用于运行光伏设备的能量存储器的方法和控制设备的制造方法
【专利说明】用于运行光伏设备的能量存储器的方法和控制设备
【背景技术】
[0001] 本发明设及一种用于运行光伏设备的能量存储器的方法、一种相应的控制设备W 及一种相应的计算机程序产品。
[0002] 光伏设备原理决定地仅能在光落到设备的光伏单元上时才能生成电流。因此，通 常仅仅在白天将电流馈入到公共电网中。此外，当前馈入的功率随着福射强度、溫度和光到 光伏单元上的入射角而变化。由此在一天过程中在午间时段附近得出光伏设备的功率峰 值。该功率峰值可能是不期望的，因为公共电网由此可能强烈地被加载荷。为了给电网去载 荷，可W与光伏设备的运营商商定馈电限制。功率峰值可W通过对输出电功率进行节流来 截断。
[0003] EP 2 293 410 A2描述了一种用于能量网的能量控制装置，其具有用于控制发电 单元、能量存储器单元、负载单元和/或能量网之间的能流的控制单元。
【发明内容】
[0004] 在该背景下，利用本发明提出根据独立权利要求所述的一种用于运行光伏设备的 能量存储器的方法、此外一种使用该方法的控制设备、W及最后一种相应的计算机程序产 品。有利的扩展方案从相应从属权利要求和下面的描述中得出。
[000引在光伏设备、尤其是较小型设备的情况下，由光伏设备生成的电能可W暂存在缓 冲存储器中，W便在光伏设备不提供或过少地提供能量时可供使用。尤其是可W将超出当 前自身需求的电能部分暂存在缓冲存储器中。由此，具有光伏设备和能量存储器的私人家 庭尤其是可W在夏季自己生成几乎其全部电能需求。
[0006] 为了去掉光伏设备的午间功率峰值的尖角，可W在午间时段期间将光伏设备的电 能暂存在能量存储器中。但是为了完全充分利用能量存储器的存储器容量，需要与在午间 时段内可用的能量相比更多的能量。运些能量可W在午间时段W前或者替代或补充地在午 间时段W后加载到能量存储器中。能量存储器在当前一天中开始被充电的时刻可W基于来 自至少一个此前一天的数据来获得，因为该时刻必须在没有关于当前即将到来的一天走向 曲线的情况下被确定。
[0007] 提出了一种用于运行光伏设备的能量存储器的方法，该光伏设备受到向公共能量 网中馈入能量的馈电限制，其中该方法具有下列步骤： 读入光伏设备和/或能量存储器在光伏设备的至少一个在当前运行日之前的运行日的 至少一个特征值； 在使用该之前运行日的特征值和处理规定的情况下为当前运行日确定能量存储器的 充电开始时刻；W及 在当前运行日的所确定的充电开始时刻为能量存储器提供充电信号，W便运行能量存 储器。
[0008] 此外，提出了一种用于运行光伏设备的能量存储器的控制设备，该光伏设备受到 向公共能量网中馈入能量的馈电限制，其中该控制设备具有下列特征： 用于读入光伏设备和/或能量存储器在光伏设备的至少一个早于当前运行日的运行日 的至少一个特征值的装置. 用于在使用该之前运行日的特征值和处理规定的情况下为当前运行日确定能量存储 器的充电开始时刻的装置；W及 用于在当前运行日的所确定的充电开始时刻为能量存储器提供充电信号W便运行能 量存储器的装置。
[0009] 通过本发明的W控制设备形式的该实施变型方案也可W快速和有效地解决本发 明所基于的任务。
[0010] 在此，控制设备可W被理解成处理传感器信号并据此输出控制和/或数据信号的 电设备。该控制设备可W具有可按照硬件和/或软件来构造的接口。在按照硬件构造的情况 下，所述接口例如可W是包含控制设备的极不同功能的所谓系统ASIC的一部分。但是接口 也可W是特有的集成电路或者至少部分地由分立器件构成。在按照软件构造的情况下，接 口可W是软件模块，所述软件模块例如除了其它软件模块W外存在于微控制器上。
[0011] 能量存储器可W理解成蓄电池装置。公共能量网可W是例如居住区或工业区范围 内的配电网、尤其是低压电网。能量网将光伏设备的至少一个电网接线位置与上级电网、尤 其是中压电网相连接。馈电限制可W表示从连接点最大可馈入到能量网中的能量(尤其是 电能)量的阔值，该阔值例如是馈入到能量网中的按合同确定的最大值。馈电限制可W用于 电网稳定化。馈电限制可W被确定为光伏设备的理论上最大可能的功率的按份额的功率。 运行日可W具有24小时。例如，运行日可W从一天的零点到当天的24点。特征值可W表示光 伏设备和/或能量存储器的基于光伏设备和/或能量存储器的运行条件的、已经在至少一个 之前的运行日检测并存放的特征值。充电开始时刻可W表示发起或修改能量存储器的充电 过程的时间。处理规定可W在查找表中来描绘。充电信号可W被构造用于触发从光伏设备 到能量存储器中的能流。换言之，充电信号可W触发能量存储器的充电过程。
[0012] 作为特征值，可W读入超过时刻、低于时刻和/或充电结束时刻。超过时刻表示在 至少一个之前的运行日中光伏设备的输出到配电网中的功率首次达到馈电限制。低于时刻 表示在至少一个之前的运行日中输出到配电网中的功率最后一次低于馈电限制。充电结束 时刻表示在至少一个之前的运行日中达到能量存储器的存储器容量。超过时刻、低于时刻 和/或充电结束时刻可W简单和精确地在至少一个之前的运行日中检测。由此可W W低花 费运行光伏设备。
[0013] 超过时刻、低于时刻和/或充电结束时刻可W W对至少两个运行日取平均的方式 被读入。通过取平均，可W减轻日间波动，而趋势仍然保持可W通过平均值来识别。
[0014] 该方法可W具有检测当前运行日的至少一个特征值的步骤。在读入的步骤中，还 可W读入光伏设备的当前输出的功率和/或能量存储器的当前状态。在检测步骤中，作为当 前运行日的特征值，可W检测在当前运行日中光伏设备的输出功率首次达到馈电限制来作 为超过时刻和/或检测在当前运行日中输出功率最后一次低于馈电限制来作为低于时刻 和/或检测在当前运行日中达到能量存储器的存储器容量来作为充电结束时刻。通过检测， 可W W所定义的方式和方法确定特征值。由此可W排除由于不清楚的数据来源造成的测量 不确定性。
[0015] 另外，作为特征值可W读入光伏设备的当前输出的功率。在确定步骤中，可W确定 当前输出到配电网中的功率达到馈电限制的部分充电开始时刻。在提供的步骤中，可W在 所确定的部分充电开始时刻为能量存储器提供部分充电信号，W便将光伏设备的超过馈电 限制的功率储存在能量存储器中。通过储存过剩的能量并同时馈入能量直到馈电限制，即 使光伏设备在扣除本地负载的情况下提供比允许馈入的更多功率，仍然可W完全避免能量 浪费。
[0016] 充电开始时刻可W被确定为，使得之前的运行日的充电结束时刻与之前的运行日 的低于时刻具有预先确定的时间偏移。通过确定时间偏移可W保证:能量存储器可W被充 分利用。
[0017] 在读入的步骤中，还可W读入能量存储器的馈电时刻和充电状态。在提供的步骤 中，可W在馈电时刻为能量存储器提供馈电信号，W便在能量存储器仍具有可馈送的电荷 时将能量馈入到公共能量网中。通过例如在夜间将剩余能量馈入到能量网中，可W完全充 分利用所收获的能量。
[0018] 充电开始时刻可W被确定为，使得该充电开始时刻处于超过时刻之前。因此可W 防止:在超过馈电限制时损失能量。
[0019] 该方法可W具有预留的步骤，其中将能量存储器的预留容量预留用于预先确定的 时长。预留容量和/或该时长可W在使用至少一个特征值和另外的处理规定的情况下来确 定。通过持有预留容量，可W在峰值功率出现时将其储存在电池中。通过预留，在较早时刻 将更多能量馈入到电网中而不是储存在电池中。换言之，将能量存储器的完全充电延时。当 该时长期满时，能量存储器的完全的存储器容量可W被释放。然后，可W用剩余太阳能对能 量存储器进行完全充电，W便实现所生产能量的尽可能高的自身消耗。
[0020] 换言之，电池可W在太阳照射开始时被充电直至最小充电状态，W便可靠地库存 用于傍晚时段的能量。于是，可W优先地将所生产的能量馈入到电网中，并且在下午时段， 电池可W尽可能被填充直至容量。如果电池在之前的一天例如由于存在的天气情况或者当 前一天长度而不能被完全充电，则电池的完全充电可W更早地在当天进行，W便最优地利 用电池。
[0021] 有利的还有一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码可W储存在诸如半 导体存储器、硬盘存储器或光学存储器之类的机器可读载体上，并且在该程序产品在计算 机或装置上被执行时被用于根据前述实施方式之一执行该方法。
【附图说明】
[0022] 下面根据附图示例性地进一步阐述本发明。其中： 图1示出了根据本发明的一个实施例的光伏设备的图示，该光伏设备具有用于运行光 伏设备的能量存储器的控制设备； 图2示出了在扣除自身消耗的情况下由光伏设备馈入的电功率的一天过程的图示； 图3示出了在具有少量的照射的一天中由光伏设备馈入的电功率的另一一天过程的图 示； 图4示出了过早开始光伏设备的电功率的储存的图示； 图5示出了过晚开始光伏设备的电功率的储存的图示； 图6示出了根据本发明的一个实施例的光伏设备的能量存储器的充电过程的图示； 图7示出了在能量存储器的存储器容量过小的情况下的充电过程的图示； 图8示出了过早开始光伏设备的能量存储器的充电过程的图示； 图9示出了根据本发明的另一实施例的光伏设备的能量存储器的充电过程的图示； 图10示出了过晚开始光伏设备的能量存储器的充电过程的图示； 图11示出了根据本发明的一个实施例的用于运行光伏设备的能量存储器的方法的流 程图； 图12示出了根据本发明的一个实施例的用于运行光伏设备的能量存储器的控制设备 的框图； 图13示出了家庭在根据本发明的一个实施例储存能量时的图示； 图14示出了家庭在根据本发明的一个实施例馈送能量时的图示； 图15示出了家庭在根据本发明的一个实施例消耗所存储的能量时的图示； 图16示出了家庭在根据本发明的一个实施例从电网汲取能量时的图示； 图17示出了根据本发明的一个实施例的直流存储器的图示； 图18示出了根据本发明的一个实施例的交流存储器的图示； 图19示出了根据本发明的一个实施例的受控直流存储器的图示； 图20示出了根据本发明的一个实施例的光伏系统处的功率流的图示； 图21示出了在具有节流装置的光伏系统处的功率流的图示； 图22示出了根据本发明的一个实施例的没有节流装置的光伏系统处的功率流的图示； W及 图23示出了根据本发明的一个实施例的W容量为引导的光伏系统处的功率流的图示。
【具体实施