DE4223291C2 - Aus Systemeinheiten aufgebautes Brennstoffzellen-Energieerzeugungssystem - Google Patents
Aus Systemeinheiten aufgebautes Brennstoffzellen-EnergieerzeugungssystemInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Brennstoffzellen-Energieerzeu
gungssystem und insbesondere ein solches aus Systemeinheiten
aufgebautes System, bei dem funktional unterteilte Systemein
heiten, wie etwa eine Brennstoffzellen-Systemeinheit, eine
Brennstoffreformier-Systemeinheit, eine Kühlwasser-Systemein
heit, eine Starttemperaturerhöhungs-Systemeinheit und eine
Systemsteuer-Systemeinheit, in einer solchen Weise integriert
sind, daß das zusammengebaute Energieerzeugungssystem in zu
sammengebautem Zustand transportiert werden kann. Die Erfin
dung bezieht sich außerdem auf eine Verbesserung des Montage
aufbaus eines solchen Energieerzeugungssystems.
Die Druckschrift DE-OS 39 16 794 beschreibt eine Brennstoffzellen-Kraftanlage mit
mehreren ein Brennstoffreformier-Untersystem, ein Druckluft-Untersystem und ein
Stromerzeugungs-Untersystem umfassenden Brennstoffzellen-Stromerzeugungs-Bau
steinen, Verbindungen, Ventilen, Überwachungssensoren und Steuereinrichtungen. Diese
sind derart untereinander verbunden, daß ein guter Kraftanlagenbetriebs-Wirkungsgrad
erreicht werden kann.
In der Druckschrift US-PS 5,202,194 wird eine Brennstoffzelle zur Erzeugung elektrischer
Energie in einem Bohrloch bei erhöhten Temperaturen aus Wasserstoff und Sauerstoff
offenbart. Die Brennstoffzelle besteht aus Einzelelementen zur Bevorratung von Wasser
stoff und Sauerstoff, einer regelbaren Verbindung zwischen den Vorratsbehältern und
einer Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff;
Vorratsbehältern und Entsorgungsvorrichtungen zur Speicherung und Entsorgung der
Reaktionsprodukte (Wasser und Wärme) sowie elektrischen Anschlüssen und Schaltungen
zur Ableitung der erzeugten elektrischen Energie. Mit der offenbarten kompakten Vor
richtung kann selbst bei erhöhten Temperaturen, wie sie in Bohrlöchern auftreten, mit
gutem Wirkungsgrad elektrische Energie erzeugt werden.
Fig. 1 zeigt in einer Blockdarstellung eine herkömmliche Anordnung
funktional unterteilter Anlagenteile für ein Brenn
stoffzellen-Energieerzeugungssystem mit einer Ausgangslei
stung in der Größenordnung von etwa 50 kW gemäß Fuji Jiho (Fuji
Electric Journal) 62 (No. 2), 1988. Wie in Fig. 1 ge
zeigt, ist der Ort oder die Fläche, wo ein Energieerzeugungs
system 100 installiert ist, unterteilt in einen Geräteraum
101, einen neben diesem gelegenen Steuerraum 102 und einen
Installationsraum 103, der den Geräteraum 101 und den Steuer
raum 102 umgibt.
In dem Geräteraum 101 sind ein Zellenstapel 104 mit einer
Vielzahl einzelner Zellen (nicht gezeigt), die übereinander
gestapelt sind, ein Brennstoffreformierer 105, der an den
Zellenstapel angeschlossen ist, Brennstoff, etwa flüssiges
Erdgas, von einer Brennstoffquelle (nicht gezeigt) reformiert
und den reformierten Brennstoff an den Zellenstapel liefert,
sowie ein Luftgebläse 106 angeordnet, das mit dem Zellensta
pel verbunden ist und ihm Reaktionsluft zuführt. Ein System-
Steuersystem 107 ist in dem Steuerraum 102 angeordnet. Das
System-Steuersystem 107 enthält einen Leistungswechselrichter
108, der mit dem Zellenstapel 104 verbunden ist und den vom
Zellenstapel gelieferten Gleichstrom in einen Wechselstrom
wechselrichtet, eine Verteilertafel 109, die mit dem Wechsel
richter verbunden ist und Strom an Zusatzmaschinen oder Zu
satzeinrichtungen (nicht gezeigt) liefert, ein Meß- und
Steuergerät 110 und ähnliches.
Der Installationsraum 103 enthält ein Kühlgerät 111 zur Küh
lung des Installationsraums 103, ein Starttemperaturerhöhungs
gerät 112 zum Erhöhen der Temperatur des Zellenstapels beim
Betriebsbeginn des Energieerzeugungssystems, eine Abwärmever
wertungseinrichtung 113 zur Verwertung der von den Anlagen
teilen im Installationsraum erzeugten Wärme und ähnliches.
Außerdem befindet sich im Installationsraum 103 eine Hilfs
energierquelle 114. Die Geräte oder Anlagenteile sind unter
einander mittels Rohrleitungen und/oder Leitungsdrähten ver
bunden und ergeben ein Energieerzeugungssystem oder Kraft
werk.
Das in der beschriebenen Weise aufgebaute Brennstoffzellen-
Energieerzeugungssystem hat einen enormen Raumbedarf, wenn es
am Herstellungsort einem Leistungstest unterzogen wird. Wenn
ein solches System einmal zusammenmontiert wurde, muß es wie
der demontiert werden, bevor es zu seinem Einsatzort trans
portiert werden kann, um dann erneut zu einem integrierten
Gesamtsystem zusammengefügt zu werden. Das Montieren, Demon
tieren und Remontieren erfordert viele Mannstunden und nimmt
viele Tage in Anspruch.
Ein herkömmlicher Weg, mit diesen Problemen fertig zu werden,
besteht darin, ein Brennstoffzellen-Energieerzeugungssystem zu
entwickeln, dessen Aufbau die Montage des Systems als Ganzes
auf einem gemeinsamen Boden oder Träger und den Transport des
Systems als eines integrierten Gebildes zusammen mit dem Bo
den erlaubt. Diese Konstruktion minimalisiert den Raumbedarf
für die Montage oder das Testen am Herstellungsort und macht
die Demontage vor dem Transport sowie die Remontage nach dem
Transport überflüssig, so daß sie eine Verminderung von Raum,
Arbeit und Zeit in erheblichem Ausmaß erwarten läßt.
Die Montage des gesamten Systems schließt jedoch eine Reihe
von Montageschritten ein, die innerhalb eines engen Raumes
ausgeführt werden müssen. Deshalb ist zur Montage des ge
samten Systems eine lange Zeit erforderlich, die den Gewinn
an reduzierter Arbeitszeit wieder zunichte macht, der aus dem
Entfallen des Schritts der Demontage des einmal zusammenge
setzten Gesamtsystems in seine Komponenten vor dem Transport
und des Schritts der Remontage der Komponenten zu dem inte
grierten Gesamtsystem nach dem Transport folgt. Dies stellt
eine große Behinderung für die kontinuierliche Herstellung
unter hohem Wirkungsgrad von Brennstoffzellen-Energieerzeu
gungssystemen dar.
Wenn bei Leistungstests, nachdem das Energieerzeugungssystem
einmal montiert wurde, eine oder mehrere defekte Systemein
heiten oder Teile gefunden werden, oder wenn Schwierigkeiten
beim Betrieb des Energieerzeugungssystems auftreten, muß das
integrierte Gesamtsystem zur Inspektion und Reparatur bis zu
einem gewissen Grad demontiert werden. Dieses Demontieren und
Reparieren des Systems erfordert deshalb eine beträchtliche
Zeit. Außerdem ist eine lange Zeit erforderlich, in der der
Betrieb des Systems zum Zwecke der Inspektion und Reparatur
unterbrochen werden muß. Daher wird nicht nur die Energielie
ferung beeinträchtigt, sondern auch der Betriebswirkungsgrad
des Energieerzeugungssystems wird vermindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Brennstoffzel
len-Energieerzeugungssystem zu schaffen, das leicht zusammen
gebaut werden kann, das mit hohem Wirkungsgrad kontinuierlich
hergestellt werden kann und das zeitsparend leicht einer In
spektion und Reparatur unterzogen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Brennstoffzel
len-Energieerzeugungssystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen gekennzeichnet.
Bei dem aus Systemeinheiten aufgebauten Brennstoffzellen-
Energieerzeugungssystem mit dem erfindungsgemäßen Aufbau er
laubt die Anordnung der Komponenten der Systemeinheiten auf
jeweils einzelnen Böden oder Trägern mit Rahmen, wobei diese
Böden ihrerseits zusammen auf dem gemeinsamen Boden bzw. dem
gemeinsamen Träger angeordnet sind, daß die Montagevorgänge
zur Montage jeweiliger Systemeinheiten des Energieerzeugungs
system parallel, leicht und schnell ausgeführt werden können.
Dabei kann ein großer, die Rahmen umgebender Raum ausgenutzt
werden, von dem aus die Komponenten des gesamten Systems, die
nach ihrer Funktion in Systemeinheiten gruppiert sind, für
die Arbeiter oder das Betriebspersonal zugänglich sind. Dar
überhinaus ist der das Gesamtsystem erfassende oder letzte
Montagevorgang darauf beschränkt, die Systemeinheiten mitein
ander zu verbinden bzw. die Rohrleitungen und die Verdrahtung
zwischen den Systemeinheiten zu verbinden, was den Montage
vorgang erleichtert, Zeit spart und das Energieerzeugungssy
stem für eine kontinuierliche Herstellung geeignet macht. Das
insgesamt auf dem gemeinsamen Boden angeordnete Energieerzeu
gungssystem kann als Ganzes transportiert werden. Ein solches
System kann leicht dadurch getrennt und demontiert werden,
daß die Montageschritte in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt
werden, was dazu führt, daß die Demontage, Inspektion und Re
paratur des Systems leicht vorgenommen werden kann, wodurch
diese Vorgänge zeitsparend werden.
Das Vorsehen von Betriebsraum für den Montagevorgang zwischen
den Rahmen je zweier benachbarter Systemeinheiten und das An
ordnen der Verbindungen, die die Systemeinheiten, welche sich
auf dem gemeinsamen Boden befinden, miteinander über die
Rohrleitungen und die elektrische Verdrahtung verbinden, in
nerhalb des Betriebsraums erlaubt die Durchführung des Ver
bindens der Rohrleitungen und der Verdrahtung, die sich zwi
schen den Systemeinheiten erstrecken, mit hohem Wirkungsgrad.
Dies ermöglicht es ferner, den Betriebsraum als Raum zur
Durchführung der Inspektion und von Reparaturen zu nutzen,
womit die Wartung des Energieerzeugungssystems erleichtert
wird.
Die obige sowie andere Aufgaben, Wirkungen, Merkmale und Vor
teile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Be
schreibung ihrer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den
begleitenden Zeichnungen noch deutlicher. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Blockdarstellung eine herkömmliche Anordnung
funktional unterteilter Anlagenteile für ein Brenn
stoffzellen-Energieerzeugungssystem mit einer Aus
gangsleistung in der Größenordnung von etwa 50 kW,
Fig. 2 schematisch in vereinfachter perspektivischer Darstel
lung ein aus Systemeinheiten aufgebautes Brennstoff
zellen-Energieerzeugungssystem gemäß einer Ausfüh
rungsform der Erfindung,
Fig. 3A in einer Blockdarstellung einen Teil einer Anordnung
von Komponenten eines aus Systemeinheiten aufgebauten
Energieerzeugungs-Systems gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung mit Darstellung, wie seine Komponenten
nach ihrer Funktion in Systemeinheiten zu unterteilen
sind, und
Fig. 3B in einer Blockdarstellung den anderen Teil der Anord
nung der Komponenten eines aus Systemeinheiten aufge
bauten Energieerzeugungssystems gemäß einer Ausfüh
rungsform der Erfindung mit Darstellung, wie seine
Komponenten nach der Funktion in Systemeinheiten zu
unterteilen sind.
Nachfolgend wird ein aus Systemeinheiten aufgebautes Brenn
stoffzellen-Energieerzeugungssystem gemäß einer Ausführungs
form der Erfindung in größeren Einzelheiten unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen erläutert.
Wie sich aus den Fig. 2, 3A und 3B ergibt, enthält ein aus
Systemeinheiten aufgebautes Brennstoffzellen-Energieerzeu
gungssystem 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform fünf
nach ihrer Funktion unterteilte Systemeinheiten, das heißt
eine Brennstoffzellen-Systemeinheit 20, eine Brennstoffrefor
mier-Systemeinheit 30, eine Kühlwasser-Systemeinheit 40, eine
Temperaturerhöhungs-Systemeinheit 50 und eine Systemsteue
rungs-Systemeinheit 60. Fig. 3A zeigt die Systemeinheiten 20,
30 und 60, während Fig. 3B die Systemeinheiten 40 und 50
zeigt. Die Systemeinheiten sind in den Fig. 3A und 3B zur
Erleichterung der Darstellung getrennt dargestellt. Die
Systemeinheiten 20, 30, 40, 50 und 60 weisen je einen Rahmen
21, 31, 41, 51 bzw. 61 auf, die mit gesonderten Böden (Trä
gern oder Bühnen) 22, 32, 42, 52 bzw. 62 versehen sind. Die
Komponenten des Energieerzeugungssystems, die nach ihrer
Funktion in Systemeinheiten unterteilt wurden und auf den je
weiligen Einzelböden montiert wurden, werden mittels geeigne
ter herkömmlicher Mittel, etwa Bolzen und Muttern, in mon
tiertem Zustand auf einem gemeinsamen Boden (Träger oder
Bühne) 70 befestigt.
Die Brennstoffzellen-Systemeinheit 20 enthält einen Zellen
stapel 23, der sich aus einer Vielzahl einzelner Zellen zu
sammensetzt, die übereinander gestapelt sind und von denen
jede eine Luftelektrode 24 und eine Brennstoffelektrode 25
aufweist. Die Systemeinheit 20 kann mehr als einen Zellensta
pel enthalten. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die
Systemeinheit 20 zur Vereinfachung der Erläuterung mit einem
einzigen Zellenstapel versehen. Die Systemeinheit 20 enthält
ferner ein Luftgebläse 26, das mit dem Zellenstapel 23 ver
bunden ist und an die Luftelektroden 24 der einzelnen Zellen
im Zellenstapel 23 Reaktionsluft liefert. Der Zellenstapel 23
weist ferner eine oder mehrere Kühlplatten 27 auf, die nach
jeweils einer vorbestimmten Anzahl einzelner Zellen zu deren
Kühlung zwischengeschichtet sind. Der Zellenstapel 23 und das
Gebläse 26 sind auf dem Einzelboden 22 angeordnet und inner
halb des Rahmens 21 untergebracht, die dann auf dem gemeinsa
men Boden 70 angeordnet werden.
Die Brennstoffreformier-Systemeinheit 30 enthält einen Brenn
stoffreformierer 33, der mit einem Brenner 34 versehen ist.
Der Reformierer 33 ist mit einer Vorheizeinrichtung 35 ver
bunden, die ihrerseits an die Brennstoffelektroden des Zel
lenstapels 23 angeschlossen ist und unter Ausnutzung des Ver
brennungsabgases vom Brennstoffreformierer 35 Wasserstoffab
gas von den Brennstoffelektroden 25 vorheizt. Die Systemein
heit 30 enthält ferner eine Brennstoffvorheizeinrichtung 36
und eine Strahlpumpe 37, die mit der Brennstoffvorheizein
richtung 36 und dem Brennstoffreformierer 33 verbunden ist.
Die Brennstoffvorheizeinrichtung 36 heizt Brennstoff von
einer nicht gezeigten Brennstoffquelle vor und liefert ihn
über die Strahlpumpe 37 an den Brennstoffreformierer 33. Die
Brennstoffvorheizeinrichtung ist mit einem Reinigungs- oder
Entschwefelungsreaktor 38 versehen, der Schwefel aus dem
Brennstoff entfernt. Die Brennstoffvorheizeinrichtung 36 ist
über einen CO-Wandler 39, der CO im Brennstoffgas zu CO₂ Gas
umwandelt, mit den Brennstoffelektroden 25 in der Brennstoff
zellen-Systemeinheit 20 verbunden. Der Brennstoffreformierer
33, der Brenner 34, die Vorheizeinrichtung 35, die Brenn
stoffvorheizeinrichtung 36, die Strahlpumpe 37, der Entschwe
felungsreaktor 38 und der CO-Wandler 39, werden nach Einbau
in den Rahmen 31 und Anordnung auf dem Einzelboden 32 in die
sem Zustand auf dem gemeinsamen Boden 70 angeordnet.
Die vorgenannte Anordnung ist für den Fall ausgelegt, daß
beispielsweise Erdgas als Brenngas verwendet wird. Wenn
Methanol als Brennstoff eingesetzt wird, können der Entschwe
felungsreaktor 38 und der CO-Wandler 39 entfallen. In diesem
Fall dient die Brennstoffvorheizeinrichtung 36 als Vergaser.
Brennstoffgas von der Brennstoffreformier-Systemeinheit 30
wird in den Zellenstapel 23 eingeleitet, wo es elektroche
misch mit Reaktionsluft umgesetzt wird. Nachdem eine vorbe
stimmte Menge von Wasserstoff verbraucht wurde, wird das
Verbrennungsgas vom Zellenstapel über die Vorheizeinrichtung
35 zum Brenner 34 des Brennstoffreformierers 33 geleitet. Der
verbleibende Sauerstoff wird verbrannt, und es entsteht Ver
brennungswärme, die als Reaktionswärme für die Reformierung
des Brennstoffs eingesetzt wird, während das Abgas vom Bren
ner 34 als Heizmedium für die Vorheizeinrichtung 35 verwendet
wird.
Die Kühlwasser-Systemeinheit 40 enthält eine Kühlwasserum
wälz-Systemsubeinheit 40A und eine Wasserbehandlungs-System
subeinheit 40B auf dem Einzelboden 42 im Rahmen 41. Die Kühl
wasserumwälz-Systemsubeinheit 40A enthält einen Wärmetauscher
43, der mit der Kühlplatte oder den Kühlplatten 27 des Zel
lenstapels 23 verbunden ist und ihnen Kühlwasser zuführt,
einen Dampfabscheider 44, der einerseits mit dem Wärmetau
scher 43 und andererseits mit der Wasserbehandlungs-System
subeinheit 40B verbunden ist, und eine Umwälzpumpe 45A. Die
Wasserbehandlungs-Systemsubeinheit oder -Anlage 40B ersetzt
einen Kühlwasserverlust aus dem Umwälzkreis, der sich ergibt,
wenn im Dampfabscheider 44 abgeschiedener Dampf als Reak
tionswasser an den Brennstoffreformierer 33 geliefert wird.
Die Wasserbehandlungs-Systemsubeinheit 40B enthält einen Kon
densator 46, einen Wassertank 47, einen Kühler 48, ein Was
seraufbereitungsgerät der Ionentauscherart (Wasserreiniger)
49 und eine Pumpe 45B. Der Kondensator 46, der einerseits mit
dem Brennstoffreformierer 33 und den Luftelektroden des Zel
lenstapels 23 und andererseits über den Wassertank 47, den
Kühler 48 und den Wasserreiniger 49 mit dem Dampfabscheider
44 verbunden ist, gewinnt im Verbrennungsabgas und im Luftab
gas vom Zellenstapel enthaltenen Dampf zurück, kondensiert
den Dampf zu Wasser und liefert das Wasser an den Wassertank 47.
Der Wassertank 47 speichert das Wasser vom Kondensator
46. Leitungswasser kann bei Bedarf zugeführt werden. Die Kom
ponenten dieser Subeinheiten werden zunächst im Rahmen 41
montiert, bevor sie auf dem gemeinsamen Boden 70 angeordnet
werden. Der Wärmetauscher 43 und der Kondensator 46 haben
zugleich die Funktion von Abwärmeverwertungseinrichtungen.
Sie können als unabhängige Systemeinheiten aufgebaut werden
oder in andere Systemeinheiten integriert werden.
Die Temperaturerhöhungs-Systemeinheit 50 enthält einen Start
brenner 53, ein Luftgebläse 54, das mit dem Startbrenner 53
verbunden ist und ihm Luft zuführt, und eine Umwälzpumpe 55
für eine Kühlwasserzirkulation. Die Temperaturerhöhungs-
Systemeinheit 50 erhitzt bei Betriebsbeginn des Energieerzeu
gungssystems hindurchlaufendes Kühlwasser, wodurch die ein
zelnen Zellen auf eine Temperatur vorgeheizt werden können,
bei der sie zu arbeiten beginnen können. Die Komponenten die
ser Systemeinheit werden auf dem Einzelboden 52 im Rahmen 51
montiert, bevor sie an einer vorbestimmten Position auf dem
gemeinsamen Boden 70 angeordnet werden.
Die Systemsteuer-Systemeinheit 60 enthält einen Wechselrich
ter 63, der unter Steuerung die von den einzelnen Zellen er
zeugte Energie an eine Last liefert, sowie ein Steuergerät
64, das den Betriebszustand des gesamten Systems einschließ
lich von Hilfseinrichtungen mißt und so steuert, daß er der
Belastungsleistung entspricht. Die Komponenten dieser System
einheit werden auf dem Einzelboden 62 im Rahmen 61 an jewei
ligen vorbestimmten Positionen montiert, bevor sie auf dem
gemeinsamen Boden 70 angeordnet werden. Der Rahmen 61 der
Systemsteuer-Systemeinheit 60 weist ein Gehäuse auf und ist
metallgekapselt. Von den vier quadratisch angeordneten Rahmen
werden der Rahmen 21 der Brennstoffzellen-Systemeinheit 20
und der Rahmen 41 der Kühlwasser-Systemeinheit 40 in Kontakt
mit dem Rahmen 61 angebracht, was den Schutz und die Inspek
tion seiner Meßinstrumente und Schaltabläufe vereinfacht.
Die nach ihrer Funktion unterteilten und gesondert montierten
Systemeinheiten werden nach Anordnung auf dem gemeinsamen Bo
den 70 durch Anschluß einer Rohrleitung 80 und einer elektri
schen Verdrahtung 82, die sich zwischen den Systemeinheiten
erstrecken, und über Verbindungen 90 miteinander verbinden,
integriert. Dabei kann der das Gesamtsystem erfassende Monta
gevorgang dadurch mit größerer Effektivität ausgeführt wer
den, daß ein Abstand oder Spalt G zwischen je zwei benachbar
ten Rahmen vorgesehen wird und die Verbindungen 90 der Rohr
leitung 80 und der Verdrahtung 82 in diesem Raum verbunden
werden. Nach dem Montagevorgang zur Erstellung des Gesamtsy
stems können die Gehäuse der Rahmen, die nicht von Anfang an
an den Rahmen befestigt werden müssen, an den entsprechenden
Rahmen angebracht werden, und zwar unmittelbar vor Abschluß
des Gesamtmontagevorgangs. Dies erlaubt die Nutzung des Raums
in zwei benachbarten Rahmen zusammen mit dem Raum zwischen
den Rahmen bei dem Gesamtmontagevorgang und ermöglicht, daß
der Abstand oder Spalt G kleiner sein kann als er andernfalls
sein müßte, damit ein Arbeiter zwischen den Rahmen Platz hat.
Daher wird die Größenverminderung des Brennstoffzellen-Ener
gieerzeugungssystems nicht vereitelt.
Mit der vorbeschriebenen Ausführungsform kann ein aus System
einheiten zusammengesetztes Brennstoffzellen-Energieerzeu
gungssystem von 50 kW realisiert werden, dessen äußere Abmaße
nach dem Gesamtsystemmontagevorgang 2 m oder weniger Breite,
3 m oder weniger Länge und etwa 2 m Höhe betragen. Bei Anwen
dung der vorliegenden Erfindung, kann auch ein derartiges
Energieerzeugungssystem mit einer größeren Kapazität als 50
kW in montiertem Zustand transportiert werden. Da die Montage
der nach Funktion getrennten Systemeinheiten parallel und ef
fizient unter Ausnutzung eines großen Raums außerhalb der
Rahmen erfolgen kann und da die Montage des Gesamtsystems auf
den Vorgang des Verbindens der Systemeinheiten untereinander
beschränkt ist, kann mit der Erfindung die Anzahl der für den
Montagevorgang erforderlichen Tage im Vergleich zu dem her
kömmlichen Brennstoffzellen-Energieerzeugungssystem deutlich
gesenkt werden, bei dem alle Komponenten auf einem gemeinsa
men Boden montiert werden müssen. Ferner treten beim Energie
erzeugungssystem gemäß der Erfindung weniger Schwierigkeiten
bei der Inspektion nach Beendung der Montage des Gesamtsy
stems auf, so daß die Mannstundenzahl zur Reparatur fehler
hafter Teile vermindert werden kann, da die Inspektion der
Vorrichtungen, der Rohrleitung und der Verdrahtung Systemein
heit für Systemeinheit erfolgen kann.
Claims (5)
1. Aus Systemeinheiten aufgebautes Brennstoffzellen-Energieerzeugungssystem, das so
aufgebaut ist, daß es in montiertem Zustand einen Transport erlaubt, dadurch gekenn
zeichnet, daß es über
- (A) einen einer Vielzahl von Systemeinheiten (20, 30, 40, 50, 60) gemeinsamen Boden (70) verfügt, wobei
- (B) die Systemeinheiten (20, 30, 40, 50, 60), die jeweils spezifizierte, voneinander unterschiedliche Funktionen aufweisen, aus jeweils einer oder mehreren zur Erzielung der spezifizierten Funktion notwendigen Komponente(n) bestehen, die
- (B1) einen Rahmen (21, 31, 41, 51, 61) und
- (B2) einen dem Rahmen zugeordneten Einzelboden (22, 32, 42, 52, 62) aufweisen, auf dem jeweils eine oder mehrere der zur Erzielung der spezifizierten Funktionen notwendigen Komponenten montiert sind,
wobei die Vielzahl der Systemeinheiten auf den jeweiligen Einzelböden so auf dem
gemeinsamen Boden montiert sind, daß das gesamte System im montierten Zustand
transportierbar ist.
2. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von
Systemeinheiten eine Brennstoffzellen-Systemeinheit (20), eine Brennstoffreformier-
Systemeinheit (30), eine Kühlwasser-Systemeinheit (40), eine Temperaturerhöhungs-
Systemeinheit (50) und eine Systemsteuer-Systemeinheit (60) umfaßt.
3. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß es ferner umfaßt:
- (C) eine Rohrleitung (80) und eine elektrische Verdrahtung (82), die eine Vielzahl von Systemeinheiten miteinander verbinden;
- (D) eine Vielzahl von Verbindungen (90), die in die Rohrleitung (80) und die elektrische Verdrahtung (82) eingefügt sind.
4. Energieerzeugungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je
zwei benachbarten Rahmen ein Raum für einen Montage- oder Demontagevorgang
vorgesehen ist und die Verbindungen in diesem Raum angeordnet sind.
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