<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE ep-patent-document SYSTEM "OpenDataPatent_cz.dtd">
<ep-patent-document lang="en" file="OpendataIPOCZ_PT_DIFF_PUV2024-41916.xml" country="CZ" doc-number="37956" kind="U1">
  <bibliographic-data country="CZ">
    <publication-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>37956</doc-number>
        <kind>U1</kind>
        <date>2024-06-25</date>
      </document-id>
    </publication-reference>
    <classifications-ipcr>
      <classification-ipcr sequence="1">
        <section>H</section>
        <class>02</class>
        <subclass>J</subclass>
        <main-group>3</main-group>
        <subgroup>38</subgroup>
        <ipc-version-indicator>
          <date>20060101</date>
        </ipc-version-indicator>
        <classification-level>A</classification-level>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20240506</date>
        </action-date>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
      </classification-ipcr>
    </classifications-ipcr>
    <classifications-cpc>
      <classification-cpc sequence="1">
        <cpc-version-indicator>
          <date>20230801</date>
        </cpc-version-indicator>
        <section>H</section>
        <class>02</class>
        <subclass>J</subclass>
        <main-group>3</main-group>
        <subgroup>38</subgroup>
        <symbol-position>F</symbol-position>
        <classification-value>I</classification-value>
        <action-date>
          <date>20240506</date>
        </action-date>
        <generating-office>
          <country>CZ</country>
        </generating-office>
        <classification-status>B</classification-status>
        <classification-data-source>H</classification-data-source>
      </classification-cpc>
    </classifications-cpc>
    <application-reference>
      <document-id>
        <country>CZ</country>
        <doc-number>2024-41916</doc-number>
        <date>2024-04-22</date>
      </document-id>
    </application-reference>
    <language-of-filing>cs</language-of-filing>
    <language-of-publication>cs</language-of-publication>
    <priority-claims>
      <priority-claim sequence="1" kind="national">
        <country>CZ</country>
        <date>2024-04-22</date>
      </priority-claim>
    </priority-claims>
    <invention-title lang="CS">Zapojení komunitního sdílení elektrické energie opatřené zdrojem obnovitelné energie a bateriovým úložištěm</invention-title>
    <invention-title lang="EN">Connecting a community sharing of electric power provided with a source of renewable energy and a battery storage</invention-title>
  </bibliographic-data>
  <description id="desc" lang="cs">
    <p num="1">
      <b>Zapojení komunitního sdílení elektrické energie </b>
      <b>opatřené zdrojem obnovitelné energie a</b>
      <b> </b>
      <b>bateriovým úložištěm</b>
    </p>
    <p num="2"> </p>
    <p num="3"> </p>
    <p num="4">Oblast techniky </p>
    <p num="5"> </p>
    <p num="6">Technické řešení se týká zapojení komunitního sdílení elektrické energie v bytovém domě opatřeného zdrojem obnovitelné energie a bateriovým úložištěm. Bytový dům je opatřen zdrojem obnovitelné energie tvořeným obvykle fotovoltaickými panely. Rovněž je opatřen bateriovým úložištěm. </p>
    <p num="7"> </p>
    <p num="8"> </p>
    <p num="9">Dosavadní stav techniky </p>
    <p num="10"> </p>
    <p num="11">V současné době nejsou bytové domy opatřovány společnými zdroji obnovitelné energie ani společným bateriovým úložištěm. Pokud je některá bytová jednotka napojena na zdroj obnovitelné energie, je její napojení v autonomním systému, bez jakéhokoliv vztahu k ostatním bytovým jednotkám bytového domu. Rovněž nejsou v bytových domech používána společná bateriová úložiště, která by sloužila pro více nebo dokonce všechny bytové jednotky.  </p>
    <p num="12"> </p>
    <p num="13"> </p>
    <p num="14">Podstata technického řešení </p>
    <p num="15"> </p>
    <p num="16">Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení komunitního sdílení elektrické energie v bytovém domě opatřeném zdrojem obnovitelné energie a bateriovým úložištěm podle tohoto technického řešení. Bytový dům může být pro ohřev vody opatřen teplovodním zásobníkem, který může být doplněn předehřívacím zásobníkem vody. </p>
    <p num="17"> </p>
    <p num="18">Podstata technického řešení spočívá v tom, že bytový dům, který má minimálně čtyři bytové jednotky, má společné odběrové místo, které obvykle napájí společné elektrické spotřebiče bytového domu, zejména osvětlení společných prostor, rozvod internetu a domovní zvonky. Společné odběrové místo je opatřeno společným elektroměrem, obvykle umístěným ve společných prostorách. </p>
    <p num="19"> </p>
    <p num="20">Každá bytová jednotka je opatřena fakturačním elektroměrem. Popřípadě je některá bytová jednotka opatřena podružným elektroměrem, napojeným na kolektivní fakturační elektroměr. Všechny fakturační elektroměry i společný elektroměr jsou přes centrální elektroměr napojeny na distribuční síť.  </p>
    <p num="21"> </p>
    <p num="22">Centrální elektroměr je propojením napojen na řídicí jednotku nebo na hybridní měnič. Propojení bývá realizováno sdělovacími kabely. Na hybridní měnič je silovými vodiči napojen zdroj obnovitelné elektrické energie, společný elektroměr a bateriové úložiště. </p>
    <p num="23"> </p>
    <p num="24">Řídicí jednotka je propojena propojením na hybridní měnič, měřič výkonu zdroje a centrální elektroměr. Propojení je realizováno sdělovacími vodiči, popřípadě datovými vodiči nebo bezdrátově. </p>
    <p num="25"> </p>
    <p num="26">Systém komunitního sdílení energie v bytovém domě může být opatřen teplovodním zásobníkem pro ohřev a akumulaci užitkové vody. V teplovodním zásobníku je umístěná topná spirála, která je napojena přes spínač na hybridní měnič. V teplovodním zásobníku je rovněž dohřívací spirála, napojená přes spínací zařízení na společný elektroměr. Teplovodní zásobník je opatřen teploměrem. Na řídící jednotku je propojením napojen spínač, spínací zařízení i teploměr.  </p>
    <p num="27"> </p>
    <p num="28">Teplovodnímu zásobníku může být funkčně předřazen předehřívací zásobník vody, ve kterém je topný element, který je napojený přes zapínač na hybridní měnič. Předehřívací zásobník vody je opatřen termometrem, napojeným propojením na řídící jednotku, na kterou je rovněž propojením napojen zapínač. </p>
    <p num="29"> </p>
    <p num="30">Podstatné je, že řídící jednotka je fyzicky i funkčně sloučena s hybridním měničem tak, že tvoří jeden fyzický a zejména jeden funkční celek. </p>
    <p num="31"> </p>
    <p num="32">Konečně je podstatné, že propojení je realizováno bezdrátovou sítí. </p>
    <p num="33"> </p>
    <p num="34"> </p>
    <p num="35">Objasnění výkresů </p>
    <p num="36"> </p>
    <p num="37">Technické řešení je blíže objasněno pomocí výkresů, na kterých je schematicky znázorněno zařízení pro<b> </b>komunitní sdílení elektrické energie v bytovém domě, který je opatřen zdrojem obnovitelné energie a bateriovým úložištěm. </p>
    <p num="38"> </p>
    <p num="39">Na obr. 1 je znázorněno základní provedení technického řešení, ve kterém je bytový dům opatřen zdrojem obnovitelné energie a bateriovým úložištěm.  </p>
    <p num="40"> </p>
    <p num="41">Na obr. 2 je znázorněno výhodné provedení technického řešení, ve kterém je bytový dům opatřen teplovodním zásobníkem a předehřívacím zásobníkem vody </p>
    <p num="42"> </p>
    <p num="43">Na obr. 3 je znázorněno výhodné provedení technického řešení, ve kterém je bytový dům opatřen teplovodním zásobníkem a předehřívacím zásobníkem vody. Hybridním měničem je doplněn síťovým měničem.  </p>
    <p num="44"> </p>
    <p num="45"> </p>
    <p num="46">Příklady uskutečnění technického řešení  </p>
    <p num="47"> </p>
    <p num="48">V prvním příkladném provedení, znázorněném na obr. 1, je zařízení podle tohoto technického řešení použito pro sdílení elektrické energie v bytovém domě o čtyřech bytových jednotkách 1, opatřeného zdrojem 3 obnovitelné energie a bateriovým úložištěm 11, podle tohoto technického řešení.  </p>
    <p num="49"> </p>
    <p num="50">Zdrojem 3 obnovitelné energie jsou fotovoltaické panely o výkonu 19,8 kWp, umístěné na střeše bytového domu a rovněž na fasádě jeho jižní stěny. Jedna bytová jednotka 1 je opatřena fakturačním elektroměrem 4. Tři bytové jednotky 1 jsou opatřeny každá jedním podružným elektroměrem 24. Všechny tři podružné elektroměry 24 jsou napojeny na kolektivní fakturační elektroměr 4. </p>
    <p num="51"> </p>
    <p num="52">Osvětlení společných prostor bytového domu, a rovněž výtah a televizní a internetový systém, tvoří společné odběrové místo 2, které má svůj společný elektroměr 5. Všechny fakturační elektroměry 4 i společný elektroměr 5 jsou napojeny na distribuční síť 7 přes centrální elektroměr 6.  </p>
    <p num="53"> </p>
    <p num="54">Součástí systému komunitního sdílení bytového domu je bateriové úložiště 11 o kapacitě 30 kWh, které je napojeno přes hybridní měnič 13 na zdroj 3 obnovitelné energie. Zdroj 3 obnovitelné energie je opatřen měřičem výkonu 20 zdroje 3, který je propojením 10 napojen na řídící jednotku 9. Měřičem výkonu 20 je wattmetr s elektrickým výstupem. </p>
    <p num="55"> </p>
    <p num="56">Hybridní měnič 13 je napojen na společný elektroměr 5 a propojením 10 na řídící jednotku 9. Řídící jednotka 9, na kterou je propojením 10 napojen měřič výkonu 20, centrální elektroměr 6 a hybridní měnič 13, je tvořena programovatelným mikropočítačem. </p>
    <p num="57"> </p>
    <p num="58">Ve druhém příkladném provedení, znázorněném na obr. 2, je řešeno zařízení pro komunitní sdílení elektrické energie v bytovém domě se čtyřmi bytovými jednotkami 1, podle tohoto technického řešení. Bytový dům je opatřen zdrojem 3 obnovitelné energie, kterým jsou fotovoltaické panely o výkonu 30 kWp a bateriovým úložištěm 11 o kapacitě 50 kWh. </p>
    <p num="59"> </p>
    <p num="60">Bytové fakturační elektroměry 4 bytových jednotek 1 i společný elektroměr 5 společného odběrového místa 2 jsou napojeny přes centrální elektroměr 6 na distribuční síť 7. </p>
    <p num="61"> </p>
    <p num="62">Na hybridní měnič 13 je napojen zdroj 3 obnovitelné energie, bateriové úložiště 11, společný elektroměr 5, a propojením 10 řídící jednotka 9. Na řídící jednotku 9 je napojen propojením 10 centrální elektroměr 6. </p>
    <p num="63"> </p>
    <p num="64">Bytový dům je vybaven společným zařízením pro ohřev teplé vody, které je tvořeno 2000 litrovým teplovodním zásobníkem 14, opatřeným topnou spirálou 12 o příkonu 6 kW. Topná spirála 12 je přes dálkově ovládaný spínač 18 napojena na hybridní měnič 13. </p>
    <p num="65"> </p>
    <p num="66">Teplovodní zásobník 14 je opatřen teploměrem 8 napojeným propojením 10 na řídící jednotku 9, na kterou je rovněž propojením 10 napojen spínač 18. </p>
    <p num="67"> </p>
    <p num="68">Teplovodní zásobník 14 je dále opatřen dohřívací spirálou 21, napojenou přes spínací zařízení 22 přes společný elektroměr 5 na distribuční síť 7. Spínací zařízení 22 je propojením 10 napojeno na řídící jednotku 9. </p>
    <p num="69"> </p>
    <p num="70">Bytový dům je dále opatřen předehřívacím zásobníkem 16 s topným elementem 17 napojeným přes zapínač 19 na hybridní měnič 13. </p>
    <p num="71"> </p>
    <p num="72">Předehřívací zásobník 16 je opatřen termometrem 15, napojeným propojením 10 na řídící jednotku 9, na kterou je rovněž propojením 10 napojen zapínač 19.  </p>
    <p num="73"> </p>
    <p num="74">Zdroj 3 obnovitelné energie je opatřen měřičem výkonu 20 zdroje 3 obnovitelné energie, který je propojením 10 napojen na řídící jednotku 9. Měřičem výkonu 20 je wattmetr známé konstrukce.  </p>
    <p num="75"> </p>
    <p num="76">Řídící jednotka 9, na kterou je propojením 10 napojen rovněž centrální elektroměr 6, spínač 18, zapínač 19, teploměr 8, termometr 15 a hybridní měnič 13, je tvořena programovatelným mikropočítačem. Propojení 10 je realizováno běžným způsobem pomocí vodičů. </p>
    <p num="77"> </p>
    <p num="78">Ve třetím příkladném provedení, znázorněném na obr. 3, je znázorněno zařízení pro komunitní sdílení elektrické energie v bytovém domě, které je navíc vůči druhému příkladnému provedení opatřeno vloženým síťovým měničem 23, napojeným propojením 10 na řídící jednotku 9. </p>
    <p num="79">Sítový měnič 23 je propojen paralelně k hybridnímu měniči 13. </p>
    <p num="80"> </p>
    <p num="81">Funkce zařízení je ve všech třech případech obdobná. </p>
    <p num="82"> </p>
    <p num="83">Řídící jednotka 9 sleduje spotřebu společného elektroměru 5 společných prostor. Pokud nastane situace, kdy je bateriové úložiště 11 na maximu své akumulační kapacity a společné prostory nemají dostatečný odběr, tak dochází k přetoku výroby obnovitelné elektrické energie do distribuční sítě 7. Řídící jednotka 9 reguluje dobu, kdy se bateriové úložiště 11 nabíjí a kdy se vybíjí, tak aby do distribuční sítě 7 odcházelo optimální množství energie pro sdílení s bytovými jednotkami 1. Zařízení podle tohoto technického řešení je výhodné pro poskytování služeb výkonové rovnováhy nebo agregaci flexibility. Řídicí jednotka 9 řídí nabíjení a vybíjení bateriového úložiště 11 tak, aby v případě požadavku na umístění energie z distribuční sítě 7 do bytového domu došlo k řízenému nabíjení bateriového úložiště 11 nebo k ohřevu vody v teplovodním zásobníku 14 a popřípadě i předehřevu vody v předehřívacím zásobníku 16. Naopak pokud je potřeba dodávek energie do distribuční sítě 7, tj. v případě nedostatku elektrické energie v distribuční síti 7, řídící jednotka 9 cíleně čerpá elektrickou energii z bateriového úložiště 11 a odesílá ji do distribuční sítě 7, což je výhodné pro stabilizaci distribuční sítě 7. </p>
    <p num="84"> </p>
    <p num="85">Pokud je zařízení opatřeno ohřevem vody v teplovodním zásobníku 14, ohřívá se voda topnou spirálou 12 zdrojem 3 obnovitelné energie na teplotu 60 °C. Přitom pokud k ohřevu vody zdroj 3 nestačí (vzhledem k nedostatečnému slunečnímu svitu nebo vlivem značného odběru teplé vody bytovými jednotkami 1), sepne řídící jednotka 9 spínacím zařízením 22 dohřívací spirálu 21 a přes společný elektroměr 5 se z distribuční sítě 7 odebírá elektrická energie, kterou se voda v teplovodním zásobníku 14 ohřívá, resp. dohřeje na požadovaných 60 °C. </p>
    <p num="86"> </p>
    <p num="87">Zařízení může být rovněž opatřeno předehřívacím zásobníkem 16, jak je tomu ve druhém a třetím příkladném provedení.  </p>
    <p num="88"> </p>
    <p num="89">Řídící jednotka 9 s vhodným naprogramováním ovládá ohřev vody v předehřívacím zásobníku 16 pomocí topného elementu 17. Pokud je dostatek elektrické energie ze zdroje 3, je saturována potřeba elektrické energie pro společné odběrové místo 2 a je již nahřátá voda v teplovodním zásobníku 14 na potřebných 60 °C, sepne zapínačem 19 činnost topného elementu 17. Řídící jednotka 9 může rovněž propojením 10 sepnout topný element 17 a předehřívat vodu v předehřívacím zásobníku 16 v případě, kdy je ekonomicky vhodné odebírat levnou elektrickou energii z distribuční sítě 7, která má někdy i zápornou cenu. V takovémto případě může řídící jednotka 9 propojením 10 iniciovat přes hybridní měnič 13 nabíjení, resp. dobití bateriového úložiště 11. </p>
    <p num="90"> </p>
    <p num="91">Předehřívací zásobník 16 zajistí levný předehřev vody vstupující do teplovodního zásobníku 14 v případě, že je momentálně přebytek elektrické energie ze zdroje 3 nebo je levná elektrická energie z distribuční sítě 7. Tím vždy uspoří energii na ohřev vody v teplovodním zásobníku 14, kterou je nutno stále udržovat na teplotě 60 °C. </p>
    <p num="92"> </p>
    <p num="93">Paralelní zapojení hybridního měniče 13 a síťového měniče 23 umožní řídící jednotce 9 zvolit, zda má být v provozu méně účinný hybridní měnič 13, který však umí ovládat bateriový zdroj 11 nebo má být zprovozněn sítový měnič 23, který není schopen ovládat bateriový zdroj 11, ale má vyšší účinnost přeměny stejnosměrného napětí zdroje 3 na střídavé napětí distribuční sítě 7. </p>
    <p num="94"> </p>
    <p num="95"> </p>
    <p num="96">Průmyslová využitelnost </p>
    <p num="97"> </p>
    <p num="98">Technické řešení je využitelné pro realizaci zapojení bytového domu do komunitní energetiky. Je vhodné pro bytové domy opatřené zdrojem obnovitelné energie a bateriovým úložištěm. Umožňuje využít volnou kapacitu bateriového úložiště nebo kapacitu zásobníku teplé vody pro služby agregované flexibility nebo jinou variantu podpůrných služeb výkonové rovnováhy.  </p>
    <p num="99"> </p>
    <description-of-drawings>
      <p num="1">   </p>
      <p num="2">1- bytová jednotka
  <br/>​​​​​​​2 - společné odběrové místo
  <br/>3 - zdroj
  <br/>4 - fakturační elektroměr
  <br/>5 – společný elektroměr
  <br/>6 – centrální elektroměr
  <br/>7 - distribuční síť
  <br/>8 - teploměr
  <br/>9 - řídící jednotka
  <br/>10 - propojení
  <br/>11 - bateriové uložiště
  <br/>12 - topná spirála
  <br/>13 - hybridní měnič 
  <br/>14 - teplovodní zásobník
  <br/>15 - termometr
  <br/>16 - předehřívací zásobník
  <br/>17 - topný element
  <br/>18 - spínač
  <br/>19 - zapínač
  <br/>20 - měřič výkonu zdroje (3)
  <br/>21 - dohřívací spirála
  <br/>22 - spínací zařízení
  <br/>23 - síťový měnič
  <br/>24 - podružný elektroměr
 </p>
      <p num="3">
        <br/>
      </p>
      <p num="4">
        <br/>
      </p>
    </description-of-drawings>
  </description>
  <claims id="claim">
    <claim num="1">
      <claim-text>Zapojení komunitního sdílení elektrické energie v bytovém domě opatřeném zdrojem (3) obnovitelné energie a bateriovým úložištěm (11), 
   <b>vyznačující se tím</b>, že bytový dům má minimálně čtyři bytové jednotky (1), z nichž každá je opatřena fakturačním elektroměrem (4) nebo podružným elektroměrem (24) napojeným na kolektivní fakturační elektroměr (4), dále má bytový dům společné odběrové místo (2), které je opatřeno společným elektroměrem (5), přičemž fakturační elektroměry (4) a společný elektroměr (5) jsou přes centrální elektroměr (6) napojeny na distribuční síť (7), přičemž na hybridní měnič (13) je napojen zdroj (3) obnovitelné elektrické energie, společný elektroměr (5), bateriové úložiště (11) a propojením (10) řídicí jednotka (9), přičemž na řídicí jednotku (9) nebo na hybridní měnič (13) je propojením (10) napojen měřič (20) výkonu zdroje (3), společný elektroměr (5) a centrální elektroměr (6).
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="2">
      <claim-text>Zapojení komunitního sdílení elektrické energie v bytovém domě podle nároku 1, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že na hybridní měnič (13) je přes spínač (18) napojena topná spirála (12), umístěná v teplovodním zásobníku (14), ve kterém je rovněž umístěna dohřívací spirála (21), napojená přes spínací zařízení (22) na společný elektroměr (5), přičemž teplovodní zásobník (14) je opatřen teploměrem (8) napojeným propojením (10) na řídicí jednotku (9), na kterou je rovněž propojením (10) napojen spínač (18) a spínací zařízení (22).
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="3">
      <claim-text>Zapojení komunitního sdílení elektrické energie v bytovém domě podle nároku 2, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že teplovodnímu zásobníku (14) je předřazen předehřívací zásobník (16) vody, přičemž na hybridní měnič (13) je přes zapínač (19) napojen topný element (17) umístěný v předehřívacím zásobníku (16) vody, přičemž předehřívací zásobník (16) vody je opatřen termometrem (15) napojeným propojením (10) na řídicí jednotku (9), na kterou je rovněž propojením (10) napojen zapínač (19).
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="4">
      <claim-text>Zapojení komunitního sdílení elektrické energie v bytovém domě podle některého z nároků 1 až 3, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že paralelně k hybridnímu měniči (13) je připojen síťový měnič (23) napojený propojením (10) na řídicí jednotku (9).
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="5">
      <claim-text>Zapojení komunitního sdílení elektrické energie v bytovém domě podle některého z nároků 1 až 4, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že řídicí jednotka (9) je fyzicky i funkčně sloučena s hybridním měničem (13) v jeden funkční celek.
  </claim-text>
    </claim>
    <claim num="6">
      <claim-text>Zapojení komunitního sdílení elektrické energie v bytovém domě podle některého z nároků 1 až 4, 
   <b>vyznačující se tím</b>, že propojení (10) je realizováno bezdrátovou sítí.
  </claim-text>
    </claim>
  </claims>
  <drawings id="draw">
    <figure num="1">
      <img file="2487821img0001.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="404" he="500"/>
    </figure>
    <figure num="2">
      <img file="2487821img0002.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="487" he="500"/>
    </figure>
    <figure num="3">
      <img file="2487821img0003.jpg" img-content="drawing" img-format="jpg" wi="466" he="500"/>
    </figure>
  </drawings>
</ep-patent-document>
