DE20312293U1

DE20312293U1 - Energieversorgungssystem

Info

Publication number: DE20312293U1
Application number: DE20312293U
Authority: DE
Original assignee: Loffler Stephan
Current assignee: Loffler Stephan
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2013-08-06

Abstract

Energieversorgungssystem von an ein Energieversorgungsnetz (3) angeschlossenen Verbrauchseinheiten (1), wobei jede Verbrauchseinheit (1) mit Energie für jeweils dazugehörige Verbraucher (2) versorgt ist, dadurch gekennzeichnet, dass über das Energieversorgungsnetz (3) Energie in Form von Druckluft zur Verfügung gestellt ist und dass die Verbraucher (2) druckluftgetrieben sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem von an ein Energieversorgungsnetz angeschlossenen Verbrauchseinheiten, wobei jede Verbrauchseinheit mit Energie für jeweils dazugehörige Verbraucher versorgt ist sowie ein Energieversorgungssystem eines Gebäudes, mit einer Energiequelle, die zumindest teilweise mit regenerativer Energie gespeist ist und die Verbraucher des Gebäudes mit Energie versorgt.
Übliche Energieversorgungssysteme basieren auf einer Versorgung mit Wechselstrom durch zentrale Großkraftwerke, die große Regionen über weit verzweigte Netze mit Strom beliefern.
Als nachteilig erweist es sich, einerseits, dass die zentrale Stromversorgung mit elektrischem Wechselstrom und Weiterleitung des Wechselstroms mit großen Energieverlusten insbesondere Leitungsverlusten behaftet ist, wenn sie über weite Strecken transportiert werden muss. Zudem weisen viele Studien auf gesundheitliche Schäden durch vom Wechselstrom ausgehende elektromagnetische Wechselfelder hin, denen der Mensch in seinem Lebensbereich "Haus" sowie in der Arbeitsumgebung ständig ausgesetzt ist. Die zentrale Erzeugung von Wechselstrom bringt somit ökonomische und ökologische Probleme mit sich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Energieversorgung bereitzustellen, die eine Wechselspannungsenergieversorgung vermeidet.
Die Aufgabe wird für ein Energieversorgungssystem von an ein Energieversorgungsnetz angeschlossenen Verbrauchseinheiten erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass über das Energieversorgungsnetz Energie in Form von Druckluft zur Verfügung gestellt ist und dass die Verbraucher druckluftgetrieben sind.
Die Aufgabe wird für ein Energieversorgungssystem eines Gebäudes gelöst, dadurch dass die Energiequelle einen Druckluftkompressor mit Betriebsenergie versorgt und dass mittels des Druckluftkompressors eine Versorgung von druckluftgetriebenen Verbrauchern über ein Druckluft-Leitungssystem des Gebäudes vorgesehen ist.
Eine Energiequelle stellt die Energie für den Betrieb des Druckluftkompressors bereit. Die hierfür verwendete Energie kann sowohl zentral in konventionell betriebenen Kraftwerken gewonnen werden als auch, was erfindungsgemäß bevorzugt wird, aus regenerativen Energien bestehen, wie beispielsweise Wind-, Wasser- oder Solarenergie. Die Energiequellen können zentral aber auch, was bevorzugt wird, dezentral in Nähe zum jeweiligen Gebäude mit den Verbrauchern angeordnet sein.
Die Energieform, in der die Energie weiter in die Gebäude und zu Verbrauchern transportiert wird, ist jedoch die Druckluft, die in einem Druckluftkompressor erzeugt wird, der über die Energiequelle mit Betriebsenergie versorgt wird. Diese Betriebsenergie kann aus verschiedenen Energiequellen gespeist sein, die je nach Bedarf und/oder Tageszeit wechseln können.
Die Weiterleitung der Druckluft erfolgt über ein Druckluft-Leitungsnetz, das vom Druckluftkompressor bis zum Gebäude und innerhalb des Gebäudes bis zum jeweiligen Verbraucher gelegt ist. Die hierbei auftretenden Verluste sind gering.
Als druckluftgetriebene Verbraucher sind alle Arten von elektrisch getriebenen Verbrauchern einsetzbar, die auf einen druckluftgetriebenen Motor umrüstbar sind.
Durch den Einsatz von Druckluft zur Energieversorgung werden gesundheitsschädliche elektrische Wechselfelder vermieden. Zudem ist der Transport von Druckluft in einem Druckluft-Leitungsnetz mit geringen Verlusten verbunden. Die Energieversor gung der Druckluftkompressoren kann an beliebigen Orten auch stark dezentreal und sogar vor Ort bei den jeweiligen Haushalten geschehen–
Zur Vermeidung einer Energieversorgung in Gebäuden, die im wesentlichen oder ausschließlich auf Wechselstrom aufgebaut ist, wird erfindungsgemäß eine Versorgung über ein Leitungssystem mit Druckluft vorgeschlagen.
Vorteilhaft ist es, wenn dezentrale Druckluft-Kraftwerke vorgesehen sind, die ein Druckluft-Leitungsnetz des Energieversorgungssystems mit Druckluft versorgen. Auf diese Weise geht wenig Energie verloren, weil die Wege zum Endverbraucher kurz sind und der Druck nur über kleinere Volumina aufrechterhalten werden muss.
Zum Ausgleich von Zeiten, in denen keine oder zu wenig Druckluft zur Energieversorgung zur Verfügung steht, oder Geräte nicht ausschließlich mit Druckluft betrieben werden können, wird vorgeschlagen, dass eine zusätzliche Gleichstromversorgung der Verbraucher und/oder der Verbrauchseinheiten vorgesehen ist/sind.
Eine einfache und wenig verlustbehaftete Art der Energieversorgug liegt vor, wenn die Energiequelle einen Druckluftkompressor mit Betriebsenergie versorgt und dass mittels des Druckluftkompressors eine Versorgung von druckluftgetriebenen Verbrauchern über ein Druckluft-Leitungssystem des Gebäudes vorgesehen ist.
Der Energieverlust ist weiter verringert, wenn eine direkte Druckluftversorgung vorgesehen ist, ohne dass dazwischenliegende Vorrichtungen durchlaufen werden.
Eine variable und Druckschwankungen ausgleichende Energieversorgung liegt vor, wenn eine Druckluftspeicher-gepufferte Druckluft-Versorgung vorgesehen ist.
Vorteilhaft ist es, wenn durch die Druckluft druckluftmotorgetriebene Verbraucher anzutreiben sind. Voraussetzung ist lediglich, dass die Verbrauchen einen Motor oder anderen Antrieb aufweisen, der mittels Druckluft betrieben werden kann. Der Druckluftspeicher ist zwischen Drucluftkompressor und Verbraucher geschaltet.
Eine erhöhte Betriebsicherheit auch für Druckschwankungen oder Zeiten, in denen keine Druckluft bereitgestellt werden kann ist gegeben, wenn die druckluftmotorgetriebenen Verbraucher alternativ oder zusätzlich auch mit Gleichstrom zu betreiben sind.
Eine für eine Haushaltseinheit ausreichende Menge an Energie kann erzeugt werden, wenn ein Gleichstrom mit 24 V Spannung durch Solarmodule mit annähernd 15 qm Gesamtfläche mit 1,6 kW in jedem Gebäude zu erzeugen ist. Dieser Gleichstrom kann sowohl direkt verwendet werden als auch in Druckluft umgewandelt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der Gleichstrom in einer Speichereinheit, insbesondere einem Akkumulator, zu speichern ist, die, vorzugsweise bei Einsatz von Solarmudulen zur Energiegewinnung, bei Dunkelheit Gleichstrom abgibt. Auf diese Weise kann der bei Tag durch die Solarmodule erzeugte Strom, der nicht verbraucht wird, beispielsweise für die Drucklufterzeugung, in der Nacht verwendet werden.
Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn durch die Druckluft ein Druckluftmotorgetriebener Kühlschrank und/oder eine Druckluftmotor-getriebene Waschmaschine und/oder eine Druckluftmotor-getriebene Geschirrspülmaschine und/oder ein Druckluftmotor-getriebener Gefrierschrank anzutreiben sind.
Eine sehr energiesparende Ausführungsform liegt vor, wenn die Druckluftmotorgetriebene Waschmaschine einen Druckluftmotor zum Antreib einer Waschtrommel aufweist und/oder der Gefrierschrank und/oder der Kühlschrank Druckluft-betriebene Verdichterantriebe aufweisen.
Eine vorteilhafte Art der Energiespeicherung liegt vor, wenn die Druckluft in einem Druckluftspeicher gespeichert wird und die in einem Druckspeicher gespeicherte, insbesondere regenerative Energie, mittels eines Generators wieder in Strom umzuwandeln ist.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, eine Versorgung der Haushalte mit Druckluft vorzunehmen, die entweder dezentral mittels Solarmodulen oder Windenergiestationen am Haus über die Erzeugung von Gleichstrom und deren Einspeisung in Druckluftkompressoren ausgeführt wird. Eine andere Möglichkeit ist die zentrale Umsetzung von Energie aus zentralen oder dezentralen Kraftwerken in Druckluft, die mit geringeren Leitungsverlusten als Wechselstrom zu den Haushalten transportiert werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert ist; es zeigt:
1 ein Ansicht eines schematisch dargestellten Druckluft-Leitungsnetzes zur Versorgung eines Haushaltes
Ein Dach 14 eines Gebäudes 6, das insbesondere mehrere Verbrauchseinheiten 1 mit mehreren Verbrauchern 2 umfasst, ist in Form eines Druckluft-Kraftwerks 4 mit Solarmodulen 13 als Energiequelle 7, beispielsweise 15 qm, mit einer Leistung von 1,6 kW, und einer 24 V Gleichstromerzeugung, bestückt. Mit dem so erzeugten Gleichstrom kann über eine durch das Gebäude führende Gleichstromleitung 17 ein Druckluftkompressor 8, insbesondere abgeschirmt im Keller, betrieben werden, der über eine Versorgung eines Druckluftspeichers 15, insbesondere eines Kessels mit 8 bar Druck und 50 l Kesselinhalt, eine konstante und zuverlässige Druckluftversorgung des Druckluft-Leitungsnetzes 5 zu den einzelnen Verbrauchern 2 sicherstellt. Zugleich kann eine Speicherung des tagsüber erzeugten Gleichstroms in einem Akkumulator erfolgen, um so eine Sicherung der Strom- und/oder Druckluftversorgung über Nacht zu garantieren.
Es kann jedoch auch vorteilhaft eine Speicherung der Druckluft im Druckluftspeicher stattfinden, so dass die so gespeicherte Energie bei Bedarf mittels eines Generators in Strom umgewandelt werden kann.
In der dargestellten Ausführungsform ist ein Kühlschrank 9 mit einem Druckluftmotor 16 für den Verdichterantrieb statt eines Elektromotors ausgestattet, insbesondere mit einer Motorleistung von ca. 70 W. Ebenso weist ein Gefrierschrank 12 einen Druckluftmotor 16 -getriebenen Verdichter auf, insbsondere mit einer Leistung von ca. 100 W. Die Regelung sowie die Beleuchtung werden mit Gleichstrom betrieben.
Eine erfindungsgemäße Waschmaschine 10 hat einen Waschtrommelantrieb, der mit einem Druckluftmotor 16 betrieben wird, insbesondere mit einer Leistung von ca. 120 W. Die Heißwasserversorgung wird über ein hausinternes Heißwassernetz (ca. 60 °C) sichergestellt, wobei die Temperatureinstellung zum Waschen über einen Mischer und die Steuerung mittels Zeitschaltuhr oder mit Gleichstrom erfolgen kann.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Verbrauchseinheit
2: Verbraucher
3: Energieversorgungsnetz
4: Druckluft-Kraftwerk
5: Druckluft-Leitungsnetz
6: Gebäude
7: Energiequelle
8: Druckluftkompressor
9: Kühlschrank
10: Waschmaschine
11: Geschirrspülmaschine
12: Gefrierschrank
13: Solarmodul
14: Dach
15: Druckluftspeicher
16: Druckluftmotor
17: Gleichstromnetz

Claims

Energieversorgungssystem von an ein Energieversorgungsnetz (3) angeschlossenen Verbrauchseinheiten (1), wobei jede Verbrauchseinheit (1) mit Energie für jeweils dazugehörige Verbraucher (2) versorgt ist, dadurch gekennzeichnet, dass über das Energieversorgungsnetz (3) Energie in Form von Druckluft zur Verfügung gestellt ist und dass die Verbraucher (2) druckluftgetrieben sind.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dezentrale Druckluft-Kraftwerke (4) vorgesehen sind, die ein Druckluft-Leitungsnetz (5) des Energieversorgungssystems mit Druckluft versorgen.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Gleichstromversorgung der Verbraucher (2) und/oder der Verbrauchseinheiten (1) vorgesehen ist/sind.
Energieversorgungssystem eines Gebäudes (6), mit einer Energiequelle (7), die zumindest teilweise mit regenerativer Energie gespeist ist und die Verbraucher (2) des Gebäudes (6) mit Energie versorgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle (7) einen Druckluftkompressor (8) mit Betriebsenergie versorgt und dass mittels des Druckluftkompressors (8) eine Versorgung von druckluftgetriebenen Verbrauchern (2) über ein Druckluft-Leitungssystem des Gebäudes (6) vorgesehen ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine direkte Druckluft-Versorgung vorgesehen ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckluftspeicher(15)-gepufferte Druckluftversorgung vorgesehen ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Druckluft Druckluftmotor(16)-getriebene Verbraucher (2) anzutreiben sind.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftmotor(16)-getriebenen Verbraucher (2) alternativ oder zusätzlich auch mit Gleichstrom zu betreiben sind.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleichstrom mit 24 V Spannung durch Solarmodule (13) mit annähernd 15 qm Gesamtfläche mit 1,6 kW in jedem Gebäude (6) zu erzeugen ist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrom in einer Speichereinheit, insbesondere einem Akkumulator, zu speichern ist, die, vorzugsweise bei Einsatz von Solarmudulen zur Energiegewinnung, bei Dunkelheit Gleichstrom abgibt.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Druckluft ein Druckluftmotor(16)-getriebener Kühlschrank (9) und/oder eine Druckluftmotor(16)-getriebene Waschmaschine (10) und/oder eine Druckluftmotor(16)-getriebene Geschirrspülmaschine (11) und/oder ein Druckluftmotor(16)-getriebener Gefrierschrank (12) anzutreiben sind..
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftmotor(16)-getriebene Waschmaschine (10) einen Druckluftmotor (16) zum Antrieb einer Waschtrommel aufweist.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gefrierschrank (12) und/oder der Kühlschrank (9) druckluftbetriebene Verdichterantriebe aufweisen.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Druckspeicher gespeicherte, insbesondere regenerative Energie, mittels eines Generators wieder in Strom umzuwandeln ist.