DE102010053371A1

DE102010053371A1 - Mit Strahlungsenergie gespeiste elektrische Energieversorgungseinrichtung sowie Verfahren zum Betreiben einer derartigen Energieversorgungseinrichtung

Info

Publication number: DE102010053371A1
Application number: DE201010053371
Authority: DE
Inventors: Manfred Hiebl; Hans Wolfgang Pongratz
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-12-04
Also published as: BRPI1105574A2; US8912748B2; DE102010053371B4; US20120139473A1

Abstract

Eine mit Strahlungsenergie gespeiste elektrische Energieversorgungseinrichtung ist versehen mit zumindest einem Strahlung in elektrische Energie wandelnden Stromgenerator (1), insbesondere einem photovoltaischen Solargenerator, der auftreffende Strahlungsenergie (S) in elektrische Energie wandelt; zumindest einem Wasserstoffgenerator (4) zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser; zumindest einem Wasservorratsbehälter (6), der mit dem Wasserstoffgenerator (4) über eine erste Wasserleitung (60) verbunden ist; zumindest einem Wasserstoffvorratsbehälter (7), der über eine erste Wasserstoffleitung (44) mit dem Wasserstoffgenerator (4) verbunden ist; zumindest einer Brennstoffzelle (8) oder zumindest einem Wasserstoffverbrennungsmotor, der vorzugsweise mit einem zweiten Stromgenerator verbunden ist, die beziehungsweise der über eine zweite Wasserstoffleitung (80) mit dem Wasserstoffvorratsbehälter (7) und über eine zweite Wasserleitung (64) mit dem Wasservorratsbehälter (6) verbunden ist, und einer Steuerungseinrichtung (3), die mit dem Stromgenerator (1), dem Wasserstoffgenerator (4) und der Brennstoffzelle (8) beziehungsweise dem Wasserstoffverbrennungsmotor elektrisch verbunden ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit Strahlungsenergie gespeiste elektrische Energieversorgungseinrichtung, insbesondere eine photovoltaische Energieversorgungseinrichtung, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Energieversorgungseinrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mit Strahlungsenergie gespeiste Energieversorgungseinrichtungen besitzen den Nachteil, dass sie nur dann elektrische Energie erzeugen, wenn ausreichend Strahlung, zum Beispiel Sonnenlicht, auf die Energieversorgungseinrichtung trifft. Daher steht bei derartigen Energieversorgungseinrichtungen in der Regel lediglich tagsüber elektrische oder mechanische Energie zur Verfügung, während nachts keine elektrische beziehungsweise mechanische Energie erzeugt werden kann. Derartige bekannte Energieversorgungseinrichtungen sind daher nicht für Einsätze geeignet, bei denen fern von jeder anderen elektrischen Energiequelle rund um die Uhr elektrische oder mechanische Energie zur Verfügung stehen soll.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit Strahlungsenergie gespeiste Energieversorgungseinrichtung anzugeben, die in der Lage ist, rund um die Uhr elektrische oder mechanische Energie bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird von der im Patentanspruch 1 angegebenen Energieversorgungseinrichtung gelöst. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung versehen mit zumindest einem Strahlung in elektrische Energie wandelnden Stromgenerator, insbesondere einem photovoltaischen Solargenerator, der auftreffende Strahlungsenergie in elektrische Energie wandelt; zumindest einem Wasserstoffgenerator zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser; zumindest einem Wasservorratsbehälter, der mit dem Wasserstoffgenerator über eine erste Wasserleitung verbunden ist; zumindest einem Wasserstoffvorratsbehälter, der über eine erste Wasserstoffleitung mit dem Wasserstoffgenerator verbunden ist; zumindest einer Brennstoffzelle oder zumindest einem Wasserstoffverbrennungsmotor, die beziehungsweise der über eine zweite Wasserstoffleitung mit dem Wasserstoffvorratsbehälter und über eine zweite Wasserleitung mit dem Wasservorratsbehälter verbunden ist, und einer Steuerungseinrichtung, die mit dem Stromgenerator, dem Wasserstoffgenerator und der Brennstoffzelle beziehungsweise dem Wasserstoffmotor elektrisch verbunden ist. Zur Erzeugung von elektrischer Energie kann der Wasserstoffverbrennungsmotor mit einem diesem zugeordneten zweiten Stromgenerator verbunden sein, der ebenfalls von der Steuerungseinrichtung gesteuert werden kann. Zur Erzeugung von mechanischer Energie kann ein von der Brennstoffzelle mit elektrischer Energie versorgter Elektromotor vorgesehen sein, der auch von der Steuerungseinrichtung gesteuert werden kann.
VORTEILE
Das erfindungsgemäße parallele Vorsehen beispielsweise eines photovoltaischen Solargenerators, eines Wasserstoffgenerators und einer Brennstoffzelle ermöglicht es, tagsüber, wenn ausreichend solare Strahlungsenergie zur Verfügung steht, einen Teil der vom Solargenerator erzeugten elektrischen Energie zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser zu verwenden, der dann, wenn nachts keine solare Strahlungsenergie mehr zur Verfügung steht oder wenn nicht ausreichend solare Strahlungsenergie zur Verfügung steht, in der Brennstoffzelle zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels der Brennstoffzelle mit Umgebungssauerstoff zu Wasser rekombiniert wird. Auf diese Weise steht stets elektrische Energie zur Verfügung, die entweder direkt vom Solargenerator geliefert wird, oder indirekt über die Brennstoffzelle erzeugt wird. Einzige Eingangsenergie für dieses erfinderische System ist die solare Strahlungsenergie, da Wasser, Wasserstoff und Sauerstoff einen Kreislauf bilden, der Vorratsbehälter für Wasser und für Wasserstoff aufweist.
Die erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung ist nicht auf solare Strahlungsenergie beschränkt, sondern überall dort anwendbar, wo ein Stromgenerator aus der Strahlung einer nicht ständig strahlenden Strahlungsquelle elektrische Energie erzeugen kann und wo eine ununterbrochene elektrische Energieversorgung gewährleistet sein muss.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Wasserstoffgenerator eine Wasserelektrolysevorrichtung auf.
Der vorzugsweise als Solargenerator ausgebildete Stromgenerator weist zumindest ein mit Solarzellen versehenes Trägerelement auf, das von einem Paneel gebildet ist.
Alternativ kann das Trägerelement von einer dünnen Folie, vorzugsweise einer Polyester-Folie und weiter vorzugsweise von einer biaxial orientierten Polyester-Folie gebildet sein. Dieser Aufbau sorgt für ein sehr geringes Gewicht des Trägerelements, welches insbesondere dann, wenn es von einer biaxial orientierten Polyesterfolie gebildet ist, wie sie beispielsweise unter dem Handelsnamen „MYLAR” bekannt ist, eine sehr hohe Festigkeit bei niedrigem Gewicht aufweist.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Solarzellen Dünnschicht-Solarzellen sind, wobei es sich dabei vorzugsweise um Kadmium-Tellurid-Zellen handelt. Derartige Dünnschicht-Solarzellen weisen ebenfalls ein sehr geringes Gewicht auf, so dass in Verbindung mit dem aus einer dünnen Folie gebildeten Trägerelement ein sehr leichter Solargenerator gebildet ist.
Vorzugsweise ist die Energieversorgungseinrichtung zusätzlich mit einem elektrischen Energiespeicher versehen, der beispielsweise als Akkumulator ausgebildet ist. Dieser elektrische Energiespeicher bildet einen Pufferspeicher, der kurzfristig elektrische Energie abgeben kann, wenn der Stromgenerator über einen kurzen Zeitraum nicht mit ausreichend Strahlungsenergie beaufschlagt wird. Dieser elektrische Energiespeicher dient daher zur Überbrückung der Zeit, die benötigt wird, um die Brennstoffzelle zu aktivieren oder, falls die Brennstoffzelle nicht aktiviert wird, zur Überbrückung jener Zeit, die beispielsweise bei einer kurzfristigen Abschattung des Sonnenlichts zu überbrücken ist bis das Sonnenlicht wieder auf den Stromgenerator auftrifft.
Die erfindungsgemäße photovoltaische Energieversorgungseinrichtung ist bevorzugt mit einer Steuerungseinrichtung versehen, welche so ausgestaltet ist, dass sie bei Vorhandensein von Strahlungsenergie die vom Stromgenerator erzeugte elektrische Energie einem elektrischen Verbraucheranschluss der Energieversorgungseinrichtung zuführt wird und dass sie bei Nicht-Vorhandensein von Strahlungsenergie oder wenn die vom Stromgenerator erzeugte elektrische Energie für einen vorgegebenen Energiebedarf nicht ausreicht, die Brennstoffzelle aktiviert, um elektrische Energie an den Verbraucheranschluss zu liefern. Diese Steuerungseinrichtung kann somit dafür sorgen, dass die Brennstoffzelle automatisch aktiviert wird, wenn nicht ausreichend oder keine Strahlungsenergie zur Verfügung steht.
Besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung der Steuerungseinrichtung derart, dass sie bei Vorhandensein von insbesondere solarer Strahlungsenergie einen Teil der vom Stromgenerator erzeugten elektrischen Energie dem Wasserstoffgenerator zuführt, und dass sie dem Wasserstoffgenerator Wasser aus dem Wasservorratsbehälter zuführt, so dass der Wasserstoffgenerator aktiviert wird, um aus dem ihm zugeführten Wasser Wasserstoff zu erzeugen, der im Wasserstoffvorratsbehälter gespeichert wird. Bei dieser Ausführungsform wird von der vom Stromgenerator erzeugten elektrischen Energie ein Teil dazu verwendet, den Wasserstoffgenerator zu betreiben, um den Wasserstoff zu erzeugen, der von der Brennstoffzelle zur Erzeugung von elektrischer Energie benötigt wird, wenn der Stromgenerator keine oder nicht ausreichende elektrische Energie liefert. Dabei kann die Steuerungseinrichtung die Menge an elektrischer Energie, die dem Wasserstoffgenerator zugeführt wird, oder auch die Einschaltzeiten des Wasserstoffgenerators in Abhängigkeit vom vorhandenen Wasserstoffvorrat steuern.
Vorteilhaft ist auch, wenn ein Teil der vom Stromgenerator und/oder von der Brennstoffzelle erzeugten elektrischen Energie dem Energiespeicher zugeführt wird, um diesen Aufzuladen. Dadurch wird gewährleistet, dass stets elektrische Energie im Energiespeicher gepuffert wird, um bei Bedarf unmittelbar daraus abgerufen werden zu können.
Bei einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Energieversorgungseinrichtung, die für die Anwendung in Fahrzeugen oder Fluggeräten mit Gewichtsbeschränkungen, aber ausreichend Platz geeignet ist, wird der Wasserstoff als Gas in einem Gleichdruckballon oder einem sehr leichten, in der Art eines Prallluftschiffes ausgeführten Überdruckbehälter gespeichert, der durch die geringe Dichte des Wasserstoffgases eine erhebliche Auftriebskraft erzeugt, anstatt wie bei anderen Arten der Energiespeicherung (zum Beispiel in Batterien oder Druckgasflaschen) zusätzliches Gewicht zu verursachen.
Die auf das Verfahren zum Betreiben der photovoltaischen Energieversorgungseinrichtung gerichtete Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11.
Dazu wird stets zumindest ein Teil der von dem Stromgenerator erzeugten elektrischen Energie dem Wasserstoffgenerator zugeführt, woraufhin der Wasserstoffgenerator aus dem ihm aus dem Wasservorratsbehälter zugeführten Wasser Wasserstoff abspaltet, der im Wasserstoffvorratsbehälter gespeichert wird, und bei fehlender oder nicht ausreichender Strahlungsenergie erzeugt die Brennstoffzelle aus dem ihr aus dem Wasserstoffvorratsbehälter zugeführten Wasserstoff elektrische Energie. Wenn ein hohes Leistungsgewicht gefordert wird, erzeugt ein mit Abgasturbolader und Hochdruckwasserstoffgaseinblasung ausgerüsteter Wasserstoffverbrennungsmotor mit nachgeschaltetem Stromgenerator aus dem aus dem Wasserstoffbehälter zugeführten Wasserstoff elektrische Energie.
Mittels dieses Verfahrens ist es möglich, die erfindungsgemäße Energieversorgungseinrichtung im Langzeitbetrieb so zu betreiben, dass sie rund um die Uhr elektrische Energie abgeben kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein Systemschaubild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Energieversorgungseinrichtung mit einem photovoltaischen Solargenerator.
DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In 1 ist ein als Solargenerator ausgestalteter Stromgenerator 1 gezeigt, der von solarer Strahlungsenergie S beaufschlagt wird. Der Solargenerator 1 ist auf seiner zur Strahlungsquelle Q gerichteten Oberfläche mit Solarzellen 10 versehen, die auf einem Trägerelement 12 angebracht sind. Obwohl in der Figur nur beispielhaft ein mit Solarzellen 10 versehenes Trägerelement 12 gezeigt ist, kann der Solargenerator 1 selbstverständlich eine Vielzahl großflächiger mit Solarzellen 10 versehener Trägerelemente 12 aufweisen. Auch kann der Solargenerator andere Technologien als Solarzellen aufweisen, mit denen es möglich ist, aus solarer Strahlungsenergie elektrische Energie zu erzeugen.
Die im Solargenerator 1 erzeugte elektrische Energie wird durch eine erste Stromleitung 13 einer dem Solargenerator 1 zugeordneten Stromverteilereinrichtung 14 zugeführt. Die Stromverteilereinrichtung 14 wird von einer zentralen Steuerungseinrichtung 3 derart gesteuert, dass ein Teil der über die erste Stromleitung 13 zugeführten elektrischen Energie an einen Wasserstoffgenerator 4 weitergeleitet wird, der als Wasserstoffelektrolyseeinrichtung ausgestaltet ist.
Ein weiterer Teil der in die Stromverteilereinrichtung 14 eingeleiteten elektrischen Energie wird durch eine dritte Stromleitung 50 an einen Energiespeicher 5, beispielsweise einen Akkumulator, geleitet, um diesen aufzuladen, falls der elektrische Energiespeicher 5 nicht ausreichend geladen sein sollte. Der Rest der der Stromverteilereinrichtung 14 zugeführten elektrischen Energie wird an einen Verbraucheranschluss 2 geleitet, von wo die von der photovoltaischen Energieversorgungseinrichtung bereitgestellte elektrische Nutzenergie an elektrische Verbraucher abgegeben werden kann.
Der als Wasserstoffelektrolyseeinrichtung ausgebildete Wasserstoffgenerator 4 wird aus einem Wasservorratsbehälter 6 über eine erste Wasserleitung 60 mit Wasser gespeist. In der ersten Wasserleitung 60 ist ein elektrisch betätigbares Ventil 62 vorgesehen, das von der Steuerungseinrichtung 3 über eine erste Steuerungsleitung 31 steuerbar ist, um den Wasserzufluss vom Wasservorratsbehälter 6 zum Wasserstoffgenerator 4 zu steuern.
Das in den Wasserstoffgenerator 4 eingeleitete Wasser wird mittels der von der Stromverteilereinrichtung 14 über eine zweite elektrische Leitung 40 zugeführten elektrischen Energie in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Der Sauerstoff wird über eine Abblasvorrichtung 42 an die Umgebung abgegeben und der Wasserstoff wird durch eine erste Wasserstoffleitung 44 in einen Wasserstoffvorratsbehälter 7 eingeleitet.
Die Speicherung des Wasserstoffs im Wasserstoffvorratsbehälter 7 kann auf an sich bekannte Weise erfolgen, beispielsweise durch Druckerhöhung des durch die Leitung 44 zugeführten Wasserstoffs und Speicherung in einem Druckbehälter oder durch Speicherung in einem Molekularsieb.
In der ersten Wasserstoffleitung 44 ist ein elektrisch betätigbares Ventil 46 vorgesehen, das von der Steuerungseinrichtung 3 über eine zweite Steuerungsleitung 32 steuerbar ist, um den Volumenstrom des durch die erste Wasserstoffleitung 44 geförderten Wasserstoffs zu regulieren und um ein Zurückströmen von Wasserstoff aus dem Wasserstoffvorratsbehälter 7 in den Wasserstoffgenerator 4 zu unterbinden.
Des weiteren ist in der Figur eine Brennstoffzelle 8 schematisch dargestellt, der durch eine zweite Wasserstoffleitung 80 Wasserstoff aus dem Wasserstoffvorratsbehälter 7 zugeführt wird. Wenn ein hohes Leistungsgewicht gefordert wird, kann an Stelle der Brennstoffzelle ein bevorzugt mit Abgasturbolader und Hochdruckwasserstoffgaseinblasung ausgerüsteter Wasserstoffverbrennungsmotor mit einem nachgeschalteten zweiten Stromgenerator vorgesehen sein. Auch in der zweiten Wasserstoffleitung 80 ist ein elektrisch betätigbares Ventil 82 vorgesehen, das über eine dritte Steuerungsleitung 33 von der Steuerungseinrichtung 3 gesteuert wird, um den Volumenstrom des Wasserstoffs durch die zweite Wasserstoffleitung 80 zu regulieren.
Die Brennstoffzelle 8 beziehungsweise der Wasserstoffverbrennungsmotor weist weiterhin eine Belüftungsöffnung 84 auf, durch die Luft und damit Luftsauerstoff aus der Umgebung eintreten kann. In der Brennstoffzelle 8 beziehungsweise dem Wasserstoffverbrennungsmotor mit Stromgenerator wird auf an sich bekannte Weise aus dem zugeführten Wasserstoff und dem eintretenden Luftsauerstoff elektrische Energie erzeugt, die über eine vierte Stromleitung 86 zur Stromverteilereinrichtung 14 geleitet wird.
Das in der Brennstoffzelle beziehungsweise dem Wasserstoffverbrennungsmotor bei der Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff entstehende Wasser wird durch eine zweite Wasserleitung 64 in den Wasservorratsbehälter 6 eingeleitet. Auch in der zweiten Wasserleitung 64 ist ein elektrisch betätigbares Ventil 66 vorgesehen, welches über eine vierte Steuerungsleitung 34 von der Steuerungseinrichtung 3 steuerbar ist.
Die Steuerungseinrichtung 3 ist über eine (in der Figur unterbrochen dargestellte) fünfte Steuerungsleitung 35 mit der Stromverteilereinrichtung 14 verbunden, um die Stromverteilereinrichtung 14 und damit die Verteilung des in die Stromverteilereinrichtung 14 über die erste Stromleitung 13 und die vierte Stromleitung 86 eingeleiteten elektrischen Energie zu steuern.
Des Weiteren ist die Steuerungseinrichtung 3 über eine sechste Steuerungsleitung 36 mit dem Wasserstoffgenerator 4 verbunden, um diesen zu steuern. Eine siebte Steuerungsleitung 37 verbindet die Steuerungseinrichtung 3 mit der Brennstoffzelle 8 beziehungsweise dem Wasserstoffverbrennungsmotor mit Generator, um diese(n) zu steuern.
Wie in der Figur zu erkennen ist, ist zwischen dem Wasserstoffgenerator 4 und der Brennstoffzelle 8 beziehungsweise dem Wasserstoffverbrennungsmotor ein den Wasservorratsbehälter 6 und den Wasserstoffvorratsbehälter 7 einschließender geschlossener Kreislauf von Wasserstoff (H₂) und Wasser (H₂O) gebildet, wie durch die Pfeile symbolisiert ist. Der Sauerstoff (O₂) wird über einen offenen Kreislauf vom Wasserstoffgenerator 4 zur Brennstoffzelle 8 beziehungsweise dem Wasserstoffverbrennungsmotor durch die Atmosphäre transportiert, wie durch die jeweils angegebenen Pfeile symbolhaft dargestellt ist.
Die erfindungsgemäße photovoltaische Energieversorgungseinrichtung wird somit von außen nur durch die solare Strahlungsenergie S gespeist, wobei die gewonnene elektrische Energie zum Teil dazu genutzt wird, Pufferspeicher (Energiespeicher 5 und Wasserstoffvorratsbehälter 7) zu füllen, aus denen dann gespeicherte Energie abgerufen und als elektrische Energie an den Verbraucheranschluss 2 abgegeben werden kann, wenn Spitzenlasten dies fordern oder wenn keine oder nicht ausreichend solare Strahlungsenergie S zur Verfügung steht.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
Bezugszeichenliste

1: Stromgenerator
2: Verbraucheranschluss
3: Steuerungseinrichtung
4: Wasserstoffgenerator
6: Wasservorratsbehälter
7: Wasserstoffvorratsbehälter
8: Brennstoffzelle bzw. Wasserstoffverbrennungsmotor mit Stromgenerator
10: Solarzellen
12: Trägerelement
13: erste Stromleitung
14: Stromverteilereinrichtung
31: erste Steuerungsleitung
32: zweite Steuerungsleitung
33: dritte Steuerungsleitung
34: vierte Steuerungsleitung
35: fünfte Steuerungsleitung
36: sechste Steuerungsleitung
37: siebte Steuerungsleitung
40: zweite elektrische Leitung
42: Abblasvorrichtung
44: erste Wasserstoffleitung
46: elektrisch betätigbares Ventil
50: dritte Stromleitung
60: erste Wasserleitung
62: elektrisch betätigbares Ventil
64: zweite Wasserleitung
80: zweite Wasserstoffleitung
82: elektrisch betätigbares Ventil
84: Belüftungsöffnung
86: vierte Stromleitung
Q: Strahlungsquelle
S: Strahlungsenergie

Claims

Mit Strahlungsenergie gespeiste elektrische Energieversorgungseinrichtung mit – zumindest einem Strahlung in elektrische Energie wandelnden Stromgenerator (1), insbesondere einem photovoltaischen Solargenerator, der auftreffende Strahlungsenergie (S) in elektrische Energie wandelt; – zumindest einem Wasserstoffgenerator (4) zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser; – zumindest einem Wasservorratsbehälter (6), der mit dem Wasserstoffgenerator (4) über eine erste Wasserleitung (60) verbunden ist; – zumindest einem Wasserstoffvorratsbehälter (7), der über eine erste Wasserstoffleitung (44) mit dem Wasserstoffgenerator (4) verbunden ist; – zumindest einer Brennstoffzelle (8) oder zumindest einem Wasserstoffverbrennungsmotor, der vorzugsweise mit einem zweiten Stromgenerator verbunden ist, die beziehungsweise der über eine zweite Wasserstoffleitung (80) mit dem Wasserstoffvorratsbehälter (7) und über eine zweite Wasserleitung (64) mit dem Wasservorratsbehälter (6) verbunden ist, und – einer Steuerungseinrichtung (3), die mit dem Stromgenerator (1), dem Wasserstoffgenerator (4) und der Brennstoffzelle (8) beziehungsweise dem Wasserstoffverbrennungsmotor elektrisch verbunden ist.
Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffgenerator (4) eine Wasserelektrolysevorrichtung aufweist.
Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromgenerator (1) als Solargenerator ausgebildet ist, der zumindest ein mit Solarzellen (10) versehenes Trägerelement (12) aufweist, das von einem Paneel gebildet ist.
Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromgenerator (1) als Solargenerator ausgebildet ist, der zumindest ein mit Solarzellen (10) versehenes Trägerelement (12) aufweist, das von einer dünnen Folie, vorzugsweise einer Polyester-Folie, weiter vorzugsweise von einer biaxial orientierten Polyester-Folie, gebildet ist.
Energieversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzellen (10) Dünnschicht-Solarzellen, vorzugsweise Cadmium-Tellurid-Zellen, sind.
Energieversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein elektrischer Energiespeicher (5), vorzugsweise ein Akkumulator, vorgesehen ist.
Energieversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) so ausgestaltet ist, – dass sie bei Vorhandensein von Strahlungsenergie die vom Stromgenerator (1) erzeugte elektrische Energie einem elektrischen Verbraucheranschluss (20) der Energieversorgungseinrichtung zuführt und – dass sie bei Nicht-Vorhandensein von Strahlungsenergie oder wenn die vom Stromgenerator (1) erzeugte elektrische Energie für einen vorgegebenen Energiebedarf nicht ausreicht, die Brennstoffzelle (8) aktiviert, um elektrische Energie an den Verbraucheranschluss (20) zu liefern.
Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (3) so ausgestaltet ist, – dass sie bei Vorhandensein von Strahlungsenergie einen Teil der vom Stromgenerator (1) erzeugten elektrischen Energie dem Wasserstoffgenerator (4) zuführt, und – dass sie dem Wasserstoffgenerator (4) Wasser aus dem Wasservorratsbehälter (6) zuführt, sodass der Wasserstoffgenerator (4) aktiviert wird, um aus dem ihm zugeführten Wasser Wasserstoff zu erzeugen, der im Wasserstoffvorratsbehälter (7) gespeichert wird.
Energieversorgungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der vom Stromgenerator (1) und/oder von der Brennstoffzelle (8) beziehungsweise vom Wasserstoffverbrennungsmotor mit dessen Stromgenerator erzeugten elektrischen Energie dem Energiespeicher (5) zugeführt wird, um diesen aufzuladen.
Energieversorgungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffvorratsbehälter (7) den Wasserstoff als Gas in einem Gleichdruck- oder Überdruckballon aufnimmt, der gleichzeitig als Energiespeicher und als Auftrieb erzeugendes Element eingesetzt wird.
Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, – wobei stets zumindest ein Teil der von dem Stromgenerator (1) erzeugten elektrischen Energie dem Wasserstoffgenerator (4) zugeführt wird, woraufhin der Wasserstoffgenerator (4) aus dem ihm aus dem Wasservorratsbehälter (6) zugeführten Wasser Wasserstoff abspaltet, der im Wasserstoffvorratsbehälter (7) gespeichert wird und – wobei bei fehlender oder nicht ausreichender Strahlungsenergie die Brennstoffzelle (8) beziehungsweise der Wasserstoffverbrennungsmotor mit Stromgenerator aus dem ihr aus dem Wasserstoffvorratsbehälter (7) zugeführten Wasserstoff elektrische Energie erzeugt.