DE102009016306A1 - Energieversorgungssystem und Verfahren zur Energienutzung durch dieses System - Google Patents

Energieversorgungssystem und Verfahren zur Energienutzung durch dieses System Download PDF

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Abstract

Bei bekannten Systemen zur direkten Energieversorgung von Hauptantriebsmotoren aus Photovoltaikgeneratoren ist die Nutzung der Energie durch den möglichen Arbeitsbereich des Hauptantriebsmotors eingeschränkt. Für den Direktbetrieb eines Antriebsmotors an einem Photovoltaikgenerator wird eine Mindestleistung am Ausgang des Photovoltaikgenerators benötigt. Die maximale Leistungsaufnahme der Antriebsmotoren ist in den bekannten Systemen üblicherweise kleiner als die maximale Ausgangsleistung des zugehörigen Photovoltaikgenerators. Das neue Energieversorgungssystem soll es ermöglichen, den Hauptantriebsmotor direkt mit einem Frequenzumrichter aus dem Photovoltaikgenerator zu versorgen und mit dem neuen Verfahren die bisher nicht genutzte Energie für die Energieversorgung der Antriebshilfseinrichtungen und weiterer Zusatzgeräte zu nutzen. Ein Hauptantriebsmotor (4) wird über einen Frequenzumrichter (2) direkt an einen Photovoltaikgenerator (1) angeschlossen. Mit einem steuerbaren Gleichspannungswandler (5) zur Versorgung eines Ladereglers (6a) aus dem gleichen Photovoltaikgenerator (1), der an eine Batterie (7) angeschlossen ist, erfolgt die Energieversorgung der Antriebshilfseinrichtungen (8) und der Zusatzgeräte (9). Der Frequenzumrichter (2) verfügt über eine Steuereinheit (3), die mit dem Gleichspannungswandler (5), den Antriebshilfseinrichtungen (8) und den Zusatzgeräten (9) verbunden ist. Durch die Steuereinheit (3) erfolgt die Ansteuerung des ...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Energieversorgung von drehzahlveränderbaren Antrieben und der erforderlichen Antriebshilfseinrichtungen und Zusatzgeräte aus Photovoltaikgeneratoren und ein Verfahren zur maximalen Nutzung der verfügbaren elektrischen Energie durch diese Anordnung.
  • Stand der Technik
  • Die kontinuierliche Versorgung von Verbrauchern aus Photovoltaikgeneratoren bedingt eine Elektroenergiespeicherung. Zur Versorgung von Gleichstromverbrauchern werden Batterien in Verbindung mit Batterieladereglern für Photovoltaikgeneratoren eingesetzt. Die Laderegler führen die von einem Photovoltaikgenerator zur Verfügung gestellte Energie an die Verbraucher bzw. in eine Batterie ab.
  • Für die Versorgung von Wechselstromverbrauchern aus Photovoltaikgeneratoren in lokalen Netzen ohne Verbindung zu einem öffentlichen Energieversorgungsnetz werden spezielle Inselwechselrichter eingesetzt. Diese stellen eine Wechselspannung mit fester Spannung und Frequenz in vorgegebenen Toleranzen bereit. Der Energiebezug kann dabei direkt aus Photovoltaikgeneratoren oder zwischengeschalteten elektrischen Energiespeichern (z. B. Batterien) erfolgen.
  • In ihrer Leistungsaufnahme veränderbare Verbraucher, wie Antriebsmotoren, ermöglichen den Direktbetrieb dieser Antriebsmotoren an Photovoltaikgeneratoren ohne Elektroenergiezwischenspeicher. Der Direktbetrieb von Antriebsmotoren an Photovoltaikgeneratoren erfolgt vorzugsweise drehzahlvariabel in Abhängigkeit der zur Verfügung stehenden Energie.
  • Bei Systemen kleiner Leistung bis einige hundert Watt erfolgt der Einsatz von steuerbaren Gleichstrommotoren, meist elektronisch kommutierter (EC) Motoren mit integrierter Elektronik.
  • Für Systeme mittlerer Leistung im Bereich einiger Kilowatt werden meist Frequenzumrichter zur Drehzahländerung in Kombination mit Asynchronmotoren als Hauptantrieb eingesetzt. Frequenzumrichter sind Wechselrichter zur Umwandlung einer Eingangswechsel- oder Eingangsgleichspannung in eine dreiphasige Ausgangsspannung mit variabler Frequenz und variablem Effektivwert und sind als industrielle Standardlösung in der Antriebstechnik verfügbar. Für die Steuerung und Regelung der Antriebsmotoren sind optimierte Algorithmen in die Frequenzumrichter integriert. Der elektrische Anschluss von Gleichspannungsquellen kann an dem internen Spannungszwischenkreis der Frequenzumrichter erfolgen:
    Bekannt sind auch spezielle Pumpenwechselrichter bzw. modifizierte Frequenzumrichter ( DE 100 10 961 A1 ) für die Versorgung von Pumpen aus Photovoltaikgeneratoren. Dabei handelt es sich um angepasste Lösungen für den drehzahlvariablen Direktbetrieb von Pumpen aus Photovoltaikgeneratoren mit integrierten Überwachungsfunktionen z. B. für Niveauschalter und integrierten Verfahren zur Anpassung der Verbraucher an den optimalen Betriebspunkt des Photovoltaikgenerators (Maximum Power Point = MPP).
  • Aufwendigere Lösungen bestehen in der Kombination mehrerer Leistungswandler, wie in der Kombination von Gleichspannungswandlern zur Erzeugung eines Spannungszwischenkreises aus der Spannung eines Photovoltaikgenerators mit nachgeschalteten Frequenzumrichtern ( DE 100 18 943 A1 , DE 101 36 147 B4 ).
  • Mängel
  • Bei den bisher bekannten Energieversorgungssystemen für den Direktbetrieb von Antriebsmotoren an Photovoltaikgeneratoren ist es nachteilig, dass die Energie des Photovoltaikgenerators nur unvollständig, in einem durch die Dimensionierung der Leistungsrelation zwischen Verbrauchern und Generator vorgegebenen Arbeitsbereich, genutzt werden kann. Für den Direktbetrieb eines Antriebsmotors an einem Photovoltaikgenerator wird eine Mindestleistung am Ausgang des Photovoltaikgenerators benötigt. Die maximale Leistungsaufnahme der Antriebsmotoren ist in den bekannten Systemen üblicherweise kleiner als die maximale Ausgangsleistung des zugehörigen Photovoltaikgenerators. Die Energie bei Unterschreitung der Mindestleistung und bei Überschreitung der Maximalleistung, die der Antriebsmotor aufnehmen kann, wird in den bekannten Systemen mit Direktbetrieb nicht genutzt. Dieser Differenzbetrag zwischen dem möglichen Energieangebot eines Photovoltaikgenerators und der tatsächlich genutzten Energie wird nachfolgend als Differenzenergie bezeichnet. Diese Differenzenergie ist in 3 als schraffierte Fläche dargestellt.
  • Systeme mit Inselwechselrichter, Laderegler, Batterie und nach geschaltetem Frequenzumrichter ermöglichen nahezu die komplette Nutzung der angebotenen Energie, erfordern aber einen wesentlich höheren gerätetechnischen und finanziellen Aufwand als Systeme mit Pumpenwechselrichtern bzw. modifizierten Frequenzumrichtern und weisen mehrere verlustbehaftete Wandlungsstufen auf. Nachteilig ist auch die eingeschränkte Verfügbarkeit der speziellen Insel- und Pumpenwechselrichter.
  • Weiterhin sind die bekannten Pumpenwechselrichter und modifizierten Frequenzumrichter speziell für den Einsatz in solaren Pumpensystemen vorgesehen und für einen universellen Einsatz in Kälteanlagen nicht geeignet und ermöglichen nicht die Steuerung und Versorgung von Antriebshilfsgeräten und Zusatzgeräten, wie sie in Kälteanlagen benötigt werden.
  • Aufgabenstellung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein mit einem Photovoltaikgenerator gekoppeltes Energieversorgungssystem für elektrische Hauptantriebsmotoren zu schaffen, das es ermöglicht, den Hauptantriebsmotor direkt mit einem Frequenzumrichter aus dem Photovoltaikgenerator zu versorgen und welches die Energieversorgung für Antriebshilfseinrichtungen, die zum Betrieb des Hauptantriebsmotors erforderlich sind, und für weitere Zusatzgeräte derart ausführt, dass die Differenzenergie dafür verwendet wird und der Hauptantriebsmotor bei geringerer Ausgangsleistung des Photovoltaikgenerators betrieben werden kann und dadurch das Energieangebot des Photovoltaikgenerators optimal ausgenutzt wird.
  • Weitere Aufgabe der Erfindung ist die Integration einer Steuerung für einen Hauptantriebsmotor mit Antriebshilfseinrichtungen und für Zusatzgeräte in einen Frequenzumrichter derart, dass durch diese integrierte Steuerung komplexe Inselsysteme gesteuert werden können.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit der Anordnung nach Anspruch 1 und dem Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2–7 und 9–10 beschrieben.
  • Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • 1 zeigt den schematischen Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung des Energieversorgungssystems mit einem Hauptantriebsmotor (4), der über einen Frequenzumrichter (2) direkt an einen Photovoltaikgenerator (1) angeschlossen ist und mit einem steuerbaren Gleichspannungswandler (5) zur Versorgung eines Ladereglers (6a), der an eine Batterie (7) angeschlossen ist, aus der die Antriebshilfseinrichtungen (8) und Zusatzgeräte (9) versorgt werden. Der Frequenzumrichter (2) verfügt über eine Steuereinheit (3), die mit dem Gleichspannungswandler (5), den Antriebshilfseinrichtungen (8) und den Zusatzgeräten (9) verbunden ist.
  • 2 stellt eine spezielle Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem steuerbaren Laderegler (6b), der mit der Steuereinheit (3) verbunden ist, dar.
  • Die gestrichelten Linien symbolisieren die Steuerungsverknüpfung, die durchgehenden Linien den Energiefluss.
  • 3 zeigt beispielhaft den Tagesverlauf der Ausgangsleistung eines Photovoltaikgenerators zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur optimierten Ausnutzung des Energieangebots des Photovoltaikgenerators. Die schraffierten Flächen stellen die Differenzenergie dar, die durch die Erfindung nutzbar wird. Die ausgefüllte Fläche symbolisiert den Arbeitsbereich des Hauptantriebsmotors.
  • Der Frequenzumrichter (2) in 1 und 2 dient zur Umwandlung der Eingangsgleichspannung in eine dreiphasige frequenz- und spannungsvariable Ausgangswechselspannung zur Versorgung eines Hauptantriebsmotors (4) und verfügt über eine Steuereinheit (3). In der Steuereinheit (3) sind nach der Erfindung alle notwendigen Funktionen zur Leistungsanpassung an einen Photovoltaikgenerator (1) (also ein Maximum-Power-Point(MPP)-Algorithmus und eine Regelung der Ausgangsspannung des Photovoltaikgenerators (1)) und zur Steuerung und Regelung des kompletten Inselsystems mit den für den Hauptantriebsmotor (4) benötigten Antriebshilfseinrichtungen (8) hinterlegt.
  • Der Anschluss des Photovoltaikgenerators (1) erfolgt direkt am Spannungszwischenkreis des Frequenzumrichters (2). Parallel zum Frequenzumrichter (2) wird ein steuerbarer Gleichspannungswandler (5) an den Ausgang des Photovoltaikgenerators (1) angeschlossen. Dieser Gleichspannungswandler (5) stellt nach der Erfindung eine einstellbare Gleichspannung für einen Batterieladeregler (6a) zur Verfügung, sofern der Laderegler (6b) nicht direkt an den Photovoltaikgenerator angeschlossen werden und in seiner Leistungsaufnahme durch ein Steuersignal der Steuereinheit (3) gesteuert werden kann, wie als besondere Ausgestaltung in 2 dargestellt. An den Laderegler (6a, b) ist eine wiederaufladbare Batterie (7) angeschlossen, welche erfindungsgemäß die Energie für die Antriebshilfseinrichtungen (8) und die Zusatzgeräte (9) bereit stellt.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Einstellung der Leistungsaufnahme des Ladereglers (6b) oder der Ausgangsgleichspannung des Gleichspannungswandlers (5) zur indirekten Steuerung der Leistungsaufnahme des Ladereglers (6a) durch Vorgabe eines Sollwertes aus der Steuereinheit (3) des Frequenzumrichters (2) derart, dass der Energiefluss durch den Laderegler (6a, b) in die wiederaufladbare Batterie (7) so reguliert wird, dass die für den Hauptantriebsmotor (4) nicht nutzbare Differenzenergie zur Ladung der Batterie (7) genutzt wird.
  • Diese Betriebsart wird aktiviert, wenn bei geringer Sonneneinstrahlung auf den Photovoltaikgenerator (1) dessen Ausgangsleistung zu niedrig ist, um den Hauptantriebsmotor (4) direkt über den Frequenzumrichter (2) betreiben zu können oder die Sonneneinstrahlung so stark ist, dass die Ausgangsleistung des Photovoltaikgenerators (1) die maximale Leistungsaufnahme des Hauptantriebsmotors (4) übersteigt.
  • Die Regelung der Leistungsaufnahme des Ladereglers (6a, b) erfolgt durch die Steuereinheit (3) in Abhängigkeit der Spannung des Photovoltaikgenerators (1). Diese Spannung wird der Steuereinheit (3) durch den Frequenzumrichter (2) als interner Messwert der Zwischenkreisspannung zur Verfügung gestellt. Der Sollwert wird über einen Spannungsregler der Steuereinheit (3) so eingestellt, dass der Photovoltaikgenerator im Punkt seiner maximalen Leistungsabgabe (MPP) betrieben wird. In der Anordnung nach 1 wird über diesen Sollwert die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers (5) eingestellt. Über den Wert dieser Ausgangsspannung wird der Laderegler (6a) in seiner Leistungsaufnahme beeinflusst. Diese Leistungsaufnahme verhält sich proportional zur Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers (5). Bei der Ausführung nach 2 verfügt der Laderegler (6b) über einen Steuerungseingang zur Einstellung seiner Leistungsaufnahme und der Sollwert der Steuereinheit (3) wird diesem Eingang zur Verfügung gestellt.
  • Wenn die Ausgangsleistung des Photovoltaikgenerators (1) geringer als die erforderliche Minimalleistung für den Hauptantriebsmotor ist, wird der Sollwert für den Gleichspannungswandler (5) bzw. den Laderegler (6b) aktiviert und die in diesem Fall auftretende Differenzenergie der Batterie (7) und den Zusatzgeräten (9) zugeführt und der Hauptantriebsmotor (4) nicht betrieben. Die Vorgabe des Sollwertes erfolgt wie vorangehend beschrieben.
  • Beim Überschreiten der Minimalleistung für den Hauptantriebsmotor (4) am Ausgang des Photovoltaikgenerators (1) erfolgt die Abschaltung des Gleichspannungswandlers (5) bzw. des Ladereglers (6b) durch Deaktivierung des Sollwertes und der Betrieb des Hauptantriebsmotors wird gestartet. Die Antriebshilfseinrichtungen (8) und Zusatzgeräte (9) werden dabei aus der Batterie (7) versorgt. Die benötigte Minimalleistung für den Betrieb des Hauptantriebsmotors (4) reduziert sich gegenüber einer Anordnung nach dem Stand der Technik um die erforderliche Leistung für die Antriebshilfseinrichtungen (8) und die Zusatzgeräte (9).
  • Übersteigt das Leistungsangebot des Photovoltaikgenerators (1) die maximale Leistungsaufnahme des Hauptantriebsmotors (4) tritt ebenfalls Differenzenergie auf und der Sollwert für den Gleichspannungswandler (5) bzw. den Laderegler (6b) wird wieder aktiviert. Die Leistungsaufnahme des Ladereglers (6a, b) wird derart gesteuert, dass die Differenzenergie der Batterie (7) und den an diese angeschlossenen Antriebshilfseinrichtungen (8) und Zusatzgeräten (9) zugeführt wird.
  • Die in der Batterie (7) gespeicherte Differenzenergie dient der Energieversorgung der Antriebshilfseinrichtungen (8) während des Betriebs des Hauptantriebsmotors (4) und der kontinuierlichen Energieversorgung der Zusatzgeräte (9).
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Steuerung der benötigten Antriebshilfseinrichtungen (8), z. B. Lüfter oder Pumpen von Wärmetauschern in Kälteanlagen und weiterer Zusatzgeräte (9), wie z. B. Lüfter, Ventile, Pumpen, Beleuchtung, durch die Steuereinheit (3) des Frequenzumrichters (2). Entsprechend der Erfindung ist die Steuereinheit (3) weiterhin so ausgeführt, dass die Funktionen für den Betrieb des Hauptantriebsmotors (4) und für das Energiemanagement integriert sind.
  • Zusatzgeräte (9), deren Funktion auch in Zeiträumen ohne Sonneneinstrahlung auf den Photovoltaikgenerator (1) abgesichert sein muss, sind an separate Steuereinheiten (10) angeschlossen.
  • Unter Nutzung des internen Eingangsgleichrichters des Frequenzumrichters (2) können weitere Energiequellen (11) zur ergänzenden Energieversorgung des Inselsystems angeschlossen werden.
  • Vorteile
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Arbeitsbereich des Hauptantriebsmotors (4) bezüglich der minimalen Ausgangsleistung des Photovoltaikgenerators (1) dadurch erweitert wird, dass die Antriebshilfseinrichtungen (8) und die Zusatzgeräte (9) nicht gleichzeitig mit dem Hauptantriebsmotor (4) aus dem Photovoltaikgenerator (1) versorgt werden müssen, sondern deren Energieversorgung aus einer Batterie (7) mit der dort gespeicherten Differenzenergie erfolgt und dadurch der Hauptantriebsmotor (4) bereits bei geringeren Ausgangsleistungen des Photovoltaikgenerators (1) betrieben werden kann.
  • Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße maximierte Ausnutzung der Energie am Ausgang eines Photovoltaikgenerators (1) durch Nutzbarmachung der Differenzenergie in Inselsystemen mit direkt an den Photovoltaikgenerator (1) angeschlossenen Hauptantriebsmotoren (4).
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Integration der Hauptsteuerungsfunktionalität komplexer Inselversorgungssysteme in die Steuereinheit (3) eines Frequenzumrichters (2).
  • Die Erfindung ermöglicht weiterhin die Nutzung von, in einem sehr großen Leistungsspektrum weltweit verfügbaren, industriellen Standardfrequenzumrichtern zum Betrieb von Antriebsmotoren, z. B. in Kälteanlagen oder Pumpensystemen direkt aus Photovoltaikgeneratoren und damit die Nutzung der optimierten Antriebstechnologie dieser Frequenzumrichter für den Aufbau autarker Inselsysteme und den Kostenvorteil, der sich aus der Serienproduktion dieser Frequenzumrichter ergibt.
  • 1
    Photovoltaikgenerator
    2
    Frequenzumrichter
    3
    Steuereinheit
    4
    Hauptantriebsmotor
    5
    steuerbarer Gleichspannungswandler
    6a
    Laderegler
    6b
    steuerbarer Laderegler
    7
    Batterie
    8
    Antriebshilfseinrichtungen
    9
    Zusatzgeräte
    10
    Steuereinheiten für (9)
    11
    weitere Energiequellen
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10010961 A1 [0006]
    • - DE 10018943 A1 [0007]
    • - DE 10136147 B4 [0007]

Claims (10)

  1. Anordnung für ein Energieversorgungssystem zum autarken Betrieb mindestens eines Hauptantriebsmotors (4) direkt aus einem Photovoltaikgenerator (1) dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichspannungszwischenkreis eines Frequenzumrichters (2) direkt an den Ausgang des Photovoltaikgenerators (1) angeschlossen ist und der Frequenzumrichter (2) mit dem Hauptantriebsmotor (4) verbunden ist und an den Photovoltaikgenerator (1) direkt ein Gleichspannungswandler (5) angeschlossen ist und dieser mit einem Laderegler (6a) verbunden ist und der Laderegler (6a) an eine Batterie (7) angeschlossen ist und an die Batterie (7) Antriebshilfseinrichtungen (8) und Zusatzgeräte (9) angeschlossen sind und der Frequenzumrichter (2) über eine Steuereinheit (3) verfügt, die über Kommunikationsleitungen mit dem Gleichspannungswandler (5) und mit Antriebshilfseinrichtungen (8) verbunden ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) als Teil der internen Steuerungskomponenten des Frequenzumrichters (2) ausgeführt ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (5) über Kommunikationsleitungen mit Zusatzgeräten (9) verbunden ist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass ein Laderegler (6b) direkt mit dem Photovoltaikgenerator (1) und über Kommunikationsleitungen mit der Steuereinheit (5) verbunden ist.
  5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang des Frequenzumrichters (2) als weitere Energiequelle (11) ein Energieversorgungsnetz, ein Windgenerator oder ein Dieselgenerator angeschlossen ist.
  6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbund mehrerer Frequenzumrichter (2) zur Versorgung mehrerer Hauptantriebsmotoren (4) aus dem Photovoltaikgenerator (1) ausgeführt ist.
  7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) über Kommunikationsleitungen mit Koppeleinrichtungen an den Gleichspannungswandler (5) oder den Laderegler (6b) und an die Antriebshilfseinrichtungen (8) angeschlossen ist.
  8. Verfahren zur Erhöhung des Nutzungsgrades eines Photovoltaikgenerators (1) mit einer Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass in einer Batterie (7) die Speicherung der Differenzenergie gesteuert durch eine Steuereinheit (5) erfolgt und die gespeicherte Energie zur Versorgung von Antriebshilfseinrichtungen (8) während des Betriebs des Hauptantriebsmotors (4) und zur kontinuierlichen Versorgung von Zusatzgeräten (9) genutzt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Energieversorgung von Antriebshilfseinrichtungen (8) aus der gespeicherten Differenzenergie der Arbeitsbereich des Hauptantriebsmotors (4) derart erweitert wird, dass der Hauptantriebsmotor (4) bei der um den Betrag der Leistungsaufnahme der Antriebshilfseinrichtungen (8) geringeren Ausgangsleistung des Photovoltaikgenerators (1) betrieben werden kann.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinheit (5) die Steuerung der Zusatzgeräte (9) erfolgt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10010961A1 (de) 2000-03-06 2001-09-20 Grundfos As Motorbaueinheit für ein Tauchpumpenaggregat
DE10018943A1 (de) 2000-04-17 2001-10-31 Inst Luft Kaeltetech Gem Gmbh Photovoltaik-Wechselrichter
DE10136147B4 (de) 2001-07-25 2004-11-04 Kolm, Hendrik, Dipl.-Ing. Photovoltaischer Wechselstromerzeuger

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10010961A1 (de) 2000-03-06 2001-09-20 Grundfos As Motorbaueinheit für ein Tauchpumpenaggregat
DE10018943A1 (de) 2000-04-17 2001-10-31 Inst Luft Kaeltetech Gem Gmbh Photovoltaik-Wechselrichter
DE10136147B4 (de) 2001-07-25 2004-11-04 Kolm, Hendrik, Dipl.-Ing. Photovoltaischer Wechselstromerzeuger

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011017597A1 (de) * 2011-04-27 2012-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Energiespeichervorrichtung, umfassend mehrere Speichermodule für elektrische Energie

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