AT520054A2 - Modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos-statisches Batterie (n) aufladeverfahren - Google Patents

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos-statisches Batterie(n)aufladeverfahren, das mit photovoltaischen und thermovoltaischen Energiequellen betrieben wird.

Description

1. Beschreibungseinleitung:

Die Erfindung betrifft ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlosstatisches Batterie(n)aufladeverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Wir beziehen uns mit dieser Erfindung auf das technische Gebiet der regenerativen und alternativen Energiegewinnung sowie der Wiederverwertung jeglicher Abwärmetechnologien in der Form von nutzbarer elektrischer Leistung und der Speicherung selbiger in aufladbaren Speicherbatterien. In diesen geschieht das Aufladen durch einen elektrochemischen Prozess. So führen in den nutzbaren Energiequellen, sei diese photovoltaischen oder thermovoltaischen Ursprungs, einerseits Photonenabsorbtion und andererseits durch Aufnahme der Wärmeenergie Atomgitterschwingungen und damit Quasiteilchen „Phononen“ zu einer Absorption der Energie auf quantenmechanischer, elektrodynamischer Ebene mit quantenphysikalischen Eigenschaften. Durch den von uns entwickelten CC Controller [VI] und die dazugehörigen RMS [Regelungs-, Mess- und Steuerungsbauteile] samt Umformer dienen als Hauptverbindungsglieder zwischen photovoltaischen und/oder thermovoltaischen Energiequellen und wiederaufladbaren Batterien „als Energiepuffer“. Somit wird erstmals ein Wiederaufladen auch in Stromlosen Perioden / Phasen (I = 0 A) gemäß der Patentanmeldung Modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos-statisches Batterie(n)-wiederaufladeverfahren realisierbar.

Ein neu geformtes, pulsierendes Signal = Aufladezyklus besteht lediglich aus 2 Perioden / Phasen, deren Ablauf unter den Merkmalen A) bis D) beschrieben ist. Die Perioden / Phasen können sich in einen einzigen oder nach Bedarf mehrere wiederholende Aufladezyklen teilen. A) Die stromlose / Floating Phase: In einem offenen Kreis baut sich ein elektrisches Feld über die PV-Paneele [I] und Batterien [II] auf und es kommt bedingt durch Lichteinfall gleichzeitig zur Ladungsträger-Verlagerung in PV [I] und Batterien [II]. Für einen begrenzten Zeitraum (Periode/Phase) findet eine beachtliche, statische Aufladeleistung (Qi) in den Batterien statt. B) Die Erregerstrom / Exciting Phase: Hier wird kurzzeitig durch Aufladestrom gemäß Stand der Technik nach Bedarf eine zusätzlich (allerdings weit geringere) dynamische Aufladeleistung (Qe) an die Batterie-n [IIJ geliefert.

Beide Ladephasen: Die statische (Ql) und die dynamische (Qe) stellen nach den Betriebsbedingungen (Zeile 326) Anteile an der Gesamtladeleistung (Qs) gemäß C) und D):

C) ALLGEMEINER BETRIEBSZUSTAND (Qs) = (Qf) rechnerisch + (Qe) messbar Ah 100 % = ca. ( 100 bis 85 ) % + ca. ( 0 bis 15 ) % Ah

Das Wiederaufladen von entladenen Batterie-n [II] wird in Verbindung mit dem in dem CC Controller [VI] eingebauten Signalumformer gestartet. Je nach Situation formieren sich die pulsierenden Ladezyklen wiederkehrend in einem laufenden Aufladeprozess. Mit Erreichen eines vollen Ladezustandes der Batterie-n [Π] wird der Ladeprozesslauf selbständig beendet, respektive ruhend gestellt.

D) OPTIMALER BETRIEBSZUSTAND

Durch optimierte Betriebsbedingungen sowie der exakten Einstellung der passenden Komponenten mit dem CC Controller [VI] wird nur ein einziger stromloser (I = 0A) Aufladezyklus zum Wiederaufladen der Batterie(n) [II] mit kurzer Ladezeit benötigt. Die Gesamtladeleistung (Qs) wird wie folgt beschrieben:

Qs - (Qf) rechnerisch + (Qe) messbar 100% = 100% + 0% Ah 2. Stand der Technik:

Alle auf dem Markt befindlichen photo-/thermovoltaischen Generatoren in Verbindung mit Verbrauchern, bzw. Batteriespeichem, unterliegen dem Ohm'schen Gesetz und dessen Bedingungen. Das bedeutet, dass der Elektronenstrom die Energiequelle und auch den Verbraucher, respektive Batteriespeicher, durchfließen muss und dabei folgende Effekte zur Folge hat: 2.1. Leistungsverluste durch steigendes Erwärmungspotential und sich verringernde MPP (Maximum Power Point) 2.2. Leistungsverluste durch steigende Innen- (RI) und Außen- (RA) widerstände und daraus resultierenden steigenden AU Spannungsabfall 2.3. Leistungsverluste in PV-Anlagen durch Kontaktfehler oder TeilSchattierungen, die bis zu sogenannte Hot Spots führen können und in einzelnen Fällen bereits Brände ausgelöst haben. 2.4. Leistungsverluste in PV-Anlagen aufgrund diffuser Lichtsituationen. 3. Aufgabe der Erfindung;

Im Gegensatz zum Aufladestromfluss in einem geschlossenen Kreis nach dem Stand der Technik wird aufgrund der erfolgreichen Forschungsergebnisse im Bereich der Quantenmechanik / Elektrodynamik mittels unserer neuen Entdeckung - Modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos-statisches Batterie(n)-wiederaufladeverfahren - eine neuartige über den Stand der Technik hinausgehende Ladefunktion ermöglicht. Die neuartigen stromlos-statischen Aufladeperioden, die nicht dem Ohm'schen Gesetz unterliegen, werden zwischen einer photovoltaischen, oder einer thermovoltaischen, Spannungsquelle und einer oder mehreren Speicherbatterie(n) angewandt. Der Gegenstand der Erfindung -Modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos-statisches Batterie(n)-wiederaufladeverfahren - ermöglicht eine Synchronisation der quantenelektro-dynamischen Elementarbewegungen der Ladungsträger in der Energiequelle mit den elementaren Ionenladebewegungen im elektrochemischen Verfahren in einer oder mehreren Speicherbatterie(n), die somit in einem offenen Kreis realisierbar ist, mittels des dazugehörigen und neu-entwickelten CC Controllers mit den Hauptfunktionen RMS - Regelung, Messung, Steuerung samt Umformer. 4. Lösung der gestellten Aufgabe;

Bei herkömmlichem Energietransfer in der Photovoltaik entsteht ein negativer Effekt in Form einer Spannungspotentialreduktion und daraus resultierender MPP-Leistungsminderung aufgrund Erwärmung und verstärkten phononenbildungsinduzierten atomaren Gitterschwingungen. Durch den Einsatz des modulierenden statisch-dynamisch kombinierten oder stromlos-statischen Batterie(n)-wiederaufladeverfahrens wird dieser Effekt umgekehrt und diese durch Phononenbildung bedingten auf atomarer und molekularer Ebene entstehenden Gitterschwingungen als zusätzliche Erregungsenergie nutzbar gemacht.

Nach dem Stand der Technik beschränkt sich in der Photovoltaik die Energieausbeute auf Photonenabsorbtion und die spezifischen dynamischen und physikalischen Eigenschaften der „Exitonen“, die in p/n Raumladungszonen in Elektronen und Löcher getrennt werden. Durch die neuen Erkenntnisse im Bereich der Quantenmechanik und Elektrodynamik wird eine zusätzliche Energietransformation in den photovoltaischen Energiequellen auf Basis der zu

Phononenbildung führenden Wärmeabsorbtion ermöglicht. Der Mechanismus dahinter funktioniert analog der herkömmlichen Ladungsträgersituation zwischen Elektronen und Löcher-Paaren, wo die Bindung aufgelöst wird und die durch impact energetisierten freigewordenen Ladungsträger in gegensätzliche Richtung bewegt werden, und unterstützt diese zusätzlich im Sinne höherer Ausbeute und schnellerer Wandlungsrate durch die nunmehr verstärkende Funktion der absorbierten Wärmeenergie. Somit werden Infrarot-Anteile als Bestandteile dieses Energietransformationsprozesses integriert und führen zu einer großteils vom Stromdurchfluss befreiten höher energetisierten Ladungsträgerquantität.

Analog dazu funktioniert diese Verfahren im Bereich der Wärmeabsorption und Phononenbildung in den thermovoltaischen Anlagen der p/n Übergangszonen oder Grenzschichten zwischen 2 Metallen bzw. Halbleitern für rein thermovoltaische Anwendungen unter Ausnutzung des eigentlichen Seebeckeffekts.

Durch das Modulierende statisch-dynamisch kombinierte oder stromlos-statische Batterie(n)-wiederaufladeverfahren konnten wir die Ionenstrombewegung des elektrochemischen Prozesses (negativ geladene Anionen und/oder positiv geladene Kationen) in wiederaufladbaren Batterien mittels der CC Controller Funktion und dem als Protoyp bereits entwickelten, gebauten, getesteten voll funktionsfähigen RMS Gerätes zur Regelung, Messung, Steuerung samt Umformer, mit der Bewegung der verfügbaren höher energetisierten Ladungsträgerquantitäten in der jeweiligen Quelle synchronisieren. 5. Effekte der Erfindung:

Mittels der Erfindung des Modulierenden statisch-dynamisch kombinierten oder stromlosstatischen Batterie(n)aufladeverfahren von photovoltaischen und thermovoltaischen (regenerativen wie herkömmlichen) Energiequellen in Speicherbatterien - sind wichtige technische, wirtschaftliche und volkswirtschaftliche Effekte realisiert und realisierbar, wie: 5.1. Technische Effekte: a) In modulierenden stromlos-statischen Phasen/Perioden unterliegt das Wiederaufladeverfahren nicht dem Ohmschen Gesetz. b) Durch das angemeldete Patent wird die Anzahl der wiederaufladbaren Batteriespeicher gegenüber herkömmlichem Leistungstransfer vervielfacht. c) Die durchschnittliche Ladegeschwindigkeit von der Quelle in die wiederaufladbaren

Batteriespeicher und Batteriespeichersysteme wird erhöht. d) Der Wiederaufladeprozess wird sicherer gestaltet. e) Keine zusätzliche Stromabhängige Wärmeentwicklung in Spannungs-Quellen. f) Reduktion der Notwendigkeit von großen Querschnitten in Ladekabeln. g) Bei der modulierenden stromlos-statischen Phase/Periode in der betriebenen Anlagen entsteht kein Spannungsabfall AU = I x R = 0 bei (der) Spannungsquelle(n), somit entspricht die Leerlaufspannung Voc der Spannung bei maximaler Leistung Vpm nach dem Stand der Technik. h) In photovoltaischen Anwendungen werden die eigentlich negativen Auswirkungen der inhärenten Wärmeabsorption umgekehrt und wirken nun im positiven Sinne als Energielade-Verstärkung in Richtung der wiederaufladbaren Batteriespeicher. i) In den photovoltaischen Generatoren wird die Brandgefahr durch Kontaktfehler oder Hotspot Bildung durch die in der statischen Periodendauer inhärente 1 = 0 Ampere Funktion vermieden. j) In den photovoltaischen Generatoren werden Leistung und Wirkungsgrade durch die Reduktion der Verluste erhöht. k) PV-Generatoren, verbunden mit dem modulierenden statisch-dynamisch kombinierten oder stromlos-statischen Batterie(n)aufladeverfahren, liefern auch angemessene und brauchbare Leistung bei diffuser Lichtsituation. l) PV- Generatoren, verbunden mit dem modulierenden statisch-dynamisch kombinierten oder stromlos-statischen Batterie(n)aufladeverfahren, liefern auch angemessene und brauchbare Leistung bei Schattierung und Teilschattierung. m) In den stromlos-statischen Perioden/Phasen findet die Wiederaufladefunktion in den Speicherbatterien, ohne zusätzliche dynamische Strom-abhängige Wärmeentwicklung statt. n) Bei mit modulierenden statisch-dynamisch kombinierten oder stromlos-statischen Batterie(n)aufladeverfahren-betriebenen Anlagen findet Ladungsträgerbewegung nur mehr in der photovoltaischen und thermovoltaischen Energiequelle in Form von Elektronen, Elektronenlöchem (defekte Elektronen) und in den Batteriespeichem in Form von Ionenbewegung statt. Hingegen wird diese negative

Ladungsträgerbewegung (Elektronen = Dynamischer Strom) in der äußeren Verbindung zwischen Energiequelle(n) und Speicherbatterie(n) während der statisch- stromlosen Aufladeperioden nicht mehr benötigt, infolge dessen besteht kein Bedarf nach Laderegelung nach dem bisherigen Stand der Technik. o) Das Modulierende statisch-dynamisch kombinierte oder stromlos-statische Batterie(n)-wiederaufladeverfahren stellt sich bei Erreichen des Vollladestatus in wiederaufladbaren Batteriespeichem automatisch ruhend - das Erreichen des Vollladestatus wird erreicht, wenn die beiden Pole der wiederaufladbaren Batteriespeicher entsulfatisiert sind und der optimale Elektrolytdichtestand und vorgegebene Spannung bei Vollladungszustand erreicht ist. p) Das Modulierende statisch-dynamisch kombinierte oder stromlos-statische Batterie(n)-wiederaufladeverfahren funktioniert mit auf Lithium-basierten wiederaufladbaren Batterien und ermöglicht eine Wiederaufladung durch Synchronisation der Ladungsträgerbewegung in der Quelle mit der Ladungsträgerbewegung im Elektrolyt der Lithium-basierten Batterien.

Dort entsteht im Elektrolyt eine umkehrbare Bewegung positiv geladener Ionen (Li+-Kathionen) im Aufladeprozess, die von der Anode in Richtung der Kathode fließen. Der „volle“ Ladezustand der Batterie wird erreicht, wenn das aktive Material an der Kathode, gewöhnlich aus Graphit bestehend, eine möglichst hohe Zahl an Ionen aufgenommen und die „maximale“ Energiedichte erreicht hat, wobei sich das modulierende statisch-dynamisch kombinierte oder stromlos-statische Batterie(n)-wiederaufladeverfahren bei Erreichen dieser Maximalenergiedichte ruhend stellt. Im Entladeprozess fließen nun die Li+-Kathionen von der Kathode zur Anode. q) Mittels modulierendem statisch-dynamisch kombinierten oder stromlos-statischen Batterie(n)aufladeverfahren kann eine Erhöhung der Lebenserwartung von Batteriespeichem durch Eihöhung der möglichen Ladezyklen erreicht werden. r) In den Speicherbatterien wird durch das neue Verfahren eine Aufladung ohne Überspannung ermöglicht, daher werden Erhitzungs-, Gasungs - und Explosionsgefahren unterbunden. Gleiches gilt für Defekte wie Einzelzellenkurzschluß. 5.2. Kommerzielle Effekte: a) Günstigere Anschaflungskosten von PV-Anlagen durch die Leistungserhöhung der PV-Generatoren (Module) und gleichzeitige Erhöhung der Emtekapazität bei 6. Aufzählung der Kurzbeschreibung der Zeichnungsfiguren: FIG 1 zeigt schematisch den Ladungsträger-Funktionsablauf einerseits in der PV-Zelle/Modul und andererseits und auch in wiederaufladbaren Batterien in den jeweiligen Lade- und Entladevorgängen nach dem Stand der Technik. FIG 2 zeigt schematisch einen Ladungsträger-Funktionsablauf in der PV-Zelle/Modul in Verbindung mit einem herkömmlichen Solarladeregeier mit einer Speicherbatterie samt Entladefunktion in Richtung Verbraucher (Last) nach dem Stand der Technik. FIG 3 zeigt schematisch den Ladungsträger-Funktionsablauf in der PV -Zelle/Modul in der stromlos-statischen Perioden/Phasen des Wiederaufladens - durch CC Controller und zweireihige Speicherbatterien (anstelle von einreihigen Batterien wie in FIG 2 dargestellt) im Auflademodus. FIG 4 zeigt schematisch einen Ladungsträger-Funktionsablauf in der PV-Zelle/Modul in der stromlos-statischen Perioden/Phasen des Wiederaufladens - durch CC Controller und 2reihige Speicherbatterien (anstelle von lreihigen Batterien wie in FIG 2 dargestellt) im Entlademodus. FIG 5 zeigt schematisch den Aufbau von Komponenten in dem CC Controller mit den Hauptfunktionen RMS - Regelung, Messung, Steuerung samt Umformer. FIG 6 zeigt schematisch die Dimensionen von L*B*H = 150 * 150 * 80 mm mit 0,98 KG des CC Controllers mit den Hauptfunktionen Regelung, Messung, pulsierende Signalsteuerung = wiederholende Aufladezyklen-Umformer. 7. Beschreibung der Zeichnungsfiguren:

Die sechs beigelegten Zeichnungsfiguren befinden sich auf den Blättern I / VI - VI / VI durchgängig mit alphanumerischen lateinischen Zeichen beziffert: FIG 1: Figur 1 zeigt schematisch nach dem Stand der Technik, wie sich die

Ladungsträgerbewegungen und die dazugehörigen Funktionsabläufe nach quantenmechanischen und elektrodynamischen Regeln verhalten:

Figur 1.1: Die Energiequelle [I] stellt eine PV -Photovoltaik Zelle/Modul dar. In der

Raumladungszone ist der p/n Übergang [5] eigentlich die treibende Kraft oder der Motor des Solargenerators. Trifft ein Licht-Quanten-Photon in der Raumladungszone [5] auf ein sich darin befindliches Elektron/Loch-Paar-Exiton [3] (dargestellt als weißer Kreis mit schwarzer Umrandung), löst sich das Elektron und bewegt sich Richtung n-dotierter Schicht [4] und das positive Restatom-Loch bewegt sich scheinbar in Richtung der p-dotierten Schicht [6] - tatsächlich finden also Elektronensprünge zwischen Löchern und benachbarten Atomen statt. Dadurch entstehen Landungstrennung und dazugehörige Spannung. Beim Stand der Technik ist dieser Elektronstrom in einem geschlossenen Kreis irreversibel in einer Richtung orientiert von dem n-Schicht-Minuspol über die Batterie(n)/Verbraucher zum p-Schicht-Pluspol.

Figur 1 .II: In einer entladenen Speicherbatterie [Π] sind die beiden Pole [der positive Pol wird durch einen dunklen Grauton dargestellt] [der negative Pol wird durch einen hellen Grauton dargestellt] bereits sulfatisiert, symbolisiert durch die weiße Umrandung [7], Durch den elektrochemischen Prozess der Aufladung in dem elektrolytischen Medium, wobei mit Einwirkung des internen umkehrbaren Ionenstroms negativ geladene Anionen [2] und positiv geladene Kathionen [8] gebildet werden.

Figur 1 .III: In der geladene Speicherbatterie [III] sind die beiden Pole [positiv = dunkler Grauton] [negativ = heller Grauton] entsulfatisiert durch Ablösung der sulfatischen Anlagerungen an den Polen unter Einwirkung des internen umkehrbaren Ionenstroms samt den negativ geladene Anionen [2] und positiv geladene Kathionen [8], die nun beim Entladeprozess in gegen gesetzter Richtung zur Aufladungsfunktion fließen. FIG 2: Figur 2 zeigt schematisch nach dem Stand der Technik bei angeschlossener

Photovoltaik-Zelle / Modul [I] wie mittels Laderegler [IV] eine (oder auch mehrere) Speicherbatterien [II] und ein Verbraucher (im Sinne der Last) [V] miteinander verbunden sind - im Auflademodus. Die Elektronenstromflussrichtung von PV-Zelle / Modul JT| geht über den negativen Anschluss (-) aus dem PV-Modul hinaus und über den positiven Anschluss (+) zurück. Dieser Betriebsmodus nach dem Stand der Technik unterliegt natürlich dem Ohm'schen Gesetz als dynamische Ladeperiode (I - x A, wobei x > 0) oder Exciting Phase. FIG 3: Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung die statisch-stromlose Periode beim modulierenden Wiederaufladeverfahren - ist derCC Controller [VI] einerseits an ein(e) PV-Zelle / Modul [I] angeschlossen, andererseits an eine oder mehrere SpeicherBatterien und in Richtung Verbraucher (Last) [V] der neu-entwickelte CC Controller [VI] ersetzt jeglichen Laderegler nach dem Stand der Technik. Aufgrund der in Figur 1.1 beschriebenen quantendynamischen Ladungsträgerbewegung in der p/n Raumladungszone in PV-Zelle / Modul [Γ] leitet der CC Controller[VI] ein oder mehrere aus zwei Perioden bestehende(s), pulsierende(s), Signal(e) = Aufladezyklen an negative und positive sulfatisierte Pole der Speicherbatterie(n) [II] weiter, in dessen Folge an den beiden Polen der Entsulfatisierungsprozess beginnt. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit des Sulfatisierungsgrades der Pole die Ionen in die entsprechende Laderichtung bewegt werden, ergo im Elektrolyt Ionenstrom gestartet wird bis die angelagerten Sulfate an beiden Polen gelöst sind. Der ionische Ladeprozess endet, wenn die beiden Pole vollständig entsulfatisiert sind und der Vollladezustand erreicht ist, woraus sich eine Steigerung des Batteriespannungsniveaus ergibt und eine möglichst hohe Elektrolytdichte erreicht wird. Durch die gestiegenen Werte beider Faktoren stellt sich nach gängigen Normen der Vollladezustand des wiederaufladbaren Batteriespeichers dar. Es hat sich gezeigt, dass durch die Integration des modulierten Wiederaufladeverfahrens mit dem CC Controller [VI] bei gleicher Anzahl verwendeter PV-Module [Γ| die Menge der gleichzeitig wieder aufladbaren Speicherbatterien [Π] zumindest verdoppelt werden kann. FIG 4: Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung eine wieder aufladbaren

Speicherbatterie [II] mit Entladungsfunktion in Richtung Last / Verbraucher [5] mittels Elektronenstrom nach dem Stand der Technik ohne direkte

Einwirkung des PV Moduls [I]. FIG 5: Figur 5 zeigt schematisch den Aufbau von Komponenten in dem CC Controller [VI] mit den Hauptfunktionen RMS - Regelung, Messung, Steuerung samt Umformer - der Funktionsablauf ist wie in FIG 3 und FIG 6 beschrieben: 1: Feldverstärker Quelle 2 + 3: Batterienspannungsmodule 4: Quellenspannungs-Modul 5: pulsierende Signalsteuerung / Aufladezyklen-Umformer 6: Feldverstärker Batterien 7: Anschlussleiste

FIG 6: Figur 6 zeigt schematisch den Aufbau von Komponenten in dem CC

Controller [VI] durch Ansicht der Rückseite (9), des Grundrisses (10) und der Vorderseite (11). Ein Pulsierender Aufladezyklus besteht aus einer stromlosen Floating Periode und einer Erregerstrom / Exciting Periode wie im folgenden beschrieben:

Ein oder mehrere PV-Module [I] werden mit einer oder mehreren aufladbaren Batterie-n [II] in einem offenen Kreis geschalten. Bei Sonnenlichteinfall | Tageslicht | diffuser Lichtsituation | Lichtref lektion | Photonen- und Phononen-Quellen bildet sich ein gesamt-elektrisches Feld, welches das stromlose Aufladeverfahren ermöglicht. Diese Periodendauer wird auch als Floating Phase bezeichnet. Die Länge der Floating Phase ist abhängig von folgenden Betriebsbedingungen: Batterieart und -kapazität | Ladezustand der Batterien [II] | Zeilenzahl in den PV-Modulen [I] | Lichtintensität | Temperatur PV-Modul(e) | Anzahl und Leistungspotential der PV-Module | PV-Modul Leerlaufspannung Uo | situationsangepasster Funktionsablauf des CC Controllers [VI], Anschließend entlädt der CC Controller [VI] auch die zusätzlich zum statischen Energietransformationsprozess in der Floating Periode in den PV-Modulen [I] verbliebene, gespeicherte, Energie gemäß Stand der Technik in einer kurzzeitigen dynamischen Periodendauer bedarfsabhängig in die Batterie(n) [Π] weiter.

Diese Periode bezeichnen wir als Exciting Phase. Die beiden Perioden/Phasen, statische und dynamische, bilden stetig und nach Bedarf wiederkehrende

Aufladezyklen, bis die Batterie(n) ihren vollgeladenen Status erreicht hat/ haben. In beiden Phasen kommt es zur Ladebewegung der Ionen im Elektrolyt in der/den wiederaufladbaren Speicherbatterie(n). 8. Aufladefunktion:

Bei der Erfindung handelt es sich um ein Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos-statisches Batterie(n)aufladeverfahren in den Gebieten der Quantenmechanik, Quantenelektrodynamik und Elektrochemie. Durch neue Erkenntnisse und Konfigurationen mittels eines neu entwickelten Regel-, Mess- und Steuergerätes samt Umformer mit Namen CC Controller wird die Energietransformation von photovoltaischen und thermovoltaischen Energiequellen in wiederaufladbare Batterien auf eine neue Art und Weise gemäß der gegenständlichen Patent-Anmeldung wie folgt beschrieben:

Durch Formieren von stromlos-statischer Periode oder Floating Phase (1= OA) mit Erregerstrom Periode oder Exciting Phase in dem CC Controller werden beide Perioden Bestandteile eines oder mehrerer pulsierender, wiederkehrender Aufladezyklen, die gänzlich die Aufladefunktion für eine oder mehrere wieder aufladbare Batterien übernehmen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen Ladeprozessen besitzt der CC Controller einen völlig neu-entwickelten Funktionsablauf, der schneller und effizienter ist als herkömmliche Ladeprozesse. Der CC Controller startet den Laufprozess nach Bedarf und beendet ihn mit Erreichen des vollen Ladezustandes der Batterie(n) selbständig. Weiters wird unter optimalen Betriebsbedingungen (siehe Zeile 326) lediglich ein Aufladezyklus benötigt, um die Batterie(n) stromlos-statisch und in noch kürzerer Ladezeit voll zu laden, wie in folgenden Leistungsverhältnissen dargestellt.·

OPTIMALER BETRIEBSZUSTAND (Qs) = (Qf) rechnerisch + (Qe) messbar Ah 100% = 100% + 0% Ah ALLGEMEINER BETRIEBSZUSTAND (Qs) = (Qf) rechnerisch + (Qe) messbar Ah 100% - (100 bis 85)% + (Obis 15)% Ah

Legende:

Qs = Gesamtaufladeleistung Ah

Qf= stromloses Aufladeleistung = stromlos-statische Hauptaufladeleistung Ah

Claims (1)

10. Patentansprüche: Anspruch 1: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß stromlose Aufladeperioden und mit Elektronenstrom beaufschlagte Perioden in einem oder mehreren sich alternierend wiederholenden Aufladezyklen die Wiederaufladung von aufladbaren Batteriespeichem je nach Bedarf ermöglichen, wobei photovoltaische und /oder thermovoltaische Quellen verwendet werden. Dabei entsteht eine mit den durch Energieabsorption von Photonen in photovoltaischen Generatoren und Energieabsorption durch Wärmezufuhr in thermovoltaischen Generatoren in den Raumladungszonen, respektive p/n-Übergängen, ausgelöste Ladungsträger-synchronisierte ionische Aufladebewegung in dem internen elektrochemischen Prozess in einem oder mehreren Batteriespeichem. Die System-treibende Kraft entsteht in den Raumladungszonen, respektive p/n-Übergängen, wo durch die entsprechend absorbierte Energieform in der jeweiligen Quelle die Ladungsträgerbewegung erzeugt wird. Anspruch 2: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine stromlose Wiederaufladung in aufladbaren Batteriespeichem durch eine photovoltaische oder thermovoltaische Quelle ermöglicht wird, in dem sich die ionisierten Ladungsträger, in Form nur positiver Kationen, wie in Lithium-basierten Batteriespeichem, in einer jederzeit umkehrbaren Richtung für die spezifischen Lade- und Entladevorgänge bewegen. Anspruch 3: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der in dem CC Controller eingebaute Signalumformer die stromlose. Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos-statisches Batterie(n)aufladeverfahren stromlos-statische Ladeperiode oder Floating Phase mit einer dynamischen Erregerstrom-Ladeperiode oder Exciting Phase nach Bedarf unterstützt. Dadurch bilden beide Phasen gemeinsam einen oder mehrere pulsierende wiederkehrende Aufladezyklen, welche durch folgende Leistungsanteile gekennzeichnet sind: - Anteil stromlose Ladeleistung von ca. 100 % bis 85 % Ah (rechnerisch). -Anteil Erregerstrom-Ladeleistung von ca. 0 % bis 15 % Ah (messbar). Anspruch 4: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der CC Controller im Belastbetrieb durch einen oder mehrere Verbraucher den zugehörigen Elektronenstromrückfluss zu der photovoltaische Quelle oder der thermovoltaische Quelle unterbindet. Anspruch 5: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass unter Beibehaltung ein und derselben photovoltaischen oder thermovoltaischen Quelle, ohne Leistungsminderung, die Anzahl der gleichzeitige angeschlossenen aufladbaren Batteriespeicher zumindest verdoppelt werden kann. Anspruch 6: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfähren ist nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass in stromlos-statischen Aufladeperioden die Aufladevorgänge mit 1=0 Ampere nicht dem Ohmschen Gesetz unterliegen. Anspruch 7: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist nach Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Aufladezeitraum weitaus kürzer aus fallt als bei Strom-abhängigen Auf ladeanwendungen nach dem Stand der Technik. Anspruch 8: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist nach Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass bei steigender Betriebstemperatur in photovoltaischen Anwendungen eine zusätzliche Wärmeabsorptionsquelle nutzbar gemacht wird und somit zu einer beschleunigten nutzbaren Leistungs- und Leistungstransfersteigerung beiträgt. Anspruch 9: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist nach Ansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass bei diffusem Licht ein besserer Leistungstransfer von der photovoltaischen Quelle aufgrund der stromlos-statischen Aufladefunktion gegeben ist als dem Stand der Technik in photovoltaischen Anwendungen entspräche. Anspruch 10: Ein modulierendes statisch-dynamisch kombiniertes oder stromlos statisches Batterie(n)aufladeverfahren ist nach Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die beim Stand der Technik bestehende Leistungstransferbeeinträchtigung bei Teilschattierung von photovoltaischen Modulen aufgrund der negativen Verschiebung des MPP - Maximum Power Point - durch die stromlos-statische Aufladefunktion und die entsprechend synchronisierte ionische Aufladefunktion in den Speicherbatterien beinahe vollständig aufgehoben wird.