CN114096478A - 用于堆叠作为能量转换设备的部件的壳体的集装箱的平台、和能量转换设备 - Google Patents

用于堆叠作为能量转换设备的部件的壳体的集装箱的平台、和能量转换设备 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于节省空间地构造能量转换设备(24)的平台(10)。在此，作为能量转换设备(24)的部件的壳体的集装箱(20)通过中间布置平台(10)被堆叠在彼此上，其中，平台具有框架结构，所述框架结构在第一侧具有用于将平台(10)安放在第一集装箱(20)上的第一定向元件(13)并且在框架结构的与第一侧对置的第二侧具有用于将第二集装箱(20)安放在框架结构的放置面上的第二定向元件(12)。第一定向元件和第二定向元件(12，13)布置为使得其导致将第二集装箱横向定心地并且竖直地以平台(10)的高度(H)间隔开地布置在第一集装箱上方，其中，框架结构构成环绕地包围放置面的、对于人能行走的站立面作为至第二集装箱(20)的通道。能量转换设备(24)可以构造为至少两个集装箱(20)的堆垛(30)，所述集装箱作为能量转换设备(24)的部件的壳体，在所述至少两个集装箱之间分别布置所述平台(10)。

Description

用于堆叠作为能量转换设备的部件的壳体的集装箱的平台、 和能量转换设备
技术领域
本发明涉及一种用于堆叠作为能量转换设备的部件的集装箱的平台。此外，本发明涉及一种具有集装箱的堆垛的能量转换设备，其具有布置在所述集装箱之间的平台。
背景技术
由可更新的能量源、特别是太阳能电池产生能量越来越重要并且如此获得的电功率在电网中的份额持续地增大。为此，具有数兆瓦的范围内的转换器功率的逆变器通常集成在具有货物集装箱、特别是标准化空运或海运集装箱的标准化尺寸或标准化接收点的壳体中。匹配地构造的集装箱式的壳体允许通过已建立的运输和装卸物流来运输并且同时为电力电子设备提供足够的保护以不仅在运输期间而且在运行期间免受天气影响。集装箱壳体中的逆变器在此通常安装在地面上的适合地构造的地基上，从而为了安装并且为了维护目的能够容易地到达所述逆变器。多个集装箱(在下文中概念集装箱理解为相应于货物集装箱的规格具有标准化尺寸和在标准化位置上的标准化接收点的壳体，即使例如壳体构造为具有框架的平台)相应地并排地以足够的间距安装。同样适用于具有储存功能的能量转换设备，其中，逆变器配备有蓄能器、特别是电池，所述蓄能器同样集成在集装箱中，并且所述蓄能器邻近于与其电连接的逆变器安装。
如果在此需要将数个集装箱放置在小的空间上，则并排地在地面上布置的所有集装箱在其边界处抵靠，此外因为集装箱彼此过小的间距强烈地限制了出于安装或维护目的而至各个集装箱的通道和/或因为集装箱中的电子部件不能再充分地散热。所述高的集装箱密度可能例如在能量转换设备中被达到，所述能量转换设备直接在空间上邻近于具有高的消耗功率的用电器布置，并且所述能量转换设备使与用电器连接的电网稳定化。具有高的集装箱密度的能量转换设备的一个另外的应用实例可以是用于借助为城市区域中的电网部分提供无功功率和/或有功功率来支持电网的设备。
原则上在同时充分的散热下实现更高的集装箱密度的、集装箱的可能的布置是集装箱在彼此上的堆叠。然而由此存在的问题是，未布置在地面上的集装箱例如出于维护目的仅能不容易地到达。
为了实现被堆叠的集装箱的可到达性，文献US 2019/0148819 A1、US2019/0119903A1和DE 203 05 795U1公开了护栏和廊道的不同的布置，所述护栏和廊道在集装箱侧面布置在相应的堆垛层级上。布置在集装箱旁边的延伸直到地面的支撑结构为所公开的结构提供足够的承载能力。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种作为堆砌式系统的部件的、用于堆叠集装箱的平台，所述堆砌式系统也实现集装箱的足够的可到达性，所述平台不布置在地面上，并且所述平台同时实现集装箱堆垛的充分的散热。此外，本发明的任务在于，提出一种能量转换设备，所述能量转换设备具有借助于所述平台建立的集装箱堆垛。
该任务通过一种具有独立权利要求1的特征的平台来解决。此外，该任务来解决通过一种具有权利要求7的特征的能量转换设备(例如用于支持电网的设备或用于电解设备的能量供应系统或具有能量供应系统的电解设备或用于不中断地供电的设备)。优选的实施方式在从属权利要求中示出。
在第一方面中，根据本发明的平台用于节省空间地构造能量转换设备，其方式是，作为能量转换设备的部件的壳体的集装箱通过中间布置平台被堆叠在彼此上。平台具有框架结构，所述框架结构在第一侧包括用于将平台安放在第一集装箱上的第一定向元件并且在框架结构的与第一侧对置的第二侧包括用于将第二集装箱安放在框架结构的放置面上的第二定向元件。第一定向元件优选地如同使用在货物集装箱中的那样构造为标准化的集装箱角件、所谓的corner castings。类似地，第二定向元件优选地以实现经调整地并且固定地接收标准化的集装箱角件的形式构造，例如构造为所谓的Twistlocks。第一定向元件和第二定向元件布置为使得其导致将第二集装箱横向定心地并且竖直地以平台的高度间隔开地布置在第一集装箱上方，从而也可以将多个集装箱堆叠在彼此上，而所述堆垛不面临失去平衡和倒塌的威胁。
通过隔开间距布置在彼此上的集装箱可以确保从集装箱的改善的热量散失。平台的30cm和1m之间的高度可以通常确保充分的热量散失。进一步改善从能量转换设备的热量散失可以通过如下方式实现，即站立面通过将呈负荷格栅形式的底板装入到框架结构中构成。因为负荷格栅是透气的，所以也在竖直方向上确保空气交换。此外使雨水不聚集在平台的区域中，从而不需要用于排水系统的特别的措施。
框架结构构成环绕地包围放置面的、对于人能行走的站立面作为至第二集装箱的通道。由此即使下述部件不直接位于地面上时，则例如维护人员也可以容易地在包含在集装箱中的能量转换设备的部件上实施安装和维护工作。为了设置对于人足够的运动自由空间以实施所述工作，站立面应该具有至少1m、优选地至少1.5m的宽度。有利地，站立面也具有对于机械负荷足够的承载能力，所述机械负荷由安放在所述站立面上的替换部件或用于在能量转换设备上实施安装和维护工作的工具引起。
为了保护使用站立面的人员防止坠落的安全性可以在平台上固定元件设置用于侧向地限制站立面的护栏。在需要时或持久地可以容易地安置所述护栏。
在一个有利的实施方案中，根据本发明的平台在放置面的区域中具有用于将管线引导到集装箱的保持元件。保持元件可以例如实施为卡子或夹子并且用于在集装箱被安放在第二定向元件之前将管线的端部放置在平台的预给定的位置上。所述位置则相应于可布置用于第二集装箱中的管线的接口的区域，从而实现在安放所述第二集装箱之后容易地连接第二集装箱中的管线。管线可以例如是电线、气体管路或能量转换设备的工作介质的管线。
在一个另外的方面中，根据本发明的设置用于与电网交换电功率的能量转换设备包括至少两个集装箱的堆垛，所述集装箱作为能量转换设备的部件的壳体，在所述两个集装箱之间布置前述的平台。不仅上方的集装箱的电接口和/或介质接口被引导经过平台，而且至上方的集装箱的通道能够用于在其上实施工作。
优选地，所述集装箱中的至少一个集装箱包括逆变器。同样可以考虑，所述集装箱中的至少一个集装箱具有储存器、例如多个电池单体。在此也不排除的是，根据本发明的能量转换设备不仅具有储存器而且具有逆变器，并且集装箱也包含这两个部件。根据本发明的能量转换设备可以例如设置用于将无功功率提供入电网中和/或用于将电网的频率稳定化。然而所述能量转换设备也可以实施为USV设备(不中断的供电)，所述USV设备具有至电网的脱耦单元、能量转换器和蓄能器。
在一个另外的根据本发明的实施方案中，能量转换设备的所述集装箱中的至少一个集装箱包括电解设备。在这种情况中，连接的电网的电功率可以用于产生氢气。通过将集装箱布置为堆垛可以将所述能量转换设备在低的空间需求下容易地符合需要地在其运行功率中扩展。
根据本发明的能量转换设备的堆垛可以具有多于两个、特别是多于四个集装箱，在所述集装箱之间分别布置平台。特别优选地，能量转换设备包括多个堆垛，所述堆垛并排地布置，从而相邻的堆垛的平台布置为直接彼此邻接并且构成站立面的共同的平面。必要时在平台之间产生的间隙可以例如通过板材覆盖。也可以考虑，通过在相邻的堆垛的平台之间的特别是弹性连接、例如螺接或缓冲元件的使用来提高堆垛布置的稳定性。
相邻的堆垛可以特别是也在两个横向方向上延伸，从而一组集装箱构造有共同的平台平面。堆垛可以在此由用于构造建筑结构的立面包围。在堆垛组的外部区域中可以实现通过楼梯或电梯至平台平面的共同的通道。
附图说明
下面借助附图示出本发明，附图中
图1以多个视图示出平台的根据本发明的实施方案，
图2示出能量转换设备的两个集装箱及布置在所述两个集装箱之间的平台的立体图，
图3示出根据本发明的能量转换设备，其具有两个集装箱的借助于平台堆叠的布置，以及
图4示出根据本发明的能量转换设备，其具有集装箱的并排地布置的堆垛，以及
图5示出构造为建筑结构的能量转换设备，其具有集装箱的并排地布置的堆垛。
具体实施方式
图1示出平台10的一个根据本发明的实施方案，所述平台具有由多个彼此固定地连接的支架11构成的框架结构，所述支架限定站立面。平台10以一个俯视图以及在俯视图下方和在俯视图右边的两个侧视图示出。平台10具有内部区域17，在所述内部区域的角点处不仅在框架结构上侧布置作为用于集装箱的接收点的、上方的定向元件12，所述上方的定向元件这样构造，以使得可以将第一集装箱20在确定的位置中支承在定向元件上。上方的定向元件12可以例如实施为Twistlocks。在平台的下侧同样布置下方的定向元件13，通过所述下方的定向元件可以将平台10安放到第二集装箱20上。下方的定向元件12可以例如实施为corner castings。上方的定向元件12和下方的定向元件13在此在垂直于站立面的方向上彼此以高度H间隔开，从而平台确定相应于这两个集装箱之间的高度H的间距。在平台10的包围内部区域的外部区域18中将底板14放置到框架结构上，从而外部区域18在宽度B中能行走地构造并且构成站立面，从而在那里特别是也可以安放负荷。底板14可以由透气的负荷格栅构成。在此也可以考虑，框架结构仅仅在内部区域17的一个、两个或三个侧上具有呈能行走的或能承受负荷的外部区域18形式的站立面。
此外，平台具有导向元件、例如线缆通道，借助于所述导向元件将管线19引导到集装箱。在内部区域17中将保持元件例如布置在框架结构的横梁上，以便将管线19固定在平台的预给定的位置上，在框架结构的上侧安放在接收点上的集装箱的接口区域位于所述区域上。以所述方式可以通过管线实现容易地连接集装箱。接口可以例如是与交流电压电网或直流电压总线的电接口。然而也可以考虑，管线供应或排出其他介质、例如冷却液或气体。
沿着外部支架11此外安置用于护栏16的呈套筒15形式的固定元件，护栏16的栏杆可以被插入到所述套筒中。所述固定元件可以环绕地布置在平台10的所有侧、仅仅一些侧上或者不布置在其侧上。
集装箱20和平台10的布置在图2中以立体图在另外的细节程度中被示出。平台10的框架结构11通过下方的定向元件被安放在图2中下方的集装箱20的接收点上。上方的集装箱然后在相对于下方的集装箱经调整的位置中安放在平台10的上方的定向元件上。通过将底板18装入到平台10的框架结构11中构成能行走的站立面，所述站立面完全围绕平台10延伸并且由此实现至上方的集装箱的全面的通道。
图3示出能量转换设备24，所述能量转换设备具有两个设备部件，所述设备部件布置在作为部件壳体的集装箱20中。设备部件可以包括电力电子电路，尤其是逆变器或者具有作为组成部分的逆变器，和/或例如也包括蓄能器。用电器、例如电解单元也可以作为部件被包含在集装箱中。第一集装箱20在此放置在地基21上。用于电连接电力电子电路或蓄能器的接口单元可以集成在地基21中。
根据本发明的平台10这样安放在第一集装箱20的上侧，以使得将平台的下方的定向元件13安放在集装箱20的、位于角件处的、标准化的接收点上，并且平台10由此相对于第一集装箱占据确定的位置。第二集装箱20以集装箱角件安放在平台10的上方的定向元件12上，所述第二集装箱同样由此占据确定的位置，并且横向地经调整地布置在第一集装箱20上方。通过横向地经调整的布置能够将另外的平台和另外的集装箱安放在上方的集装箱上，并且由此构成具有多个集装箱的堆垛。根据集装箱或平台的承重能力并且按照对于例如由侧风引起的侧向力的稳定要求，可以构成五个或更多个集装箱的堆垛。上方的集装箱20也通过连接线路(未示出)被电连接，其中，平台10可以具有用于连接线路的保持元件或导向元件。
平台10的外部区域18作为能行走的并且能承受负荷的站立面为人22实现至上方的集装箱20的侧面的通道。人22通过检修口23也进入集装箱20的内部空间并且可以在那里在超过地基21的高度上进行例如安装或维护工作，在所述高度上否则需要移动的工作平台。至站立面的通道可以通过楼梯或梯子实现。
通过选择集装箱20之间足够的间距，以及通过透气的底板14可以确保所有集装箱20的高效的散热，因为可以实现基本上不受阻碍的空气交换。雨水的排出也仅仅须在地基21的平面上进行。
如同在图4中示出的那样，集装箱20和平台10的多个堆垛30可以并排地或前后相继地放置在地基21上并且构成共同的能量转换设备24，其中，所述堆垛则在一个或两个水平方向上排列成行。并排地或前后相继地布置的堆垛30的平台10则构成站里面的相连的平面，其中，在相邻的平台之间存留间隙，所述间隙可以在需要时例如以板材覆盖。护栏16则仅仅在堆垛30的外侧上是需要的。至站立面的平面的通道、例如楼梯通道可以同样布置在外侧上。
在图4中所示的布置中此外可能的是，以少的花费更换任意的集装箱20，其方式是，该集装箱在断开电连接之后借助于起重机竖直地从所述布置被举起，然后必要时将位于该集装箱上方的平台和集装箱同样竖直地举起。位于其上的集装箱20在此期间被存放，相关的集装箱被更换并且所述集装箱相应地与布置在其间的平台被安放在彼此上又成为在所述布置内部的堆垛。然后集装箱20又被电连接。
图4中示出的布置可以构造为建筑结构，其方式是，在多个堆垛30的外侧安置立面，所述立面除了有助于视觉地覆盖以外也有助于所述布置的机械稳定性。所述建筑结构在图5中示出。楼梯或电梯可以同样在外侧被集成到建筑结构中。在一个另外的实施方案中，集装箱的堆垛也可以布置在建筑物的外侧。
堆垛30的集装箱20可以构成功能单元、例如逆变器并且具有所有在直流电压侧与所述逆变器连接的蓄能器。由此，能量转换设备24可以通过添加另外的堆垛容易地被扩展。
附图标记列表
10 平台
11 支架
12，13 定向元件
14 底板
15 套筒
16 护栏
17 内部区域
18 外部区域
19 管线
20 集装箱
21 地基
22 人
23 检修口
24 能量转换设备
30 堆垛。

Claims (16)

1.一种平台(10)，其用于节省空间地构造能量转换设备(24)，其方式是，作为所述能量转换设备(24)的部件的壳体的集装箱(20)通过中间布置所述平台(10)被堆叠在彼此上，
其中，所述平台具有框架结构，所述框架结构在第一侧具有用于将所述平台(10)安放在所述第一集装箱(20)上的第一定向元件(13)并且在所述框架结构的与第一侧对置的第二侧具有用于将第二集装箱(20)安放在所述框架结构的放置面上的第二定向元件(12)，
其中，所述第一定向元件和第二定向元件(12，13)布置为使得其导致将所述第二集装箱横向定心地并且竖直地以所述平台(10)的高度(H)间隔开地布置在所述第一集装箱上方，
其中，所述框架结构构成环绕地包围所述放置面的、对于人能行走的站立面作为至所述第二集装箱(20)的通道。
2.根据权利要求1所述的平台(10)，其中，所述站立面通过装入呈负荷格栅形式的底板(14)构成。
3.根据权利要求1或2所述的平台(10)，其中，所述平台(10)在所述放置面的区域中设置用于将管线(19)引导到所述集装箱(20)的保持元件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的平台(10)，其中，在所述平台(10)上设置用于侧向地限制所述站立面的护栏(16)的固定元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的平台(10)，其中，所述平台(10)的高度(H)被选择为30cm和100cm之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的平台(10)，其中，所述站立面的宽度(B)为至少1m、优选地至少1.5m。
7.一种用于与电网交换电功率的能量转换设备(24)，其包括两个集装箱(20)的堆垛(30)，所述集装箱作为所述能量转换设备(24)的部件的壳体，在所述两个集装箱之间布置根据前述权利要求中任一项所述的平台(10)。
8.根据权利要求7所述的能量转换设备(24)，其中，所述集装箱(20)中的至少一个集装箱包括逆变器。
9.根据权利要求7或8所述的能量转换设备(24)，其中，所述集装箱中的至少一个集装箱包括储存器。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的能量转换设备(24)，所述能量转换设备设置用于在电网中提供无功功率和/或用于将所述电网的频率稳定化。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的能量转换设备(24)，所述能量转换设备实施为不中断的供电设备，所述供电设备具有至所述电网的脱耦单元、能量转换器和蓄能器。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的能量转换设备(24)，其中，所述集装箱中的至少一个集装箱包括电解设备。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的能量转换设备(24)，其中，所述堆垛(30)具有多于两个集装箱(20)，在所述多于两个集装箱之间分别布置平台(10)。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的能量转换设备(24)，所述能量转换设备包括多个堆垛(30)，所述堆垛并排地布置，以使得相邻的堆垛组件的平台(10)直接彼此邻接，从而构成站立面的共同的平面。
15.根据权利要求14所述的能量转换设备(24)，其中，相邻的堆垛(30)在两个横向方向上延伸。
16.根据权利要求14或15所述的能量转换设备(24)，其中，所述堆垛(30)由用于构造建筑结构的立面包围。
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