Procedimiento y dispositivo para el registro del consumo y de la generación de electricidad.

Dispositivo para una gestión de energía en forma de al menos una unidad de gestión de energía para laoptimización de cargas y para la generación en una red de gestión de energía (1),

en el que el dispositivo para laconexión en una distribución de corriente (10) de al menos un consumidor eléctrico (40) o de un grupo deconsumidores y de al menos un generador presenta componentes asociados a éstos en forma de elementos deconmutación (16) y de contadores de energía (11), que pueden ser influenciados o evaluados a través de unaconexión con la unidad de gestión de energía por esta unidad, caracterizado porque los elementos de conmutación(16) están dispuestos en forma de una matriz de conmutación y, por lo tanto, los contadores de energía (11) parageneradores y consumidores (40) o grupos de consumidores se pueden conectar en serie o en paralelo, de unamanera independiente de una tarifa actual de alimentación o de consumo respectiva, que son recibidas desde launidad de gestión de energía de diferentes proveedores de servicio de energía, en el que, integrados en la matriz deconmutación, a cada generador y a cada consumidor (40) o a cada grupo de consumidores están asociados uncontador de energía (11) y uno o varios medidores de la dirección del flujo de la energía (14) para la facturación.

Procedimiento y dispositivo para el registro del consumo y de la generación de electricidad

Estado de la técnica

La invención se refiere a un procedimiento para el registro del consumo y de la generación de electricidad en una red de gestión de energía, que presenta al menos una unidad de gestión de energía y en el que en una distribución de la corriente se conectan una pluralidad de consumidores o de grupos de consumidores de electricidad y una pluralidad de generadores por medio de componentes asociados en forma de elementos de conmutación y de contadores de energía, que son influenciados o evaluados por la unidad de gestión de energía.

La invención se refiere, además, a una gestión de energía en forma de al menos una unidad de gestión de energía para la optimización de cargas y generación en una red de gestión de energía, en la que el dispositivo para la conexión en una distribución de corriente de al menos un consumidor eléctrico o de un grupo de consumidores y de al menos un generador presenta componentes asociados a éstos en forma de elementos de conmutación y de contadores de energía, que pueden ser influenciados o pueden ser evaluados a través de una conexión con la unidad de gestión de energía por esta unidad.

Actualmente, en la mayoría de los casos, el consumo eléctrico de domicilios se mide con contadores mecánicos de corriente alterna o con contadores de corriente trifásica de acuerdo con el principio de inducción. Éstos calculan la carga (= energía) integrada sobre el tiempo En formas especiales, pueden contar de forma separada con varios mecanismos de recuento el consumo diurno y el consumo nocturno o la alimentación y el consumo. Paralelamente existen ya contadores electrónicos, que calculan a través de la integración del producto de la corriente y el valor de la tensión la potencia transmitida y con ello la energía.

Entretanto se conocen sistemas de gestión de la energía con software correspondiente para la optimización del consumo de energía para edificios residenciales y edificios comerciales. Sin embargo, todas las soluciones que se encuentran en el mercado solamente se pueden poner en funcionamiento con un gasto considerable de instalación. Además, tales sistemas solamente se pueden utilizar con limitaciones.

Tales soluciones se basan, por ejemplo, en un software de gestión de energía, que se conecta con una técnica de guía de edificios (GTL) instalada. Las soluciones de software existentes con los sensores existentes están en condiciones de una manera limitada de registrar los estados energéticos REALES de la técnica de edificios, que está conectada con esta GLT. Pero no existe un control automático con la ayuda de parámetros TEÓRICOS predeterminados. En los aparatos de gestión de energía ofrecidos en el mercado, en los que, por ejemplo, los de la Firma ENNOVATIS han alcanzado ya un nivel innovador alto, las cargas y los generadores deben cablearse por separado con el sistema de gestión de energía. Las informaciones de localización deben programarse, además, de una manera costosa. Adicionalmente, solamente se pueden registrar y reproducir estados REALES.

Así, por ejemplo, el documento DE 10 2004 055088 A1 describe un sistema para el registro y memorización de datos de medición necesarios para la determinación y análisis de consumidores de una inmueble, como temperaturas interior y exterior, o similares, así como para el control de consumidores de inmuebles, con un registro de datos, con un analizador de datos, con al menos una entrada necesaria para el registro de datos de medición, con al menos una salida de control y con al menos una interfaz para la lectura de los datos. En este caso, está previsto que todos los componentes estén dispuestos en un único disco compacto. A este respecto, un procedimiento correspondiente prevé que, después de programar una vez el sistema por medio de una unidad de programación (PC) , el sistema trabaje de forma autónoma en virtud de sus componentes.

Una solicitud de la solicitante no publicada todavía con el signo de referencia interna R.328907 describe un procedimiento y un dispositivo para la realización del procedimiento para una gestión de energía para la optimización de cargas y de la generación en una red de gestión de energía, que presenta al menos una unidad de gestión de energía, en la que el estado REAL de los consumidores de energía o bien de los generadores de energía es transmitido a través de líneas combinadas de suministro de energía y de comunicación hasta la unidad de gestión de energía y de esta manera se realiza una configuración autónoma de la unidad de gestión de energía, siendo ajustado al menos un parámetro TEÓRICO en la unidad de gestión de energía.

Si se emplean una pluralidad de tarifas de corriente diferentes, por ejemplo para corriente doméstica, corriente de bombas de calor, corriente de vehículos eléctricos, alimentación fotovoltaica (alimentación-PV) , alimentación de acoplamiento de fuerza y calor (alimentación-KWK) , se realiza la conexión en el domicilio actualmente con una pluralidad de contadores de alimentación y de consumo. En proyectos de investigación se desarrollan los llamados “Smart Meter”, que transmiten, además del registro de la energía transmitida, también informaciones de conexión con la ayuda de precios de la energía a los consumidores. Pero estos parten de que el domicilio es cliente de un solo proveedor de corriente. El documento DE 20218473 U1, que corresponde a la EP 1 339 153 A3, describe una instalación de este tipo para la conexión de un edificio o similar con al menos un consumidor y/o generador de energía eléctrica en una red eléctrica de baja tensión, que presenta, respectivamente, al menos un componente asociado al consumidor o bien al generador en forma de un conmutador y/o de un elemento de medición y una unidad de procesamiento de la información, que posibilita una comunicación bidireccional entre una fuente de alimentación externa y el consumidor o bien el generador y/o el componente.

Por lo tanto, el cometido de la invención es preparar un procedimiento, que posibilita adquirir potencias de servicio de electricidad o bien energía eléctrica para diferentes consumidores y dado el caso para diferentes horas del día desde diferentes proveedores con tarifas independientes, emitir energía eléctrica generada propia de diferentes generadores y dado el caso en tiempos diferentes del día a diferentes proveedores con tarifas independientes y a este respecto, dado el caso, consumir energía generada propia, en la medida en que esto sea posible, económicamente.

Otro cometido de la invención es preparar un dispositivo correspondiente para la realización del procedimiento.

Publicación de la invención El cometido relacionado con el dispositivo se soluciona porque los elementos de conmutación están dispuestos en forma de una matriz de conmutación y, por lo tanto, los contadores de energía para generadores y consumidores o grupos de consumidores se pueden conectar en serie o en paralelo, de una manera independiente de una tarifa actual de alimentación o de consumo respectiva, que son recibidas desde la unidad de gestión de energía de diferentes proveedores de servicio de energía, en el que, integrados en la matriz de conmutación, a cada generador y a cada consumidor o a cada grupo de consumidores están asociados un contador de energía y uno o varios medidores de la dirección del flujo de la energía para la facturación.

El cometido relacionado con el procedimiento se soluciona porque por medio de un algoritmo de conmutación se indexan los consumidores o grupos de consumidores comenzando con un precio de adquisición máximo actual y se indexan los generadores comenzando con una bonificación mínima de la energía y por medio de los elementos de conmutación se acoplan los generadores y los consumidores o grupos de consumidores, de tal manera que el número de los acoplamientos de consumidores o de grupos de consumidores se maximiza con precios de adquisición altos con generadores con bonificaciones de alimentación mínimas, de manera que se pueden abastecer el mayor número posible de consumidores o de grupos de consumidores directamente por los generadores.

Con el procedimiento y con el dispositivo se puede preparar especialmente un sistema de gestión de energía eficiente para edificios residenciales y edificios comerciales, en el que se consiguen un aprovechamiento óptimo de energía generada económicamente para la cobertura del consumo con altos costes, pudiendo tenerse en cuenta tarifas actuales de alimentación y de consumo de diferentes proveedores de servicios. En esta gestión de la energía se trata especialmente de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para una gestión de energía en forma de al menos una unidad de gestión de energía para la optimización de cargas y para la generación en una red de gestión de energía (1) , en el que el dispositivo para la conexión en una distribución de corriente (10) de al menos un consumidor eléctrico (40) o de un grupo de consumidores y de al menos un generador presenta componentes asociados a éstos en forma de elementos de conmutación (16) y de contadores de energía (11) , que pueden ser influenciados o evaluados a través de una conexión con la unidad de gestión de energía por esta unidad, caracterizado porque los elementos de conmutación (16) están dispuestos en forma de una matriz de conmutación y, por lo tanto, los contadores de energía (11) para generadores y consumidores (40) o grupos de consumidores se pueden conectar en serie o en paralelo, de una manera independiente de una tarifa actual de alimentación o de consumo respectiva, que son recibidas desde la unidad de gestión de energía de diferentes proveedores de servicio de energía, en el que, integrados en la matriz de conmutación, a cada generador y a cada consumidor (40) o a cada grupo de consumidores están asociados un contador de energía (11) y uno o varios medidores de la dirección del flujo de la energía (14) para la facturación.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque para cada consumidor (40) m o para cada grupo de consumidores m y para cada generador n están asociados, respectivamente, tres elementos de conmutación (16) mA, mB, mC o nD, nE, nF, un contador de energía (11) y uno o dos medidores de la dirección del flujo de energía (14) RmC, RmA o RnD, RnF, en el que uno de los medidores de la dirección del flujo de energía (14) puede estar integrado en uno de los contadores de energía (11) .

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los tres elementos de conmutación respectivos (16) mA, mB, mC o nD, nE, nF, el contador de energía (11) y uno o dos medidores de la dirección del flujo de energía (14) RmC, RmA o RnD, RnF para cada consumidor (40) m o bien para cada grupo de consumidores m y para cada generador n están agrupados en módulos (20) , de manera que a los consumidores (40) o bien a los grupos de consumidores o a los generadores están asociados diferentes tipos de módulos 1 y 2 (21, 22) .

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tipo de módulo 1 (21) y el tipo de módulo 2 (22) para los consumidores (40) m respectivos o los grupos de consumidores m respectivos y para los generadores n respectivos se pueden colocar yuxtapuestos y presentan conexiones (25, 26) para módulos (20) conectados delante o detrás.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el tipo de módulo 1 (21) y el tipo de módulo 2 (22) para los consumidores (40) m respectivos o para los grupos de consumidores m respectivos y para los generadores n respectivos presentan conexiones para puntos de acoplamiento comunes 1 y 2 (23, 24) dentro de la distribución de la corriente (10) .

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los contadores de energía (11) , los medidores de la dirección del flujo de energía (14) así como los elementos de conmutación (16) están realizados como componentes electrónicos y la evaluación y un algoritmo para la activación de los elementos de conmutación (16) están implementados como software en la unidad de gestión de energía.

7. Procedimiento para el registro de consumo y de generación de electricidad en una red de gestión de energía (1) , que presenta al menos una unidad de gestión de energía y en el que en una distribución de corriente (10) se conectan una pluralidad de consumidores eléctricos (40) o de grupos de consumidores y una pluralidad de generadores por medio de componentes asociados en forma de elementos de conmutación (16) y de contadores de energía (11) , que son influenciados o bien evaluados por la unidad de gestión de energía, caracterizado porque por medio de un algoritmo de conmutación se indexan los consumidores (40) o grupos de consumidores comenzando con un precio de adquisición máximo actual y se indexan los generadores comenzando con una bonificación mínima de la energía y por medio de los elementos de conmutación (16) se acoplan los generadores y los consumidores (40) o grupos de consumidores, de tal manera que el número de los acoplamientos de consumidores (40) o de grupos de consumidores se maximiza con precios de adquisición altos con generadores con bonificaciones de alimentación mínimas.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque en consultas (109, 110, 111, 112, 113, 114) se calcula si en función de los precios actuales de consumo y las bonificaciones de alimentación de los consumidores (40) individuales o de los grupos de consumidores así como de los generadores y/o en función de la dirección de flujo de la energía, se conectan otros consumidores o generadores al acoplamiento o se separan del acoplamiento.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque en el caso de modificaciones en la bonificación de alimentación respectiva para los generadores y/o en el caso de modificaciones de los precios de consumo respectivos para los consumidores (40) o grupos de consumidores se lleva a cabo una nueva indexación para los consumidores (40) o grupos de consumidores y los generadores y de manera correspondiente se actualizan los acoplamientos y su número.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque en el caso de una modificación de la tarifa, en la que la bonificación de alimentación mínima es ≥ al precio máximo de consumo, se interrumpe un 5 consumo propio y se lleva a cabo una alimentación directa de la energía generada por el o los generadores a una red (30) .

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque después de una reducción del número de los generadores y de los consumidores (40) acoplados, se interrumpe una nueva elevación del número durante un tiempo determinado.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque el o bien los precios de alimentación o bien de consumo calculados actualmente son transmitidos a generadores o bien consumidores (40) controlables.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque durante cada proceso de conmutación se realizan en primer lugar todos los procesos de cierre y luego todos los procesos de apertura.

FIG. 3

Caso de aplicación Elemento de conmutación

Módulo 1 Módulo 2 3

1A 1B 1C 2A 2B 2C

1 Cerrado Abierto Abierto Cerrado Abierto Abierto Cerrado

2 Cerrado Abierto Abierto Abierto Cerrado Cerrado Abierto

3 Cerrado Abierto Abierto Abierto Cerrado Cerrado Abierto

4 Abierto Cerrado Cerrado Abierto Abierto Cerrado Abierto