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技術 家庭用エネルギー管理システム内でエネルギーを分配するための方法

出願人 ドクターエンジニールハーツェーエフポルシェアクチエンゲゼルシャフト
発明者 バリーソレラルフエーストライヒャー
出願日 2017年7月4日 (3年4ヶ月経過) 出願番号 2017-130983
公開日 2018年1月11日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-005920
状態 特許登録済
技術分野
  • -
主要キーワード 供給量情報 部分ステップ 電力供給ネットワーク エネルギー分配 エネルギー価格 エネルギー需要量 エネルギー供給量 ヘアドライヤ
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重要な関連分野

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図面 (5)

課題

家庭用エネルギー管理システム内でエネルギー分配するための方法を提供する。

解決手段

中央ユニット10、エネルギー源30、エネルギー消費機器20を備える家庭用エネルギー管理システム内でエネルギーを分配するための方法であって、中央ユニットが、第1の価格情報要素および第1のエネルギー量情報要素を包含する情報を生成しエネルギー消費機器へ転送し、エネルギー消費機器が、情報を考慮して、既定の期間の間の少なくとも1つの要求エネルギー量を包含する必要量情報を決定し、エネルギー消費機器が必要量情報を中央ユニットへ転送し、中央ユニットが、任意の所与の時間において、転送された必要量情報から決定された総要求エネルギー量が、この時間において利用可能なエネルギー量を超えるかどうかを検証し、中央ユニットが確認情報をエネルギー消費機器へ転送する。さらには、また、本方法を再び実行する。

概要

背景

エネルギー分配するためのこの種の方法、およびこの種の家庭用エネルギー管理システム(home energy management system、HEMS)が従来技術からすでに知られている。変化するエネルギー量を経時的に利用可能にする再生可能エネルギーが、エネルギー政策に基づいて助成されている。このように生成されたエネルギー量は配電網内に送り込まれ、これにより、利用可能エネルギーは、経時的に変化する価格によって統制される。多くの国では、電気自動車が環境政策に基づいて政府助成金の恩恵をさらに受けている。したがって、異なるエネルギー量が経時的に異なる価格で提供され、消費機器が、場合によっては、実質的に異なるエネルギー量を経時的に必要とするという状況が生じる。それゆえ、例えば、充電式電気自動車は大量のエネルギーを長期間にわたって必要とし、その一方で、ヘアドライヤは少量のエネルギーのみを短期間の間のみ必要とし、それに対して、家庭用空調システムとしては、若干変動するエネルギー量を継続的に必要とする。さらに、いくつかの消費機器はそれら自身が、変化するエネルギー量を経時的に提供することができるエネルギー源、例えば、太陽光発電システム所有している。

したがって、家庭用エネルギー管理システムが、利用可能エネルギー量を特定の基準に従ってエネルギー消費機器の間で分配することが知られている。これらの周知の基準は、とりわけ、厳格優先順位付けを含み、それゆえ、例えば、家庭用空調システムは常に充電式電気自動車に優先する。代替的に、利用可能エネルギー量を全てのエネルギー消費機器の間で均等に分配することが知られている。最後に、利用可能エネルギー量を「先着順原理に従って分配すること、すなわち、最初に要求したエネルギー消費機器に全必要エネルギーが割り当てられ、残りの利用可能エネルギー量が他のエネルギー消費機器の間で要求の順に分配されることが同様に知られている。これらの方法は多くの不利点を有する。例えば、消費者が特定の時間における機動性を頼みにしており、したがって、その人の電気自動車の充電は1つの特定の時間では高い優先順位の恩恵を受けるが、別の時間では恩恵を受けないこと、または家庭用空調システムもまた、温度が温和な時には、低減されたエネルギー必要量で動作させることができるが、温度が大幅により高いか、もしくはより低い時には、そのようにできないということが生じ得る。これらの場合の各々においては、ソフトウェアを通じて実装することもできる、中央ユニットが、エネルギー消費機器によって影響を受ける可能性を有することなく、および、通常は、エネルギー消費機器がなぜ特定の時間に特定の量のエネルギーを要求するのか、またはそれがどんな目的でこのエネルギーを必要としているのかを知ることなく、利用可能エネルギー量の分配を単独で決める。

この種の家庭用エネルギー管理システム内におけるデータ交換規格化するために、国際規格およびプロトコル、例えばSEP2.0、EEBusまたはISO 15118が考案されている。しかし、これらの規格およびプロトコルは適用分野が限られており、以上において説明された基準に従う指定された分配論理を用いて、すなわち、接続されたエネルギー消費機器の条件に関する情報が中央ユニットへ転送されることなく、中央制御を通じてエネルギー分配を調整する。

概要

家庭用エネルギー管理システム内でエネルギーを分配するための方法を提供する。中央ユニット10、エネルギー源30、エネルギー消費機器20を備える家庭用エネルギー管理システム内でエネルギーを分配するための方法であって、中央ユニットが、第1の価格情報要素および第1のエネルギー量情報要素を包含する情報を生成しエネルギー消費機器へ転送し、エネルギー消費機器が、情報を考慮して、既定の期間の間の少なくとも1つの要求エネルギー量を包含する必要量情報を決定し、エネルギー消費機器が必要量情報を中央ユニットへ転送し、中央ユニットが、任意の所与の時間において、転送された必要量情報から決定された総要求エネルギー量が、この時間において利用可能なエネルギー量を超えるかどうかを検証し、中央ユニットが確認情報をエネルギー消費機器へ転送する。さらには、また、本方法を再び実行する。

目的

さらに、いくつかの消費機器はそれら自身が、変化するエネルギー量を経時的に提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

中央ユニット(10)、少なくとも1つのエネルギー源(30)および少なくとも1つのエネルギー消費機器(20)を備える、家庭用エネルギー管理システム(1)内でエネルギー分配するための方法であって、前記中央ユニット(10)、前記エネルギー源(30)および前記エネルギー消費機器(20)が、情報を交換するために相互接続され、第1のステップ(100)において、前記中央ユニット(10)が、特定の期間の間の少なくとも1つの第1の価格情報要素および少なくとも1つの第1のエネルギー量情報要素を包含する情報を生成し、第2のステップ(200)において、前記中央ユニット(10)が前記情報を前記エネルギー消費機器(20)へ転送し、第3のステップ(300)において、前記エネルギー消費機器(20)が、前記情報を考慮して、前記既定の期間の間の少なくとも1つの要求エネルギー量を包含する必要量情報を決定し、第4のステップ(400)において、前記エネルギー消費機器(20)が前記必要量情報を前記中央ユニット(10)へ転送し、第5のステップ(500)において、前記中央ユニット(10)が、任意の所与の時間において、前記転送された必要量情報から決定された総要求エネルギー量が、この時間において利用可能なエネルギー量を超えるかどうかを検証し、第6のステップ(600)において、前記総要求エネルギー量が、各時間において、前記利用可能なエネルギー量以下である場合には、前記中央ユニット(10)が確認情報を前記エネルギー消費機器(20)へ転送し、前記確認情報は、前記必要量情報に基づき、エネルギーを前記エネルギー消費機器(20)が利用可能であることを指示する情報を包含するか、または前記総要求エネルギー量が、任意の所与の時間において、前記利用可能なエネルギー量よりも大きい場合には、前記方法が再び実行され、前記第1のステップにおいて、前記中央ユニット(10)が前記情報を、前記情報が第2の価格情報を少なくとも部分的に包含するように生成し、前記第2の価格情報は前記第1の価格情報よりも高い、方法。

請求項2

第7のステップにおいて、前記エネルギー源(30)が、前記既定の期間の間に提供されることができる最大エネルギー量を包含する供給量情報を生成し、第8のステップにおいて、前記エネルギー源(30)が前記供給量情報を前記中央ユニット(10)へ転送し、前記中央ユニット(10)が、好ましくは、前記第1のステップにおいて前記情報の前記生成の間に、および/または前記第5のステップにおいて前記検証の間に、前記供給量情報を考慮し、前記第7のステップおよび/または前記第8のステップは、特に、前記第1のステップの前に行われる、請求項1に記載の方法。

請求項3

前記第1のステップに先行する部分ステップにおいて、前記エネルギー消費機器(20)が前記情報の要求を前記中央ユニット(10)へ転送する、請求項1または2に記載の方法。

請求項4

前記第7のステップに先行する部分ステップにおいて、前記中央ユニット(10)が前記供給量情報の要求を前記エネルギー源(30)へ転送する、請求項2または3に記載の方法。

請求項5

前記情報、前記必要量情報および/または前記供給量情報が、前記既定の期間の間の少なくとも1つの価格情報要素および/または少なくとも1つのエネルギー量情報要素をもっぱら包含する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。

請求項6

前記エネルギー消費機器(20)が、前記第1および/または第3のステップに先行する第9のステップにおいて、前記必要量情報が基づく要求されるべき前記エネルギー量を決定する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。

請求項7

中央ユニット(10)、少なくとも1つのエネルギー源(30)および少なくとも1つのエネルギー消費機器(20)を備える、家庭用エネルギー管理システム(1)であって、前記中央ユニット(10)、前記エネルギー源(30)および前記エネルギー消費機器(20)が、情報を交換するために相互接続され、前記家庭用エネルギー管理システム(1)が、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されている、家庭用エネルギー管理システム(1)。

請求項8

前記家庭用エネルギー管理システム(1)がデバイスを備え、前記デバイスは、前記中央ユニット(10)、前記エネルギー源(30)および/または前記エネルギー消費機器(20)を備えることを特徴とする、請求項7に記載の家庭用エネルギー管理システム(1)。

請求項9

機械可読プログラムコードを備える、コンピュータプログラムであって、前記プログラムコードは、家庭用エネルギー管理システム(1)、特に、中央ユニット(10)、エネルギー源(30)および/またはエネルギー消費機器(20)上で実行されると、前記家庭用エネルギー管理システム(1)、特に、前記中央ユニット(10)、前記エネルギー源(30)および/または前記エネルギー消費機器(20)に、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム。

請求項10

家庭用エネルギー管理システム(1)内でエネルギーを分配するためのコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品は、記憶媒体上に提供されたコンピュータプログラムを有し、前記コンピュータプログラムは機械可読プログラムコードを備え、前記プログラムコードは、前記家庭用エネルギー管理システム(1)、特に、中央ユニット(10)、エネルギー源(30)および/またはエネルギー消費機器(20)上で実行されると、前記家庭用エネルギー管理システム(1)、特に、前記中央ユニット(10)、前記エネルギー源(30)および/または前記エネルギー消費機器(20)に、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム製品。

技術分野

0001

本発明は、中央ユニットエネルギー源および少なくとも1つのエネルギー消費機器を備える、家庭用エネルギー管理システム内でエネルギー分配するための方法であって、中央ユニット、エネルギー源およびエネルギー消費機器が、情報を交換するために相互接続されている、方法に基づく。

背景技術

0002

エネルギーを分配するためのこの種の方法、およびこの種の家庭用エネルギー管理システム(home energy management system、HEMS)が従来技術からすでに知られている。変化するエネルギー量を経時的に利用可能にする再生可能エネルギーが、エネルギー政策に基づいて助成されている。このように生成されたエネルギー量は配電網内に送り込まれ、これにより、利用可能エネルギーは、経時的に変化する価格によって統制される。多くの国では、電気自動車が環境政策に基づいて政府助成金の恩恵をさらに受けている。したがって、異なるエネルギー量が経時的に異なる価格で提供され、消費機器が、場合によっては、実質的に異なるエネルギー量を経時的に必要とするという状況が生じる。それゆえ、例えば、充電式電気自動車は大量のエネルギーを長期間にわたって必要とし、その一方で、ヘアドライヤは少量のエネルギーのみを短期間の間のみ必要とし、それに対して、家庭用空調システムとしては、若干変動するエネルギー量を継続的に必要とする。さらに、いくつかの消費機器はそれら自身が、変化するエネルギー量を経時的に提供することができるエネルギー源、例えば、太陽光発電システム所有している。

0003

したがって、家庭用エネルギー管理システムが、利用可能エネルギー量を特定の基準に従ってエネルギー消費機器の間で分配することが知られている。これらの周知の基準は、とりわけ、厳格優先順位付けを含み、それゆえ、例えば、家庭用空調システムは常に充電式電気自動車に優先する。代替的に、利用可能エネルギー量を全てのエネルギー消費機器の間で均等に分配することが知られている。最後に、利用可能エネルギー量を「先着順原理に従って分配すること、すなわち、最初に要求したエネルギー消費機器に全必要エネルギーが割り当てられ、残りの利用可能エネルギー量が他のエネルギー消費機器の間で要求の順に分配されることが同様に知られている。これらの方法は多くの不利点を有する。例えば、消費者が特定の時間における機動性を頼みにしており、したがって、その人の電気自動車の充電は1つの特定の時間では高い優先順位の恩恵を受けるが、別の時間では恩恵を受けないこと、または家庭用空調システムもまた、温度が温和な時には、低減されたエネルギー必要量で動作させることができるが、温度が大幅により高いか、もしくはより低い時には、そのようにできないということが生じ得る。これらの場合の各々においては、ソフトウェアを通じて実装することもできる、中央ユニットが、エネルギー消費機器によって影響を受ける可能性を有することなく、および、通常は、エネルギー消費機器がなぜ特定の時間に特定の量のエネルギーを要求するのか、またはそれがどんな目的でこのエネルギーを必要としているのかを知ることなく、利用可能エネルギー量の分配を単独で決める。

0004

この種の家庭用エネルギー管理システム内におけるデータ交換規格化するために、国際規格およびプロトコル、例えばSEP2.0、EEBusまたはISO 15118が考案されている。しかし、これらの規格およびプロトコルは適用分野が限られており、以上において説明された基準に従う指定された分配論理を用いて、すなわち、接続されたエネルギー消費機器の条件に関する情報が中央ユニットへ転送されることなく、中央制御を通じてエネルギー分配を調整する。

発明が解決しようとする課題

0005

したがって、本発明の1つの目的は、中央ユニットがエネルギー消費機器に関する総合的な情報を必要としない単純な仕方で、異なるエネルギー消費機器へのエネルギー分配の動的適合が達成されることが可能であり、特に、エネルギー消費機器がそれらのエネルギー消費を独立して適合させることができる、家庭用エネルギー管理システム内でエネルギーを分配するための方法、および、また、前述の形式による家庭用エネルギー管理システムを提供することである。

課題を解決するための手段

0006

この目的は、中央ユニット、少なくとも1つのエネルギー源および少なくとも1つのエネルギー消費機器を備える、家庭用エネルギー管理システム内でエネルギーを分配するための方法であって、中央ユニット、エネルギー源およびエネルギー消費機器が、情報を交換するために相互接続され、第1のステップにおいて、中央ユニットが、特定の期間の間の少なくとも1つの第1の価格情報要素および少なくとも1つの第1のエネルギー量情報要素を包含する情報を生成し、第2のステップにおいて、中央ユニットが情報をエネルギー消費機器へ転送し、第3のステップにおいて、エネルギー消費機器が、情報を考慮して、既定の期間の間の少なくとも1つの要求エネルギー量を包含する必要量情報を決定し、第4のステップにおいて、エネルギー消費機器が必要量情報を中央ユニットへ転送し、第5のステップにおいて、中央ユニットが、任意の所与の時間において、転送された必要量情報から決定された総要求エネルギー量が、この時間において利用可能なエネルギー量を超えるかどうかを検証し、第6のステップにおいて、
−− 総要求エネルギー量が、各時間において、利用可能エネルギー量以下である場合には、中央ユニットが確認情報をエネルギー消費機器へ転送し、確認情報は、必要量情報に基づき、エネルギーをエネルギー消費機器が利用可能であることを指示する情報を包含するか、または
−− 総要求エネルギー量が、任意の所与の時間において、利用可能エネルギー量よりも大きい場合には、本方法が再び実行され、第1のステップにおいて、中央ユニットが情報を、この情報が第2の価格情報を少なくとも部分的に包含するように生成し、第2の価格情報は第1の価格情報よりも高い、方法を用いて達成される。本出願の意味の範囲において、エネルギーは、特に、電流を意味すると理解される。エネルギー消費機器は、好ましくは、家庭電化製品、例えば、冷蔵庫洗濯機食器洗浄機および/またはヘアドライヤである。代替的に、エネルギー消費機器は、熱ポンプ照明手段および/または電気自動車である。第2の価格情報は好ましくは仮想的なものである。すなわち、それは、特に、もっぱら家庭用エネルギー管理システム内に存在し、エネルギーの分配のためにのみ役目を果たし、実際の課金のために役目を果たさない。価格情報は好ましくは、期間および/またはエネルギー量に関連するエネルギーのための価格を伴う。特に、情報は、複数の価格情報要素および/または複数のエネルギー量情報要素を含む。例えば、特定の時間では、第1の価格情報は第1のエネルギー量に割り当てられることが可能であり、第2の価格情報は第2のエネルギー量に割り当てられることが可能である。さらなる例によれば、第1の価格情報は第1の期間に割り当てられ、第2の価格情報は第2の期間に割り当てられる。エネルギー量および期間に関連する価格情報の組み合わせも可能である。価格情報は、特に、価格である。本方法は好ましくは、複数のエネルギー消費機器および/または複数のエネルギー源を含む。

0007

中央ユニットが第2の価格情報を定義するための複数の選択肢が利用可能である。第2の価格情報は好ましくは、中央ユニットの経験値を用いて決定される。換言すれば、1つの好ましい実施形態によれば、中央ユニットに学習能力が提供される。このため、必要な反復の回数を有利に最小限に抑えることができる。特に好ましくは、中央ユニットは、特に、特定の期間にわたる、転送された必要量情報および/または供給量情報を記憶する。それゆえ、中央ユニットは、特定の時間において、および/または特定のエネルギー消費機器のために、最終的な第2の価格情報、すなわち、需要量供給量をもはや超えない第2の価格をできるだけ厳密に近似する、第2の価格情報を決定するために、記憶されたデータ、すなわち、特に、第1および/または第2の価格情報を有利に利用することができる。代替的に、または追加的に、中央ユニットは、以前の第1または第2の価格情報に、不定値、特に、漸増する値、または指数関数的に増加する値を加算することによって、第2の価格情報を決定する。

0008

従来技術と比較して、本発明に係る方法は、特定の時間において、この時間におけるエネルギー供給量を超えるエネルギー需要量が生じた場合には、各エネルギー消費機器自身が、それのために指定されたパラメータに従って優先順位付けを遂行し、それに応じてエネルギー消費を独立して適合させることを可能にする、単純な、特に、競売ベースの価格機構が活動し始めるという利点をもたらす。それゆえ、中央ユニットとエネルギー消費機器との間で、価格およびエネルギー量を超える追加の情報、例えば、エネルギー消費機器の種類または優先順位を交換する必要がなく、そのため、単純に設計された情報交換を用いた、単純に構造化された家庭用エネルギー管理システムが有利に可能になる。したがって、本方法は、エネルギー消費機器がそれらの動作を独立して適合させることを有利に可能にし、かくして、家庭用エネルギー管理システム内における安定したエネルギー供給保証する。

0009

本発明の有利な設計および発展を、従属クレーム、およびまた、図面を参照した説明に見出すことができる。

0010

明示的に別段の指示がないか、または論理的に絶対的に必要でない限り、個々のステップの順序は、それらの命名にかかわらず、任意である。具体的には、例えば、第9のステップは、第1のステップの前、またはそれと同時に遂行されるか、またはその逆が可能である。第1のステップは好ましくは、時間的に、特に、少なくとも部分的に、第2のステップの前に、第2のステップは第3のステップの前に、第3のステップは第4のステップの前に、第4のステップは第5のステップの前に、および/または第5のステップは第6のステップの前に提供される。特に、これは、本発明に係る方法は、任意の時間において、任意の構成要素、すなわち、中央ユニット、任意のエネルギー消費機器および/または任意のエネルギー源によって開始されることが可能であることを意味する。

0011

1つの好ましい実施形態によれば、第7のステップにおいて、エネルギー源が、既定の期間の間に提供されることができる最大エネルギー量を包含する供給量情報を生成し、第8のステップにおいて、エネルギー源が供給量情報を中央ユニットへ転送し、中央ユニットが、好ましくは、第1のステップにおいて情報の生成の間に、および/または第5のステップにおいて検証の間に、供給量情報を考慮し、第7のステップおよび/または第8のステップは、特に、第1のステップの前に行われることが提供される。このため、(局所)エネルギー源もエネルギー分配方法内に組み込み、特に、エネルギー源がエネルギー需要量に依存してエネルギー生成を適合させることを可能にすることが有利に可能である。エネルギー源は好ましくは、特に、ソーラーインバータを有する、太陽光発電システムである。

0012

1つの好ましい実施形態によれば、エネルギー源が少なくとも一時的にエネルギー消費機器になる。それゆえ、例えば、エネルギー源が、エネルギーを需要に応じて利用可能にするが、需要量が非常に低くなり、および/またはエネルギー供給量が非常に高くなった場合には、エネルギーを蓄積する、すなわち、エネルギー消費機器として動作する、バッテリであることが可能である。別の例は、外部エネルギー供給システム、例えば、電力供給ネットワークへの接続を設定する「スマートメータ」である。この場合、外部エネルギー供給システムは、供給および需要量に依存して、エネルギー源またはエネルギー消費機器となり、スマートメータは中央ユニットとして動作する。外部エネルギー供給システムは、例えば、エネルギーを、指定された価格で利用可能にすることができるか、または、例えば、太陽光発電システムによって生成されたが、必要とされないエネルギーを吸収することができる。このため、融通のきく動的な方法を提供することが特に有利に可能である。

0013

1つの好ましい実施形態によれば、第1のステップに先行する部分ステップにおいて、エネルギー消費機器が情報の要求を中央ユニットへ転送することが提供される。特に好ましくは、第7のステップに先行する部分ステップにおいて、中央ユニットが供給量情報の要求をエネルギー源へ転送することが提供される。このため、本発明に係る方法は、任意のシステム構成要素、すなわち、例えば、エネルギー消費機器によって開始されることが有利に可能である。これにより、エネルギー消費機器は、例えば、その状況の変化に応じることができる。それゆえ、電気自動車は、例えば、予定された出発時間が延期された場合に、新たな分配を実施することができる。

0014

1つの好ましい実施形態によれば、中央ユニットが情報および/または少なくとも第2の価格情報をエネルギー源へ転送し、エネルギー源は、特に好ましくは、情報または第2の価格情報を考慮して、その供給量情報を適合させ、殊更特に好ましくは、適合させた供給量情報を中央ユニットへ転送することが提供される。このため、エネルギー分配の反復最適化が有利に可能である。それゆえ、エネルギーの過剰供給が生じた場合には、エネルギー源が、エネルギーを家庭用エネルギー管理システム内に送り込むことを中止することが有利に可能である。

0015

エネルギー消費機器および/またはエネルギー源は好ましくは、中央ユニットから転送された情報に基づいて、特に、転送された価格情報に基づいて、それらの動作を独立して適合させる。特に好ましくは、エネルギー消費機器がそのエネルギー消費を低減または増大させること、特に、それ自身のスイッチを入れるか、または切ることが提供される。それに対応して同じことがエネルギー源にも当てはまり、エネルギー源は、好ましくは、価格に依存して、その動作を適合させ、特に、それ自身のスイッチを入れるか、または切るか、あるいはエネルギー生成を調整する。このため、エネルギー消費機器および/またはエネルギー源が、それらが入手できる情報のみに基づいて自己の動作を独立して調整することが有利に可能である。

0016

適合は、殊更特に好ましくは、指定された優先順位付けおよび/またはパラメータに依存して実行される。それゆえ、例えば、エネルギー消費機器が、少なくとも、最小限の動作を維持するために十分なエネルギーを吸収するか、または必要とすることが可能である。代替的に、および任意選択的に、エネルギー消費機器が、エネルギーを得るように意図される特定の最高価格および/または最低価格を有することが提供される。それに対応して同じことがエネルギー源に当てはまる。例えば、消費者は、電気自動車に対して、電気自動車がその充電状態に依存して異なるエネルギー吸収挙動を有するように指定することができる。それゆえ、電気自動車が、価格が特定の限度値を下回った場合にのみ、既定の充電状態を超えてエネルギーを吸収するように意図されること、および/または電気自動車が、異なる既定の充電状態が生じた場合には、最小限の機能性を保証するために、任意の価格でエネルギーを吸収するように意図されることが可能である。

0017

1つの好ましい実施形態によれば、情報、必要量情報および/または供給量情報が、既定の期間の間の少なくとも1つの価格情報要素および/または少なくとも1つのエネルギー量情報要素をもっぱら包含することが提供される。情報、必要量情報および/または供給量情報は、特に好ましくは、複数の価格情報要素および/または複数のエネルギー量情報要素を包含する。このため、本発明に係る分配方法が複雑なエネルギー価格にも適用されることが有利に可能である。

0018

1つの好ましい実施形態によれば、第1および/または第3のステップに先行する第9のステップにおいて、エネルギー消費機器が、必要量情報が基づく要求されるべきエネルギー量を決定することが提供される。このため、エネルギー消費機器が、要求を中央ユニットへ提出する前に、現在必要とされ、および/または特定の期間にわたって必要とされるエネルギー量を最初に決定することが有利に可能である。

0019

1つの好ましい実施形態によれば、中央ユニットとエネルギー消費機器および/またはエネルギー源との間の通信、すなわち、情報交換またはデータ交換が、特に好ましくは、インターネットプロトコルベースの方法および/またはバスシステム、特に、CANバスを介して、有線または無線方式で遂行されることが提供される。通信は、殊更特に好ましくは、公衆および/または私設ネットワークを介して、ならびに/あるいはインターネットを介して行われる。特に、通信はISO 15118規格に従って行われる。特に、情報交換またはデータ交換は、利用可能エネルギー量、必要エネルギー量に関する情報および価格情報が交換されることが可能となるような仕方で提供されることが重要である。

0020

1つの好ましい実施形態によれば、システムがまた、中央ユニットとデータを交換する能力を有しないエネルギー消費機器および/またはエネルギー源も備えることが提供される。この場合には、特に好ましくは、中央ユニットがエネルギー消費機器の必要エネルギー量および/またはエネルギー源の提供エネルギー量を測定し、特に、必要量情報または供給量情報を作成することが提供される。このため、より旧型のエネルギー消費機器またはエネルギー源をシステム内に組み込み、エネルギー分配方法においてそれらを考慮することも特に有利に可能である。

0021

業者は、この種のエネルギー消費機器および/またはエネルギー源は本方法に能動的に関与することができないため、中央ユニットは既定の基準に基づいてこの種のエネルギー消費機器および/またはエネルギー源のためにエネルギー量を分配することを理解するであろう。これを行うために、中央ユニットは好ましくは、以上において説明され、従来技術から知られている方法を利用する。

0022

本発明のさらなる主題は、中央ユニット、少なくとも1つのエネルギー源および少なくとも1つのエネルギー消費機器を備える、家庭用エネルギー管理システムであって、中央ユニット、エネルギー源およびエネルギー消費機器が、情報を交換するために相互接続され、家庭用エネルギー管理システムが、本発明に係る方法を実行するように構成されている、家庭用エネルギー管理システムである。

0023

このため、中央ユニットがエネルギー消費機器に関するさらなる情報を全く提供される必要がない、コンパクトな家庭用エネルギー管理システムを提供することが有利に可能であり、このため、中央ユニットは有利に単純に設計することができ、特に、多様なエネルギー消費機器に対応する。このため、本発明に係る家庭用エネルギー管理システムは、単純でコンパクトに特に有利に設計することができ、それゆえ、低コストで実装することができる。複数のホームオートメーションシステムを、特に好ましくは、連結された様態、例えば、直列的に連結された様態で提供することができる。このときには、1つのエネルギー消費機器は、特に、さらなるホームオートメーションシステムのさらなる中央ユニットである。

0024

1つの好ましい実施形態によれば、家庭用エネルギー管理システムがデバイスを備え、このデバイスは、中央ユニット、エネルギー源および/またはエネルギー消費機器を備えることが提供される。デバイスは、特に好ましくは、特に、電気自動車のための、家庭用充電ユニットである。このため、特にコンパクトな設計を有する家庭用エネルギー管理システムを提供することが有利に可能である。

0025

本発明のさらなる主題は、機械可読プログラムコードを備える、コンピュータプログラムであって、このプログラムコードは、家庭用エネルギー管理システム、特に、中央ユニット、エネルギー源および/またはエネルギー消費機器上で実行されると、家庭用エネルギー管理システム、特に、中央ユニット、エネルギー源および/またはエネルギー消費機器に、本発明に係る方法を実行させる、コンピュータプログラムである。

0026

本発明のさらなる主題は、家庭用エネルギー管理システム内でエネルギーを分配するためのコンピュータプログラム製品であって、このコンピュータプログラム製品は、記憶媒体上に提供されたコンピュータプログラムを有し、コンピュータプログラムは機械可読プログラムコードを備え、このプログラムコードは、家庭用エネルギー管理システム、特に、中央ユニット、エネルギー源および/またはエネルギー消費機器上で実行されると、家庭用エネルギー管理システム、特に、中央ユニット、エネルギー源および/またはエネルギー消費機器に、本発明に係る方法を実行させる、コンピュータプログラム製品である。

0027

可能な有利な実施形態に関して、本発明に係る方法に関して与えられた説明が参照される。説明は本主題にも同様に適用され、その逆も可能である。

0028

本発明のさらなる詳細、特徴および利点を、図面、およびまた図面を参照した好ましい実施形態の以下の説明に見いだすことができる。図面は単に、本質的な発明概念を制限しない本発明の実施形態例を示すに過ぎない。

図面の簡単な説明

0029

図1は、本発明の一実施形態例に係る家庭用エネルギー管理システムを示す。
図2は、本発明の一実施形態例に係る情報のグラフ図を示す。
図3は、本発明の一実施形態例に係る必要量情報のグラフ図を示す。
図4は、本発明の一実施形態例に係る方法を示す。

実施例

0030

図1は、本発明の一実施形態例に係る家庭用エネルギー管理システム1を示す。家庭用エネルギー管理システム1は、少なくとも1つのエネルギー消費機器20に接続された中央ユニット10を備える。接続は、インターネットプロトコルベースの方法に従って有線もしくは無線通信またはバスシステムを介して、ここでは、例として、イントラネットを介して確立される。本図によれば、この種の通信は実線によって指示されている。

0031

エネルギー消費機器20は、例えば、電気自動車である。ここで、家庭用エネルギー管理システムは、さらなるエネルギー消費機器20’、20’’、20’’’および20’’’’を備える。これらは、例えば、ヒートポンプ20’、冷蔵庫20’’、洗濯機20’’’および食器洗浄機20’’’’であってもよい。

0032

これらのエネルギー消費機器20〜20’’’’が今度は外部サービスまたはシステム60’〜60’’’’に接続され、洗濯機20’’’および食器洗浄機20’’’’は、外部システム60’’’’、ここでは、ホームオートメーションシステム(home automation system、HAS)に連帯して接続されている。これらのシステムがそれ自体では家庭用エネルギー管理システムの一部を形成しないことを明確にするために、対応する接続は破線によって指示されている。電気自動車20は、例えば、車載システムを介してインターネット60’に接続され、ヒートポンプ20’は気象サービス60’’に接続され、冷蔵庫はさらなるHAS60’’’に接続されている。

0033

家庭用エネルギー管理システム1は、電流の形態のエネルギーをシステム内に送り込むことができる、エネルギー源30、ここでは、ソーラーインバータを有する太陽光発電システムをさらに備える。

0034

家庭用エネルギー管理システム1が、状況に応じてエネルギー源30またはエネルギー消費機器20として動作することができるユニットを備えることも可能である。この意味で、したがって、複合型エネルギー消費機器またはエネルギー源23が含まれる。ここでは、これは、エネルギー供給状況に依存して、エネルギーをシステム内に送り込むか、またはエネルギーを蓄積するバッテリ23’であってもよい。この場合には、外部エネルギー管理システム60’’’’’、例えば、市町村の配電網に接続されたスマートメータ23がさらに提供される。スマートメータ23は太陽光発電システムからのエネルギーを外部エネルギー管理システム60’’’’’内へ送り込み、他方で、この外部システム60’’’’’からのエネルギーを家庭用エネルギー管理システム1に供給する。

0035

中央ユニット10はそれ自身が同様に外部システムまたはサービス60に接続されていてもよい。それゆえ、中央ユニット10は、例えば、この種の外部システム60によって、利用可能なエネルギー量に関する情報および関連価格情報を供給され得る。

0036

ここでは、さらなるエネルギー源またはエネルギー消費機器50が中央ユニット10にさらに接続されている。しかし、これらはIPベースの通信の能力を有せず、これは2重の実線によって指示されている。これらのエネルギー消費機器またはエネルギー源をも本発明に係るシステム1または本発明に係る方法内に組み込むために、中央ユニットはそれらのエネルギー吸収または出力を測定し、決定された測定値に従って事を進め、中央ユニットは、指定された優先順位付け基準に基づいてこれらのシステム50のためのエネルギー量を割り当てる。代替的に、さらなるエネルギー源またはエネルギー消費機器50がエネルギー消費機器20またはエネルギー源30に接続され、その結果、中央ユニットが、中央ユニットが上述のように通信するさらなるエネルギー源またはエネルギー消費機器に間接的に接続されていることが考えられる。

0037

図2は、本発明の一実施形態例に係る情報のグラフ図を示す。これは、ここでは、kW対時間で利用可能なエネルギー量がグラフとして適切に描画され、異なる価格が異なる区域によって表現されている。セント/kWhで指示された価格は純粋に一例として理解されるべきである。

0038

高価格で利用可能なエネルギーが多くなり、低価格で利用可能なエネルギーがごくわずかになる期間が中間に存在することがすぐに分かる。これらの時間の範囲外では、本質的に一定のエネルギー量が平均価格で利用可能である。この種のグラフは、特に、特定のエネルギー源30に関連してもよい。

0039

本発明に係る方法の過程で、中央ユニット10は家庭用エネルギー管理システム1全体のための情報を決定する。この情報は本図に似た形で表現されることが可能であり、それにより、特定の価格における総利用可能エネルギーを経時的に指示する。

0040

ここでは、それゆえ、情報は、時間に関連する、特定の価格における利用可能エネルギー量を含む。例えば、特定のエネルギー量の供給源、エネルギー量に関連付けられたCO2放出、またはエネルギー量内における再生可能エネルギーの割合などの、追加の情報が同様に含まれてもよいが、必須ではなく、また、好ましくは含まれない。当業者は、グラフ上の積分が総利用可能エネルギー量を指示することを理解するであろう。

0041

図3は、本発明の一実施形態例に係る必要量情報のグラフ図を示す。要求エネルギー量はkW単位で経時的に描画されている。本例では、関連エネルギー消費機器20は、本質的に一定のエネルギー量を最初に必要とし、エネルギー量は経時的に減少する。表示された期間の最後の方では、エネルギー消費機器20はさらなるエネルギーを全く必要としない。

0042

図4は、本発明の一実施形態例に係る方法を示す。ここでは、本方法は、エネルギー源30’、例えば、公衆配電網が、第8のステップ800において、家庭用エネルギー管理システム1の中央ユニット10に、特定の期間の間に特定の価格で利用可能なエネルギー量を知らせることにより開始する。

0043

第8のステップ800の前、後、またはそれと平行して実行され得る、第9のステップ900において、家庭用エネルギー管理システム1のエネルギー消費機器20が、エネルギー消費機器20によって、特に、既定の期間の間に必要とされる電力を規定する。次に、エネルギー消費機器20は、価格および既定の期間に関連する利用可能なエネルギーに関する情報の要求101を家庭用エネルギー管理システム1の中央ユニット10に提出する。

0044

第7のステップ700において、次に、中央ユニット10は、情報と同様に、提供された、既定の期間の間の、価格がコード化されたエネルギー量を含む供給量情報を得るための要求701を、家庭用エネルギー管理システム1内に配置されたエネルギー源30に提出する。エネルギー源30は第7のステップ700においてこの供給量情報を決定し、それを中央ユニット10へ転送する。

0045

第1のステップ100において、次に、中央ユニット10は、既定の期間内の、価格がコード化された利用可能エネルギー量を含む情報を決定する。

0046

第2のステップ200において、次に、中央ユニット10はこの情報をエネルギー消費機器20へ転送する。第3のステップ300において、前記エネルギー消費機器は、中央ユニット10によって提供された情報、および決定された必要エネルギーを考慮して、既定の期間の間の供給量情報または情報と同様に、特定の価格で要求されるか、または要求されるべきエネルギー量を含む必要量情報を決定する。

0047

第4のステップ400において、エネルギー消費機器20は、エネルギー必要量プロファイルとも呼ばれることができる、必要量情報を中央ユニット10へ転送する。

0048

第5のステップ500において、次に、中央ユニット10は、転送された必要量情報に基づいて、および転送された供給量情報を考慮して、任意の所与の時間において、総要求エネルギー量が、この時間において利用可能なエネルギー量を超えるかどうかを検証する。この場合には、利用可能なエネルギー量を考慮して必要量情報が実際に決定されたエネルギー消費機器20が1つしか存在しないため、この条件は満たされない。

0049

この場合には、中央ユニット10は、したがって、第6のステップ601において、必要とされるエネルギー量が利用可能であることをエネルギー消費機器20に指示する確認情報をエネルギー消費機器20へ転送することになる。これは、中央ユニット10が必要量情報に関する同意をエネルギー消費機器20へ転送することと同等であると見なされるべきである。いずれにしても、次に、エネルギー消費機器20がその必要量情報に従って家庭用エネルギー管理システム1からエネルギーを吸収することが重要である。

0050

図示されていない一実施形態によれば、家庭用エネルギー管理システム1は複数のエネルギー消費機器20〜20’’’’を備える。この場合には、特に、多くのエネルギー消費機器20〜20’’’’が大量のエネルギーを必要とするピーク時間において、第5のステップ500における検証が、少なくとも一時、総要求エネルギー量が、この時間において利用可能なエネルギー量を超えることを明らかにすることが起こり得る。この場合には、本発明に係る方法は反復的に実行されるが、中央ユニットは、情報が基づく第1の価格情報を、少なくとも部分的に、第2の、より高い価格情報と置換する。これにより、次に、各エネルギー消費機器20は、より高い(仮想的な)第2の価格情報も考慮して、その当初の要求エネルギー量を維持するのか、それとも、例えば、より少ないエネルギー量を要求するのかをもう1度判断しなければならないため、競売機構がある程度導入される。それゆえ、より高い価格がエネルギー消費機器20にとって受け入れ可能であるかどうかに関する判断は完全に後者によって行われ、異なるパラメータに依存してもよい。それゆえ、優先順位付けシステムがエネルギー消費機器20’のために指定されてもよいか、または高価格を用いる時にはエネルギー消費機器20’’’が自己のエネルギー吸収を制限する。

0051

第2の価格は既定の期間全体に適用される必要はないが、それはもっともであろうことは明らかである。それゆえ、例えば、エネルギー需要量はピーク時にのみエネルギー供給量を超え、これらの時にのみ、より高い仮想的な価格という意味の第2の価格情報が適用されることが可能である。

0052

また、エネルギー源30が価格変更応答し、例えば、より大きなエネルギー量を供給し、それに応じて供給量情報を適合させることも本発明に係る方法の範囲内で同様に可能である。

0053

ステップはまた、家庭用エネルギー管理システム1の設計、および状況に依存して、部分的に変化するか、または省略されてもよい。

0054

1家庭用エネルギー管理システム
10中央ユニット
20エネルギー消費機器
30 エネルギー源

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