DE102005000998A1 - Single or multiphase alternating current separate network for e.g. hospital, has generator and solar power source that sets direct current motor in motion, where motor together with combustion engine drives generator by mechanical clutch - Google Patents

Single or multiphase alternating current separate network for e.g. hospital, has generator and solar power source that sets direct current motor in motion, where motor together with combustion engine drives generator by mechanical clutch Download PDF

Info

Publication number
DE102005000998A1
DE102005000998A1 DE102005000998A DE102005000998A DE102005000998A1 DE 102005000998 A1 DE102005000998 A1 DE 102005000998A1 DE 102005000998 A DE102005000998 A DE 102005000998A DE 102005000998 A DE102005000998 A DE 102005000998A DE 102005000998 A1 DE102005000998 A1 DE 102005000998A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
glm1
generator
combustion engine
island network
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Withdrawn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
DE102005000998A
Other languages
German (de)
Inventor
Walter Goseberg
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
Priority to DE102005000998A priority Critical patent/DE102005000998A1/en
Publication of DE102005000998A1 publication Critical patent/DE102005000998A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/54—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by dynamic converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/10—The dispersed energy generation being of fossil origin, e.g. diesel generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • 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
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

The network has a generator (WG1) that is driven by a combustion engine (VM). The generator and a solar power source (SOM) provide energy to the network at the same time. The solar power source sets a direct current motor (GLM1) in motion, where the direct current motor together with the combustion engine drives the generator by a mechanical clutch (KU2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein – oder mehr – phasige Wechselstrom – Inselnetze gegemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Inselnetze existieren in der 3. Welt zahlreich; z.Bsp. in Missionsstationen mit Hospital, Werkstätten und Wohnungen. Derartige Wechselstromnetze enthalten in aller Regel einen ein – oder mehr – phasigen Wechselstrom – Generator, der von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird („Stromaggregat").The The invention relates to a - or more - phasige AC - island networks according to the generic term of claim 1. Such island nets exist in number in the 3rd world; e.g. in mission stations with hospital, workshops and apartments. such AC grids usually contain a single - or multi - phase AC generator, which is powered by an internal combustion engine ("Generator").

Die weltweite Verteuerung fossiler Brennstoffe zwingt zunehmend zum Einsatz erneuerbarer Energien. Besonders auf der südlichen Halbkugel der Erde bietet sich Solar – Energie an, um den Verbrauch der oben genannten Brennstoffe zu senken.The global increase in fossil fuel prices is increasingly forcing Use of renewable energies. Especially on the southern The hemisphere of the earth offers itself solar energy to the consumption to lower the above fuels.

Bei der Einspeisung von Solarenergie in genannte Inselnetze werden bekannterweise elektronische Wechselrichter und, falls Batterien Teile des Inselnetzes sind, auch elektronische Laderegler eingesetzt. Elektronische Wechselrichter sind für ohmsche Lasten (Lampen, Heiz- und Kochgeräte und andere Kleinverbraucher) wohl geeignet; sollen jedoch induktive Lasten wie Schweißgeräte, Pumpen und Holzbearbeitungsmaschinen mit ihren recht leistungsstarken Drehstrommotoren betrieben werden, müssen die Wechsekichter erheblich überdimensioniert werden. Es fehlen ihnen die Energiespeicher, um Impulslasten bewältigen zu können. Außerdem haben elektronische Komponenten in den Tropen oft keine lange Lebensdauer (nur ca. 10 Jahre). So ist die Solarenergie – Einspeisung mittels Wechselrichter beim Vorhandensein induktiver Lasten nur in Verbindung mit einer Verbrennungsmaschine mit ihren rotierenden mechanischen Energiespeichern sinnvoll möglich.at The feeding of solar energy in said island networks are known electronic inverters and, in case of batteries, parts of the stand-alone grid are also used electronic charge controllers. Electronic inverters are for ohmic loads (lamps, heating and heating) cooking and other small consumers) well suited; should be inductive Loads such as welding equipment, pumps and woodworking machines with their quite powerful three-phase motors be operated the Wechsekichter considerably oversized become. They lack the energy storage to cope with impulse loads can. Besides, have Electronic components in the tropics often have no long life (only about 10 years). Such is the solar energy - Infeed by inverter in the presence of inductive loads only in conjunction with a Combustion engine with its rotating mechanical energy storage reasonably possible.

Zu der teuren Überdimensionierung und Kurzlebigkeit der elektronischen Wechselrichter kommt der von 3.- Welt – Bewohnern oft nicht zu bewältigende Service bei Defekten noch hinzu. Ausfälle werden oft erst nach Monaten durch Spezialisten aus den Herstellerländern der Elektronik – Bausteine behobn.To the expensive oversizing and short life of the electronic inverter comes from the 3.- World - Residents often unmanageable Service in case of defects added. Failures often take months to complete by specialists from the producing countries of the electronic components behobn.

Bekannt ist auch eine Aufteilung in 2 Netze mit 2 Verbrennungsmotoren und 2 Wechselspannungsgeneratoren. Hier versorgt ein Motor – Generator – Aggregat mit Einspeisung der Solarenergie über einen elektronischen Wechselrichter das Netz 1 zum Betreiben der ohmschen Lasten. Netz 2 für die oben genannten induktiven Lasten erfordert einen 2. Verbrennungsmotor mit entsprechendem Wechselstromgenerator. Diese Lösung ist teuer und ist kaum geeignet, Brennstoff einzusparen, weil der 2. Stromerzeuger in Abhängigkeit von der Einschaltzeit der Maschinen oft im Leerlauf betrieben wird.Known is also a division into 2 networks with 2 internal combustion engines and 2 alternating voltage generators. Here supplies a motor - generator - unit with solar energy fed in via an electronic inverter the network 1 for operating the ohmic loads. Network 2 for the above inductive loads requires a 2nd internal combustion engine with appropriate Alternator. This solution is expensive and hardly suitable for saving fuel because of 2. Generator in dependence Of the on-time of the machine is often idle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, das heißt leicht zu verstehende, Elektronik – freie, gegen kurze Laststöße unempfindliche, mit langerprobten und langlebigen Komponenten arbeitende Einspeisung von Solarstrom in ein ein – oder mehr – phasiges Wechselstromnetz zu gewährleisten. Dabei soll nur 1 Verbrennungsmotor zum Einsatz kommen. Der Wirkungsgrad für die Solarstromeinspeisung muss dem von elektronisch arbeitenden Systemen vergleichbar sein.Of the Invention is based on the object, a simple, that is easy to be understood, electronics - free, insensitive to short load shocks, with long-term and long-life components working infeed of solar power in or out more - phased To ensure AC power. Only 1 internal combustion engine should be used. The efficiency for the Solar power must be supplied by electronic systems be comparable.

Die gefundene Lösung besteht gemäß Patentanspruch 1 im gleichzeitigen mechanischen Zusammenwirken von 3 Komponenten. Diese 3 Komponenten sind

  • 1 Verbrennungsmotor
  • 1 Gleichstrommotor,
  • 1 Wechselstromgenerator
wobei die beiden Motoren den Generator gleichzeitig antreiben können, aber auch jeder für sich allein. Dabei treibt der Solarstrom aus den zusammengeschalteten Solar – Modulen direkt den Gleichstrommotor und dieser entlastet den Verbrennungsmotor. Dabei hält Letzterer über seinen Drehzahlregler zwar die Tourenzahl aufrecht, senkt aber gleichzeitig den Treibstoffverbrauch in Abhängigkeit von der eingespeisten Solarenergie. Steht mehr Solarleistung zur Verfügung, als von den Verbrauchern des Inselnetzes momentan gefordert wird, würde der Verbrennungsmotor überrundet und seine Fähigkeit, die Tourenzahl konstant zu halten, verlieren, denn der Treibstoffverbrauch kann in Extremfällen bis auf Null abgeregelt sein. In diesem Fall muss die für konstante Netzfrequenz notwendige Tourenzahl des Generators durch entsprechende Regelung der Erregung des jetzt allein den Generator antreibenden Gleichstrommotors sichergestellt werden. Im einfachsten Fall kann der fast immer im Erregerkreis vorhandene Justierwiderstand kurzgeschlossen werden.The solution found according to claim 1 in the simultaneous mechanical interaction of 3 components. These 3 components are
  • 1 internal combustion engine
  • 1 DC motor,
  • 1 alternator
where the two motors can drive the generator at the same time, but also each one on its own. The solar power from the interconnected solar modules directly drives the DC motor and this relieves the internal combustion engine. Although the latter maintains the number of revolutions via its speed governor, it simultaneously reduces the fuel consumption as a function of the solar energy fed in. If more solar power is available than is currently demanded by the consumers of the stand-alone grid, the internal combustion engine would be outdated and its ability to keep the number of turns constant will be lost, since fuel consumption can be limited to zero in extreme cases. In this case, the number of revolutions of the generator necessary for constant mains frequency must be ensured by appropriate regulation of the excitation of the direct current motor now driving the generator alone. In the simplest case, the Justierwiderstand almost always present in the exciter circuit can be shorted.

Der Gleichstrommotor hat in überraschender Weise noch eine zweite Funktion: Wenn kein Solarstrom verfügbar ist, etwa in Regenzeiten, und der Motor durch die mechanische Kopplung vom Verbrennungsmotor angetrieben wird, wird er bei gleichem Drehsinn zum Generator. Als solcher kann er den Ladestrom für eine große Batterie liefern, die fast immer für Nachtstrom, Notstrom, USV-Strom zur PC – Versorgung und ähnliche Zwecke innerhalb solcher Inselnetze vorhanden ist. Darüber hinaus erhöht der Gleichstrommotor mit seiner Leistung mehr oder weniger die verfügbare elektrische Gesamtleistung des Stromaggregats je nach augenblicklicher Sonneneinstrahlung, was eine erhöhte Spitzenbelastung durch die Maschinen in den Werkstätten ermöglicht. Ist kein Solarstrom vorhanden, liefert bei Spitzenlasten, die der Verbrennungsmotor allein nicht abdecken kann, der Gleichstrommotor zusätzliche Leistung, die er der Batterie entnimmt.Of the DC motor has in a surprising way a second function: if solar power is not available, about in rainy seasons, and the engine through the mechanical coupling is driven by the internal combustion engine, it is the same direction of rotation to the generator. As such, it can charge a large battery deliver almost always for Night power, emergency power, UPS power for PC supply and similar Purposes within such island networks is present. Furthermore elevated the dc motor with its power more or less available electric Total power of the generator depending on the momentary solar radiation, what an increased Peak load through the machines in the workshops allows. If there is no solar power, at peak loads, the Internal combustion engine alone can not cover, the DC motor additional Power he takes from the battery.

Die Vorteile der Erfindung sind:
Die 3 mechanisch miteinander verbundenen rotierenden Komponenten bieten eine hohe Energiespeicherung zu Deckung von Impulslasten (Holzbearbeitungsmaschinen, Schweiß-Geräte), selbst wenn sich der Verbrennungsmotor gerade nur im Leerlauf befindet.The advantages of the invention are:
The 3 mechanically interconnected rotating components provide high energy storage to cover impulse loads (woodworking machines, welding equipment), even when the engine is just idling.

Die 3 Komponenten sind allesamt langlebig und seit vielen Jahrzehnten bekannt und bewährt. Darum werden sie auch von 3.- Welt – Technikern verstanden und können von ihnen fachgerecht gewartet und nötigenfalls auch repariert werden.The All three components are durable and have been around for many decades known and proven. Therefore They are also understood by 3rd world technicians and can be professionally maintained by them and, if necessary, also repaired.

Elektronische Schaltungen werden nicht gebraucht.electronic Circuits are not needed.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel er läutert.The Invention will be described below with reference to the drawing of an embodiment he purifies.

Die Figur zeigt als Blockschaltbild eine Stromerzeugung durch fossile Brennstoffe und Solarmodule (Hybridlösung) und deren Einspeisung in ein Inselnetz.The Figure shows a block diagram of a power generation by fossil Fuels and solar modules (hybrid solution) and their feed in an island network.

Dargestellt ist die Gesamtheit aller installierten Solarmodule SOM, die über die Zusammenfassung aller Einzelleitungen a und die Leitung 1 mittels der Diode D1 über den Eingang b Gleichstrom in den Nebenschlussmotor GLM1 liefert. Das aus diesem Strom resultierende Moment treibt über die Antriebswelle AW3, die Kupplung KU2 und die Antriebswelle AW2 den Wechselstromgenerator WG1 an. Über die gleiche Antriebswelle AW2 und die Kupplung KU1 treibt auch der Verbrennungsmotor VM den Wechselstromgenerator WG1 an. Auf Grund dieses Doppel – Antriebs nennen wir im Folgenden die Kombination VM – WG1 – GLM1: „Tandem", wobei die 3 Komponenten im einfachsten Fall auf einer Achse liegen. Die Kupplungen KU1 und KU2 sind normalerweise Metall – Gummi – Kupplungen.Shown is the totality of all installed solar modules SOM, the summary of all individual lines a and the line 1 by means of the diode D1 via the input b direct current into the shunt motor GLM1 supplies. The torque resulting from this current drives the AC generator WG1 via the drive shaft AW3, the clutch KU2 and the drive shaft AW2. The internal combustion engine VM also drives the alternator WG1 via the same drive shaft AW2 and the clutch KU1. Due to this double drive, we will call the combination VM - WG1 - GLM1: "Tandem", with the 3 components in the simplest case lying on one axle, the couplings KU1 and KU2 are usually metal - rubber couplings.

Der doppelt angetriebene Wechselstromgenerator WG1 speist über seinen elektrischen Ausgang c, die Leitung 3 und den Schalter S1 in Stellung t über seinen Ausgang f und die Leitung 6 am Punkt g Wechselstrom in das Inselnetz IN ein. Das Inselnetz IN ist dargestellt durch die ohmschen Lasten 7 und 8 sowie die induktiven Lasten 9 und 10.The dual-drive alternator WG1 feeds via its electrical output c, the line 3 and the switch S1 in position t via its output f and the line 6 at the point g AC in the island grid IN. The island network IN is represented by the ohmic loads 7 and 8th as well as the inductive loads 9 and 10 ,

Kommt über die Leitung 1 bei fehlender Sonne kein Gleichstrom, wird der Motor GLM1 zum Generator. Die Diode D1 verhindert einen unerwünschten Rückstrom in die Solarmodule SOM. Am Punkt b des Gleichstrommotors steht unabhängig vom Sonnenschein immer in etwa die Nennspannung des Gleichstrommotors zur Verfügung. Damit kann bei richtiger Dimensionierung der Batterie (Motornennspannung = ca. 1,2 mal Batteriespannung) leicht die Batterie B geladen werden. Der Ladestrom dazu fließt von Punkt b des nun zum Generator gewordenen Motors GLM1 über die Leitung 2, den Widerstand R1 und die Diode D3 in die Batterie B. Der Widerstand R1 dient zur Erzielung einer optimalen Ladekennlinie mit linear abfallendem Ladestrom.Come over the line 1 in the absence of sun, no direct current, the engine GLM1 to the generator. The diode D1 prevents unwanted reverse current in the solar modules SOM. At point b of the DC motor is independent of the sunshine always about the rated voltage of the DC motor available. With this, the battery B can easily be charged with correct dimensioning of the battery (rated motor voltage = approx. 1.2 times the battery voltage). The charging current flows from point b of the now become the generator to the generator GLM1 via the line 2 , the resistor R1 and the diode D3 in the battery B. The resistor R1 is used to achieve an optimal charging characteristic with linearly decreasing charging current.

Liefern die Solarmodule SOM Strom, wird sowohl die Batterie B damit geladen, als auch der Motor GLM1 angetrieben. Abnehmender Ladestrom bedeutet zunehmenden Motorstrom in den Punkt b hinein, und damit abnehmenden Brennstoffverbrauch des Verbrennungsmotors.Deliver the solar modules SOM electricity, both the battery B is charged with it, as well as the engine GLM1 driven. Decreasing charge current means increasing motor current into the point b inside, and thus decreasing Fuel consumption of the internal combustion engine.

Von Vorteil für die Lebensdauer der Batterie ist die Tatsache, dass nicht, wie üblich, Sinus-Halbwellen mit Wechselspannungsanteil die Batterie unter Erwärmung aufladen, sondern reiner Gleichstrom. Die Diode D verhindert eine unerwünschte Entladung der Batterie über b durch den Gleichstrommotor GLM1, wenn dieser stillsteht.From advantage for The battery life is the fact that not, as usual, sine half-waves with AC component the battery under heating charge, but pure DC. Diode D prevents one undesirable Discharge the battery over b by the DC motor GLM1 when it is stationary.

Während der Stillstandszeiten des „Tandems", z. Bsp. in der Nacht, kann aus der Batterie bei geschlossenem Schalter S2 Energie zum Antrieb des Gleichstrommotors GLM2 über dessen Eingang d entnommen werden. Dieser Motor treibt über seine Antriebswelle AW4 und die Metall – Gummi – Kupplung KU3 den Wechselstromgenerator WG2 über dessen Antriebswelle AW5 an. WG2 liefert über seinen Ausgang e, die Leitung 5, den Eingang n des Schalters S1, dessen Ausgang f und schließlich über die Leitung 6 am Punkt g Wechselstrom in das Inselnetz IN, sofern der Schalter S1 auf Stellung n steht.During the shutdown periods of the "tandem", eg at night, energy can be taken from the battery with the switch S2 closed to drive the DC motor GLM2 via its input D. This motor drives via its drive shaft AW4 and the metal-rubber Clutch KU3 supplies the alternator WG2 via its drive shaft AW5, WG2 supplies via its output e, the line 5 , the input n of the switch S1, its output f and finally via the line 6 at the point g AC in the island network IN, provided that the switch S1 is in position n.

Die Funktion der Diode D2 ist die, bei fehlendem oder zu geringem Solarstrom und extremen Lastspitzen Strom aus der Batterie in den Gleichstrommotor GLM1 zu leiten. GLM1 kann dann zusammen mit dem bereits voll ausgelasteten Verbrennungsmotor das nötige Moment für die vom Generator WG1 momentan geforderte Spitzenleistung liefern. Normalqerweise ist die Diode D3 durch den immer vorhandenen Spannungsabfall an der Reihenschaltung D2/R1 nichtleitend. Besagte Lastspitzen lassen aber die Spannung an Punkt b von GLM1 soweit abfallen, dass D3 leitend wird und kurzzeitig Strom aus der Batterie zur Deckung der Last – Spitzen durchleiten kann.The Function of the diode D2 is the, in the absence or too low solar power and extreme load spikes electricity from the battery into the DC motor To lead GLM1. GLM1 can then work together with the already fully loaded one Internal combustion engine the necessary Moment for deliver the peak power currently required by the generator WG1. Normally the diode D3 is due to the always present voltage drop on the series connection D2 / R1 non-conductive. Leave said load peaks but the voltage at point b of GLM1 fall off so far that D3 is conducting will and will momentarily drain power from the battery to cover the load peaks can pass through.

In einem Ausführungsbeispiel haben die Haupt – Komponenten folgende Werte

IN :
Inselnetz mit 220/380 V Drehstrom; Energieverbrauch/Tag = 330KWh
SOM :
Solarmodule in entsprechender Reihen – und Parallelschaltung mit einer Nenn – Gleich – Spannung von 146 V und einer Nennleistung von 30 KW
VM :
6 – Zylinder Diesel – Motor mit einer Nennleistung von 55 KW
WG1 :
Drehstrom – Generator mit einer Nennleistung von 105 KVA
GLM1 :
Gleichstrommotor mit einer Nennleistung von 30 KW bei 142 V Nennspannung
GLM2:
Gleichstrommotor mit einer Nennleistung von 6 KW bei 124 V Nennspannung
WG2:
Drehstrom – Generator mit einer Nennleistung von 8 KVA
B:
Batterie – Anlage mit 1200 A h und 116 V Nennspannung
In one embodiment, the main components have the following values
IN :
Stand-alone grid with 220/380 V three-phase current; Energy consumption / day = 330KWh
SOM:
Solar modules in appropriate series and parallel connection with a nominal direct voltage of 146 V and a rated power of 30 KW
VM:
6 - cylinder diesel engine with a rated output of 55 KW
WG1:
Three - phase generator with a nominal power of 105 KVA
GLM1:
DC motor with a nominal power of 30 KW at 142 V rated voltage
GLM2:
DC motor with a nominal power of 6 KW at 124 V nominal voltage
WG2:
Three - phase generator with a rated power of 8 KVA
B:
Battery system with 1200 A h and 116 V nominal voltage

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die in der Zeichnung genannte Metall – Gummi – Kupplung KU1 auch eine Freilaufkupplung sein. Das hätte den Vorteil, dass im Falle des mitlaufenden Verbrennungsmotors im Leerlauf nicht unnötig Energie vernichtet wird.In a further embodiment of the invention, in the drawing called metal - rubber coupling KU1 also be an overrunning clutch. That would have the advantage that in case the idling engine is not unnecessarily energy is destroyed.

Auch die Kupplung KU2, normalerweise eine Metall – Gummi – Kupplung, kann modifiziert werden. Wenn bei fehlendem Solarstrom und aufgeladener Batterie die Funktion des mitlaufenden Motors GLM1 als Generator nicht mehr gebraucht wird und dieser Motor durch seine Lagerreibung und Lüfterverluste nur Energie verbraucht, ist es sinnvoll, ihn von der Generatorwelle AW2 zu trennen. In diesem Falle müsste die Kupplung KU2 eine entsprechend gesteuerte Magnetkupplung sein.Also The coupling KU2, usually a metal - rubber coupling, can be modified become. If there is no solar power and charged battery the function of the revolving motor GLM1 as generator no longer is needed and this engine due to its bearing friction and fan losses only Energy consumed, it makes sense to him from the generator shaft AW2 to separate. In this case, the clutch KU2 would have a be appropriately controlled magnetic coupling.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können die Kupplungen KU1 und KU2 zur axialen Verbindung der 3 Komponenten VM, WG1 und GLM1, wenn Drehzahlbedingungen es erfordern, auch durch Getriebe dargestellt werden. Unter bestimmten örtlichen Verhältnissen können diese Getriebe auch Winkelgetriebe sein. Selbst Riemen – Antriebe zur Verkopplung der drei Komponenten sind denkbar.In In another embodiment of the invention, the couplings KU1 and KU2 for the axial connection of the 3 components VM, WG1 and GLM1, if Speed conditions require it, also represented by gear become. Under certain local conditions can These transmissions also be angular gear. Even belt - drives for coupling the three components are conceivable.

Claims (14)

Ein ein- oder mehrphasiges Wechselstrom-Inselnetz (IN) mit einem das Inselnetz speisenden Generator (WG1), der von einem Verbrennungsmotor (VM) angetrieben wird und einer Solarstromquelle (SOM), die ihre Energie gleichzeitig in das Inselnetz (IN) einspeist, dadurch gekennzeichnet, dass der Solarstrom einen Gleichstrommotor (GLM1) in Bewegung setzt, der über eine mechanische Kupplung (KU2) zusammen mit dem Verbrennungsmotor (VM) den im Oberbegriff genannten Wechselstromgenera- (WG1) antreibt („Tandembetrieb").A single or multiphase AC island grid (IN) with the island grid feeding generator (WG1), which is driven by an internal combustion engine (VM) and a solar power source (SOM), which feeds its energy at the same time in the island network (IN), characterized characterized in that the solar power sets a DC motor (GLM1) in motion, via a mechanical clutch (KU2) together with the internal combustion engine (VM) called in the preamble AC generator (WG1) drives ("tandem operation"). Inselnetz (IN) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (AW1) des Verbrennungsmotors (VM), die Antriebswelle (AW2) des Wechselstromgenerators (WG1) und die Antriebswelle (AW3) des Gleichstrommotors (GLM1) achsgleich angeordnet und über Kupplungen (KU1 und KU2) miteinander verbunden sind.Island network (IN) according to claim 1, characterized in that that the drive shaft (AW1) of the internal combustion engine (VM), the drive shaft (AW2) of the alternator (WG1) and the drive shaft (AW3) of the DC motor (GLM1) arranged coaxially and via couplings (KU1 and KU2) are interconnected. Inselnetz (IN) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommotor (GLM1) über ein mechanisches Getriebe als Kupplung auf den Wechselstromgenerator (WG1) einwirkt.Island network (IN) according to claim 1, characterized in that that the DC motor (GLM1) via a mechanical transmission acts as a clutch on the alternator (WG1). Inselnetz (IN) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommotor (GLM1) über einen Riemenantrieb auf die Achse (AW2) des Wechselstromgenerators (WG1) einwirkt.Island network (IN) according to claim 1, characterized in that that the DC motor (GLM1) via a belt drive on the axis (AW2) of the alternator (WG1) acts. Inselnetz (IN) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (KU1 und KU2) auch Freilaufkupplungen oder Magnetkupplungen in jeder denkbaren Kombination sein können.Island network (IN) according to Claims 1 and 2, characterized that the clutches (KU1 and KU2) also freewheel clutches or magnetic clutches can be in any conceivable combination. Inselnetz (IN) nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommotor (GLM1) im Falle fehlenden Solarstromes bei gleichem Drehsinn, nun vom Verbrennungsmotor (VM) angetrieben, zum Generator wird.Island network (IN) according to claims 1 to 5, characterized that the DC motor (GLM1) in case of lack of solar power with the same direction of rotation, now driven by the combustion engine (VM), becomes a generator. Inselnetz (IN) nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstrommotor (GLM1) ggf. über einen Ladewiderstand (R1) eine Batterie lädt.Island network (IN) according to claims 1 to 6, characterized that the DC motor (GLM1) may have a charging resistor (R1) a battery is charging. Inselnetz (IN) nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorhandenem Solarstrom die nutzbare Generator – Leistung des „Tandems" (VM + WG1 + GLM1) größer ist, als die elektrische Leistung der Komponenten Verbrennungsmotor und Wechselstromgenerator (VM + WG1) allein.Island network (IN) according to claims 1 to 7, characterized that with available solar power the usable generator power of the "tandem" (VM + WG1 + GLM1) is bigger, as the electrical power of the components internal combustion engine and Alternator (VM + WG1) alone. Inselnetz (IN) nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auch bei fehlendem Solarstrom wegen der aus der Batterie (B) über die sich öffnende Diode (D2) in den Motor (GLM1) fließender Strom die nutzbare elektrische Leistung des Wechselstromgenerators (WG1) größer ist, als wenn der Wechselstromgenerator (WG1) nur von dem Verbrennungsmotor (VM) allein angetrieben wird.Island network (IN) according to claims 1 to 8, characterized that even in the absence of solar power because of the battery (B) on the opening Diode (D2) in the motor (GLM1) current flowing the usable electric Power of the alternator (WG1) is greater than when the alternator (WG1) is only driven by the internal combustion engine (VM) alone. Inselnetz (IN) nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Batterie (B) über einen geschlossenen Schalter (S2), die Kombination Gleichstrommotor (GLM2), Antriebswelle (AW4), mechanische Kupplung (KU3), Antriebswelle (AW5), Wechselstromgenerator (WG2) und Umschalter (S1 in Stellung n) dem Inselnetz (IN) Strom zur Verfügung gestellt wird, wenn das „Tandem" stillsteht.Island network (IN) according to claims 1 to 9, characterized that out of the battery (B) over a closed switch (S2), the combination DC motor (GLM2), drive shaft (AW4), mechanical coupling (KU3), drive shaft (AW5), Alternator (WG2) and switch (S1 in position n) the Off-grid (IN) power available when the "tandem" is at a standstill. Inselnetz (IN) nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstommotor (GLM1) ein Nebenschlussmotor ist, dessen Drehzahl und Nennspannung und im Generatorbetrieb auch seine Ausgangsspannung über seine Erregerwicklung in Grenzen einstellbar, und damit auch regelbar oder steuerbar ist.Island network (IN) according to claims 1 to 10, characterized that the DC motor (GLM1) is a shunt motor whose Speed and rated voltage and in generator mode also its output voltage over its Excitation winding adjustable in limits, and thus adjustable or is controllable. Inselnetz (IN) nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Inselnetz (IN) auch ohne den Antrieb des Verbrennungsmotors (VM), allein durch den Antrieb des Gleichstrommotors aufrecht erhalten wird.Island network (IN) according to claims 1 to 11, characterized in that that the island grid (IN) is also without the drive of the internal combustion engine (VM), maintained solely by the drive of the DC motor becomes. Inselnetz (In) nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass einer unerwünschten Drehzahländerung des Gleichstrommotors (GLM1) und der dadurch bedingten Frequenz – Änderung der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators (WG1) durch eine Veränderung des Erregerstromes des Gleichstrommotors (GLM1) entgegengewirkt wird.Island network (In) according to Claims 1 to 12, characterized that an undesirable speed change of the DC motor (GLM1) and the resulting frequency change the output voltage of the alternator (WG1) by a change the excitation current of the DC motor (GLM1) is counteracted. Inselnetz (IN) nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Erregerkreis des Gleichstrommotors (GLM1) vorhandener Justierwiderstand – im einfachsten Fall durch Kurzschluss – in seinem Wert verändert wird.Island network (IN) according to claims 1 to 13, characterized that in the excitation circuit of the DC motor (GLM1) existing Adjustment resistor - in the simplest case due to short circuit - its value is changed.
DE102005000998A 2005-01-07 2005-01-07 Single or multiphase alternating current separate network for e.g. hospital, has generator and solar power source that sets direct current motor in motion, where motor together with combustion engine drives generator by mechanical clutch Withdrawn DE102005000998A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005000998A DE102005000998A1 (en) 2005-01-07 2005-01-07 Single or multiphase alternating current separate network for e.g. hospital, has generator and solar power source that sets direct current motor in motion, where motor together with combustion engine drives generator by mechanical clutch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005000998A DE102005000998A1 (en) 2005-01-07 2005-01-07 Single or multiphase alternating current separate network for e.g. hospital, has generator and solar power source that sets direct current motor in motion, where motor together with combustion engine drives generator by mechanical clutch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005000998A1 true DE102005000998A1 (en) 2006-07-20

Family

ID=36642928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005000998A Withdrawn DE102005000998A1 (en) 2005-01-07 2005-01-07 Single or multiphase alternating current separate network for e.g. hospital, has generator and solar power source that sets direct current motor in motion, where motor together with combustion engine drives generator by mechanical clutch

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005000998A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007056618A1 (en) * 2007-11-23 2009-06-25 Adensis Gmbh Solar collector plant, has transfer device for transferring direct current produced by sunbeams into alternating current, and alternator and internal combustion engine connected to common shaft of direct current electric motor
DE102008046606A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-18 Adensis Gmbh Photovoltaic system operating method, involves attaching direct current generator to connection element, and connecting motor axle of motor with shaft, where energies are separated from motor and another motor during operation process
DE102008038542A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Adensis Gmbh Method and device for connecting a photovoltaic system to a power supply network
DE102009018240A1 (en) * 2009-04-21 2010-11-04 Adensis Gmbh Photovoltaic system with battery and backup power plant
EP2341595A1 (en) * 2009-12-31 2011-07-06 Adensis GmbH Method for operating a photovoltaic assembly and photovoltaic assembly for implementing the method
DE102012110674A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 Beat Fahrni Power supply i.e. high-power switching power supply, for use in e.g. passenger car, has energy store connected together through diodes, where voltage difference exists between nominal voltage of power supply and energy store
CN104124818A (en) * 2014-08-06 2014-10-29 冯军 Solar photovoltaic mechanical power generator
EP3813249A1 (en) * 2019-10-21 2021-04-28 Torqeedo GmbH Generator set for generating an alternating current

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007056618A1 (en) * 2007-11-23 2009-06-25 Adensis Gmbh Solar collector plant, has transfer device for transferring direct current produced by sunbeams into alternating current, and alternator and internal combustion engine connected to common shaft of direct current electric motor
US8247923B2 (en) 2008-08-06 2012-08-21 Adensis Gmbh Method for operating a photovoltaic system and photovoltaic system for carrying out the method
US20100164302A1 (en) * 2008-08-06 2010-07-01 Adensis Gmbh Method for operating a photovoltaic system and photovoltaic system for carrying out the method
DE102008046606A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-18 Adensis Gmbh Photovoltaic system operating method, involves attaching direct current generator to connection element, and connecting motor axle of motor with shaft, where energies are separated from motor and another motor during operation process
DE102008046606B4 (en) * 2008-08-06 2011-04-21 Adensis Gmbh photovoltaic system
US8115426B2 (en) 2008-08-20 2012-02-14 Adensis Gmbh Method and apparatus for connecting a photovoltaic system to a power grid
DE102008038542A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 Adensis Gmbh Method and device for connecting a photovoltaic system to a power supply network
US8179000B2 (en) 2009-04-21 2012-05-15 Adensis Gmbh Photovoltaic system with battery and reserve power plant
DE102009018240A1 (en) * 2009-04-21 2010-11-04 Adensis Gmbh Photovoltaic system with battery and backup power plant
EP2341595A1 (en) * 2009-12-31 2011-07-06 Adensis GmbH Method for operating a photovoltaic assembly and photovoltaic assembly for implementing the method
DE102012110674A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 Beat Fahrni Power supply i.e. high-power switching power supply, for use in e.g. passenger car, has energy store connected together through diodes, where voltage difference exists between nominal voltage of power supply and energy store
CN104124818A (en) * 2014-08-06 2014-10-29 冯军 Solar photovoltaic mechanical power generator
EP3813249A1 (en) * 2019-10-21 2021-04-28 Torqeedo GmbH Generator set for generating an alternating current
CN112769289A (en) * 2019-10-21 2021-05-07 托奇多有限责任公司 Generator set for generating alternating current
US11831195B2 (en) 2019-10-21 2023-11-28 Torqeedo Gmbh Generator set for generating an alternating current

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1323222B1 (en) Island network and method for operation of an island network
DE102005000998A1 (en) Single or multiphase alternating current separate network for e.g. hospital, has generator and solar power source that sets direct current motor in motion, where motor together with combustion engine drives generator by mechanical clutch
DE10210099A1 (en) Stand-alone grid and method for operating a stand-alone grid
EP2244352A2 (en) Photovoltaic assembly with battery and replacement power plant
DE19535752A1 (en) Control of independent power generation system
DE102010034441B4 (en) Power supply system for a motor vehicle
DE102008046606B4 (en) photovoltaic system
DE102010064325A1 (en) System with an electric machine
AT508103B1 (en) DISPLAY DEVICE FOR A CHARACTERISTIC NETWORK
EP2926003B1 (en) Method for operating an energy installation, and an energy system comprising such energy installations
DE102004034936A1 (en) Electric power system and operating method therefor
DE102012101928A1 (en) Power grid decentralized stabilizing method, involves minimizing feed-in power of power grid decentralized stabilizing system in relation to actual maximum generator power according with requirements for feed-in power
DE102010025266A1 (en) Transport vehicle with a plurality of electrical machines
DE102013201909A1 (en) Energy store device has control device that drives switch of respective associated energy store modules according to detected states of charge of energy store modules respectively before communication failure
DE102011106877A1 (en) Asynchronous-photovoltaic generator
DE102012002599A1 (en) Power generation plant with inverter and energy storage system
DE102018222828B4 (en) Method for operating a combined heat and power plant (CHP)
EP3179595B1 (en) Method for operating a solar power plant
EP2564036A2 (en) Coupling system for a hybrid energy installation
DE102007056618A1 (en) Solar collector plant, has transfer device for transferring direct current produced by sunbeams into alternating current, and alternator and internal combustion engine connected to common shaft of direct current electric motor
DE102020203046B3 (en) Procedure for operating a combined heat and power unit (CHP)
EP3480914A1 (en) Provision of controlling power for an electrical grid having a ups comprising a lithium ion battery
DE202011051435U1 (en) Intelligent electric energy system with fast regulation of active power
DE102011088059A1 (en) Modular energy storage system for storing electrical energy
DE3151851A1 (en) Power supply installation

Legal Events

Date Code Title Description
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
8139 Disposal/non-payment of the annual fee