AT411805B - Verfahren zur steuerung einer brennstoffzellenanordnung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Brennstoffzellenanordnung zur Versorgung eines Hausnetzes gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1 sowie auf ein Hausnetz zur Durchführung dieses Verfahrens. 



   Drehstromzähler werden heute dazu benutzt, Energieflüsse vom öffentlichen Netz in ein Haus- netz zu bestimmen und daraus Daten für die Kostenrechnung mit einem Elektrizitätsversorgungs- unternehmen zu gewinnen. Bei Hausnetzen, in denen photovoltaische Elemente enthalten sind, aber auch bei Hausnetzen der eingangs erwähnten Art, sind Arbeitszähler im Einsatz, die getrennt Strombezug und Stromeinspeisung in das öffentliche Netz erfassen. Dies geschieht ebenfalls nur zum Zweck der späteren Abrechnung und hat keinen Einfluss auf die Steuerung des im Haushalts- netz integrierten Stromerzeugers. 



   Bei Hausnetzen mit photovoltaischen Elementen, deren Primärenergie, das Sonnenlicht, kos- tenlos ist, stört der in der Regel sehr erhebliche Tarifunterschied zwischen Energiebezug aus dem öffentlichen Netz und der Einspeisung in ein solches nicht. Anders verhält es sich bei elektrischen Energieerzeugern, bei denen der Einsatz der notwendigen Primärenergie mit Kosten verbunden ist, wie dies bei Brennstoffzellen der Fall ist. 



   Bei solchen ergeben sich bei einer Einspeisung in ein öffentliches Netz meist höhere Kosten für das eingesetzte Brenngas, z. B. Methan, als die Beträge, die bei einer Einspeisung von Über- schussstrom in ein öffentliches Netz vom Elektrizitätsversorgungsunternehmen vergütet werden. 



   Ziel der Erfindung ist es, bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnen Art vorzuschlagen, das einen optimalen Einsatz der für den Betrieb der Brennstoffzellenanordnung erforderlichen Primärenergie ermöglicht. 



   Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kenn- zeichnenden Merkmale der unabhängigen Anspruches 1 und 2 erreicht. 



   Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist sichergestellt, dass ein Einsatz von Primärenergie in einem die Deckung des Bedarfs an elektrischer Energie des Hausnetzes hinausgehenden Ausmass vermieden werden kann. 



   Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Hausnetz zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens anzugeben. 



   Bei einem Hausnetz gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 3 werden die Massnahmen gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 3 vorgesehen. 



   Durch die vorgeschlagenen Massnahmen kann vermieden werden, dass bei abnehmendem elektrischem Energiebedarf des Hausnetzes die Belastung der Brennstoffzellen auf einem zu hohen Niveau gehalten wird und elektrische Energie in das öffentliche Netz eingespeist wird. 



   Dabei ergibt sich bei den Massnahmen gemäss dem Anspruch 3 eine in konstruktiver Hinsicht sehr einfache Lösung. Allerdings ist eine solche Lösung nur dann zweckmässig, wenn der Arbeits- Zähler eine ausreichend hohe Genauigkeit aufweist. 



   Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können bei einem Hausnetz gemäss dem Ober- begriff des unabhängigen Anspruches 4 die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruches vor- gesehen sein. 



   Durch die vorgeschlagenen Massnahmen kann die Regelung der Brennstoffzellen mit hoher Genauigkeit erfolgen und rasch auf Änderungen in der Belastung des elektrischen Hausnetzes reagieren. 



   Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein erfindungs- gemässes Hausnetz zeigt. 



   Ein erfindungsgemässes Hausnetz 8 weist Brennstoffzellen 5 auf, denen die üblichen, jedoch nicht dargestellten Hilfsaggregate, wie Reformer u. dgl. zugeordnet sind. 



   An eine elektrische Ausleitung 11der Brennstoffzellen 5 sind ein regelbarer Widerstand 6 und ein Wechselrichter 7 angeschlossen, der das Hausnetz 8 speist. 



   Den Brennstoffzellen 5 ist eine Regelung 1 zugeordnet. Diese ist über Steuerleitungen 12,13 mit einem in einer zu den Brennstoffzellen 5 führenden Gasleitung 14 angeordneten Stellventil 3 zur Steuerung der Gaszufuhr und einem in einer Wasserleitung 15, die ebenfalls zu den Brenn- stoffzellen 5, bzw. deren Reformer führt, angeordneten Stellventil 4 verbunden. 



   Weiter ist die Regelung 1 über eine Signalleitung 16, über die der Belastung der Brennstoffzel- len 5 entsprechende Signale übertragen werden, und über eine weitere Signalleitung 2 mit einem mit einem Vor-/Rücklaufzähler 17 kombinierten Arbeitszähler 9, der einen Leistungsmesser 19 

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 enthalten kann, verbunden. 



   An diesem Arbeitszähler 9 ist ein öffentliches Netz 10 angeschlossen, wobei der Leistungs- messer 19 die momentane in das Hausnetz 8 eingespeiste Leistung oder die in das öffentliche Netz 10 aus dem Hausnetz 8 eingespeiste Leistung erfasst, wobei der zugeordnete Vor-   /Rücklaufzähler   17entsprechend vorwärts- bzw. rückwärts zählt und entsprechende Signale über eine Leitung 18 an die Regelung 1 liefert. 



   Diese Regelung regelt die Belastung bzw. die Stromerzeugung der Brennstoffzellen 5 durch entsprechendes Stellen der Stellventile 3 und 4 in der Weise, dass die Stromerzeugung gedrosselt wird, sobald elektrische Leistung aus dem Hausnetz 8 in das öffentliche Netz gespeist wird. Die Absenkung der Stromerzeugung der Brennstoffzellen 5 erfolgt dabei in einem solchen Ausmass, dass der Bedarf an elektrischer Energie für das Hausnetz 8 noch vollständig von den Brennstoffzel- len 5 gedeckt wird. Dies erfolgt in der Weise, dass die Zufuhr von Gas und Wasser zu den Brenn- stoffzellen 5 mittels der Stellventile 3 und 4 gedrosselt wird. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Steuerung einer Brennstoffzellenanordnung (5) zur Versorgung eines Haus- netzes (8), das mit einem öffentlichen elektrischen Netz (10) verbunden ist, wobei die in das Hausnetz (8) eingespeiste Energie gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenanordnung (5) in Abhängigkeit vom momentanen Leistungsbedarf des 
Hausnetzes (8) in der Art geregelt wird, dass die Stromerzeugung gedrosselt wird, sobald elektrische Leistung aus dem Hausnetz (8) in das öffentliche Netz (10) gespeist wird. 



   2. Verfahren zur Steuerung einer Brennstoffzellenanordnung (5) zur Versorgung eines Haus- netzes (8), das mit einem öffentlichen elektrischen Netz (10) verbunden ist, wobei die in das Hausnetz (8) eingespeiste Energie gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenanordnung (5) in Abhängigkeit vom momentanen Leistungsbedarf des 
Hausnetzes (8) in der Art geregelt wird, dass die Stromerzeugung erhöht wird, sobald e- lektrische Leistung aus dem öffentliche Netz (10) in das Hausnetz (8) gespeist wird.

Claims (1)

1. 3. Hausnetz zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, das mit einer mit ei- ner die Zufuhr von Gas und Wasser steuernden Regelung versehenen Brennstoffzellen- anordnung (5) gespeist ist und mit einem öffentlichen elektrischen Netz (10) verbunden ist, wobei ein Arbeits-Zähler (9) zur Ermittlung der elektrischen Arbeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeits-Zähler (9) über eine Leitung (18) mit der Regelung (1) verbunden ist, die den Betrieb der Brennstoffzellenanordnung (5) in Abhängigkeit vom Leistungsbedarf des Hausnetzes (8) in der Art steuert, dass die Stromerzeugung gedros- selt wird, sobald elektrische Leistung aus dem Hausnetz (8) in das öffentliche Netz (10) gespeist wird und die Stromerzeugung erhöht wird, sobald elektrische Leistung aus dem öffentliche Netz (10) in das Hausnetz (8) gespeist wird.

   4. Hausnetz zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 1 oder 2, das mit einer mit einer die Zufuhr von Gas und Wasser steuernden Regelung (1) versehenen Brenn- stoffzellenanordnung (5) gespeist ist und mit einem öffentlichen Netz (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsmesser (19), der mit einem richtungsabhän- gigen Zähler (17) kombiniert ist, vorgesehen ist, der mit der Regelung (1) verbunden ist.