AT524442A4 - Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse - Google Patents

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AT524442A4 ATA50550/2021A AT505502021A AT524442A4 AT 524442 A4 AT524442 A4 AT 524442A4 AT 505502021 A AT505502021 A AT 505502021A AT 524442 A4 AT524442 A4 AT 524442A4
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff. Diese umfasst zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen (1), wobei diese Elektrolysevorrichtungen (1) von einer gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung (2) mit einem Elektrolyten versorgbar sind. Des Weiteren weisen diese Elektrolysevorrichtungen (1) jeweils einen Elektrolytzulauf (3) und einen Elektrolytablauf (4) auf, welche Elektrolytzuläufe (3) und Elektrolytabläufe (4) mit der gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung (2) zum Aufbau eines Elektrolytstroms durch jede der Elektrolysevorrichtungen (1) gekoppelt sind. Auch umfasst die Anlage wenigstens eine elektronische Steuervorrichtung (5) und wenigstens eine Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) zur Erfassung der Strömungszustände des Elektrolytstroms durch wenigstens eine der Elektrolysevorrichtungen (1). Die Steuervorrichtung (5) ist dazu eingerichtet, anhand von Erfassungswerten der wenigstens einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) wenigstens ein Stellglied (7) zum Beeinflussen des Elektrolytstroms durch wenigstens eine der Elektrolysevorrichtungen (1) anzusteuern. Dadurch ist eine Anlage geschaffen, mittels derer der Prozess der Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff in effektiver Art und Weise durchführbar ist. Gleichzeitig ist die Anlage für eine flexible Ausgestaltung des Prozesses der Elektrolyse bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad und erweiterter Lebensdauer der Einzelkomponenten der Anlage ausgestaltet.

Description

In der EP1866996B9 wird eine Anlage, bestehend einem oder mehreren Elektrolysezellensubsystemen und einem oder mehreren Brennstoffzellensubsystemen sowie einem oder mehreren Flüssigkeitsmodulen, vorgestellt, welche Anlage hinsichtlich der einen oder mehreren Brennstoffzellensubsysteme oder der einen 0der mehreren Elektrolysezellensubsysteme erweitert werden kann. Bei dieser Anlage ist zumindest ein oder sind zumindest mehrere Elektrolysezellensubsysteme in fluidischer und elektrischer Kommunikation mit zumindest einem oder mehreren Flüssigkeitsmodulen, wobei die fluidischen und elektrischen Kommunikationsverbindungen der Anlage nicht auf eine bestimmte Anzahl limitiert sind. Weiters wird ein Steuermittel beschrieben, welches alle Aspekte der Verbindung zwischen den funktionalen Teilen der Anlage, insbesondere zwischen Subsystemen und Fluidmodulen, aktiviert oder überwacht oder anpasst oder deaktiviert. Das Steuermittel ist dafür vorgesehen, dass Schwankungen von einzelnen funktionalen Teilen der Anlage im Betrieb erkannt werden und dass automatisch eine direkte und/oder indirekte Kompensation solcher Schwankungen durchgeführt wird, wodurch es möglich wird, dass Subsysteme mit unterschiedlichen Technologien oder von unterschiedlichem Hersteller oder Typ verwendbar sind. Weiters ist das Steuermittel dafür vorgesehen, dass die Anlage in einen Wartungsbetrieb überführt werden
kann, in welchem ein modularer Austauschprozess von Subsystemen der Anlage
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ten Anlage ist jedoch nur bedingt zufriedenstellend.
In der CN111826669A wird eine Anlage mit Elektrolysevorrichtungen in modularer Bauart beschrieben. Die Anlage zeigt eine Modularisierung bezogen auf den wiederholten Aufbau von Elektrolysevorrichtungen, wobei diese Elektrolysevorrichtungen wiederum mehrere Elektrolysemodule beinhalten, welche Elektrolysemodule unterschiedliche Leistungsbereiche aufweisen. Die Versorgung mit einem ElektroIyten ist bei dieser Anlage für jedes Elektrolysemodul separat ausgestaltet. Hinsichtlich der Versorgung mit Elektrolyt ist bei dieser Anlage die Nutzbarkeit der
Elektrolysemodule und die Betriebsergonomie nur bedingt zufriedenstellend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Elektrolyseanlage zur Verfügung zu stellen, bei welcher der Aufbau und der Prozess der Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und
Wasserstoff verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Er-
zeugung von Sauerstoff und Wasserstoff gemäß den Ansprüchen gelöst.
Die erfindungsgemäße Anlage umfasst zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen, welche Elektrolysevorrichtungen von einer gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung mit einem Elektrolyten versorgbar sind, welche zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen jeweils einen Elektrolytzulauf und einen Elektrolytablauf aufweisen, welche Elektrolytzuläufe und Elektrolytabläufe mit der gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung zum Aufbau eines Elektrolytstroms durch jede der Elektrolysevorrichtungen fluidisch gekoppelt sind, und wenigstens eine elektronische Steuervorrichtung. Es sei an dieser Stelle festgehalten, dass ob der Lesbarkeit der gebrauchte Begriff Elektrolyt, wie im Fachjargon üblich, sowohl Medien, die als Elektrolyt gelten, als auch Alkohole oder Reinstwasser umfasst. Zur Erfassung der Strömungszustände des Elektrolytstroms durch wenigstens eine der Elektrolysevorrichtungen ist wenigstens eine Strömungszustand-Erfassungs-
vorrichtung ausgebildet. Die Steuervorrichtung ist dazu eingerichtet, anhand von
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nigstens eine der Elektrolysevorrichtungen anzusteuern.
Eine solche Anlage ist besonders praktikabel, weil die elektrolytische Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff durch eine für die Anlage vorgegebene elektrische Leistung durch eine Elektrolysevorrichtung unter Zuhilfenahme der Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung mit der Steuervorrichtung durch das Stellglied zur Beeinflussung des Elektrolytstroms hinsichtlich des Elektrolyseprozesses in verbesserter Weise durchgeführt werden kann. Insbesondere wird eine optimale Prozesssteuerung durch die offenbarte Anlage auch dann möglich, wenn die vorgegebene elektrische Leistung zur Aufrechterhaltung der Elektrolyse nicht konstant gehalten ist. In solchen Fällen kann der Elektrolytstrom zur optimalen Versorgung der Elektrolysevorrichtungen durch das Stellglied in einfacher und trotzdem wirksamer Art und Weise adaptiert werden. Hinsichtlich der optimalen Versorgung der Elektrolysevorrichtungen finden ermittelte Erfassungswerte der Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung Verwendung, um Rückschlüsse auf den Betriebszustand der Elektrolysevorrichtungen zu ziehen und somit in weiterer Folge Verschlechterungen oder Änderungen im Elektrolyseprozess der Elektrolysevorrichtung frühzeitig erkennen und diesen steuerungstechnisch entgegen wirken zu können. Diese Zustandsüberwachung auf Basis der Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung ist weiters vorteilhafterweise dazu eingerichtet, um innerhalb eines längeren Beobachtungszeitraumes, insbesondere über mehrere Stunden, mehrere Tage oder mehrere Monate, allmähliche prozesstechnische Veränderungen wie beispielsweise eine Degradation von chemisch aktiven Materialien, welche zur Durchführung der Elektrolyse beitragen, oder unzureichende chemische Reaktivitäten der Elektrolysevorrichtungen, durch die Auswertung von Erfassungswerten
zuverlässig und zugleich einfach detektieren zu können.
Die offenbarte Ausgestaltung der Anlage ist vor allem vorteilhaft, da zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen von einer gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung mit einem Elektrolyten versorgbar sind. Abgesehen von den baulich-tech-
nischen Vorteilen einer gemeinsamen Versorgung durch den Elektrolyten auf
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nischen Merkmale weiterhin gewährleistet ist.
Somit ist die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung von den Elektrolysevorrichtungen im Hinblick auf die Versorgungsleistung der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung unabhängig ausgestaltet, was als beiderseitig entkoppelte Wechselwirkung auftritt und weitreichende weitere Vorteile der Anlage mit sich bringt: Es können neben der eingesetzten Anzahl von Elektrolysevorrichtungen auch die technologischen Ausgestaltungen bzw. die verwendeten Bauarten der Elektrolysevorrichtung hinsichtlich des Elektrolyseprozesses für unterschiedliche Anlagen variieren und trotzdem kann für solche diversitär aufgebauten Anlagen eine baugleiche bzw. einheitliche Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung verwendet werden. Dieser Vorteil kommt vor allem wirtschaftlich zu tragen, da Varianten von unterschiedlichen Anla-
gen bei gleichbleibender Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung möglich sind, welche
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bereiche eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen baulich unterschiedlich ausgestaltet sind, wobei die unterschiedliche bauliche Ausgestaltung der Elektrolysevorrichtungen unterschiedliche Betriebsbereiche hinsichtlich der elektrischen Leistung der Elektrolysevorrichtungen zur Folge hat. Durch diese Ausprägung ist die Möglichkeit geschaffen, dass spezifischere Anforderungen an unterschiedliche Betriebsstrategien und somit eine erweiterte Nutzung der Anlage umsetzbar sind. Beispielhaft wird eine erste Elektrolysevorrichtung mit einem ersten Betriebsbereich in einem ersten, relativ zu einer zweiten Elektrolysevorrichtung höheren Bereich elektrischer Leistung verwendet, um eine, über einen ersten Zeitraum konstante elektrische Grundlast zur elektrolytischen Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff zu nutzen; wohingegen die zweite Elektrolysevorrichtung in einem zweiten Betriebsbereich genutzt wird, um über einen zweiten Zeitraum zusätzlich auftretende elektrische Spitzenlasten zur elektrolytischen Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff zu nutzen. Insgesamt wird somit über einen Zeitraum mit wiederholt wechselnden elektrischen Lastprofilen der Gesamtwirkungsgrad der Anlage gesteigert, da die Elektrolysevorrichtungen durch die angeführten baulichen Maßnahmen in ihrem jeweiligen optimalen Betriebs- bzw. Lastbereich arbeiten bzw.
betrieben werden.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die zweite Elektrolysevorrichtung mit einem zweiten Betriebsbereich mittels dem Zusammenwirken der Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung, der Steuervorrichtung und dem Stellglied während eines Betriebes zur Abdeckung einer elektrischen Grundlast in einen Leerlaufbetrieb oder Bereitschaftsbetrieb, insbesondere einem Spülbetrieb für eine etwaig auftretende Spitzenlast mit einem minimalen Elektrolytstrom überführbar ist und somit die Leistungsbereitschaft der zweiten Elektrolysevorrichtung sichergestellt wird, wodurch sich die Reaktionsgeschwindigkeit zur Erbringung von Regeldienstleistungen seitens eines angeschlossenen elektrischen Stromnetzes zur Be-
reitstellung der elektrischen Leistung erhöht.
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elektrisch angeschlossene Stromnetz besonders auszeichnet.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass die zumindest zwei baulich unterschiedlichen Elektrolysevorrichtungen hinsichtlich des zufließenden und abfließenden Elektrolytstroms fluidisch parallelgeschaltet sind. Diese vorteilhafte Ausgestaltungsform der Anlage hat zur Folge, dass jede der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen direkt mit Elektrolyt von der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung versorgbar ist. In Verbindung mit ermittelten Erfassungswerten durch die zumindest eine Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung und einer darauf gestützten Steuerung des Elektrolytstroms durch das zumindest eine Stellglied resultiert eine präzise Steuerbarkeit der Anlage, insbesondere wenn die elektrische Verschaltung der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen in paralleler, serieller oder wechselbarer Form ausgeführt ist. Da sich vor allem bei einem Wechsel der elektrischen Verschaltung von elektrischer Parallelschaltung zu Serienschaltung der Elektrolysevorrichtungen, oder in umgekehrter Reihenfolge, durch die Änderung des Elektro-
Iyseprozesses innerhalb der Elektrolysevorrichtungen wechselnde Anforderungen
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ben werden können.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass jede der Elektrolysevorrichtungen eine Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Elektrolytstroms durch die einzelnen Elektrolysevorrichtungen zugeordnet ist. Dadurch ist die Möglichkeit geschaffen, dass auf Basis der Erfassungswerte der Strömungszustand-Erfassungsvorrichtungen für jede der zumindest zwei Elektrolysevorrichtung der Elektrolytstrom durch die jeweilige Elektrolysevorrichtung mittels dem zumindest einen Stellglied während dem laufenden Betrieb der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen in optimaler Weise einstellbar ist. Gleichzeitig werden Rückmeldungen durch die Erfassungswerte von den Strömungszustand-Erfassungsvorrichtungen über den Elektrolytstrom zur Gewährleistung der Betriebssicherheit herangezogen. Insbesondere ist die Möglichkeit zur Erkennung eines fehlerhaften Betriebsverhaltens von jeder der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen geschaffen. Eine weitere vorteilhafte Wirkung dieser Weiterentwicklung liegt darin, dass vor allem bei transientem Betrieb der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen auf spezifische Weise, also abgestimmt auf jede der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen, mit dem zumindest einen Stell-
glied der Elektrolytstrom angepasst wird. Insbesondere ist dies vorteilhaft, wenn,
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Flächen in den Elektrolysevorrichtungen die Reaktivität erhöht wird.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, anhand der Erfassungswerte der wenigstens einen StrömungszustandErfassungsvorrichtung das wenigstens eine Stellglied derart anzusteuern, dass jede der Elektrolysevorrichtungen innerhalb ihres jeweils vordefinierten Volumenstrom-Betriebsbereiches betrieben wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung hat zum Vorteil, dass entsprechend der spezifischen Strömungswiderstände der Elektrolysevorrichtungen der Elektrolytstrom durch die jeweiligen Elektrolysevorrichtungen dahingehend angepasst wird, dass eine prozesstechnisch, hinsichtlich des Elektrolyseprozesses optimale Durchströmung der Elektrolysevorrichtung gewährleistet ist, wobei gleichzeitig innerhalb des jeweils vordefinierten VolumenstromBetriebsbereiches ein Bauteilschutz, insbesondere ein Überlastungsschutz in BeZug auf Elektrolytdrücke, gewährleistet ist. Ein weiterer Effekt dieser Ausgestaltung ist die Möglichkeit der individuellen Reaktion auf eine betriebsbedingte Last einer Elektrolysevorrichtung und damit einhergehend die Möglichkeit der individuellen Regulierung des jeweiligen Elektrolytstroms innerhalb des jeweils vordefinier-
ten Volumenstrom-Betriebsbereiches für jede der Elektrolysevorrichtungen, um als
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durch einen optimalen Elektrolytvolumenstrom im Leerlauf, umgesetzt werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung kann die Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung wenigstens einen Drucksensor umfassen. Dadurch wird es möglich, dass der Elektrolyt-Volumenstrom zeitlich hochaufgelöst erfassbar ist, was zur Folge hat, dass der Elektrolytstrom durch die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen hinsichtlich einer transienten Betriebsweise der Elektrolysevorrichtungen und daraus resultierenden Pulsationen mittels des zumindest einen Stellglieds besonders reaktionsschnell adaptiert werden kann. Dies hat in Bezug auf die Betriebssicherheit der Anlage insbesondere auch den vorteilhaften Effekt, als dass zusätzlich der Druck des Elektrolyten durch die Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung überwachbar ist und dass auf sicherheitskritische Betriebspunkte bzw. Schwellwerte der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen unmittelbar durch das zumindest eine Stellglied reagiert werden kann. Darüber hinaus hat die Möglichkeit zur genaueren Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit des Elektrolyten über eine Druckmessung des zumindest einen Drucksensors den Vorteil, dass der konvektive Wärmetransport zur gezielten Temperaturregulierung der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen mittels dem Stellglied optimal einstellbar ist. Baulich ergibt sich durch die Verwendung des wenigstens einen Drucksensors der Vorteil, dass dieser wenigstens eine Drucksensor bei gleichzeitig hoher Messgenauigkeit
relativ kostengünstig ist, Insbesondere im Vergleich zu Volumenstromsensoren.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung wenigstens einen Temperatur-Sensor umfasst, was vor allem hinsichtlich der Erfassung der durch den Elektrolyten von den zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen aufgenommenen oder abgegebenen Wärmemengen vorteilhaft ist.
So ist mittels einer Regulierung des Elektrolytstroms mittels des zumindest einen
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Stellglieds eine optimale bzw. steuerungstechnisch vorbestimmte Prozesstemperatur für die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen möglich bzw. einstellbar. Dies hat neben einem hohen Wirkungsgrad von einer in Betrieb befindlichen Elektrolysevorrichtung den weiteren positiven Effekt, dass eine weitere Elektrolysevorrichtung durch das Einstellen der optimalen Prozesstemperatur aus einem Spülbetrieb anschließend schneller in einen Optimalbetrieb überführt werden kann. Weiters ist aus Sicht der Betriebssicherheit die Verwendung des wenigstens einen Temperatur-Sensors vorteilhaft, da Überbeanspruchungen der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen erkannt werden und entsprechende Schutzmechanismen mittels des zumindest einen Stellglieds ausgelöst werden, insbesondere dann wenn durch unzureichende Gasblasenablösung von den vom Elektrolyt benetzten Bauteilen eine thermische Überbeanspruchung durch den elektrochemischen Prozess der Elektrolyse droht und somit ein dauerhafter Schaden an der Anlage verhindert werden kann. Baulich ergibt sich durch die Verwendung des wenigstens einen Temperatur-Sensors der Vorteil, dass dieser wenigstens eine TemperaturSensor bei gleichzeitig hoher Messgenauigkeit als kostengünstiger Standardsensor verfügbar ist. Darüber hinaus kann er auch für chemisch relativ aggressive bzw. problematische Elektrolyte verwendet werden. Ein allfälliger Austausch des zumindest einen Temperatur-Sensors ist weiters kostenmäßig im Vor-
teil gegenüber anderen Sensoren zur Erfassung des Strömungszustandes.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass wenigstens eine der Elektrolysevorrichtungen zumindest zwei hinsichtlich des Elektrolytstroms fluidisch gekoppelte Elektrolysemodule umfasst. Entsprechend dieser Ausgestaltungsform ergibt sich der Vorteil von möglichen Anpassungen des Elektrolyseprozesses innerhalb einer Elektrolysevorrichtung durch eine änderbare elektrische Verschaltung der einzelnen Elektrolysemodule bei gleichzeitig gleichgehaltener und/oder unveränderter Führung des Elektrolyten durch die Elektrolysemodule. Somit kann das Leistungsspektrum einer Elektrolysevorrichtung verändert werden, was vor allem hinsichtlich einer wiederkehrenden Optimierung der Gesamtanlage bei sich ändernden Rahmenbedingungen des Einsatzes der Anlage weitreichende Vorteile
mit sich bringt.
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Des Weiteren wird durch diese Ausgestaltungsform der Anlage erreicht, dass eine elektrochemische Kompression und/oder die Gasreinigung von Wasserstoff durch eine Aneinanderreihung von Elektrolysemodulen innerhalb einer Elektrolysevorrichtung möglich ist. Dies ist durch eine entsprechende fluidische Führung der Medien innerhalb der Elektrolysemodule möglich, wobei vorteilhafterweise die Elektrolysemodule innerhalb einer Elektrolysevorrichtung fluidisch in Serie geschaltet sind und die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen weiterhin als unabhängig voneinander betreibbare Einheiten von der gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungs-
vorrichtung versorgbar sind.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass wenigstens eines der zumindest zwei Elektrolysemodule wenigstens eine Anionen-Austauschermembran umfasst, welche eine Zellkammer des wenigstens einen Elektrolysemoduls unterteilt. Eine Anionen-Austauschermembran als ladungsselektiver Filter zur Separation von Anionen aus dem Elektrolyten bringt hinsichtlich der Gesamtanlage den entscheidenden Vorteil von geringeren Leistungsdichten, im Vergleich zu beispielsweise PEMElektrolyseuren. Durch die geringere Leistungsdichte ist die Sicherheit der Gesamtanlage erhöht, da geringere Systemdrücke und Temperaturgradienten im Elektrolytstrom vorherrschen und gleichzeitig sind Materialien für Komponenten von Elektrolyse-Anlagen mit Anionen-Austauschermembrane vergleichsweise ressourcenschonender herstellbar als beispielsweise Materialien für Komponenten von Elektrolyse-Anlagen mit Protonen-Austauschermembrane. Jedoch werden für eine effektive Prozessgestaltung der Elektrolyse sehr dünne Anionen-Austauschermembrane verwendet, wodurch eine sensible Überwachung und Steuerung des Elektrolytstroms zweckmäßig ist. Diese Problematik wird in einfacher und effektiver Art und Weise mittels der zumindest einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung in Kombination mit dem zumindest einen Stellglied zum Beeinflussen des Elektrolytstroms gelöst, wodurch ein gegenseitig wechselwirkender positiver
Effekt für einen performanteren Gesamtwirkungsgrad der Anlage erzielt wird.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass die zumindest zwei
Elektrolysevorrichtungen unterschiedliche Elektrolysemodule hinsichtlich des Zel-
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lenquerschnitts und/oder hinsichtlich einer unterschiedlichen Anzahl an Zellkammern aufweisen. Ein positiver Effekt dieser Ausprägung ist die Realisierung von unterschiedlichen Druckstufen der Elektrolyseprodukte. Ein weiterer positiver Effekt ist, dass fluidisch seriell verbundene Elektrolysemodule entsprechend der prozesstechnischen Änderung der Eigenschaften des Elektrolyten durch Anpassung der Zellenanzahl und Zellengröße aufeinander abgestimmt werden, wobei die Effektivität einer Elektrolysevorrichtung gesteigert wird. Gleichzeitig können dadurch die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen leistungsmäßig und im Hinblick auf die Versorgungsanforderungen an den Elektrolytstrom aufeinander abgestimmt werden, was zum Vorteil hat, dass insgesamt eine verbesserte Steuerung der Anlage durch das zumindest eine Stellglied unter Zuhilfenahme der Erfassungswerte,
der wenigstens einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung möglich ist.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung einen Speichertank für den Elektrolyten und eine Elektrolyt-Aufbereitungsvorrichtung für den Elektrolyten umfasst, wobei der Speichertank die Bereitstellung des Elektrolyten für die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen gewährleistet. Durch diese Ausführungsform wird die Anlage hinsichtlich des Elektrolyten als geschlossenes System betreibbar, was hinsichtlich der Anlagensicherheit die Vorteile einer geschlossenen Kapselung mit sich bringt. Des Weiteren ist diese Ausführungsform vorteilhaft, da die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung mit dem einen Speichertank und entsprechenden Hilfsorganen zur Gewährleistung der Versorgung, insbesondere Pumpen, redundant ausführbar ist. Gleichzeitig tritt der Effekt ein, dass der Regelbedarf des zumindest einen Stellglieds über eine entsprechende Dimensionierung des Speichertankts abgedeckt wird. Des Weiteren ist gewährleistet, dass mittels der Elektrolyt-Aufbereitungsvorrichtung der Elektrolyt im Speichertankt bei gleichzeitiger Durchmischung im Speichertank entsprechend den prozesstechnischen Vorgaben aufbereitet wird und somit wiederum der Strömungszustand des Elektrolytstroms entsprechend den Anforderungen der Elektrolysevorrichtungen für die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen mittels dem Stellglied in optimaler Weise gesteuert werden kann. Als erweiternder Synergieeffekt dieser Ausgestaltungsform wird die Zustandsüberwachung des Elektrolyten über mehrere Minuten
oder über mehrere Stunden mittels der Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung
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verwendet um eine notwendige Aufbereitung des Elektrolyten mittels der ElektroIyt-Aufbereitungsvorrichtung abzuschätzen und mittels der Steuervorrichtung diese
notwendige Aufbereitung zentralisiert für die Anlage auszulösen.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung eine Wärmeübertragungsvorrichtung umfasst, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, um dem Elektrolyten Wärme zuzuführen oder zu entziehen. Die ausführungsgemäße Wärmeübertragungsvorrichtung bringt den Vorteil der zentralisiert optimierten Aufbereitung des Elektrolyten. Durch die Wärmeübertragungsvorrichtung wird somit einerseits der Bauteilschutz aller mit Elektrolyt benetzten Bauteile innerhalb der Anlage ermöglicht, und andererseits wirkt sich ein Wärmemanagement dahingegen positiv auf die Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung aus, als dass eine Referenz des Zustandes des zentral im Speichertank gesammelten Elektrolyten entsprechend der Erfassungswerte der Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung als Basis fungiert. Somit ist eine umso genauere Abstimmung der Elektrolysevorrichtungen mittels des zumindest einen Stellglieds auf die Betriebsbereiche der jeweils zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen ermöglicht. Gleichzeitig kann die Wärmeübertragungsvorrichtung zusätzlich im Zusammenwirken mit der Elektrolyt-Aufbereitungsvorrichtung zur Aufberei-
tung und Konditionierung des Elektrolyten eingesetzt werden.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens einer der Elektrolysevorrichtungen einen Betriebsbereich oder einen Betriebspunkt vorzugeben und an die wenigstens eine Elektrolysevorrichtung zur Umsetzung zu übermitteln. Dadurch ergibt sich der vorteilhafte Effekt, dass die Elektrolyt-Versorgungseinrichtung unabhängig von der Anzahl und Leistung der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen betrieben werden kann und die zumindest eine Elektrolysevorrichtung entsprechend in einer unabhängigen Be-
triebsweise in der Anlage betrieben werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass der wenigstens eine Elektrolytablauf über wenigstens eine Rücklaufleitung mit der Elektrolytversorgungsvorrich-
tung strömungsverbunden ist, sodass eine Zirkulation von Elektrolyt zwischen der
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Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung und der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung aufbaubar ist. Entsprechend dieser Ausführungsform ist gewährleistet, dass Bauteile innerhalb einer der zumindest zwei Elektrolysevorrichtung, welche mit dem Elektrolyt benetzt sind, insbesondere dann vor übermäßiger Beanspruchung geschützt sind, wenn eine Fehlfunktion einer weiteren der zumindest zwei ElektroIysevorrichtungen auftritt und es im Elektrolytstrom zu einer, durch die Fehlfunktion bedingten Rückkopplung von beispielsweise überhöhten Drücken kommen sollte. Des Weiteren wird die zuzuführende oder abzuführende Wärmemenge zu bzw. von der zumindest einen Elektrolysevorrichtung positiv beeinflusst, da der Elektrolyt durch die gewährleistete Zirkulation zwischen der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung und der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung keine Durchmischung erfährt. In Bezug auf die Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung ist so-
mit eine optimale Steuerung des zumindest einen Stellglieds möglich.
Darüber hinaus ist es zweckmäßig, wenn der Elektrolytablauf der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung mittels der wenigstens einen Rücklaufleitung mit dem einen Speichertank für den Elektrolyten strömungsverbunden ist. Durch die fluidische Verbindung der wenigstens einen Rücklaufleitung mit dem einen Speichertank wird die definierte Rückführung des Elektrolyten sichergestellt, wodurch eine unkontrollierte und/oder ungewollte strömungstechnische Beeinflussung des Elektrolyten ausgeschlossen ist und die zumindest zwei Elektrolysevorrichtung entsprechend der Anforderungen an die Betriebsbereiche der zumindest zwei Elektrolyse-
vorrichtungen optimal mittels dem zumindest einen Stellglied gesteuert werden.
Des Weiteren kann von Vorteil sein, dass mittels dem wenigstens einen Stellglied der wenigstens eine Elektrolytablauf mit der wenigstens einen Rücklaufleitung koppelbar ist. Diese Maßnahme hat im Hinblick auf die Elektrolysevorrichtung den entscheidenden Vorteil, dass über das wenigstens eine Stellglied der Elektrolytstrom hinsichtlich des Strömungszustandes optimiert eingestellt werden kann, sodass der Prozess der Elektrolyse entsprechend den Anforderungen des Betriebs-
bereiches der Elektrolysevorrichtung durchgeführt wird. Beispielsweise ist ein ge-
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forderter Druck in dem wenigstens einen Elektrolytablauf einstellbar wobei gleichzeitig ein geforderter Elektrolytstrom durch die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung
eingehalten wird.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Elektrolytstrom durch die wenigstens eine Elektrolysevorrichtung mittels dem wenigstens einen Stellglied aus einer Zirkulationsleitung für den Elektrolyten abzweigbar bzw. auskoppelbar ist. Dies hat den vorteilhaften Effekt zur Folge, dass die Versorgung mit Elektrolyt durch die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung unabhängig von der Anzahl und von baulichen Unterschieden der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen bereitgestellt werden kann. Somit ist die Möglichkeit geschaffen, dass die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung in redundanter Weise auch überdimensioniert ausgeführt werden kann, was keine negative Beeinflussung der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen zur Folge hat. Auch sind etwaige Versorgungsorgane zur Elektrolyt-Versorgung, wie beispielsweise Pumpen, in einem optimalen Betriebsbereich betreibbar, da durch die eine Zirkulationsleitung mittels des zumindest einen Stellglieds die Zirkulation von Elektrolyt in der einen Zirkulationsleitung von der Versorgungssituation der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen entkoppelbar ist. Ein entscheidender weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ergibt sich durch eine nun mögliche Erweiterbarkeit der Anlage mit weiteren Elektrolysevorrichtungen, wobei die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung bis zu einem maximal möglichen Elektrolytstrom im Wesentli-
chen unabhängig von einer allmählichen Erweiterung betrieben werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stellglied einen Elektrolytzulauf der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung mit der Zirkulationsleitung verbindet. Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil, dass ein Stellglied in direkter Weise auf die Versorgungssituation der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung reagiert. Dadurch lassen sich optimale Reaktionen auf Laständerungen von der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung abbilden, was insgesamt zu einem höheren Gesamtwirkungsgrad der Anlage beiträgt, da die bereitgestellte elektrische Versorgungsleistung in optimaler Weise ausgenützt wird. Gleichzeitig sind Strömungs-Beschleunigungen und/oder Strö-
mungs-Verzögerungen, die durch etwaige Änderungen der Versorgungssituation
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der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung induziert sind, in gradieller Weise einstellbar, was den Schutz der baulichen und mit dem Elektrolyt in Verbindung stehen-
den Komponenten der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung erhöht.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausgestaltung, bei der das wenigstens eine Stellglied in einen Sperrzustand überführbar ist, in welchem ein Elektrolytstrom zu der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung zur Gänze unterbindbar ist. Hinsichtlich der Betriebssicherheit ergibt sich daraus der Vorteil, dass die wenigstens eine, dem Stellglied in Strömungsrichtung nachgeschaltete Elektrolysevorrichtung von dem wenigstens einen Stellglied im Sperrzustand prozesstechnisch schützbar ist, oder dass im Umkehrschluss die Anlage bei eine Fehlfunktion der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung prozesstechnisch geschützt wird. Des Weiteren ist durch den automatisiert steuerbaren oder teilautomatisiert eingeleiteten Sperrzustand eine einfache Austauschbarkeit und/oder Erweiterbarkeit von Teilen der Anlage auch während einem fortgesetzten Betrieb der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung
ermöglicht.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Stellglied durch ein mit der Steuervorrichtung leitungsverbundenes, steuerbares Drosselventil, ein elektromagnetisch betätigbares Wegeventil, insbesondere ein proportionalgesteuertes Wegeventil, oder ein Umschaltventil gebildet sein kann. Besonders vorteilhaft kann eine Ausgestaltungsform des wenigstens einen Stellglieds als ein proportionalgesteuertes Wegeventil sein, da entsprechend genaue Änderungen des Elektrolytroms umsetzbar sind, wodurch die bereits genannten Effekte des wenigsten einen Stellglieds begünstigt werden und entsprechend der oben genann-
ten Ausführungsformen in besonders günstiger Weise ausführbar werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, um von einem Versorgungssystem einen Soll-Betriebsbereich für die Anlage zur Durchführung der Elektrolyse zu empfangen. Besonders vorteilhaft kann sein, wenn das Versorgungssystem eine Großanlage ist, mittels derer mehrere Anlagen zur Durchführung einer Elektrolyse betrieben und versorgt werden. Dadurch ergibt sich der vorteilhafte Effekt, dass unter
Zuhilfenahme der Erfassungswerte der Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung
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das zumindest eine Stellglied die Anlage zur Durchführung der Elektrolyse trotz einer Vorgabe des Soll-Betriebsbereichs in unabhängiger Weise betrieben und/oder geschützt wird. Insbesondere kann vorteilhaft sein, dass die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, um Erfassungswerte der wenigstens einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung an ein Versorgungssystem zu übermitteln. Durch diese Übermittlung der Erfassungswerte ist ein Schonen der Komponenten der Anlage zur Durchführung der Elektrolyse in erweiterter Weise umsetzbar. Beispielsweise ist eine Rückmeldung durch Erfassungswerte auf Soll-Betriebsbereichsvorgaben umsetzbar, wodurch eine Steuerungsschleife mit dem Versorgungssystem realisiert ist und der Betrieb der Anlage zur Durchführung der Elektrolyse mittels dem zumindest einen Stellglied hinsichtlich einer idealen Ausnüt-
zung der Kapazitäten der Anlage durchgeführt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden
Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff in einer ers-
ten Ausgestaltung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff in einer
zweiten Ausgestaltung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff in einer drit-
ten Ausgestaltung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff in einer vier-
ten Ausgestaltung.
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Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lage-
angaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In der Fig. 1 ist schematisch eine erste mögliche Ausgestaltungsform einer Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff gezeigt. Diese Anlage ist dazu eingerichtet, um mittels einer elektrischen Last durch den elektrochemischen Prozess der Elektrolyse unter Zuhilfenahme eines Elektrolyten Sauerstoff und Wasserstoff zu erzeugen, wobei der vorrangige Zweck der Anlage die Erzeugung von Wasserstoff zur weiteren Verwendung, Speicherung oder Einspeisung in einer entsprechenden Infrastruktur ist. Die dargestellte Anlage kann in eigenständiger Weise betrieben werden oder gleichermaßen innerhalb einer Großanlage als teilautonome Anlage betrieben werden. Die Anlage dient in jedem Fall dem Zweck der Erzeugung von Wasserstoff, wobei der durch den Elektrolyseprozess gleichermaßen anfallende Sauerstoff für keine spezifische weitere Verwendung vorgesehen sein muss. Insbesondere kann die Anlage zur Umwandlung von elektrischer Leistung aus erneuerbaren Energien in sogenann-
ten „grünen“ Wasserstoff Verwendung finden.
Die dargestellte Ausgestaltung der Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff umfasst zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen 1, insbesondere eine erste Elektrolysevorrichtung 1a und eine zweite Elektrolysevorrichtung 1b, welche vorzugsweise baugleich sind, wobei diese nicht zwingend baugleich sein müssen. Jedoch ergäbe sich durch die Verwendung von mehreren baugleichen Elektrolysevorrichtungen 1 ein wirtschaftlicher Vorteil, da Einzelkomponenten kostengünstig in Serie fertigbar sind. Die
Elektrolysevorrichtungen 1 sind von einer gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungs-
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vorrichtung 2 mit einem Elektrolyten versorgbar, wobei die Elektrolysevorrichtungen 1 jeweils einen Elektrolytzulauf 3 und einen Elektrolytablauf 4 aufweisen. Der jeweilige Elektrolytzulauf 3 und der jeweilige Elektrolytablauf 4 sind mit der gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung 2 gekoppelt, sodass ein Elektrolytstrom durch die jeweilige Elektrolysevorrichtung 1 aufbaubar ist. Somit wird von der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung 2 der Elektrolytstrom durch die Elektrolysevorrichtungen 1 bereitgestellt, wobei der elektrochemische Prozess der Elektrolyse
jeweils von der Elektrolysevorrichtung 1 durchgeführt wird.
Weiters umfasst die dargestellte Ausgestaltung der Anlage wenigstens eine elektronische Steuervorrichtung 5, welche die Anlage steuert. Diese elektronische Steuervorrichtung 5 kann eine Kommunikationsverbindung 21 und eine elektrische Versorgungsleitung 22 aufweisen. Somit kann die elektronische Steuervorrichtung 5, entsprechend einer Vorgabe eines Betriebsbereiches für die Anlage und entsprechend der Vorgabe einer elektrischen Last für die Anlage, die Anlage steuern. Wie oben erwähnt, kann das vorteilhaft sein, wenn die dargestellten Ausführungsformen der Anlage als Teilanlage innerhalb einer Großanlage eingebunden sind, wobei von der Großanlage entsprechende Vorgaben mittels der Kommunikations-
verbindung 21 und der elektrischen Versorgungsleitung 22 bereitgestellt werden.
Weiters umfasst die Anlage eine Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung 6 zur Erfassung der Strömungszustände des Elektrolytstroms durch wenigstens eine
der Elektrolysevorrichtungen 1. Auch ist die Steuervorrichtung 5 der Anlage dazu eingerichtet, um anhand von Erfassungswerten der wenigstens einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung 6 wenigstens ein Stellglied 7 zum Beeinflussen
des Elektrolytstroms durch wenigstens eine der Elektrolysevorrichtungen 1 anzusteuern. Zu diesem Zweck bestehen entsprechende Steuerungsverbindungen 23
zwischen der Steuervorrichtung 5 und den jeweiligen Komponenten der Anlage.
Ein Elektrolytstrom kann somit in vorteilhafter Art und Weise entsprechend den Betriebsbereichen oder Betriebspunkten der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen 1 aufgebaut, mittels der zumindest einen Strömungszustand-Erfassungsvor-
richtung 6 überwacht und/oder mittels dem zumindest einen Stellglied 7 manipu-
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liert bzw. prozesstechnisch beeinflusst werden. Der somit in den Elektrolysevorrichtungen 1 bereitgestellte Elektrolyt wird verwendet um, unter Zuhilfenahme jeweils einer an den Elektrolysevorrichtungen 1, mittels der Steuerungsverbindungen 23 bereitgestellten elektrischen Last, eine Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff durchzuführen. Dadurch ist, entsprechend der oben beschriebenen vorteilhaften Effekte, die Möglichkeit geschaffen, die Anlage in optimaler Weise zu betreiben, wobei somit auch die Möglichkeit geschaffen werden kann, dass die Anlage, entsprechend der Vorgaben der Kommunikationsverbindung 21 und der elektrischen Versorgungsleitung 22, die Elektrolyse durch einen inhärent unabhängigen Betrieb, aber in Verbindung mit einer Großanlage durch-
führen kann.
Entsprechend der in Fig. 1 dargestellte Ausgestaltung der Anlage kann eine Produktgas-Sammelleitung 15 verwendet werden, um den erzeugten Wasserstoff von den Elektrolysevorrichtungen 1 zur etwaigen weiteren Verwendung abzuführen. Auch kann durch die Produktgas-Sammelleitung 15 die Möglichkeit geschaffen
sein, dass die Elektrolysevorrichtungen 1 mit Fluid gespült werden können.
Die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung 2 kann einen Speichertank 10 für den Elektrolyten und eine Elektrolyt-Aufbereitungsvorrichtung 11 für den Elektrolyten umfassen. Somit kann mittels dem Speichertank 10 die Bereitstellung des Elektrolyten für die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen 1 gewährleistet werden. Auch kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Elektrolytablauf 4 über wenigstens eine Rücklaufleitung 13 mit der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung 2 strömungsverbunden ist, sodass eine Zirkulation von Elektrolyt zwischen der ElektroIyt-Versorgungsvorrichtung 2 und der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung 1 aufbaubar ist. In einer möglichen Ausgestaltung der Anlage kann der Elektrolyt somit über wenigstens eine Rücklaufleitung 13 von den Elektrolysevorrichtungen 1 in den Speichertank 10 zurückgeführt werden, da der Elektrolytablauf 4 der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung 1 mittels der wenigstens einen Rücklaufleitung 13 mit dem einen Speichertank 10 für den Elektrolyten strömungsverbunden sein kann. Es ergibt sich somit die Möglichkeit, dass der Elektrolyt in den Speichertank
10 von den Elektrolysevorrichtungen 1 zurückgeführt wird und dass der, durch die
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Elektrolyse entstandene Sauerstoff aus dem Speichertank 10 mittels einer Sauerstoffleitung 16 abgeführt werden kann. Da durch die Elektrolyse der Elektrolyt in dessen chemischen Eigenschaften verändert wird, kann die Elektrolyt-Aufbereitungsvorrichtung 11 verwendet werden, um den Elektrolyten wieder aufzubereiten,
wobei eine entsprechende Zusatzmittel-Zulaufleitung 17 verwendet werden kann.
Weiters kann die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung 2 eine Wärmeübertragungsvorrichtung 12 umfassen, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung 12 dazu eingerichtet ist, um dem Elektrolyten Wärme zuzuführen oder zu entziehen. Diese Wärmeübertragungsvorrichtung 12 kann entsprechend den oben beschriebenen Vorteilen Verwendung finden. Als weitere vorteilhafte Zusatzfunktion kann mittels der Wärmeübertragungsvorrichtung 12 in unterstützender Weise die Aufbereitung des Elektrolyten mittels der Elektrolyt-Aufbereitungsvorrichtung 11 performanter gestaltet werden. Beispielsweise kann durch die Verwendung der Wärmeübertragungsvorrichtung 12 der Elektrolyt durch Erwärmung zu einer Stofftrennung durch Verdampfung angeregt werden, wodurch die chemischen Eigenschaften des Elektrolyten veränderbar sind. Weitere vorteilhafte Effekte durch diese Ausgestaltungsform sind der Bauteilschutz der, mit Elektrolyt benetzten Bauteile sowie die Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit der Elektrolysevorrichtungen 1 und ein
dadurch effizienterer Betrieb dergleichen.
Um die Funktionalität der Wärmeübertragungsvorrichtung 12 und des Speichertanks 10 zu erweitern, kann die Anlage um eine Wärmetauschermedium-Zuführleitung 18 und eine Wärmetauschermedium-Abführleitung 19 sowie um eine Speichertank-Entleerleitung 20 ergänzt werden. Somit kann die Wärmeübertragungsvorrichtung 12 mit Hilfe eines Wärmetauschermediums in effektiver Weise betrieben werden. Auch kann der Speichertank 10 vollständig entleert werden, um beispielsweise den Elektrolyten vollständig auszutauschen oder extern aufzubereiten. Weiters ist eine mögliche Ausgestaltungsform denkbar, bei der zumindest zwei Speichertanks Verwendung finden, wenn ein mehrflutiger Betrieb mit beispielsweise zwei Elektrolyten mit unterschiedlichen oder gleichen chemischen Ei-
genschaften Verwendung findet. Bezüglich dieser möglichen Ausgestaltungsform
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sei festgehalten, dass weitere notwendige bauliche Maßnahmen, wie beispielsweise jeweils zumindest zwei Elektrolytzu- und -abläufe vorzusehen sind. Bezüglich dem Speichertank 10 ist weiters eine mögliche Ausführungsform denkbar, bei der die Zusatzmittel-Zulaufleitung 17 als Mehrfachverwendung sowohl den Zulauf des Zusatzmittels, als auch eine etwaige Entleerung des Speichertankts 10 er-
möglichen kann.
Diese Ausgestaltungsform der Anlage, wie in Fig. 1 dargestellt, ermöglicht einen effektiven Betrieb der Anlage, insbesondere da die Steuervorrichtung 5 dazu eingerichtet ist, anhand der Erfassungswerte der wenigstens einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung 6 das wenigstens eine Stellglied 7 derart anzusteuern, dass jede der Elektrolysevorrichtungen 1 innerhalb ihres jeweils vordefinierten bzw. Jeweils optimalen Volumenstrom-Betriebsbereiches betrieben werden kann. Dabei kann die Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung 6 wenigstens eine Drucksensor und/oder einen Temperatursensor umfassen. Die Verwendung dieser Sensoren kann, wie bereits oben beschrieben, auf Grund mehrerer Effekte vorteil-
haft für die Anlage sein.
In Fig. 2 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Anlage gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in der vorangegangenen Fig. 1 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung der vorangegangenen Fig.1 und die vorangegangene Beschreibungseinleitung hingewiesen bzw. Bezug genommen. Wie in Fig. 2 dargestellt, kann eine mögliche Ausgestaltung der Anlage sein, dass, der Elektrolytstrom durch die wenigstens eine Elektrolysevorrichtung 1c mittels dem wenigstens einen Stellglied 7a aus einer Zirkulationsleitung 14 für den Elektrolyten abzweigbar/auskoppelbar ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Stellglied 7a einen Elektrolytzulauf 3 der wenigstens eine Elektrolysevorrichtung 1c mit der Zirkulationsleitung 14 verbindet. Entsprechend der oben beschriebenen Effekte ergeben sich durch diese Ausgestaltung der Anlage mehrere Vorteile hinsichtlich deren Betrieb. Weiters kann die Anlage eine Pumpvorrichtung 24 für die Versorgung der Elektrolyse-
vorrichtungen 1 mit Elektrolyt in redundanter Art und Weise beinhalten. Für die
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Pumpvorrichtung 24 sei festgehalten, dass diese in Bezug auf die Strömungsrichtung zur Versorgung der Elektrolysevorrichtungen mit Elektrolyt saugseitig oder druckseitig eingebaut werden kann. Wie bereits oben beschrieben, ermöglicht die Zirkulationsleitung 14, dass die Versorgung mit Elektrolyt durch die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung 2 unabhängig von der Anzahl und von baulichen Unterschieden der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen 1 bereitgestellt werden kann. So kann die Pumpvorrichtung 24 beispielsweise auch überdimensioniert ausgeführt sein, um eine Erweiterung der Anlage mit mehreren Elektrolysevorrichtungen 1, bei gleichzeitiger Einhaltung aller Anforderungen der Elektrolysevorrichtungen 1 an den Elektrolytstrom, insbesondere in strömungstechnischer Hinsicht, zu gewährleisten. In gleicher Weise kann die Pumpvorrichtung 24 in einer möglichen Ausgestaltungsform um eine Pumpe zur ständigen Umwälzung und/oder Zirkulation des Elektrolyten erweitert werden. Eine derartige Ausgestaltung hat den vorteilhaften Effekt, dass der Elektrolytstrom in ständiger Bewegung gehalten wird, und somit Gasblasenansammlungen an, vom Elektrolyt benetzten Flächen in
günstiger Weise vermindert oder unterbunden werden.
Weiters ist denkbar, dass bei einer möglichen vorteilhaften Ausgestaltungsform das zumindest eine Stellglied 7b im Rücklauf der Zirkulationsleitung vorgesehen ist. Somit kann beispielsweise, bei Kenntnis der inneren Widerstände der ElektroIysevorrichtungen 1, ein idealer Betriebspunkt der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen 1 hinsichtlich des Wirkungsgrades dergleichen eingestellt werden. Vor allem kann dies im Zusammenwirken mit einer entsprechenden Ansteuerung der Pumpvorrichtung 24 weitreichende Vorteile mit sich bringen, da dadurch eine überaus genaue Dosierung des Elektrolytstroms ermöglicht wird. Es sei auch festgehalten, dass die in Fig. 2 gezeigte Anordnung des zumindest einen Stellglieds 7b ein Beispiel einer Ausführungsform ist, so auch die Möglichkeit der Anordnung dieses Stellglieds im Zulauf der Zirkulationsleitung vorteilhaft sein kann. An dieser Stelle sei weiters angemerkt, dass die Pumpvorrichtung 24 in Bezug auf die Versorgungsrichtung mit Elektrolyten saugend oder pumpen ausgeführt sein kann und bezogen auf die Versorgungsrichtung mit Elektrolyten keine präferierte Anordnung
vorgesehen ist. Dies ist vor allem auch in Bezug auf Fig. 1 zu beachten.
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Hinsichtlich einer baulich unterschiedlichen Ausgestaltung der Elektrolysevorrichtungen 1 kann vorgesehen sein, dass die unterschiedliche bauliche Ausgestaltung der Elektrolysevorrichtungen 1 einen unterschiedlichen Betriebsbereich hinsichtlich der elektrischen Leistung der Elektrolysevorrichtungen 1 zur Folge hat. So kann, wie in Fig. 2 dargestellt, weiters eine Ausführungsform der Anlage von Vorteil sein, bei der wenigstens eine der Elektrolysevorrichtungen 1, beispielsweise wie dargestellt die Elektrolysevorrichtung 1d, zumindest zwei, hinsichtlich des Elektrolytstroms fluidisch in Serie geschaltete Elektrolysemodule 8 umfasst. Dadurch ergeben sich vorteilhafte Effekte, wie bereits weiter oben beschrieben. Auch kann vorteilhaft sein, dass die unterschiedlichen Elektrolysemodule 8 hinsichtlich des Zellenquerschnitts und/oder hinsichtlich einer unterschiedlichen Anzahl an Zellkammer ausgeführt sind, wobei wenigstens eines der zumindest zwei Elektrolysemodule 8 wenigstens eine Anionen-Austauschermembran 9 umfasst, welche die Zellkammer unterteilt. Somit kann mit der gezeigten Ausgestaltung der Anlage ein erhöhter Grad an Flexibilität hinsichtlich einer Abdeckung eines breiten Betriebsbereiches der Anlage geschaffen werden. Auch können dadurch weitere vorteilhafte Eigenschaften der Anlage geschaffen werden, wie beispielsweise eine Aufbereitung des Wasserstoffgas hinsichtlich dessen Druckniveau und Reinheit innerhalb einer Elektrolysevorrichtung 1. Exemplarisch kann die Möglichkeit der Aufbereitung durch die beschriebene serielle Aneinanderreihung der Elektrolysemodule 8 geschaffen werden, wobei denkbar ist, dass ein Elektrolysemodul 8 auch eine Vielzahl an Anionen-Austauschermembranen 9 beinhalten kann, welche Anionen-Austauschermembrane 9 somit in mehreren aneinandergereihten Zellkammern einen elektrolytischen Prozess durchführen können. So kann die vorteilhafte Ausgestaltung geschaffen werden, dass innerhalb eines Elektrolysemoduls 8 die Führung des Elektrolyten und die Führung der Elektrolyseprodukte so ausgestaltet ist, dass Wasserstoffgas in erhöhter Reinheit und mit erhöhtem Druck, verglichen
mit einer Elektrolyse mit nur einer Zellkammer, erzeugt werden kann.
In Fig. 3 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Anlage gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen
bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1 und Fig. 2 ver-
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wendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung der vorangegangenen Fig.1, Fig. 2 und die vorangegangene Beschreibungseinleitung hingewiesen bzw. Bezug genommen. Wie in Fig. 3 dargestellt, kann eine mögliche Ausgestaltung der Anlage sein, dass mittels dem wenigstens einen Stellglied 7 der wenigstens eine Elektrolytablauf 4 mit der wenigstens einen Rücklaufleitung 13 koppelbar ist. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung kann, wie bereits beschrieben, der Elektrolytstrom in effektiver Weise gesteuert werden. Wie schon in der Beschreibungseinleitung und in der Fig.2 erwähnt, kann eine vorteilhafte Ausgestaltung der Anlage, insbesondere der Elektrolysevorrichtung 1f sein, dass diese Elektrolysevorrichtung 1f zumindest zwei unterschiedliche Elektrolysemodule 8, insbesondere das Elektrolysemodul 8c und das ElektroIysemodul 8d umfassen, wobei diese fluidisch in Serie geschalten sind. Entsprechend der schematischen Darstellung können sich das Elektrolysemodul 8c und das Elektrolysemodul 8d hinsichtlich des Zellenquerschnitts und/oder hinsichtlich einer unterschiedlichen Anzahl an Zellkammern unterscheiden. Wie bereits oben ausführlich beschrieben, kann diese mögliche Ausgestaltung der Anlage mehrere vorteilhafte Effekte haben. Einerseits sind durch die baulichen Unterschiede der Elektrolysemodule 8 unterschiedliche Anforderungen an den Prozess der ElektroIyse abbildbar. Beispielsweise können durch geeignete Aneinanderreihung von Zellkammern mit einem ersten Zellenquerschnitt unterschiedliche Druckstufen und Reinheitsgrade des Wasserstoffgases realisiert werden. Andererseits kann in BeZug auf die serielle Aneinanderreihung von den zumindest zwei Elektrolysemodulen 8, durch eine geeignete Anpassung von Zellenanzahl und Zellenquerschnitt das, in FlieRrichtung des Elektrolyten seriell zweite Elektrolysemodul 8d in performanter Art und Weise betrieben werden, wenn auch der Elektrolyt bereits prozessbedingte Gase aus dem ersten Elektrolysemodul 8c beinhalten kann. Weiters kann durch eine geeignete Anpassung von Zellenanzahlen und Zellenquerschnitten der zumindest zwei Elektrolysemodule 8 der Betriebsbereich und/oder der effektivste Betriebspunkt der Elektrolysevorrichtung 1f in optimaler Art und Weise auf die Anforderungen an die Anlage abgestimmt werden, beispielsweise, wenn
die Anlage in eine Großanlage als Teilanlage mit bestimmten Anforderungen ein-
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gebunden werden soll. An dieser Stelle sei zusätzlich der Hinweis auf die oben beschriebenen vorteilhaften Effekte der erfindungsgemäßen Anlage, hinsichtlich einer optimalen Abstimmung auf Basis einer Vorgaben einer veränderbaren elektrischen Last seitens eines angeschlossenen elektrischen Netztes und dem daraus
resultierendem Regelvermögen der Anlage, vermerkt.
In Fig. 4 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Anlage gezeigt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung der vorangegangenen Fig.1, Fig. 2, Fig. 3 und die vorangegangene Beschreibungseinleitung hingewiesen bzw. Bezug genommen. Wie in Fig. 4 dargestellt, kann eine mögliche Ausgestaltung der Anlage sein, dass wenigstens ein Stellglied 7 in einen Sperrzustand überführbar ist, in welchem ein Elektrolytstrom zu der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung 1, welcher das wenigstens eine Stellglied 7 zugeordnet ist, zur Gänze unterbindbar ist. Beispielhaft veranschaulicht eine solche mögliche Ausgestaltungsform das Stellglied 7f in Fig. 4. An diesem Stellglied 7f kann wie gezeigt auch keine Elektrolysevorrichtung 1 mittels einem Elektrolytzulauf 3 an die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung 2 gekoppelt sein, wobei durch den Sperrzustand des Stellglieds 7f weiterhin die erfindungsgemäße Anlage ohne Einschränkungen in optimaler Art und Weise betreibbar bleiben kann. Das kann neben den bereits beschriebenen vorteilhaften Effekten die Möglichkeit von Wartungsarbeiten eröffnen oder die Austauschbarkeit von Elektrolysevorrichtungen 1 bei weitergeführtem Betrieb gewährleisten, wobei entsprechend der erfindungsgemäß en Ausführung der Anlage der Betriebsbereich
der Anlage weiterhin in einem performanten Betrieb gehalten werden kann.
Weiters zeigt die mögliche Ausbauform der Anlage in Fig.4 die Möglichkeit zur Erweiterung der erfindungsgemäßen Anlage auf. So kann beispielsweise die Anlage eine Mehrzahl an Elektrolysevorrichtungen 1g, 1f und 1h umfassen, wobei diese Elektrolysevorrichtungen 1 wiederum jeweils mehrere und auch baulich unter-
schiedliche Elektrolysemodule 8e bis 8| umfassen können. Durch diese mögliche
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Konstellation kann eine graduelle und genaue Abstimmung der Anlage an betriebliche Anforderungen erfolgen, wobei gleichzeitig eine Erweiterung mit zusätzlichen Elektrolysevorrichtungen 1 bis hin zur Auslastungsgrenze der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung 2 nicht ausgeschlossen ist. Neben den bereits oben beschriebenen Vorteilen, kann diese schematisch dargestellte Ausführungsform besonders günstig sein, wenn die offenbarte Anlage im Verbund einer Großanlage mittels einem übergeordneten System, das Steuerungs- und Lastverteilungsaufgaben übernehmen kann, in teilautonomer Art und Weise betrieben wird. Diese mögliche Ausführungsform ist durch das in Fig. 4 gezeigte beispielhafte Versorgungssystem 25 angedeutet. Das Versorgungssystem 25 kann wie beschrieben von einer Großan-
lage bereitgestellt sein.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen
Fachmannes liegt.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zu-
grundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Entsprechend der Bezugszeichenliste werden Begriffe aus der Bezugszeichenliste mit und/oder ohne bestimmten Index in der Beschreibung der Offenbarung ver-
wendet. Sofern eine genaue Differenzierung der Begriffe hinsichtlich deren spezifischer Ausgestaltungsform nicht notwendig ist, werden keine Indizes verwendet. Im Umkehrschluss wird beispielsweise eine Elektrolysevorrichtung 1g von einer Elektrolysevorrichtung 1f entsprechend der jeweiligen Beschreibung differenziert, wobei
beides weiterhin Elektrolysevorrichtungen 1 sind.
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Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert
und/oder verkleinert dargestellt wurden.
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12
13 14 15 16 17 18
19
20
21 22
29
Bezugszeichenliste
Elektrolysevorrichtung Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung
Elektrolytzulauf Elektrolytablauf Steuervorrichtung Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung
Stellglied
Elektrolysemodul Anionen-Austauschermembran
Speichertank Elektrolyt-Aufbereitungsvorrichtung Wärmeübertragungsvorrichtung
Rücklaufleitung Zirkulationsleitung Produktgas-Sammelleitung Sauerstoffleitung Zusatzmittel-Zulaufleitung Wärmetauschermedium-Zuführleitung Wärmetauschermedium-Abführleitung Speichertank-Entleerleitung Kommunikationsverbindung Elektrische-Versorgungslei-
tung
23 24 25
Steuerungsverbindungen Pumpvorrichtung
Versorgungssystem
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Claims (22)

Patentansprüche
1. Anlage zur Durchführung einer Elektrolyse zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff, umfassend
- zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen (1),
- welche Elektrolysevorrichtungen (1) von einer gemeinsamen ElektrolytVersorgungsvorrichtung (2) mit einem Elektrolyten versorgbar sind,
- welche Elektrolysevorrichtungen (1) wenigstens jeweils einen Elektrolytzulauf (3) und einen Elektrolytablauf (4) aufweisen, welche Elektrolytzuläufe (3) und Elektrolytabläufe (4) mit der gemeinsamen Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung (2) zum Aufbau eines Elektrolytstroms durch jede der Elektrolysevorrichtungen (1) fluidisch gekoppelt sind, und
- wenigstens eine elektronische Steuervorrichtung (5),
dadurch gekennzeichnet, dass
- wenigstens eine Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) zur Erfassung der Strömungszustände des Elektrolytstroms durch wenigstens eine der Elektrolysevorrichtungen (1) ausgebildet ist, und
- dass die Steuervorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, anhand von Erfassungswerten der wenigstens einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) wenigstens ein Stellglied (7) zum Beeinflussen des Elektrolytstroms durch wenigs-
tens eine der zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen (1) anzusteuern.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen (1) baulich unterschiedlich ausgestaltet sind, wobei die unterschiedliche bauliche Ausgestaltung der Elektrolysevorrichtungen (1) einen unterschiedlichen Betriebsbereich hinsichtlich der elektrischen Leistung der
Elektrolysevorrichtungen (1) zur Folge hat.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen (1) hinsichtlich ihrer zu- und ab-
fließenden Elektrolytströme fluidisch parallelgeschaltet sind.
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4. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Elektrolysevorrichtungen (1) eine Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) zur Erfassung des Elektrolytstroms durch die einzelnen
Elektrolysevorrichtungen (1) zugeordnet ist.
5. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, anhand der Erfassungswerte der wenigstens einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) das wenigstens eine Stellglied (7) derart anzusteuern, dass jede der Elektrolysevorrichtungen (1) innerhalb ihres jeweils vordefinierten Volumenstrom-Betriebsbereiches
betrieben wird.
6. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) wenigstens einen
Drucksensor umfasst.
7. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) wenigstens einen
Temperatur-Sensor umfasst.
8. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Elektrolysevorrichtungen (1) zumindest zwei hin-
sichtlich des Elektrolytstroms fluidisch gekoppelte Elektrolysemodule (8) umfasst.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der zumindest zwei Elektrolysemodule (8) wenigstens eine Anionen-Austauschermembran (9) umfasst, welche eine Zellkammer des wenigstens einen Elekt-
rolysemoduls (8) unterteilt.
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10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen (1) unterschiedliche Elektrolysemodule (8) hinsichtlich des Zellenquerschnitts und/oder hinsichtlich einer unterschiedlichen Anzahl an
Zellkammern aufweisen.
11. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung (2) einen Speichertank (10) für den Elektrolyten und eine Elektrolyt-Aufbereitungsvorrichtung (11) für den ElektroIyten umfasst, wobei der Speichertank (10) die Bereitstellung des Elektrolyten für
die zumindest zwei Elektrolysevorrichtungen (1) gewährleistet.
12. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung (2) eine Wärmeübertragungsvorrichtung (12) umfasst, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung (12) dazu einge-
richtet ist, um dem Elektrolyten Wärme zuzuführen und/oder zu entziehen.
13. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, wenigstens einer der Elektrolysevorrichtungen (1) einen Betriebsbereich oder Betriebspunkt vorzugeben und an die wenigstens eine Elektrolysevorrichtung (1) zur Umsetzung zu übermit-
teln.
14. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich-
net, dass der wenigstens eine Elektrolytablauf (4) über wenigstens eine Rücklaufleitung (13) mit der Elektrolyt-Versorgungsvorrichtung (2) strömungsverbunden ist, sodass eine Zirkulation von Elektrolyt zwischen der Elektrolyt-Versorgungsvorrich-
tung (2) und der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung (1) aufbaubar ist.
N2021/15800-AT-00
15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der ElektroIytablauf (4) der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung (1) mittels der wenigstens einen Rücklaufleitung (13) mit einem Speichertank (10) für den Elektrolyten
strömungsverbunden ist.
16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels dem wenigstens einen Stellglied (7) der wenigstens eine Elektrolytablauf (4) mit der we-
nigstens einen Rücklaufleitung (13) koppelbar ist.
17. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolytstrom durch die wenigstens eine Elektrolysevorrichtung (1) mittels dem wenigstens einen Stellglied (7) aus einer Zirkulationsleitung (14) für
den Elektrolyten abzweigbar/auskoppelbar ist.
18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stellglied (7) einen Elektrolytzulauf (3) der wenigstens einen Elektrolyse-
vorrichtung (1) mit der Zirkulationsleitung (14) verbindet.
19. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stellglied (7) in einen Sperrzustand überführbar ist, in welchem ein Elektrolytstrom zu der wenigstens einen Elektrolysevorrichtung (1)
zur Gänze unterbindbar ist.
20. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stellglied (7) durch ein mit der Steuervorrichtung (5) leitungsverbundenes, steuerbares Drosselventil, ein elektromagnetisch betätigbares Wegeventil, insbesondere ein proportionalgesteuertes Wegeventil,
oder ein Umschaltventil gebildet ist.
N2021/15800-AT-00
21. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, um von einem Versorgungssystem (25) einen Soll-Betriebsbereich für die Anlage zur Durchführung der
Elektrolyse zu empfangen.
22. Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (5) dazu eingerichtet ist, um Erfassungswerte der wenigstens einen Strömungszustand-Erfassungsvorrichtung (6) an ein Versor-
gungssystem (25) zu übermitteln.
N2021/15800-AT-00
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