EP2406483A1 - Energy supply system - Google Patents

Energy supply system

Info

Publication number
EP2406483A1
EP2406483A1 EP10708182A EP10708182A EP2406483A1 EP 2406483 A1 EP2406483 A1 EP 2406483A1 EP 10708182 A EP10708182 A EP 10708182A EP 10708182 A EP10708182 A EP 10708182A EP 2406483 A1 EP2406483 A1 EP 2406483A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
supply system
energy supply
charging station
heat
energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10708182A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerhard Prinz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2406483A1 publication Critical patent/EP2406483A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/12—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having two or more accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04052—Storage of heat in the fuel cell system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
    • H01M8/0432—Temperature; Ambient temperature
    • H01M8/04373—Temperature; Ambient temperature of auxiliary devices, e.g. reformers, compressors, burners
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
    • H01M8/04694—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by variables to be controlled
    • H01M8/04955—Shut-off or shut-down of fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/10—Fuel cells in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/405—Cogeneration of heat or hot water
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40—Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/407—Combination of fuel cells with mechanical energy generators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system with at least one or more decentralized, based on the cogeneration principle cogeneration or other power plant, such as a fuel cell.
  • Combined heat and power plants and fuel cells are usually modular systems for generating electricity and heat, which are preferably at the place of heat consumption, that is to say decentralized, operated and usually use the principle of so-called combined heat and power.
  • energy from a fuel or alternative heat sources is converted into mechanical and / or electrical energy.
  • the overall efficiency compared to a conventional combination of local heating and centralized large power plant results in particular from the use of waste heat from electricity generation directly at the place of origin.
  • an efficiency of power generation is between approx. 25 and 50%, whereby the primary energy used can be used to 80 to more than 98% due to the local utilization of the waste heat.
  • the heat gained in the combined heat and power plants is used in particular for hot water treatment or for heating purposes.
  • Such combined heat and power plants can also be used to cover peak loads that can not be covered by a large power plant located in this composite alone.
  • a disadvantage of the known from the prior art cogeneration plants is that they usually only in dependence of a Load at the large power plant on or off, but the respective energetic suburb situation is disregarded.
  • the present invention is concerned with the problem of specifying a power supply system, which in particular allows a significantly improved energy management.
  • the present invention is based on the general idea, each equipped in a network with a (large) power plant decentralized cogeneration unit or fuel cell equipped with a charging station, which detect a stored in a respective cogeneration unit or fuel cell heat storage amount of energy and to a higher-level control Can transmit / / controller unit, said control / regulator unit is preferably connected not only communicating with each charging station, but also communicating with a located in the power system large power plant.
  • the control / regulator unit thus serves to control or regulate the individual combined heat and power plants and fuel cells preferably also of the large power plant. In general, this can also be any other power plant, such as a fuel cell, used instead of the combined heat and power plant.
  • a data bus is provided, via which each cogeneration plant or fuel cell communicates at least with the control / regulator unit.
  • a data bus represents a line system with associated control components, which can be used for the exchange of data and / or energy.
  • Such bus systems find particular application for the connection of computers with peripheral devices, for example.
  • Such bus systems also provide a fast flow of information, which allows an optimized switching and control strategy can be achieved.
  • at least one of the combined heat and power plants has an internal combustion engine or a Stirling engine for generating electricity.
  • the Stirling engine is a heat engine in which a closed working gas, such as air or helium, is alternately heated and cooled externally at two different areas to produce mechanical energy.
  • the Stirling engine works on the principle of a closed cycle and is an example of the energy conversion of a poorly usable form of energy (thermal energy) in the better usable form of energy of mechanical energy.
  • the Stirling engine can be operated with any external heat source.
  • the heat energy stored in the abovementioned high-temperature heat accumulator is used to drive the Stirling engine so that electrical energy can then be generated via it.
  • the heat energy stored in the abovementioned high-temperature heat accumulator is used to drive the Stirling engine so that electrical energy can then be generated via it.
  • the heat energy stored in the abovementioned high-temperature heat accumulator is used to drive the Stirling engine so that electrical energy can then be generated via it.
  • the high-temperature storage eg, heating by gas or oil burners, wood gasifier, heating by solar energy, photovoltaic, .
  • Conceivable and advantageous is also a mixed loading by different energy sources
  • the electrical energy generated by the fuel cell or cogeneration plant can also be stored in stationary batteries or in the batteries of electric vehicles.
  • the higher-level control / regulator unit can also retrieve this stored energy.
  • FIG. 1 shows a possible and highly schematic embodiment of a power supply system according to the invention
  • Fig. 3 is a representation as in Fig. 2, but from another
  • FIG. 4 shows a heat storage of a cogeneration plant with the charging station according to the invention
  • 5 is a detailed view of Fig. 4,
  • Fig. 6 shows another embodiment of a heat accumulator with a
  • Fig. 7 is a sectional view through an inventive
  • Double hose package Double hose package.
  • an energy supply system 1 has at least one decentralized cogeneration plant (or fuel cell) 2 operating according to the cogeneration principle and a higher-order control / regulating unit 3 for controlling / controlling the combined heat and power plant 2.
  • decentralized cogeneration plant 2 with other cogeneration plants 2 'are directly or several large power plants 4 in combination.
  • any other power plant such as a fuel cell, can be used.
  • the heat storage 5 and 5 in a CHP power plant, the heat storage 5 and 5 "could also be modular, namely from a high-temperature storage 5" for feeding the Stirling engine and a low-temperature storage 5 'for storing the waste heat and, for example, for heat supply to buildings or for industrial process heat supply.
  • the heat storage ⁇ can thus be regarded as a umbrella term, under which any number of low-temperature storage 5 'and high-temperature storage 5 "can be summarized.
  • each of the cogeneration units 2, 2 ' which only two are shown in FIG. 1, now has an associated heat accumulator 5, 5', each with an associated charging station 6, 6 '.
  • Each charging station 6, 6 ' is communicatively connected to the control / regulating unit 3 and designed such that it can detect at least one still in their respective associated heat storage 5, 5' and 5 "stored amount of energy and amount to the control / regulator unit This offers the particular advantage that significantly improved energy management is possible with the energy supply system 1 according to the invention.
  • the charging station 6 can also be understood in particular to be a vacuum-controlled heat exchanger of the high-temperature storage 5".
  • the combined heat and power plant 2 ' has a Stirling engine and at the same time a comparatively high amount of stored energy in the associated heat accumulator 5 ", it may also be favorable to cover a peak load to activate the combined heat and power plant 2', with the heat accumulator 5" stored thermal energy of the Stirling engine operated and thus electrical energy can be generated.
  • the communicating connection between the individual combined heat and power plants 2, 2 'or the associated charging stations 6, 6' can take place, for example, by means of a data bus via which each cogeneration plant 2, 2 'is connected in a manner communicating at least with the control / regulating unit 3.
  • a data bus via which each cogeneration plant 2, 2 'is connected in a manner communicating at least with the control / regulating unit 3.
  • the large power plant 4 is integrated into this data bus.
  • the charging station 6 shown there has a substantially parallelepiped-shaped housing 7 with at least one angular connection 8 which is arranged at the end and can be rotated.
  • at least one angle connection 8 is not connected to the charging station 6 connecting leg 9 is formed so long that its free end in any rotational position, the housing 7 of the charging station 6 at least slightly surmounted. This allows any connection of the charging station 6 to the heat accumulator 5 of the combined heat and power plant 2 with respect to an angular position about an axis 10.
  • the heat accumulator 5 is formed substantially cylindrical and a Operating device 11 which can be arranged via a holding device 12 at a freely selectable in the circumferential direction of a jacket 15 of the heat accumulator 5.
  • the holding device 12 may, for example, as shown in Fig. 5, a hook member 13, with which it has an upper edge of the shell
  • the holding device 12 is designed in the manner of a tension band 16 (cf., Fig. 6) and in this embodiment additionally serves to fix a thermal insulation.
  • the thermal insulation can, as shown in Fig. 6, for example, in the form of two Styrofoam shells 17 and 17 'may be formed and in the region of a waist circumference by the clamping band
  • a connection between the operating device 11 and arranged within the heat accumulator 5 sensors 18 is preferably carried out via a standardized harness 19, which is preferably centrally out of the heat storage 5 out or bundled there and led to an edge of the heat accumulator 5. Due to the coordinated components harness 19, temperature sensor and heat storage 5, the amount of energy in the storage is transparent.
  • the double hose packet 22 has an at least three-pole line 23, via which, in particular, the charging station 6, for example a 230V pump in it, can be supplied with electrical energy.
  • the on-site to be assembled double hose package 22 also a control line 24, in particular a two-pole control line 24, via which in particular the charging station 6 is controllable.
  • the block cogeneration plant 2 according to the invention can be offered on the market with the block cogeneration plant 2 according to the invention an extremely standardized product, which not only very variable mount or connect, but at the same time allows a particularly efficient energy management due to the possible remote query stored in the heat storage 5 amount of energy.
  • the heat accumulator 5 according to the invention Due to the arbitrary arrangement of the operating device 11 and a likewise freely selectable with respect to their rotational position arrangement of the charging station 6, the heat accumulator 5 according to the invention can be flexibly adapted to a wide variety of installation situations.
  • Flaschner are also able to completely assemble the heat accumulator 5 according to the invention, which eliminates the need for separate and expensive electricians.
  • the inlet 20 and outlet 21 Due to the closely adjacent position of the inlet 20 with respect to the outlet 21, it is also possible to use a double tube packet 22, which can be adapted very universally.
  • the double tube package 22 according to the invention the inlet 20 and outlet 21 usually have the same length, the three-pole line 23.
  • the energy supply system 1 can also have a computer device 25 at any point, in particular in the area of the control / regulator device 3, which communicates with the individual cogeneration units 2, 2 'and which is designed such that it has a power capacity of the individual BlockMapkraftwerke 2, 2 ', in particular with regard to an outside temperature or in the heat storage 5, 5', 5 "stored amount of energy calculate and can predict with it.
  • a computer device 25 at any point, in particular in the area of the control / regulator device 3, which communicates with the individual cogeneration units 2, 2 'and which is designed such that it has a power capacity of the individual BlockMapkraftwerke 2, 2 ', in particular with regard to an outside temperature or in the heat storage 5, 5', 5 "stored amount of energy calculate and can predict with it.
  • Global weather data and weather forecasts can also be included in the calculation.
  • the computer device 25 thereby enables a further improved energy management.
  • the control / regulating unit 3 and / or the computer device 25 can be arranged at any point within the energy supply system 1, for example in the area of the large power station 4 or in the area of one of the combined heat and power plants 2, 2 'or at any other location ,

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

The present invention relates to an energy supply system (1) comprising at least one decentralized cogeneration power plant or fuel cell (2, 2') operating according to the force-heat coupling principle and a higher-order control unit/regulating unit (3) for controlling/regulating the at least one cogeneration power plant or fuel cell (2, 2'), wherein the at least one cogeneration power plant (2, 2') comprises at least one associated heat accumulator (5, 5', 5") having at least one charging station (6, 6', 6"), the charging station (6, 6', 6") is connected to the control unit/regulating unit (3) in a communicating manner, and the charging station (6, 6', 6") is designed in such a way that the charging station detects at least one energy amount still stored in the respective associated heat accumulator (5, 5', 5") and transmits the magnitude of said energy amount to the control unit/regulating unit (3).

Description

Energieversorgungssystem Power system
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem mit zumindest einem oder mehreren dezentralen, nach dem Kraft-Wärmekopplungsprinzip arbeitenden Blockheizkraftwerken oder einem anderen Kraftwerk, beispielsweise einer Brennstoffzelle.The present invention relates to a power supply system with at least one or more decentralized, based on the cogeneration principle cogeneration or other power plant, such as a fuel cell.
Blockheizkraftwerke und Brennstoffzellen sind üblicherweise modular aufgebaute Anlagen zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärme, die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs, das heißt also dezentral, betrieben werden und üblicherweise das Prinzip der so genannten Kraft-Wärmekopplung nutzen. Bei der Kraft-Wärmekopplung wird Energie aus einem Brennstoff oder alternativen Wärmequellen in mechanische und/oder elektrische Energie umgewandelt. Der gesamte Nutzungsgrad gegenüber einer herkömmlichen Kombination von lokalen Heizungen und zentralem Großkraftwerk resultiert insbesondere aus der Nutzung der Abwärme der Stromerzeugung direkt am Ort der Entstehung. Ein Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt dabei abhängig von der Anlagengröße zwischen ca. 25 und 50%, wobei durch die ortsnahe Nutzung der Abwärme die eingesetzte Primärenergie zu 80 bis über 98% genutzt werden kann. Die in den Blockheizkraftwerken gewonnene Wärme dient insbesondere zur Warmwasseraufbereitung bzw. zu Heizzwecken. Derartige Blockheizkraftwerke können auch zur Abdeckung von Spitzenlasten, die über ein sich in diesem Verbund befindliches Großkraftwerk nicht alleine abgedeckt werden können, benützt werden.Combined heat and power plants and fuel cells are usually modular systems for generating electricity and heat, which are preferably at the place of heat consumption, that is to say decentralized, operated and usually use the principle of so-called combined heat and power. In combined heat and power, energy from a fuel or alternative heat sources is converted into mechanical and / or electrical energy. The overall efficiency compared to a conventional combination of local heating and centralized large power plant results in particular from the use of waste heat from electricity generation directly at the place of origin. Depending on the size of the system, an efficiency of power generation is between approx. 25 and 50%, whereby the primary energy used can be used to 80 to more than 98% due to the local utilization of the waste heat. The heat gained in the combined heat and power plants is used in particular for hot water treatment or for heating purposes. Such combined heat and power plants can also be used to cover peak loads that can not be covered by a large power plant located in this composite alone.
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Blockheizkraftwerken ist jedoch, dass diese üblicherweise ausschließlich in Abhängigkeit eines Lastanfalls im Großkraftwerk zu- bzw. abgeschaltet werden, wobei jedoch die jeweilige energetische Vorort-Situation unberücksichtigt bleibt.A disadvantage of the known from the prior art cogeneration plants, however, is that they usually only in dependence of a Load at the large power plant on or off, but the respective energetic suburb situation is disregarded.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein Energieversorgungssystem anzugeben, welches insbesondere ein deutlich verbessertes Energiemanagement ermöglicht.The present invention is concerned with the problem of specifying a power supply system, which in particular allows a significantly improved energy management.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, jedes sich in einem Verbund mit einem (Groß-)Kraftwerk befindliches dezentrales Blockheizkraftwerk oder Brennstoffzelle mit einer Ladestation auszustatten, die eine in einem zum jeweiligen Blockheizkraftwerk oder Brennstoffzelle gehörenden Wärmespeicher gespeicherte Energiemenge erfassen und an eine übergeordnete Steuer-/Reglereinheit übermitteln kann, wobei diese Steuer- /Reglereinheit vorzugsweise nicht nur kommunizierend mit jeder Ladestation, sondern auch kommunizierend mit einem sich im Energieversorgungssystem befindlichen Großkraftwerk verbunden ist. Die Steuer-/Reglereinheit dient somit der Steuerung bzw. Regelung der einzelnen Blockheizkraftwerke und Brennstoffzellen vorzugsweise auch des Großkraftwerks. Generell kann hierbei anstelle des Blockheizkraftwerks auch ein beliebiges anderes Kraftwerk, wie zum Beispiel eine Brennstoffzelle, verwendet werden. Über die Erfassung der in den einzelnen Wärmespeichern der jeweiligen Blockheizkraftwerke gespeicherte Energiemenge, kann insbesondere ein deutlich verbessertes Energiemanagement erreicht werden, da die übergeordnete Steuer- /Reglereinheit zu jeder Zeit exakt weiß, wie viel Energie sich in welchen Wärmespeichern des Energieversorgungssystems befindet und in Abhängigkeit dieser Daten die einzelnen Blockheizkraftwerke oder Brennstoffzellen aktivieren kann. Insbesondere kann dadurch bspw. vermieden werden, dass ein Motor eines Blockheizkraftwerks mit voll aufgeladenem Wärmespeicher oder eine Brennstoffzelle gestartet wird und dadurch eine weitere Energiespeicherung nicht möglich wäre und somit nutzlos in die Umgebung abgegeben würde. Über die erfindungsgemäße datentechnische Kopplung der einzelnen Blockheizkraftwerke mit der übergeordneten Steuer-/Reglereinheit und bspw. einem (Groß-)Kraftwerk, lassen sich insbesondere in Spitzenlastzeiten just diese Blockheizkraftwärme oder Brennstoffzellen zur Abdeckung der elektrischen Spitzenlast zuschalten, bei welchen bspw. der angeschlossene Wärmespeicher (z. Bsp. ein Warmwasserpufferspeicher) noch Kapazität zur Aufnahme weiterer Energie besitzt. Denkbar ist auch, dass in Spitzenlastzeiten Hochtemperaturwärmespeicher (bis zu 850 0C z. Bsp. auf Freolitbasis mit unterdruckgesteuerten Wärmetauschern) in den jeweiligen Blockheizkraftwerken angezapft werden, in welchen sich viel gespeicherte Wärmeenergie befindet. Über diese hohe gespeicherte Wärmeenergiemenge kann bspw. ein zugehöriger Stirlingmotor betrieben werden, der dann elektrische Energie zur Abdeckung der elektrischen Spitzenlasten erzeugt.The present invention is based on the general idea, each equipped in a network with a (large) power plant decentralized cogeneration unit or fuel cell equipped with a charging station, which detect a stored in a respective cogeneration unit or fuel cell heat storage amount of energy and to a higher-level control Can transmit / / controller unit, said control / regulator unit is preferably connected not only communicating with each charging station, but also communicating with a located in the power system large power plant. The control / regulator unit thus serves to control or regulate the individual combined heat and power plants and fuel cells preferably also of the large power plant. In general, this can also be any other power plant, such as a fuel cell, used instead of the combined heat and power plant. On the detection of the stored energy in the individual heat storage units of the respective cogeneration plant, in particular a significantly improved energy management can be achieved because the parent control / regulator unit knows at any time exactly how much energy is in which heat storage of the power system and in dependence This data can activate the individual combined heat and power plants or fuel cells. In particular, this can be avoided, for example, that an engine of a combined heat and power plant with fully charged heat storage or a fuel cell is started and thereby further energy storage would not be possible and would therefore be given useless in the environment. About the inventive data technology coupling of the individual combined heat and power units with the parent control / regulator unit and, for example, a (large) power plant, especially in peak load just this block heating or fuel cells can switch to cover the electrical peak load, in which, for example, the connected heat storage ( For example, a hot water buffer memory) still has capacity to absorb additional energy. It is also conceivable that in peak load high temperature heat storage (up to 850 0 C zsp., Freolitbasis with vacuum-controlled heat exchangers) are tapped in the respective combined heat and power plants, in which there is much stored heat energy. For example, an associated Stirling engine can be operated via this high amount of stored thermal energy, which then generates electrical energy to cover the electrical peak loads.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist ein Datenbus vorgesehen, über welchen jedes Blockheizkraftwerk oder Brennstoffzelle zumindest mit der Steuer-/Reglereinheit kommuniziert. Ein derartiger Datenbus stellt dabei ein Leitungssystem mit zugehörigen Steuerungskomponenten dar, welches zum Austausch von Daten und/oder Energie genutzt werden kann. Derartige Bussysteme finden insbesondere Anwendung zur Verbindung von Computern mit Peripheriegeräten, bspw. zur Verbindung der Steuer-/Reglereinheit mit der zugehörigen Ladestation des jeweiligen Blockheizkraftwerks oder Brennstoffzelle. Insbesondere erlauben derartige Bussysteme auch einen schnellen Informationsfluss, wodurch eine optimierte Schalt- und Regelstrategie erreicht werden kann. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weist zumindest eines der Blockheizkraftwerke einen Verbrennungsmotor oder einen Stirlingmotor zur Stromerzeugung auf. Unter Verbrennungsmotoren sollen hier insbesondere Diesel- oder Gasmotoren aber auch Gasturbinen subsumiert werden, wobei insbesondere Gasmotoren den großen Vorteil bieten, nicht über einen separat angeordneten und turnusmäßig aufzufüllenden Kraftstofftank verfügen zu müssen, sondern an eine öffentliche Gasversorgung angeschlossen werden können. Der Stirlingmotor hingegen ist eine Wärmekraftmaschine, in der ein abgeschlossenes Arbeitsgas, wie bspw. Luft oder Helium, von außen an zwei verschiedenen Bereichen abwechselnd erhitzt und gekühlt wird, um mechanische Energie zu erzeugen. Der Stirlingmotor arbeitet nach dem Prinzip eines geschlossenen Kreisprozesses und ist ein Beispiel für die Energieumwandlung von einer schlecht nutzbaren Energieform (thermische Energie) in die besser einsetzbare Energieform mechanischer Energie. Der Stirlingmotor kann mit einer beliebigen externen Wärmequelle betrieben werden. So ist bspw. denkbar, dass in Spitzenlastzeiten die im vorgenannten Hochtemperaturwärmespeicher gespeicherte Wärmeenergie zum Antrieb des Stirlingmotors genutzt wird, so dass über diesen dann elektrische Energie erzeugt werden kann. Wobei es für den Stirlingmotor unerheblich ist mit welcher Energiequelle der Hochtemperaturspeicher geladen wurde (z. Bsp. Beheizung durch Gas- oder Ölbrenner, Holzvergaser, Heizung durch Solare Energien, Photovoltaik,...) Denkbar und vorteilhaft ist auch eine gemischte Beladung durch verschiedene Energiequellen. Selbstverständlich kann die durch die Brennstoffzelle oder das Blockheizkraftwerk erzeugte elektrische Energie auch in stationären Akkumulatoren oder in den Akkumulatoren von Elektrofahrzeugen gespeichert werden. Die übergeordnete Steuer-/Reglereinheit kann dann selbstverständlich auch diese gespeicherte Energie abrufen.In an advantageous development of the solution according to the invention, a data bus is provided, via which each cogeneration plant or fuel cell communicates at least with the control / regulator unit. Such a data bus represents a line system with associated control components, which can be used for the exchange of data and / or energy. Such bus systems find particular application for the connection of computers with peripheral devices, for example. For connecting the control / regulator unit with the associated charging station of each cogeneration plant or fuel cell. In particular, allow Such bus systems also provide a fast flow of information, which allows an optimized switching and control strategy can be achieved. In an advantageous development of the solution according to the invention, at least one of the combined heat and power plants has an internal combustion engine or a Stirling engine for generating electricity. Under internal combustion engines are here in particular diesel or gas engines but also gas turbines are subsumed, in particular gas engines offer the great advantage not having to have a separately arranged and regularly refilled fuel tank, but can be connected to a public gas supply. The Stirling engine, on the other hand, is a heat engine in which a closed working gas, such as air or helium, is alternately heated and cooled externally at two different areas to produce mechanical energy. The Stirling engine works on the principle of a closed cycle and is an example of the energy conversion of a poorly usable form of energy (thermal energy) in the better usable form of energy of mechanical energy. The Stirling engine can be operated with any external heat source. For example, it is conceivable that at peak load times the heat energy stored in the abovementioned high-temperature heat accumulator is used to drive the Stirling engine so that electrical energy can then be generated via it. Where it is irrelevant for the Stirling engine with which energy source the high-temperature storage was charged (eg, heating by gas or oil burners, wood gasifier, heating by solar energy, photovoltaic, ...) Conceivable and advantageous is also a mixed loading by different energy sources , Of course, the electrical energy generated by the fuel cell or cogeneration plant can also be stored in stationary batteries or in the batteries of electric vehicles. Of course, the higher-level control / regulator unit can also retrieve this stored energy.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,
Fig. 1 eine mögliche und stark schematisierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems,1 shows a possible and highly schematic embodiment of a power supply system according to the invention,
Fig. 2 eine mögliche Ausführungsform einer Ladestation,2 shows a possible embodiment of a charging station,
Fig. 3 eine Darstellung wie in Fig. 2, jedoch aus einer anderenFig. 3 is a representation as in Fig. 2, but from another
Perspektive,Perspective,
Fig. 4 einen Wärmespeicher eines Blockheizkraftwerks mit der erfindungsgemäßen Ladestation, Fig. 5 eine Detaildarstellung der Fig. 4,4 shows a heat storage of a cogeneration plant with the charging station according to the invention, 5 is a detailed view of Fig. 4,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Wärmespeichers mit einemFig. 6 shows another embodiment of a heat accumulator with a
Spannband,Strap,
Fig. 7 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßesFig. 7 is a sectional view through an inventive
Doppelschlauchpaket.Double hose package.
Entsprechend der Fig. 1 , weist ein erfindungsgemäßes Energieversorgungssystem 1 zumindest ein dezentral, nach dem Kraft- Wärmekopplungsprinzip arbeitendes Blockheizkraftwerk (oder Brennstoffzelle) 2 sowie eine übergeordnete Steuer-/Reglereinheit 3 zum Steuern/Regeln des Blockheizkraftwerks 2 auf. Dasselbe gilt auch wenn das dezentrale Blockheizkraftwerk 2 mit weiteren Blockheizkraftwerken 2' direkt oder mehreren Großkraftwerken 4 im Verbund stehen. Generell kann anstelle des Blockheizkraftwerks 2 auch ein beliebiges anderes Kraftwerk, wie zum Beispiel eine Brennstoffzelle, verwendet werden. Bei einem KWK-Kraftwerk könnten die Wärmespeicher 5 und 5" auch modular aufgebaut sein, nämlich aus einem Hochtemperaturspeicher 5" zur Speisung des Stirlingmotors und einem Niedertemperaturspeicher 5' zur Speicherung der Abwärme und bspw. zur Wärmeversorgung von Gebäuden oder zur industriellen Prozesswärmeversorgung. Der Wärmespeicherδ kann somit als Dachbegriff angesehen werden, unter welchen eine beliebige Anzahl von Niedertemperaturspeichern 5' und Hochtemperaturspeichern 5" zusammen gefasst werden können.According to FIG. 1, an energy supply system 1 according to the invention has at least one decentralized cogeneration plant (or fuel cell) 2 operating according to the cogeneration principle and a higher-order control / regulating unit 3 for controlling / controlling the combined heat and power plant 2. The same applies even if the decentralized cogeneration plant 2 with other cogeneration plants 2 'are directly or several large power plants 4 in combination. In general, instead of the combined heat and power plant 2, any other power plant, such as a fuel cell, can be used. In a CHP power plant, the heat storage 5 and 5 "could also be modular, namely from a high-temperature storage 5" for feeding the Stirling engine and a low-temperature storage 5 'for storing the waste heat and, for example, for heat supply to buildings or for industrial process heat supply. The heat storage δ can thus be regarded as a umbrella term, under which any number of low-temperature storage 5 'and high-temperature storage 5 "can be summarized.
Üblicherweise ist in dem Verbund des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems 1 noch ein (Groß-)kraftwerk 4 einbezogen, welches üblicherweise hauptsächlich zur Stromerzeugung dient. Erfindungsgemäß weist nun jedes der Blockheizkraftwerke 2, 2', wovon gemäß der Fig. 1 lediglich zwei dargestellt sind, einen zugehörigen Wärmespeicher 5, 5' mit jeweils einer zugeordneten Ladestation 6, 6' auf. Jede Ladestation 6, 6' ist dabei kommunizierend mit der Steuer-/Reglereinheit 3 verbunden und derart ausgebildet, dass sie zumindest eine noch im jeweils zugehörigen Wärmespeicher 5, 5'und 5" gespeicherte Energiemenge erfassen und betragsmäßig an die Steuer-/Reglereinheit übermitteln kann. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass mit dem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem 1 ein deutlich verbessertes Energiemanagement möglich ist. Als Ladestation 6" kann insbesondere auch ein unterdruckgesteuerter Wärmetauscher des Hochtemperaturspeichers 5" verstanden werden.Usually, a (large) power plant 4 is included in the composite of the power supply system 1 according to the invention, which usually used mainly for power generation. According to the invention, each of the cogeneration units 2, 2 ', of which only two are shown in FIG. 1, now has an associated heat accumulator 5, 5', each with an associated charging station 6, 6 '. Each charging station 6, 6 'is communicatively connected to the control / regulating unit 3 and designed such that it can detect at least one still in their respective associated heat storage 5, 5' and 5 "stored amount of energy and amount to the control / regulator unit This offers the particular advantage that significantly improved energy management is possible with the energy supply system 1 according to the invention. The charging station 6 "can also be understood in particular to be a vacuum-controlled heat exchanger of the high-temperature storage 5".
Reicht bspw. in Spitzenlastzeiten das Großkraftwerk 4 zur Erzeugung der erforderlichen elektrischen Energie nicht aus, so können mittels der Steuer- /Reglereinheit 3 bedarfsorientiert einzelne Blockheizkraftwerke 2, 2' zugeschaltet werden. Weist dabei bspw. das Blockheizkraftwerk 2 einen Verbrennungsmotor und gleichzeitig einen lediglich teilweise gefüllten Wärmespeicher 5 auf, so ist es günstig, dieses zur Abdeckung der Spitzenlast zuzuschalten, da dieses Blockheizkraftwerk 2 dann einerseits die vom Verbrennungsmotor erzeugte elektrische Energie in das Netz einspeisen und andererseits die vom Verbrennungsmotor erzeugte Abwärme im Wärmespeicher 5 speichern kann. Weist hingegen bspw. das Blockheizkraftwerk 2' einen Stirlingmotor auf und gleichzeitig eine vergleichsweise hohe gespeicherte Energiemenge im zugehörigen Wärmespeicher 5", so kann es zur Abdeckung einer Spitzenlast ebenfalls günstig sein, das Blockheizkraftwerk 2' zu aktivieren, wobei mit der in dem Wärmespeicher 5" gespeicherten Wärmeenergie der Stirlingmotor betrieben und damit elektrische Energie erzeugt werden kann. Würde demgegenüber der Wärmespeicher 5" lediglich eine geringe gespeicherte Energiemenge aufweisen, so würde ein Zuschalten dieses Blockheizkraftwerks 2' zur Abdeckung der Spitzenlast keinen Sinn machen, da der in diesem arbeitende Stirlingmotor nicht oder zumindest nicht lange betrieben werden könnte. Wichtig ist dabei jedoch der erfindungsgemäße Gedanke, über die jeweils im jeweiligen Wärmespeicher 5, 5' und 5" gespeicherte Energiemenge Bescheid zu wissen und diese bedarfsoptimiert einsetzen zu können.For example, if the large power plant 4 is insufficient to generate the required electrical energy during peak load periods, individual combined heat and power units 2, 2 'can be switched on by means of the control / regulating unit 3 as required. For example, if the combined heat and power plant 2 has an internal combustion engine and only a partially filled heat accumulator 5, it is favorable to switch it on to cover the peak load, since this combined heat and power plant 2 then feeds the electrical energy generated by the internal combustion engine into the grid and the other from the combustion engine generated waste heat in the heat storage 5 can save. On the other hand, if, for example, the combined heat and power plant 2 'has a Stirling engine and at the same time a comparatively high amount of stored energy in the associated heat accumulator 5 ", it may also be favorable to cover a peak load to activate the combined heat and power plant 2', with the heat accumulator 5" stored thermal energy of the Stirling engine operated and thus electrical energy can be generated. Would the other hand, the Heat storage 5 "have only a small amount of stored energy, it would not make sense to connect this cogeneration unit 2 'to cover the peak load, since the working in this Stirling engine could not or at least not be operated long to know the amount of energy stored in the respective heat storage 5, 5 'and 5 "and to be able to use them in an optimally optimized manner.
Die kommunizierende Verbindung zwischen den einzelnen Blockheizkraftwerken 2, 2' bzw. den zugehörigen Ladestationen 6, 6' kann bspw. mittels eines Datenbusses erfolgen, über welchen jedes Blockheizkraftwerk 2, 2' zumindest mit der Steuer-/Reglereinheit 3 kommunizierend verbunden ist. Selbstverständlich ist im gemäß der Fig. 1 gezeichneten Fall vorzugsweise auch das Großkraftwerk 4 in diesen Datenbus eingebunden.The communicating connection between the individual combined heat and power plants 2, 2 'or the associated charging stations 6, 6' can take place, for example, by means of a data bus via which each cogeneration plant 2, 2 'is connected in a manner communicating at least with the control / regulating unit 3. Of course, in the case shown in FIG. 1, preferably also the large power plant 4 is integrated into this data bus.
Betrachtet man die Fig. 2 und 3, so kann man erkennen, dass die dort gezeichnete Ladestation 6 ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 7 mit zumindest einem stirnendseitig angeordneten und verdrehbaren Winkelanschluss 8 aufweist. Selbstverständlich können dabei jeweils stirnendseitig und gegenüberliegend auch zwei Winkelanschlüsse vorgesehen sein, wobei an zumindest einem Winkelanschluss 8 ein nicht mit der Ladestation 6 verbundener Anschlussschenkel 9 so lange ausgebildet ist, dass dessen freies Ende in beliebiger Drehstellung das Gehäuse 7 der Ladestation 6 zumindest geringfügig überragt. Dies ermöglicht eine bezüglich einer Drehwinkellage um eine Achse 10 beliebige Anbindung der Ladestation 6 an den Wärmespeicher 5 des Blockheizkraftwerks 2.Looking at FIGS. 2 and 3, it can be seen that the charging station 6 shown there has a substantially parallelepiped-shaped housing 7 with at least one angular connection 8 which is arranged at the end and can be rotated. Of course, in each case end face and opposite two angle connections may be provided, wherein at least one angle connection 8 is not connected to the charging station 6 connecting leg 9 is formed so long that its free end in any rotational position, the housing 7 of the charging station 6 at least slightly surmounted. This allows any connection of the charging station 6 to the heat accumulator 5 of the combined heat and power plant 2 with respect to an angular position about an axis 10.
Betrachtet man die Fig. 5 und 6, so kann man erkennen, dass der Wärmespeicher 5 im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und eine Bedieneinrichtung 11 aufweist, die über eine Halteeinrichtung 12 an einer in Umfangsrichtung frei wählbaren Stelle eines Mantels 15 des Wärmespeichers 5 anordenbar ist. Die Halteeinrichtung 12 kann dabei bspw. wie in Fig. 5 gezeigt, ein Hakenelement 13 aufweisen, mit welchem es einen oberen Rand des MantelsLooking at Figs. 5 and 6, it can be seen that the heat accumulator 5 is formed substantially cylindrical and a Operating device 11 which can be arranged via a holding device 12 at a freely selectable in the circumferential direction of a jacket 15 of the heat accumulator 5. The holding device 12 may, for example, as shown in Fig. 5, a hook member 13, with which it has an upper edge of the shell
15 des Wärmespeichers 5 umgreift. Das Hakenelement 13 ist in diesem Fall zwischen dem Mantel 15 und einem Deckel 14 des Wärmespeichers 5 eingeklemmt. Denkbar ist auch, dass die Halteeinrichtung 12 in der Art eines Spannbandes 16 (vgl. Fig. 6) ausgebildet ist und in dieser Ausführungsform zusätzlich zur Fixierung einer Wärmedämmung dient. Die Wärmedämmung kann dabei, wie in Fig. 6 gezeigt ist, bspw. in der Art von zwei Styroporschalen 17 und 17' ausgebildet sein und im Bereich eines Bauchumfangs durch das Spannband15 of the heat accumulator 5 surrounds. The hook element 13 is clamped in this case between the jacket 15 and a cover 14 of the heat accumulator 5. It is also conceivable that the holding device 12 is designed in the manner of a tension band 16 (cf., Fig. 6) and in this embodiment additionally serves to fix a thermal insulation. The thermal insulation can, as shown in Fig. 6, for example, in the form of two Styrofoam shells 17 and 17 'may be formed and in the region of a waist circumference by the clamping band
16 fixiert werden. Eine Verbindung zwischen der Bedieneinrichtung 11 und innerhalb des Wärmespeichers 5 angeordneten Sensoren 18 erfolgt dabei vorzugsweise über einen standardisierten Kabelbaum 19, welcher vorzugsweise zentral oben aus dem Wärmespeicher 5 geführt bzw. dort gebündelt und an einen Rand des Wärmespeichers 5 geführt wird. Durch die aufeinander abgestimmten Komponenten Kabelbaum 19, Temperatursensor und Wärmespeicher 5 wird die im Speicher befindliche Energiemenge transparent.16 are fixed. A connection between the operating device 11 and arranged within the heat accumulator 5 sensors 18 is preferably carried out via a standardized harness 19, which is preferably centrally out of the heat storage 5 out or bundled there and led to an edge of the heat accumulator 5. Due to the coordinated components harness 19, temperature sensor and heat storage 5, the amount of energy in the storage is transparent.
Betrachtet man die Fig. 4, so kann man erkennen, dass nach einem Anbau der Ladestation 6 an den Wärmespeicher 5 ein Zulauf 20 sowie ein Ablauf 21 des Wärmespeichers 5 so eng benachbart zueinander angeordnet sind, dass daran ein Doppelschlauchpaket 22 (vgl. Fig. 7) (z. Bsp. zwei isolierte Kupfer- oder Edelstahlwellrohre mit integrierten elektrischen Spannungsversorgungs- und/oder Steuerleitungskabeln) bauseits konfektioniert und angeschlossen werden kann. Erfindungsgemäß weist dabei das Doppelschlauchpaket 22 eine zumindest dreipolige Leitung 23 auf, über welche insbesondere die Ladestation 6, bspw. eine 230V Pumpe in dieser, mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Zusätzlich kann das bauseits zu konfektionierende Doppelschlauchpaket 22 auch eine Steuerleitung 24, insbesondere eine zweipolige Steuerleitung 24 aufweisen, über welche insbesondere die Ladestation 6 steuerbar ist.4, it can be seen that, following an attachment of the charging station 6 to the heat accumulator 5, an inlet 20 and a drain 21 of the heat accumulator 5 are arranged so closely adjacent to one another that a double hose pack 22 (see FIG. 7) (eg two insulated copper or stainless steel corrugated pipes with integrated electrical power supply and / or control cable cables) can be assembled and connected by the customer. According to the invention, the double hose packet 22 has an at least three-pole line 23, via which, in particular, the charging station 6, for example a 230V pump in it, can be supplied with electrical energy. In addition, the on-site to be assembled double hose package 22 also a control line 24, in particular a two-pole control line 24, via which in particular the charging station 6 is controllable.
Generell kann mit dem erfindungsgemäßen Blockheizkraftwerk 2 ein äußerst standardisiertes Produkt am Markt angeboten werden, welches sich nicht nur sehr variabel montieren bzw. anschließen lässt, sondern zugleich aufgrund der möglichen Fernabfrage der im Wärmespeicher 5 gespeicherten Energiemenge ein besonders effizientes Energiemanagement erlaubt. Durch die darüber hinaus frei wählbare Anordnung der Bedieneinrichtung 11 sowie einer ebenfalls bezüglich ihrer Drehlage frei wählbaren Anordnung der Ladestation 6, kann der erfindungsgemäße Wärmespeicher 5 flexibel an unterschiedlichste Einbausituationen angepasst werden. Durch die Verwendung eines standardisierten Kabelbaums 19 sind darüber hinaus auch Flaschner in der Lage, den erfindungsgemäßen Wärmespeicher 5 vollständig zu montieren, was ein separates und teures Hinzuziehen von Elektrikern erübrigt. Durch die eng benachbarte Lage des Zulaufs 20 in Bezug auf den Ablauf 21 kann darüber hinaus Doppelschlauchpaket 22 verwendet werden, welches sehr universell angepasst werden kann. Um darüber hinaus die elektrische Verkabelung vereinfachen zu können, weist das erfindungsgemäße Doppelschlauchpaket 22, dessen Zulauf 20 und Ablauf 21 üblicherweise die gleiche Länge besitzen, die dreipolige Leitung 23 auf.Generally can be offered on the market with the block cogeneration plant 2 according to the invention an extremely standardized product, which not only very variable mount or connect, but at the same time allows a particularly efficient energy management due to the possible remote query stored in the heat storage 5 amount of energy. Due to the arbitrary arrangement of the operating device 11 and a likewise freely selectable with respect to their rotational position arrangement of the charging station 6, the heat accumulator 5 according to the invention can be flexibly adapted to a wide variety of installation situations. By using a standardized wiring harness 19, moreover, Flaschner are also able to completely assemble the heat accumulator 5 according to the invention, which eliminates the need for separate and expensive electricians. Due to the closely adjacent position of the inlet 20 with respect to the outlet 21, it is also possible to use a double tube packet 22, which can be adapted very universally. In order to be able to simplify the electrical wiring beyond, has the double tube package 22 according to the invention, the inlet 20 and outlet 21 usually have the same length, the three-pole line 23.
Generell kann das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem 1 an einer beliebigen Stelle, insbesondere im Bereich der Steuer-/Reglereinrichtung 3 auch eine Rechnereinrichtung 25 aufweisen, welche mit den einzelnen Blockheizkraftwerken 2, 2' kommunizierend verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass es eine Leistungskapazität der einzelnen Blockheizkraftwerke 2, 2', insbesondere im Hinblick auf eine Außentemperatur oder eine im Wärmespeicher 5, 5', 5" gespeicherte Energiemenge, berechnen und damit vorhersagen kann. Globale Wetterdaten und Wettervorhersagen können ebenfalls in die Berechnung mit einbezogen werden.In general, the energy supply system 1 according to the invention can also have a computer device 25 at any point, in particular in the area of the control / regulator device 3, which communicates with the individual cogeneration units 2, 2 'and which is designed such that it has a power capacity of the individual Blockheizkraftwerke 2, 2 ', in particular with regard to an outside temperature or in the heat storage 5, 5', 5 "stored amount of energy calculate and can predict with it. Global weather data and weather forecasts can also be included in the calculation.
Die Rechnereinrichtung 25 ermöglicht dadurch ein nochmals verbessertes Energiemanagement. Generell kann dabei die Steuer-/Reglereinheit 3 und/oder die Rechnereinrichtung 25 an einer beliebigen Stelle innerhalb des Energieversorgungssystems 1 , bspw. im Bereich des Großkraftwerks 4 oder im Bereich eines der Blockheizkraftwerke 2, 2' oder an einer beliebigen anderen Stelle, angeordnet werden. The computer device 25 thereby enables a further improved energy management. In general, the control / regulating unit 3 and / or the computer device 25 can be arranged at any point within the energy supply system 1, for example in the area of the large power station 4 or in the area of one of the combined heat and power plants 2, 2 'or at any other location ,

Claims

Ansprüche claims
1. Energieversorgungssystem (1 ) mit zumindest einem/einer dezentralen, nach dem Kraft-Wärmekopplungsprinzip arbeitenden1. Energy supply system (1) with at least one / a decentralized, working according to the cogeneration principle
Blockheizkraftwerk/Brennstoffzelle (2,2') und einer übergeordneten Steuer- /Reglereinheit (3) zum Steuern/Regeln des/der zumindest einen Blockheizkraftwerks/Brennstoffzelle (2,2'), wobeiCombined heat and power plant / fuel cell (2,2 ') and a higher-level control / regulating unit (3) for controlling the / at least one cogeneration unit / fuel cell (2,2'), wherein
- das/die wenigstens eine Blockheizkraftwerk/ Brennstoffzelle (2,2') wenigstens einen zugehörigen Wärmespeicher (5,5', 5") mit zumindest einer Ladestation (6,6',6") aufweist,- The / at least one cogeneration plant / fuel cell (2,2 ') at least one associated heat storage (5,5', 5 ") with at least one charging station (6,6 ', 6"),
- die Ladestation (6, 6', 6") kommunizierend mit der Steuer-/Reglereinheit (3) verbunden ist und- The charging station (6, 6 ', 6 ") communicating with the control / regulating unit (3) is connected and
- die Ladestation (6, 6', 6") derart ausgebildet ist, dass sie zumindest eine noch im jeweils zugehörigen Wärmespeicher (5,5',5") gespeicherte Energiemenge erfassen und betragsmäßig an die Steuer-/Reglereinheit (3) übermittelt.- The charging station (6, 6 ', 6 ") is designed such that they detect at least one still in their respective associated heat storage (5,5', 5") stored amount of energy and amount of the control / regulating unit (3).
2. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Blockheizkraftwerk (2,2') einen Verbrennungsmotor und/oder einen Stirlingmotor zur Stromerzeugung aufweist oder als Brennstoffzelle ausgebildet ist.2. Energy supply system according to claim 1, characterized in that at least one cogeneration plant (2,2 ') has an internal combustion engine and / or a Stirling engine for generating electricity or is designed as a fuel cell.
3. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenbus vorgesehen ist, über welchen das/die wenigstens eine Blockheizkraftwerk/Brennstoffzelle (2,2') zumindest mit der Steuer-/Reglereinheit (3) kommuniziert.3. Energy supply system according to claim 1 or 2, characterized a data bus is provided, via which the at least one combined heat and power plant / fuel cell (2, 2 ') communicates at least with the control / regulator unit (3).
4. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (1 ) ein Kraftwerk (4) zur Stromerzeugung aufweist, wobei zur Abdeckung von Spitzenlasten zumindest eines der dezentralen Blockheizkraftwerke/Brennstoffzellen (2,2') mittels der Steuer- /Reglereinheit (3) zuschaltbar ist.4. Energy supply system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the energy supply system (1) comprises a power plant (4) for generating electricity, wherein to cover peak loads at least one of the decentralized combined heat and power plants / fuel cells (2,2 ') by means of the control - / control unit (3) is switchable.
5. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (6) ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse (7) mit zumindest einem stirnendseitig angeordneten und verdrehbaren Winkelanschluss (8) aufweist, wobei zumindest ein Winkelanschluss (8) einen nicht mit der Ladestation (6) verbundenen Anschlussschenkel (9) aufweist, dessen freies Ende in beliebiger Drehstellung das Gehäuse (7) der Ladestation (6) zumindest geringfügig überragt.5. Energy supply system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the charging station (6) has a substantially cuboid housing (7) with at least one end face arranged and rotatable angle connection (8), wherein at least one angle connection (8) not one having the charging station (6) connected to connecting leg (9), the free end in any rotational position, the housing (7) of the charging station (6) at least slightly surmounted.
6. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (5) im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und eine Bedieneinrichtung (11 ) aufweist, die über eine Halteeinrichtung (12) an einer frei wählbaren Stelle eines Mantels (15) des Wärmespeichers (5) anordenbar ist.6. Energy supply system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the heat accumulator (5) is substantially cylindrical and has an operating device (11) via a holding device (12) at a freely selectable point of a jacket (15). the heat accumulator (5) can be arranged.
7. Energieversorgungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (12) ein Montage- oder Hakenelement (13) aufweist, mit welchem es in einem oberen Deckelbereich des Mantels (15) des Wärmespeichers (5) verhakt ist.7. Energy supply system according to claim 6, characterized in that the holding device (12) has an assembly or hook element (13) with which it is hooked in an upper cover region of the jacket (15) of the heat accumulator (5).
8. Energieversorgungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hakenelement (13) zwischen dem Mantel (15) und einem Deckel (14) des Wärmespeichers eingeklemmt oder oberhalb des Deckels (14) fixiert ist.8. Energy supply system according to claim 7, characterized in that the hook element (13) between the jacket (15) and a lid (14) of the heat accumulator is clamped or fixed above the lid (14).
9. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (5) einen standardisierten Kabelbaum (19) aufweist, über welchen einzelne (Temperatur)-Sensoren (18) mit der Bedieneinrichtung (11 ) verbunden sind.9. Energy supply system according to one of claims 6 to 8, characterized in that the heat accumulator (5) has a standardized harness (19) via which individual (temperature) sensors (18) are connected to the operating device (11).
10. Energieversorgungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der standardisierte Kabelbaum (19) vorzugsweise zentral oben aus dem Wärmespeicher (5) austritt.10. Energy supply system according to claim 9, characterized in that the standardized wiring harness (19) preferably emerges centrally from the top of the heat accumulator (5).
11. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (5) ein Spannband (16) aufweist, welches insbesondere zur Fixierung einer Wärmedämmung dient.11. Energy supply system according to one of claims 1 to 10, characterized in that the heat accumulator (5) has a clamping band (16) which serves in particular for fixing a thermal insulation.
12. Energieversorgungssystem nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spannband (16) als Halterung der Bedieneinrichtung (11 ) ausgebildet ist. 12. Energy supply system according to claim 11, characterized in that the clamping band (16) is designed as a holder of the operating device (11).
13. Energieversorgungssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (11 ) an einer frei wählbaren Umfangsstelle des Spannbandes (16) anordenbar ist.13. Energy supply system according to claim 11 or 12, characterized in that the operating device (11) can be arranged at a freely selectable circumferential point of the clamping band (16).
14. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Anbau der Ladestation (6) an den Wärmespeicher (5) ein Zulauf (20) und ein Ablauf (21 ) desselben so eng benachbart zueinander angeordnet sind, dass ein zu konfektionierendes Doppelschlauchpaket (22) anschließbar ist.14. Energy supply system according to one of claims 1 to 13, characterized in that after an attachment of the charging station (6) to the heat accumulator (5) an inlet (20) and a drain (21) of the same are so closely adjacent to each other that a to be assembled double hose package (22) can be connected.
15. Energieversorgungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelschlauchpaket (22) eine zumindest dreipolige Leitung (23) aufweist, über welche insbesondere die Ladestation (6) mit elektrischer versorgt werden kann.15. Energy supply system according to claim 14, characterized in that the double hose package (22) has an at least three-pole line (23), via which in particular the charging station (6) can be supplied with electrical.
16. Energieversorgungssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das standardisierte Doppelschlauchpaket (22) eine Steuerleitung (24) aufweist, über welche insbesondere die Ladestation (6) steuerbar ist.16. Energy supply system according to claim 14 or 15, characterized in that the standardized double hose package (22) has a control line (24), via which in particular the charging station (6) is controllable.
17. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (1 ) eine Rechnereinrichtung (25) aufweist, welche mit den einzelnen Blockheizkraftwerken/Brennstoffzellen (2,2') kommunizierend verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass es eine Leistungskapazität der einzelnen Blockheizkraftwerke oder Brennstoffzellen (2,2'), insbesondere im Hinblick auf eine Außentemperatur oder eine im Wärmespeicher (5,5', 5") gespeicherte Energiemenge, berechnen kann. 17. Energy supply system according to one of claims 1 to 16, characterized in that the energy supply system (1) has a computer device (25) which communicates with the individual cogeneration units / fuel cells (2,2 ') and which is designed such that it one Power capacity of the individual combined heat and power plants or fuel cells (2,2 '), in particular with regard to an outside temperature or in the heat storage (5,5', 5 " ) stored amount of energy can calculate.
EP10708182A 2009-03-09 2010-03-05 Energy supply system Withdrawn EP2406483A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009011778A DE102009011778A1 (en) 2009-03-09 2009-03-09 Power system
PCT/EP2010/052816 WO2010102953A1 (en) 2009-03-09 2010-03-05 Energy supply system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2406483A1 true EP2406483A1 (en) 2012-01-18

Family

ID=42110955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10708182A Withdrawn EP2406483A1 (en) 2009-03-09 2010-03-05 Energy supply system

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2406483A1 (en)
DE (2) DE102009011778A1 (en)
WO (1) WO2010102953A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012019236A1 (en) 2012-09-29 2014-04-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Control device for power supply system e.g. block-type thermal power station, measures electrical variables at electrical machine, and connects separating element with torque forming function block and monitoring function block
DE102015009086B4 (en) 2015-07-17 2017-10-19 Cta Anlagenbau Dienstleistungs Gmbh Method and device for operating a mini / micro combined heat and power plant for single-family homes
DE202017007549U1 (en) 2017-02-13 2022-08-11 Norbert Hoffmann System for energy supply of a building and solid heat storage
DE102017102855B4 (en) 2017-02-13 2024-07-11 Norbert Hoffmann System for supplying energy to a building, solid heat storage and use of a fuel cell arrangement

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3116624C2 (en) * 1981-04-27 1985-08-29 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Energy supply system for heat and electricity
US4752697A (en) * 1987-04-10 1988-06-21 International Cogeneration Corporation Cogeneration system and method
JP2888717B2 (en) * 1992-04-06 1999-05-10 公生 石丸 Energy supply system
DE10261171B3 (en) * 2002-12-20 2004-06-24 Enginion Ag Combined power and heat generation plant installation detects remaining heat storage capacity of each plant for selective activation of latter dependent on current requirement
DE102006050509A1 (en) * 2006-10-26 2008-05-08 Gunnar Kaestle Method for the controlled decoupling of electrical energy from the low-voltage grid

Also Published As

Publication number Publication date
DE102009011778A1 (en) 2010-09-23
WO2010102953A1 (en) 2010-09-16
DE202010018242U1 (en) 2014-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008064889A1 (en) Device for conversion of thermodynamic energy into electrical energy
EP2226574B1 (en) Modular combined heat and power plant
CN101027478A (en) Regenerative energy system
EP1012513A1 (en) Coupled power-heat device for supplying energy
DE19535752A1 (en) Control of independent power generation system
WO2010102953A1 (en) Energy supply system
EP3124878B1 (en) Method and device for operating a mini/micro chp plant for single-family dwellings
DE102016103008B4 (en) Energy center and operating procedures
EP2700802B1 (en) Combined heat and power plant with integrated power storage system
DE202008001386U1 (en) Heating system by arrangement of an internal combustion engine with generator and air-water heat pump
EP0940637B1 (en) compact energy installation
DE202012010190U1 (en) Decentralized compressed air storage for small photovoltaic systems
DE19829192B4 (en) Energy compact Anlage
CH705028A2 (en) Plant for combined heat and power with combined heat registers.
EP2564036A2 (en) Coupling system for a hybrid energy installation
DE2917648A1 (en) Converter maximising use of solar energy - uses rear absorber and heat stores with heat pump
DE102008050244A1 (en) Energy decentrally supplying method for air-conditioning e.g. residential facility, involves controlling block storage forced heating and cooling function control unit, energy supply, energy storage and energy production with strategies
DE3736676A1 (en) Method for meeting the demand for electricity and heat of dwelling houses and small enterprises
DE202009005464U1 (en) Modular CHP heating system for household or industrial applications
DE202014000378U1 (en) Heat and cold storage elements Types: Conductor, convector and combiner
EP3327361A1 (en) Heat and power co-generation plant and method for operating same
WO2011020463A2 (en) Method and device for operating cogeneration power plants
DE102011100381A1 (en) Block type thermal power station used for simultaneous generation of heat and electric power from nuclear energy, has controller that controls nuclear heat generator and steam power module
DE19831697A1 (en) System for heating small buildings and rooms includes the usual consumable water heating extracts heat of hot gas in steam generator for generating electrical energy for running system
DE202006008141U1 (en) Combined heat and power plant has cooling water cycle and electric energy is supplied to power supply system and waste heat is generated from cooling water which is used locally for direct heating and cooling

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110831

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20130214

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20141125