50/06; G06Q30/06
Domestic Patent References:
WO2016151316A12016-09-29
Foreign References:
DE102015114215A12017-03-02
US20110055036A12011-03-03
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeuger- netz (3) mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher, aufweisend:

eine Transaktionseinheit (5) zum Kommunizieren (9) mit zumindest einem elektronischen Energiehandel-Interessenten (7), um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren;

ein Messsystem (11) zum Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie;

ein Regelsystem (21) in Kommunikation mit dem Messsystem (11), ausgebildet, die vorgegebene Menge an Energie über ein Elektrokabel zuzuführen bzw. abzuführen.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend:

eine Logikeinheit (23) in Kommunikation mit dem Regel¬ system (21) und der Transaktionseinheit (5), um das Regelsys- tem (21) basierend auf der Transaktion anzusteuern.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2,

wobei die Logikeinheit (23) ausgebildet ist, ein Steuersignal für einen Energiefluss in Übereinstimmung mit der vorbestimm- ten Menge an Energie an das Regelsystem (21) zu kommunizie¬ ren .

4. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (23) eine Bedienschnittstelle (27, 28) für einen Nutzer zum Konfigurieren der Vorrichtung umfasst.

5. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (23) ausgebildet ist, für die Steue¬ rung der Regeleinheit (21) relevante Parameter aus einer Datenbank (29) zu erhalten.

6. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Logikeinheit (23) ausgebildet ist, eine Prognose über in dem Kleinerzeugernetz benötigte oder verfügbare

Energie zu erstellen, um die vorbestimmte Menge an Energie zu definieren .

7. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner aufweisend:

eine Blockchain (33) , insbesondere in der Transaktions¬ einheit angeordnet, in die ein die Transaktion betreffender Datensatz gespeichert wird, in dem ein Hashwert eines eine vorangehende Transaktion betreffenden Datensatzes, insbesondere durch kryptographische Verkettung, enthalten ist.

8. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Messeinheit (11) ausgebildet ist, die Menge von zugeführter bzw. abgeführter Energie an die Logikeinheit (23) zu kommunizieren.

9. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei, wenn die Menge an Energie abzuführen ist, zum Definie¬ ren eines Angebots oder, wenn die Menge an Energie abzuführen ist, oder zum Konfigurieren einer Suche und/oder einer Auswahl der Transaktion, wenn die Menge an Energie zuzuführen ist, zumindest eines der folgenden von der Logikeinheit an die Transaktionseinheit kommuniziert wird:

Meldung der erwartet lieferbaren Menge an Energie,

Lieferzeiträum,

Lieferdauer,

Liefermenge,

Ort,

Preis ,

Art der Gewinnung.

10. Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Transaktionseinheit (5) Information zu der abge¬ schlossenen Transaktion an die Logikeinheit (23) übermittelt, wobei die Information, wenn die Menge an Energie zuzuführen ist oder abzuführen ist, zumindest eines der folgenden um- fasst :

Bestätigung eines Vertragsabschlusses,

Lieferzeitraum,

Lieferdauer,

Liefermenge,

Ort,

Preis ,

Art der Gewinnung,

11. Netzwerk-System (50), umfassend:

zumindest einen Energienutzer (3a) mit einem Elektroanschluss;

einen Energieerzeuger (3b) , der zum Übertragen von elektrischer Energie mit dem Elektroanschluss des Energienut¬ zers verbunden ist, und eine Vorrichtung (lb) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Transaktionseinheit kommu¬ nikativ zur Vereinbarung einer Transaktion betreffend einer zu übertragenden Menge an Energie mit dem Energienutzer (3a) verbunden ist,

wobei die vereinbarte Menge an Energie über das Elektro- kabel abführbar ist und über den Elektroanschluss dem Ener¬ gienutzer zuführbar ist.

12. Netzwerk-System gemäß Anspruch 11, umfassend:

wobei der Energienutzer (3a) und eine weitere Vorrichtung (la) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst, wobei die Transaktionseinheit der weiteren Vorrichtung kommunikativ zur Vereinbarung der Transaktion mit der Transaktionseinheit des Energieerzeugers verbunden ist.

13. Verfahren eines Steuerns eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeuger- netz (3) mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher, aufweisend: Kommunizieren zwischen dem Energieerzeuger und dem Energieverbraucher, um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren;

Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie Regeln eines Zuführens bzw. Abführen der vorgegebenen Menge an Energie über ein Elektrokabel, insbesondere ausge¬ steuert über eine Logikeinheit (23) .

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Handel mit elektrischer Energie zwischen Kleinerzeugern und Endverbrauchern

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem

Energieverbraucher. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein System zum Übertragen von Energie und in Verbindung damit ein gekoppeltes Verfahren, welches den Handel mit der über ¬ tragenen Energie ermöglicht. Herkömmlicherweise können private Endverbraucher von elektrischer Energie Verträge mit lokalen Energieversorgern zu festgelegten Konditionen abschließen. Unabhängig von ihrem tatsächlichen oder instantanen Bedarf an Energie sind sie somit an fixe Lieferregelungen, z.B. den Preis pro Kilowatt- stunde betreffend, gebunden. Herkömmlicherweise können die regionalen Netzverteiler (DSO) dadurch als lokale Verteiler von elektrischer Energie fungieren, die zumeist durch überregionale Übertragungs-Netzanbieter (ÜNB, Englisch TSO) übermittelt wird. Derzeit ist es für private Endverbraucher nicht möglich, ihren aktuellen bzw. geplanten Bedarf mit den am

Markt bereitgestellten Verfügbarkeiten (regional oder überregional) von elektrischer Energie zu spiegeln und dadurch beispielsweise einen optimalen Verbrauch/Preis zu erzielen. Der private Endverbraucher hat bisher keinen direkten Ein- fluss auf den aktuellen Energielieferanten und auch nicht auf die Preisbildung im Sinne eines Energiemarktes für Privatan ¬ bieter und -Verbraucher.

Ferner ist es einem privaten Energieerzeuger derzeit nicht möglich, elektrische Energie, welche bspw. durch Solarzellen erzeugt wird, direkt zu handeln. Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Übertragung von Energie und/oder das Aushandeln von Bedingungen zur Übertragung von Energie zu verbessern und somit insbesondere für Endverbraucher eine höhere Flexibilität zum Erhalt bzw. zur Abgabe von Energie bereitzustellen.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen

Ansprüche gelöst, welche auf eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz gerichtet sind, bzw. auf ein entsprechendes Verfahren.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können für den privaten Energiehandel eingesetzt werden, wozu diesbezügliche Steuerungen und Regelungen vorgeschlagen werden. Ausführungsformen können für Anbieter von Infrastruktur für den Transport von elektrischer Energie, Energieerzeuger, regional Netzverteiler (DSOs) angewendet werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ermöglichen, dass ein privater Kleinenergieerzeuger (Fotovol- taik/Klein-Geothermie/Windenergie/Wasserenergie/etc . ) seine aktuell verfügbare Energie anbieten kann.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen das Anbieten und/oder Verkaufen und/oder Übertragen von erzeugter Energie, ohne einen überregionalen Übertragungs-Netzanbieter als Teilnehmer an dem Handel zu erfordern.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher (aus einem bzw. in ein äußeres Energienetz) bereitgestellt. Dabei weist die Vorrichtung auf: eine Transaktionseinheit zum Kommunizieren mit zumindest einem elektronischen Energiehandel-Interessenten (insbesondere in einem Energiehandel-Netzwerk mit einer Mehrzahl von kommunikativ verbundenen Interessenten) , um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren; ein Messsystem zum Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie; ein Regelsystem in Kommunikation mit dem Messsystem, ausgebildet, die vorgegebene Menge an Energie über ein Elektrokabel zuzuführen bzw. abzuführen. Insbesondere kann eine Logikeinheit in der Vorrichtung um- fasst sein, wie unten im erläutert ist.

Die über diese Erfindung verknüpften Teilnehmer werden im weiteren Verlauf „Interessenten" genannt. Dabei können sich die Interessenten über eine zentrale Plattform („Server"), als auch über ein dezentrales Netzwerk (bspw. mittels Block- chain) am Energiehandel beteiligen. In einem (Energiehandel ) -Kommunikationsnetzwerk können poten ¬ tielle Anbieter und Abnehmer von Energie kommunikativ verbunden sein.

Der Energiehandel-Interessent kann selbst eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie ausweisen, mit eigener Transaktionseinheit, Logikein ¬ heit und Mess- und Regelsystem.

Die Vorrichtung kann in Hardware und/oder Software implementiert sein. Die Vorrichtung kann einen privaten Handel von Strom zwischen privaten Endkunden ermöglichen. Die von dem Energieerzeuger des Kleinerzeugernetzes erzeugte Leistung kann typischerweise über den Tag stark schwanken oder auch über die Jahreszeit oder den Verlauf des Jahres stark schwan ¬ ken. Der Energieerzeuger kann z.B. ein Fotovoltaik-System, ein Klein-Geothermie-System, eine Windturbine, eine Wasserturbine oder eine Kombination davon umfassen. Fotovoltaik- Zellen können z.B. auf einem Dach eines Wohnhauses montiert sein. Das Kleinerzeugernetz kann eine Netzspannung von zwischen 100 Volt und 300 Volt, insbesondere etwa 220 Volt haben.

Um eine Menge an Energie (bzw. Leistung für eine gegebene Zeit) aus dem oder in das Kleinerzeugungsnetz zu übertragen, kann es notwendig sein, eine Spannungstransformation vorzusehen. Um z.B. elektrische Energie aus dem Kleinerzeugernetz abzuführen, kann der entsprechende Energiestrom, der eine gewisse Spannung aufweist, in einen Energiestrom einer höhe- ren Spannung transformiert werden. Um dem Kleinerzeugernetz elektrische Energie zuzuführen, kann ein Energiestrom einer höheren Spannung in einen Energiestrom einer niedrigeren Spannung transformiert werden. Ein Transformationsverhältnis kann dabei z.B. zwischen 1 und 100 bzw. 5 und 50 liegen.

Die Transaktionseinheit und der Energiehandel-Interessent können z.B. über das Internet kommunikativ verbunden sein. Dabei können sie z.B. drahtgebunden oder drahtlos verbunden sein. Mit den Energiehandel-Interessenten können Verträge geschlossen werden, ohne dass eine unmittelbare Interaktion eines Nutzers, insbesondere eines menschlichen Nutzers, erforderlich ist.

Die Transaktion kann entweder vereinbaren, die vorgegebene Menge von Energie dem Kleinerzeugernetz zuzuführen, oder insbesondere die vorgegebene Menge von Energie aus dem Klein ¬ erzeugernetz abzuführen, um sie in ein Energienetz einzuspeisen und insbesondere einem Kunden, beispielsweise Endkunden, zuzuführen. Die Transaktion kann durch eine Mehrzahl von Informationen charakterisiert sein, welche die Menge der

Energie definieren, den Lieferzeitraum definieren, die Lieferdauer definieren, die Liefermenge definieren, den Lieferort definieren und/oder den Preis definieren. Ferner kann die Art der Gewinnung definiert sein. Die Transaktion kann ein Angebot einer Energielieferung definieren oder eine Abnahme von Energie definieren. Dabei kann eine Blockchain zur Anwendung kommen. Blockchains werden bisher hauptsächlich im

Bereich von Krypto-Währungen eingesetzt. Das Messsystem kann eine Reihe von Messsensoren zum Messen von Spannung, Strom, Leistung umfassen, welche dem Kleinerzeugernetz zugeführt bzw. aus dem Kleinerzeugernetz abgeführt wird. Das Regelsystem kann ein oder mehrere Starkstromkompo- nenten umfassen, etwa Relais und/oder Leistungstransistoren mit entsprechenden Treiberschaltungen, um die vorgegebene Menge an Energie, d.h. den Leistungsstrom geeignet einzustel ¬ len .

Somit wird ein flexibler Handel mit elektrischer Energie zwischen Kleinenergieanbietern bzw. zwischen einem Kleinenergieanbieter und einem herkömmlichen Endverbraucher ermöglicht, welcher an ein elektrisches Energienetz angeschlossen ist.

Die Vorrichtung kann dabei ferner eine Logikeinheit in Kommu ¬ nikation mit dem Regelsystem und der Transaktionseinheit aufweisen, um das Regelsystem basierend auf der Transaktion anzusteuern. Die Logikeinheit kann eine Zwischenschicht zwischen der Transaktionseinheit und einer lokalen Mess- und Regeleinheit fungieren, welche das Messsystem sowie das

Regelsystem umfasst. Kommunikationsdatenströme können zwi ¬ schen der Logikeinheit und der Transaktionseinheit in beiden Richtungen und andererseits zwischen der Logikeinheit und der Mess- und Regeleinheit in beiden Richtungen ablaufen. Die Logikeinheit kann auch eine Konfiguration der Vorrichtung ermöglichen, um eine Flexibilität der Ablaufsteuerung

und/oder der Bedienung zu erhöhen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Logikeinheit ausgebildet, ein Steuersignal für einen Energiefluss in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Menge an Energie an das Regelsystem zu kommunizieren. Zum Beispiel können gewisse Leistungsvorgabewerte bzw. Energievorgabewerte an eine Treiberschaltung übermittelt werden, welche entspre ¬ chende Leistungstransistoren ansteuern kann, um für eine definierte Zeit für eine definierte Stärke einen Energiestrom aus dem Kleinenergieerzeugungsnetz heraus oder in das Klein- energieerzeugungsnetz hinein zu ermöglichen.

Die Logikeinheit kann auch ausgebildet sein, für die Steue ¬ rung der Regeleinheit relevante Parameter aus einer Datenbank zu erhalten. Damit kann die Logikeinheit einfach aufgebaut werden und durch Parameter aus der Datenbank z.B. konfiguriert werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Logikeinheit ausgebildet, eine Prognose über in dem

Kleinenergieerzeugungsnetz benötigte oder verfügbare Energie (bzw. Leistung) zu erstellen, um die vorbestimmte Menge an Energie zu definieren. Zum Beispiel kann die Logikeinheit Informationen über das Wetter in der Zukunft erhalten bzw.

Informationen über eine Wetterprognose erhalten und basierend auf der Wetterprognose z.B. die Menge an erwarteter erzeugter Energie bzw. Leistung abschätzen, die beispielsweise über Fotovoltaik-Zellen und/oder Ausnutzung von Windenergie in Zukunft verfügbar sein können. Damit kann die maximal

abführbare Energie aus dem Kleinenergieerzeugernetz abgeschätzt bzw. ermittelt werden. Auch kann eine Prognose über den Bedarf von elektrischer Energie innerhalb des Kleinenergieerzeugernetzes für bestimmte Verbraucher ermittelt werden. Beispielsweise kann ein Elektrofahrzeug als Energieverbrau ¬ cher vorhanden sein, welches typischerweise in bestimmten Zeitintervallen oder Zeitabschnitten mit elektrischer Energie aufgeladen wird. Auch kann bekannt sein, dass bestimmte

Haushaltsgeräte oder Haushaltsmaschinen vorzugsweise in bestimmten Zeitabschnitten betrieben werden. Basierend auf der Prognose kann ermittelt sein, dass das Kleinenergieerzeu ¬ gernetz zu bestimmten Zeitintervallen zusätzliche Energie von außen benötigt und in anderen Zeitintervallen Energie überschüssig hat, so dass diese überschüssige Energie an andere (externe) Endverbraucher übertragen werden kann. Dementsprechend kann die Logikeinheit Informationen über einen Bedarf bzw. eine Verfügbarkeit von Energie an die Transaktionsein ¬ heit übermitteln. Darüber hinaus kann auch in der Logikeinheit der erwartbare und/oder typische eigene Energieverbrauch hinterlegt werden um zu gewährleisten, dass bspw. zunächst der Eigenbedarf an elektrischer Energie durch die eigene Erzeugung gedeckt wird und nur der Überschuss angeboten wird. Ferner können weitere definierende Bedingungen von der Logikeinheit oder insbesondere einem Nutzer der Logikeinheit eingestellt oder konfiguriert werden, was ebenfalls an die Transaktionseinheit übermittelt werden kann. Die Transakti- onseinheit kann dann ausgebildet sein, ein entsprechendes Angebot von Energie an den Energiehandel-Interessenten zu übermitteln bzw. einen Bedarf an Energie bei dem Energiehandel-Interessenten anzuzeigen. Mit dem Energiehandel-Interessenten kann eine Vielzahl von weiteren Teilnehmern verbunden sein, welche ebenfalls ein Angebot an Energie bzw. einen Bedarf an Energie bei dem

Energiehandel-Interessenten anzeigen können. Gibt es eine Überlappung zwischen dem Bedarf eines ersten Teilnehmers und dem Angebot eines zweiten Teilnehmers an Energie, so kann elektronisch ein entsprechender Vertrag über die Übertragung von elektrischer Energie zu bestimmten Bedingungen geschlossen werden. Die Vorrichtung kann ferner eine Blockchain aufweisen, in welcher zunächst die Informationen zu einem Energie-Angebot oder eines Energiebedarfs in einem Block aufgeführt sind. Falls es in dem Handelsnetz dazu einen entsprechenden Lieferanten oder Abnehmer gibt, wird in Bezugnahme auf den Block oben der Vertrag in einem weiteren Block geschlossen und in der Blockchain dokumentiert. Dabei werden auch die bisher damit in der Regel verbundenen Vorteile der Kryptographie genutzt . Unter einer Blockchain (englisch für Blockkette) kann eine Datenbank verstanden werden, deren Integrität (Sicherung gegen nachträgliche Manipulation) durch Speicherung des

Hashwertes des vorangehenden Datensatzes im jeweils nachfol ¬ genden, also durch kryptographische Verkettung, gesichert ist. Blockchain kann eine technische Basis für sogenannte Krypto-Währung sein. Eine Blockchain kann es ermöglichen, dass in einem dezentralen Netzwerk eine Einigkeit zwischen den Knoten erzielt werden kann. Insbesondere können eine Vielzahl von Beteiligten in einem Netzwerk Daten über Transaktionen, die in der Vergangenheit, durchgeführt wurden, redundant halten, insbesondere in ver- schlüsselter Form. Eine Verfälschung der verketteten Dateneinträge über die Transaktionen in einem Speicher eines der Beteiligten kann durch Vergleich mit den Datensätzen der anderen Beteiligten aufgrund einer fehlenden Übereinstimmung erkannt werden und somit wieder rückgängig gemacht werden. Somit kann ein sicheres Verfahren zum Handel und zum Übertra ¬ gen von elektrischer Energie sichergestellt werden.

Innerhalb dieser Anwendung kommt noch der Vorteil zum Tragen, dass der Hash zum Vertrag auch die Menge der zu liefernden Energie sicher dokumentiert. Am Ende der Transaktion kann so auf einer sicheren Basis verglichen werden, ob die gelieferte Energiemenge auch der Vereinbarung entspricht.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Messeinheit ausgebildet, die Menge von zugeführter bzw. abgeführter Energie an die Logikeinheit zu kommunizieren.

Aufgrund dieser Rückkopplung kann die Logikeinheit das Regel ¬ system derart ansteuern, dass tatsächlich die vorgegebene oder vorbestimmte Menge an Energie zugeführt bzw. abgeführt wird .

Die Vorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet sein, dass, wenn die Menge an Energie abzuführen ist, zum Definieren eines Ange ¬ bots oder, wenn die Menge an Energie abzuführen ist, oder zum Konfigurieren einer Suche und/oder einer Auswahl der Transaktion, wenn die Menge an Energie zuzuführen ist, zumindest eines der folgenden von der Logikeinheit an die Transaktions ¬ einheit kommuniziert wird: Meldung der erwarteten lieferbaren Menge an Energie,

Lieferzeiträum,

Lieferdauer,

Liefermenge, Ort,

Preis ,

Art der Gewinnung. Weitere Information kann zum Konfigurieren einer Suche oder zu einem anderen Zweck kommuniziert werden. Damit kann ein Angebot einer Energie bzw. ein Bedarf an Energie im Detail charakterisiert werden, um so die Flexibilität des Energie ¬ handels zu erhöhen.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass die Transaktions ¬ einheit Informationen zu der abgeschlossenen Transaktion an die Logikeinheit übermittelt, wobei die Information, wenn die Menge an Energie zuzuführen ist oder abzuführen ist, zumindest eines der folgenden umfasst:

Bestätigung eines Vertragsabschlusses,

Lieferzeiträum,

Lieferdauer,

Liefermenge,

Ort,

Preis ,

Art der Gewinnung.

Die Erfassung weiterer benötigter Informationen ist ergänzend möglich .

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Netzwerk-System bereitgestellt, welches umfasst: zumin ¬ dest einen Energienutzer mit einem Elektroanschluss; einen Energieerzeuger, der zum Übertragen von elektrischer Energie mit dem Elektroanschluss des Energienutzers verbunden ist, und eine Vorrichtung gemäß einer der vorangehenden Ausfüh- rungsformen, wobei die Transaktionseinheit kommunikativ zur Vereinbarung einer Transaktion betreffend einer zu übertragenden Menge an Energie mit dem Energienutzer verbunden ist, wobei die vereinbarte Menge an Energie über das Elektrokabel abführbar ist und über den Elektroanschluss dem Energienutzer zuführbar ist.

Das Netzwerk-System kann als ein Blockchain-Netzwerk ausge- bildet sein. Der Energienutzer kann ein herkömmlicher Nutzer von elektrischer Energie in einem elektrischen Energienetz sein .

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Netzwerk-System so ausgebildet, dass der Energienutzer und eine weitere Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ausführungsformen umfasst ist, wobei die Transaktionseinheit der weiteren Vorrichtung kommunikativ zur Vereinbarung der Transaktion mit der Transaktionseinheit des Energieerzeugers verbunden ist.

Kleinenergieanbieter können somit jeweils über eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektri ¬ scher Energie in ihr bzw. aus ihrem Kleinenergieerzeugernetz verfügen, welche jeweils eine Transaktionseinheit, eine

Logikeinheit und ein Mess- und Regelsystem umfassen. Die Kleinenergieerzeuger können dabei ein Angebot an Energie bzw. einen Bedarf an Energie jeweils an den Energiehandel- Interessenten (bzw. Netzwerk) kommunizieren und über diesen kann ein Vertragsschluss erfolgen. Der Vertragsschluss kann beiden Parteien rückgemeldet werden, woraufhin die Logikeinheit die Übertragung der Energie durch Ansteuern des Regelsystems über die Logikeinheit auslösen kann. Somit ist ein flexibler Energiehandel innerhalb des Systems zwischen Klein- energieerzeuger ermöglicht.

Es sollte verstanden werden, dass Merkmale, welche individu ¬ ell oder in irgendeiner Kombination im Zusammenhang mit einer Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie beschrieben, genannt oder bereitgestellt sind, ebenso, individuell oder in irgendeiner Kombination auf ein Verfahren eines Steuerns eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet werden können, und umgekehrt.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt ein Verfahren eines Steuerns eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein bzw. aus einem Kleinerzeugernetz mit zumindest einem Energieerzeuger und zumindest einem Energieverbraucher, aufweisend: Kommunizieren zwischen dem Energieerzeuger und dem Energieverbraucher

(insbesondere innerhalb eines Netzwerkes) , um eine Transakti ¬ on einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren; Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie; Regeln eines Zuführens bzw. Abführen der vorge ¬ gebenen Menge an Energie über ein Elektrokabel , jeweils durch Ansteuerung durch die Logikeinheit.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Die Erfindung ist nicht auf die illustrierte Ausführungsform be- schränkt.

Fig. 1 illustriert schematisch eine Vorrichtung zum Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 2 illustriert schematisch ein System zum Übertragen von Energie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung . Die in Fig. 1 schematisch illustrierte Vorrichtung 1 zum

Steuern eines Zuführens und Abführens von elektrischer Energie in ein Kleinerzeugernetzwerk 3 umfasst eine Transaktions ¬ einheit 5, welche zum Kommunizieren mit zumindest einem elektronischen Energiehandel-Interessenten 7 oder einem ganzen Netzwerk (wie Netzwerk-System 50 der Fig. 2) kommunikativ verbunden ist, um eine Transaktion einer vorgegebenen Menge von Energie auszuhandeln und/oder zu definieren. Dazu ist die Transaktionseinheit 5 über Kommunikationsleitungen 9, welche einen bidirektionalen Datenaustausch erlauben, mit dem elektronischen Energiehandel-Interessenten 7 verbunden, der selbst eine Vorrichtung 1 umfassen kann. Die Vorrichtung 1 umfasst ferner ein Messsystem 11 zum Messen einer Menge zugeführter bzw. abgeführter Energie, wobei die Energie über einen Anschluss 13 abgeführt wird und einen elektrischen Anschluss 15 der Vorrichtung 1 zugeführt wird. Aus dem Kleinerzeugernetzwerk 3 wird Energie über einen

Anschluss 17 abgeführt (und der Vorrichtung 1 übertragen) und über den Anschluss 19 zugeführt.

Die Vorrichtung 1 umfasst ferner ein Regelsystem 21 in Kommunikation mit dem Messsystem 11, welches ausgebildet ist, die vorgegebene Menge an Energie über ein Elektrokabel 17, 19 dem Kleinenergieerzeugernetz 3 zuzuführen bzw. aus diesem abzuführen .

In der in Fig. 1 illustrierten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 1 ferner eine Logikeinheit 23 in Kommunikation mit dem Regelsystem 21 und in Kommunikation mit der Transaktionseinheit 5, um das Regelsystem 21 basierend auf der

Transaktion anzusteuern. Die Logikeinheit 23 ist z.B. ausgebildet, ein Steuersignal 25 für einen Energiefluss in Über- einstimmung mit der vorbestimmten Menge an Energie an das Regelsystem 21 zu kommunizieren.

Die Logikeinheit 23 ist ferner mit einer Bedienschnittstelle 27 ausgestattet, z.B. eine Tastatur mit einem Schirm, welche einem Benutzer ein Konfigurieren der Vorrichtung 1 ermöglicht. Über eine Datenschnittstelle 28 können weitere Konfi ¬ gurationsdaten zugeführt werden.

Die Logikeinheit 23 ist ferner ausgebildet, für die Steuerung der Regeleinheit 21 relevante Parameter aus einer Datenbank 29 abzurufen und zu erhalten, insbesondere über eine Datenleitung 31. Die Transaktionseinheit 5 umfasst in der illustrierten Aus ¬ führungsform 1 auch eine Blockchain 33, in die ein die Transaktion betreffender Datensatz gespeichert wird, indem ein Hashwert eines eine vorangehende Transaktion betreffenden Datensatzes enthalten ist. Die Blockchain selber, also der lange Datensatz, kann somit getrennt von der Logikeinheit 23 in der Transaktionseinheit 5 geführt werden. Die Trennung ist nicht unbedingt notwendig, bietet allerdings den Vorteil, dass die beiden „Informationsaufgaben" Regel/Steuern und Führen der Blockchain getrennt sind und sich die Rechner hier nicht beeinflussen.

Dabei stellt die Anwendung einer Blockchain nur eine Ausführungsmöglichkeit dar. Es ist ebenso möglich, die Kommunikati ¬ on zum Handel der elektrischen Energie zentral über einen Server zu führen.

In anderen Ausführungsformen ist die Blockchain 33 in anderen Komponenten der Vorrichtung 1, z.B. optional als 33 λ in der Logikeinheit 23, oder außerhalb der Vorrichtung 1 angeordnet.

Über eine Datenleitung 35 kommuniziert die Messeinheit 11 die Menge von zugeführter bzw. abgeführter Energie an die Logikeinheit 23. Die Logikeinheit 23 ist ausgebildet, über eine Datenleitung 37 Informationen über einen Energiebedarf bzw. Information über eine verfügbare Energie an die Transaktionseinheit 5 zu übermitteln. Dabei kann z.B. ein Lieferzeitraum, eine Lieferdauer, eine Liefermenge, ein Ort, ein Preis und eine Art der Gewinnung über Datenleitungen 37 an die Transaktionseinheit 5 übermittelt werden. Über die Kommunikationsleitungen 9 kommuniziert sodann die Transaktionseinheit 5 ein Angebot oder einen Bedarf betreffende Informationen an dem Energiehandel- Interessent 7, auf bzw. mit welchem sodann ein Vertrag zur Lieferung oder zum Bezug von elektrischer Energie geschlossen werden kann. Die Transaktionseinheit 5 erhält sodann eine Bestätigung über die Transaktion von dem Energiehandel- Interessent 7 und übermittelt Informationen zu der abge- schlossenen Transaktion an die Logikeinheit 23 über eine Datenleitung 39.

Ein zentraler Server zum Energiehandel ist somit nicht zwin- gend notwendig, der Handel kann über einen dezentralen Datenaustausch über Blockchain abgewickelt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung in einem Stromzähler integriert sein. Die Vorrichtung 1 wird auch als eine Steuerungseinheit im Folgenden bezeichnet. Die Steue ¬ rungseinheit kann einen privaten Stromhandel ermöglichen. Verträge für den Energiehandel können (peer-to-peer) über eine Transaktionslogik (in der Transaktionseinheit 5 enthal- ten) über ein Datennetz beispielsweise mittels Blockchain geschlossen werden. Die Logikeinheit 23 kann dabei zur Ermittlung des individuellen Bedarfs bzw. des Angebots an

Energie herangezogen werden und kann zur Ermittlung des individuellen Bedarfs und des Angebots an Energie ausgebildet sein. Insbesondere kann die Logikeinheit ausgebildet sein, den Bedarf bzw. Angebot an Energie zu ermitteln, den ein privater Endverbraucher bzw. Kleinerzeuger zu einem bestimmten Zeitpunkt hat. Die Messeinheit 11 kann dabei den tatsäch ¬ lichen Energiefluss messen, der Bedarf/Angebot wird über die Transaktionseinheit 5 und/oder die Logikeinheit 23 ermittelt und kommuniziert. Gepaart mit weiteren Datenquellen, wie z.B. Wettervorhersagen, Anzahl Sonnenstunden, etc., z.B. aus

Quelle 29 über Datenleitung 31 sowie direkt vom Benutzer hinterlegten Kriterien (eingegeben z.B. über Schnittstelle) für bevorzugte Stromquellen kann die Logikeinheit 23 eine optimale Vorhersage treffen und den Handel entsprechend steuern. Hierzu kann die Regelungseinheit 21 als „Weiche" dienen, welche den selbst erzeugten Strom bei Bedarf entweder selbst nutzt oder bei Überkapazitäten dem Netz 41, insbeson- dere Energienetz 41 zum Angebot bereitstellt.

Über die Datenleitung 35 kann die Menge der elektrischen Energie zu den Verbrauchern, die Menge der erzeugten elektri- sehen Energie, die Menge der zugeführten elektrischen Energie und/oder die Menge der abgeführten elektrischen Energie kommuniziert werden. Über die Datenleitung 25 können Steuersignale für die Energieflüsse an die Weiche ausgegeben wer- den .

Über die Steuerleitung 37 kann bei Bedarf ein Suchkriterium für die Auswahl eines geeigneten Lieferanten (z.B. Lieferzeitraum, Lieferdauer, Liefermenge, Ort, Preis, Art der

Gewinnung) und bei Lieferung die Meldung der zur erwarteten Liefermenge, Zeitraum, Dauer, Preis übermittelt werden. Über die Datenleitung 39 kann bei Bedarf eine Meldung zu dem

Vertragsabschluss , bei Erfolg Informationen zum Lieferzeit ¬ raum, Lieferdauer, Liefermenge, Ort, Preis, Art der Gewinnung und bei Lieferung Meldung zum Vertragsabschluss, bei Erfolg mit Informationen zum Lieferzeitraum, Lieferdauer, Liefermenge, Ort, Preis kommuniziert werden. Das System 50 kann mit Netzverteilern oder Übertragungsnetzanbietern verbunden sein, welche wiederum in einem Energienetzwerk 55 enthalten sind.

Die zur Verfügung stehende elektrische Energie kann in ein bestehendes Netz 41 (beispielsweise eines DSOs) oder direkt zum Verbraucher eingespeist werden, wie in Fig. 2 schematisch illustriert ist. Fig. 2 illustriert dazu schematisch ein System 50 zum Übertragen von Energie gemäß einer Ausführungs ¬ form der vorliegenden Erfindung. Eine Mehrzahl von Kleinerzeugernetzen (und/oder Einzelpersonen) 3a, 3b 3e sind in einem Kommunikationsnetzwerk 51, insbesondere Trading-Network (Blockchain) zum privaten Energiehandel kommunikativ verbun- den und zwar über jeweilige Steuerungseinheiten la, lb, le, (wie sie z.B. in Fig. 1 illustriert sind) welche jeweils über eine Transaktionseinheit verfügen.

Nicht alle der in dem Netzwerk 51 verbundene Teilnehmer müssen über einen Energieerzeuger verfügen. Das Kleinerzeugernetzwerk lb verfügt z.B. über Fotovoltaik-Zellen, welche beispielsweise auf einem Wohnhaus installiert sein können. Das Kleinerzeugernetz ld verfügt z.B. über eine Windenergie- turbine. 3a, 3c und 3e erzeugen selbst keine elektrische Energie und treten somit nur als Bedarfsträger/Verbraucher auf . Die Kleinerzeugernetze la, ... , le fungieren hier als Ener ¬ giehandel-Interessenten 7, zwischen denen der Energiehandel erfolgt .

In dem Netzwerk 51 ist auch ein weiterer Energiehandel- Interessent 7 vorgesehen, mit dem ein Energiehandel zwischen den verschiedenen Kleinerzeugernetzwerken bzw. privaten

Netzwerken la, lb, lc, le erfolgen kann. Ein Energiestrom zwischen verschiedenen Teilnehmern des Systems 50 kann durch nicht illustrierte Starkstromkabel erfolgen. Die in einem der Kleinenergieerzeugungsnetze zur Verfügung stehende elektri ¬ sche Energie kann in ein bestehendes Netz oder direkt zum Verbraucher eingespeist werden, wie in Fig. 2 illustriert ist. Zugleich kann die eingespeiste Energiemenge über ein dezentrales Netzwerk als verfügbar und somit zur Abnahme angeboten werden. Das Netzwerk 55 umfasst Energieerzeugung, TSO- und DSO-Infrastruktur .

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen dezentralen Handel von elektrischer Energie ermöglichen.

Dabei kann ein privater Endverbraucher über eine Netzwerkschnittstelle seinen Energiebedarf (und/oder auch das Angebot (z.B. „Überangebot bei 3b,...) kommunizieren. Er kann in der Blockchain die nach seinen bevorzugten Kriterien optimale Energieversorgung (z.B. so günstig wie möglich, grüner Strom, etc.) erkennen und über die Blockchain den Vertrag schließen.