DE102013114503A1 - Energy storage and equipped with such a motor vehicle and vehicle trailer - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Energiespeicher 3, der zur mobilen Verlagerung zwischen einer regenerativen Energieerzeugungsanlage 1 und einem elektrischen Verbraucher 2 bestimmt ist. Der Energiespeicher 3 weist einen ersten elektrischen Anschluss, der zur elektrischen Verbindung mit der regenerativen Energieerzeugungsanlage 1 zum Aufladen des Energiespeichers 3 ausgebildet ist, und einen zweiten elektrischen Anschluss, der zur elektrischen Verbindung mit einem elektrischen Verbraucher 2 zur Entladung des Energiespeichers ausgebildet ist, auf. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Lastkraftwagen, sowie einen Anhänger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Anhänger für einen Lastkraftwagen, auf denen jeweils ein derartiger mobiler Energiespeicher 3 montiert ist.The present invention relates to an energy store 3, which is intended for mobile transfer between a regenerative power generation plant 1 and an electrical consumer 2. The energy store 3 has a first electrical connection, which is designed for electrical connection to the regenerative power generation system 1 for charging the energy store 3, and a second electrical connection, which is designed for electrical connection to an electrical load 2 for discharging the energy store. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a truck, and a trailer for a motor vehicle, in particular a trailer for a truck, on each of which such a mobile energy storage 3 is mounted.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Energiespeicher, ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger für ein Kraftfahrzeug, die jeweils mit einem derartigen Energiespeicher ausgestattet sind. The present invention relates to an electrical energy storage, a motor vehicle and a trailer for a motor vehicle, which are each equipped with such an energy storage.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), das am 1. April 2000 in Kraft trat, regelt die bevorzugte Einspeisung von aus erneuerbaren Energiequellen generiertem Strom ins öffentliche Stromnetz. Das damit verfolgte Ziel dient vornehmlich der Schonung fossiler und damit begrenzter Energieressourcen und der Entwicklung einer nachhaltigen Energieversorgung. So kann Strom beispielsweise aus Wasserkraft, Windenergie, solarer Strahlungsenergie, Geothermie und Energie aus Biomasse generiert werden. Bevor jedoch mit dem Bau und der Installation einer regenerativen Energieerzeugungs- bzw. Energiegewinnungsanlage begonnen werden kann, müssen umfangreiche Standortgutachten erstellt werden und sodann von den zuständigen Behörden genehmigt werden. Zum Beispiel müssen bei einer Windkraftanlage oder Solarkraftanlage umfangreiche Feldversuche durchgeführt werden, welche die Windgegebenheiten bzw. die Dauer der solaren Einstrahlung belegen, um in einem nächsten Schritt die Effizienz und die Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage berechnen zu können. Die vorhandene Infrastruktur oder ungünstige klimatische Bedingungen können eine an sich vorteilhafte Lage schnell entwerten. Ebenso bilden baurechtliche, umweltrelevante oder Anliegerinteressen oft zum Teil unüberbrückbare Hindernisse bei der Errichtung derartiger Anlagen. The Renewable Energy Sources Act (EEG), which came into force on April 1, 2000, regulates the preferred feed-in of electricity generated from renewable energy sources into the public grid. The aim is primarily to protect fossil and therefore limited energy resources and to develop a sustainable energy supply. For example, electricity can be generated from hydropower, wind energy, solar radiation energy, geothermal energy and energy from biomass. However, before construction and installation of a regenerative power generation plant can begin, extensive site assessments must be prepared and then approved by the appropriate authorities. For example, in a wind turbine or solar power plant extensive field tests must be carried out, which occupy the wind conditions or the duration of the solar irradiation in order to calculate the efficiency and economic efficiency of such a system in a next step. The existing infrastructure or unfavorable climatic conditions can quickly devaluate an advantageous location. Likewise, building law, environmental or resident interests often form unbridgeable obstacles to the construction of such facilities.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, auch solche Standorte für die Errichtung regenerativer Energieerzeugungsanlagen zu erschließen, die im Hinblick auf deren Infrastruktur nicht optimal sind, und ohne dass kostenaufwendige Erschließungen des Standorts notwendig wären. An object of the present invention is therefore also to open up such sites for the construction of renewable energy generation plants, which are not optimal in terms of their infrastructure, and without costly development of the site would be necessary.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination der Patentansprüche 1, 10 und 12 gelöst. Bevorzugte bzw. optionale Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 9 und 11 angegeben.This object is achieved by the combination of features of claims 1, 10 and 12. Preferred or optional features of the invention are indicated in the dependent claims 2 to 9 and 11.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er zur mobilen Verlagerung zwischen einer regenerativen Energieerzeugungsanlage und einem elektrischen Verbraucher bestimmt ist und einen ersten elektrischen Anschluss, der zur elektrischen Verbindung mit der regenerativen Energieerzeugungsanlage zum Aufladen des Energiespeichers ausgebildet ist, und einen zweiten elektrischen Anschluss, der zur elektrischen Verbindung mit dem elektrischen Verbraucher zur Entladung des Energiespeichers ausgebildet ist, aufweist.According to a first aspect of the invention, an electrical energy store is provided, which is characterized in that it is intended for mobile displacement between a regenerative power generation plant and an electrical consumer and a first electrical connection for electrical connection to the regenerative power generation plant for charging the energy storage is formed, and a second electrical connection, which is designed for electrical connection to the electrical load for discharging the energy storage having.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste elektrische Anschluss zur elektrischen Verbindung mit einer Windkraftanlage, einer Wasserkraftanlage oder einem Solarkraftwerk ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, the first electrical connection for electrical connection to a wind turbine, a hydroelectric power plant or a solar power plant is formed.

Vorzugsweise ist der zweite elektrische Anschluss zur elektrischen Verbindung mit einem elektrischen Hausanschluss oder einem öffentlichen Stromnetzanschluss ausgebildet. Preferably, the second electrical connection is designed for electrical connection to a domestic electrical connection or a public power supply connection.

Weiterhin vorteilhaft ist der mobile elektrische Energiespeicher zur Speicherung einer Energiemenge von 50–120 kWh ausgebildet. Further advantageously, the mobile electrical energy storage is designed to store an amount of energy of 50-120 kWh.

Noch weiter bevorzugt umfasst der mobile elektrische Energiespeicher eine Vielzahl, vorzugsweise 8 bis 16, seriell verbundene Bleiakkumulatoren. Even more preferably, the mobile electrical energy store comprises a plurality, preferably 8 to 16, serially connected lead-acid batteries.

Auf besonders vorteilhafte Weise ist der mobile elektrische Energiespeicher auf einem Kraftfahrzeug, insbesondere auf einem Lastkraftwagen montiert.In a particularly advantageous manner, the mobile electrical energy storage is mounted on a motor vehicle, in particular on a truck.

Noch vorteilhafter ist der mobile elektrische Energiespeicher auf einer Ladefläche des Kraftfahrzeugs montiert.Even more advantageously, the mobile electrical energy store is mounted on a loading area of the motor vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der mobile elektrische Energiespeicher auf einem Anhänger eines Kraftfahrzeuges, insbesondere auf einem Anhänger eines Lastkraftwagens montiert.According to a further advantageous embodiment of the invention, the mobile electrical energy storage is mounted on a trailer of a motor vehicle, in particular on a trailer of a truck.

Besonders vorteilhaft ist der mobile elektrische Energiespeicher auf dem jeweiligen Fahrzeug oder dessen Anhänger lösbar montiert und für den regelmäßigen Austausch gegen einen anderen mobilen Energiespeicher bestimmt. Particularly advantageously, the mobile electrical energy storage on the respective vehicle or its trailer is detachably mounted and intended for regular replacement against another mobile energy storage.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Lastkraftwagen, vorgesehen, auf dem ein voranstehend beschriebener mobiler elektrischer Energiespeicher montiert ist.According to a second aspect of the invention, a motor vehicle, in particular a truck, is provided, on which a mobile electrical energy store described above is mounted.

Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug, insbesondere der Lastkraftwagen einen elektrischen Motor auf, der mit dem mobilen elektrischen Energiespeicher elektrisch verbindbar ist und dadurch mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Preferably, the motor vehicle, in particular the truck to an electric motor which is electrically connected to the mobile electric energy storage and thereby can be supplied with electrical energy.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Anhänger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Lastkraftwagen, vorgesehen, auf dem ein voranstehend beschriebener mobiler elektrischer Energiespeicher montiert ist.According to a third aspect of the invention, a trailer for a motor vehicle, in particular for a truck, is provided, on which a above-described mobile electrical energy storage is mounted.

Die Erfindung wird nun rein beispielhaft anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in der Figur dargestellt ist.The invention will now be described purely by way of example with reference to a preferred embodiment, which is shown in the figure.

In der Figur ist die Erfindung rein beispielhaft im Zusammenhang mit einer Windkraftanlage 1 gezeigt. Die Erfindung ist jedoch auch im Zusammenhang mit anderen regenerativen Energieerzeugungsanlagen, wie zum Beispiel einer Wasserkraftanlage, einer Solarkraftanlage, einer Geothermie sowie einer Anlage, die Strom aus Biomasse generiert, von Vorteil. In the figure, the invention is purely exemplary in connection with a wind turbine 1 shown. However, the invention is also advantageous in connection with other regenerative power generation plants, such as a hydropower plant, a solar power plant, a geothermal energy and a plant that generates electricity from biomass.

Durch den mobilen elektrischen Energiespeicher gemäß der Erfindung kann der von der regenerativen Energieerzeugungsanlage generierte Strom abtransportiert und zu einem elektrischen Verbraucher, beispielsweise einem öffentlichen Elektrizitätswerk 2 oder gar einem privatem Haushalt bzw. auch überall dorthin, wo Speicherstrom zur Verfügung stehen muss, um z.B. die Notstromversorgung in Krankenhäusern sicherzustellen, befördert werden, ohne dass die regenerative Energieerzeugungsanlage über eine aufwendige und kostspielige Erschließung an das öffentliche Stromnetz angeschlossen werden muss. Dadurch wird die Standortwahl von regenerativen Energieerzeugungsanlagen von der Lage des öffentlichen Stromnetzes unabhängig und sehr flexibel gestaltet. Somit können regenerative Energieerzeugungsanlagen auch an abgelegenen Standorten wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden und jederzeit an andere Standorte verlagert werden.Due to the mobile electrical energy storage device according to the invention, the electricity generated by the regenerative power generation plant can be transported away and to an electrical consumer, for example a public electricity utility 2 or even to a private household or even anywhere where storage power must be available, for example, to ensure the emergency power supply in hospitals, promoted without the regenerative power generation plant must be connected through a complex and costly development of the public grid. This makes the location of renewable energy generation plants independent of the location of the public electricity grid and very flexible. This means that renewable energy generation systems can also be used economically in remote locations and relocated at any time to other locations.

Um all diese vielfältigen Aufgaben erfüllen zu können, weist der erfindungsgemäße mobile Energiespeicher einen ersten elektrischen Anschluss auf, der speziell für die elektrische Verbindung mit der regenerativen Energieerzeugungsanlage ausgebildet ist, um so den Energiespeicher mit dem regenerativ erzeugten Strom laden zu können. Zusätzlich umfasst er einen zweiten elektrischen Anschluss, der speziell für die elektrische Verbindung mit einem elektrischen Verbraucher, beispielsweise einem Elektrizitätswerk 2 oder gar einem Hausanschluss, ausgebildet ist, um den in dem Energiespeicher gespeicherten Strom bzw. Energie abgeben zu können. In order to be able to fulfill all these diverse tasks, the mobile energy store according to the invention has a first electrical connection, which is designed specifically for the electrical connection to the regenerative power generation plant so as to be able to charge the energy store with the regeneratively generated current. In addition, it includes a second electrical connection, specifically for electrical connection to an electrical load, such as a power station 2 or even a house connection, is designed to be able to deliver the stored energy or energy in the energy storage.

Vorzugsweise umfasst der mobile elektrische Energiespeicher eine Vielzahl von seriell verbundenen Bleiakkumulatoren. Dies ist deshalb von Vorteil, da die Technologie der Bleiakkumulatoren ausgereift und zur Speicherung elektrischer Energie bestens geeignet ist. Bleiakkumulatoren besitzen eine hohe Haltbarkeit bei gleichzeitig niedrigen Bereitstellungskosten. So können Bleiakkumulatoren bei einem Gesamtgewicht von ca. 2 Tonnen ca. 60 kWh gespeichert werden. Diese Energiemenge reicht aus, um den Strombedarf von ca. 10 Einfamilienhäusern mit je 4 Personen für ein gesamtes Jahr abzudecken. Preferably, the mobile electrical energy storage comprises a plurality of serially connected lead-acid batteries. This is advantageous because the technology of lead-acid batteries is mature and ideally suited for storing electrical energy. Lead-acid batteries have a high durability with low deployment costs. For example, lead-acid batteries with a total weight of approx. 2 tonnes can store approx. 60 kWh. This amount of energy is sufficient to cover the electricity needs of approx. 10 single-family homes with 4 persons each for a whole year.

Die Erfindung ist nicht auf Bleiakkumulatoren beschränkt, sondern lässt sich auch auf Lithium-Ionen-Batterien anwenden.The invention is not limited to lead-acid batteries but can also be applied to lithium-ion batteries.

Was die mobile Ausgestaltung des elektrischen Energiespeichers betrifft, so sind diesbezüglich zahlreiche Möglichkeiten denkbar. As far as the mobile design of the electrical energy storage device is concerned, numerous possibilities are conceivable in this regard.

So ist beispielsweise möglich, den elektrischen Energiespeicher auf einen fahrbaren Untersatz bzw. auf ein mit Rädern versehenes Gestell zu montieren. Ebenfalls kann auch beispielsweise ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Lastkraftwagen, mit einem derartigen mobilen Energiespeicher ausgestattet sein. Dieses Kraftfahrzeug befördert den mobilen Energiespeicher zunächst an den Standort der regenerativen Energieerzeugungsanlage, wo er elektrisch aufgeladen wird. Nachdem der elektrische Energiespeicher vollständig aufgeladen worden ist, fährt das Kraftfahrzeug zu dem elektrischen Verbraucher, wo der mobile Energiespeicher dann mit diesem elektrisch verbunden wird und sodann elektrisch entladen wird. For example, it is possible to mount the electrical energy store on a mobile pedestal or on a wheeled frame. Also, for example, a motor vehicle, preferably a truck, be equipped with such a mobile energy storage. This motor vehicle first transports the mobile energy store to the location of the regenerative power generation plant, where it is electrically charged. After the electrical energy storage has been fully charged, the motor vehicle moves to the electrical load, where the mobile energy storage is then electrically connected to this and then is electrically discharged.

Vorzugsweise kann der mobile Energiespeicher auch auf einem Anhänger eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem Anhänger eines Lastkraftwagens, montiert sein. Dies hat den Vorteil, dass der Anhänger zur regenerativen Energieerzeugungsanlage transportiert und dort solange stehengelassen werden kann, bis der Energiespeicher aufgeladen ist. Gleichzeitig kann dasselbe Kraftfahrzeug einen bereits von dieser regenerativen Energieerzeugungsanlage voll aufgeladenen und auf einem weiteren Anhänger montierten Energiespeicher abholen und zu einem entfernt gelegenen elektrischen Verbraucher transportieren. Dies spart Transportkosten, da das zur Beförderung des Anhängers notwendige Kraftfahrzeug keine Leerfahrten machen muss, denn für den Transport und Abtransport wird das dasselbe Kraftfahrzeug verwendet. Preferably, the mobile energy storage can also be mounted on a trailer of a motor vehicle, such as a trailer of a truck. This has the advantage that the trailer can be transported to the regenerative power generation plant and left there until the energy storage is charged. At the same time the same motor vehicle can pick up an already stored by this regenerative power generation plant and mounted on another trailer energy storage and transport it to a remote electrical consumers. This saves on transportation costs since the motor vehicle necessary for transporting the trailer does not have to make any empty trips, since the same motor vehicle is used for transport and removal.

Auch für elektrische Verbraucher, wie beispielsweise private Haushalte, ist dies unter einem Kostenaspekt attraktiv, denn es muss kein Platz für einen stationären Energiespeicher, beispielsweise im Keller eines Einfamilienhauses, vorgesehen werden. For electrical consumers, such as private households, this is attractive from a cost point of view, because there is no space for a stationary energy storage, for example, in the basement of a detached house, are provided.

Wird zum Transport des mobilen Energiespeichers ein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug verwendet, so kann der Energiespeicher auch die für den Antrieb des Kraftfahrzeugs notwendige elektrische Energie liefern. In dem Fall, dass das Kraftfahrzeug einen entladenen Energiespeicher zu einer regenerativen Energieerzeugungsanlage transportiert, kann der Antrieb des Kraftfahrzeugs seine Energie aus einer stationär vorhandenen Kraftfahrzeugbatterie beziehen. If an electrically operated motor vehicle is used to transport the mobile energy store, the energy store can also supply the electrical energy necessary for driving the motor vehicle. In the event that the motor vehicle transports a discharged energy storage device to a regenerative power generation plant, the drive of the motor vehicle can draw its energy from a stationary motor vehicle battery.

Durch die Erfindung können also nicht nur unerschlossene, d.h. nicht an das öffentliche Stromnetz angeschlossene, weit abgelegene und bisher als ungeeignet erscheinende Standorte für regenerative Energieerzeugungsanlagen genutzt werden, sondern die regenerativ erzeugte Energie kann auch überall dorthin gebracht werden, wo sie benötigt wird. Thus, not only untapped, i. Energy supply plants that are not connected to the public electricity grid and that are far away from where they were previously considered unsuitable for regenerative energy generation plants can also be used wherever they are needed.

Vorteilhaft ist dies auch für Bauunternehmer, denn der für den Bau benötigte Baustrom kann von dem elektrischen Energiespeicher bezogen werden, und zwar ohne aufwendige und kostspielige Verlegung von Baustromleitungen und ohne zeitliche Verzögerung, die normalerweise durch die Baustelleneinrichtung bedingt ist. This is also advantageous for contractors, because the building electricity needed for the construction can be obtained from the electrical energy storage, without consuming and costly installation of construction pipelines and no time delay, which is usually due to the construction site equipment.

Claims (12)

Elektrischer Energiespeicher (3), dadurch gekennzeichnet, dass er zur mobilen Verlagerung zwischen einer regenerativen Energieerzeugungsanlage (1) und einem elektrischen Verbraucher (2) bestimmt ist und einen ersten elektrischen Anschluss, der zur elektrischen Verbindung mit der regenerativen Energieerzeugungsanlage (1) zum Aufladen des Energiespeichers ausgebildet ist, und einen zweiten elektrischen Anschluss, der zur elektrischen Verbindung mit dem elektrischen Verbraucher (2) zur Entladung des Energiespeichers ausgebildet ist, aufweist.Electric energy storage ( 3 ), characterized in that it is designed for mobile displacement between a regenerative power generation plant ( 1 ) and an electrical consumer ( 2 ) and a first electrical connection for electrical connection to the regenerative power plant ( 1 ) is configured to charge the energy storage, and a second electrical connection, which for electrical connection with the electrical load ( 2 ) is designed for discharging the energy storage device has. Mobiler elektrischer Energiespeicher (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste elektrische Anschluss zur elektrischen Verbindung mit einer Windkraftanlage, einer Wasserkraftanlage oder einem Solarkraftwerk ausgebildet ist.Mobile electrical energy storage ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the first electrical connection for electrical connection with a wind turbine, a hydropower plant or a solar power plant is formed. Mobiler elektrischer Energiespeicher (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite elektrische Anschluss zur elektrischen Verbindung mit einem elektrischen Hausanschluss oder einem öffentlichen Stromnetzanschluss ausgebildet ist. Mobile electrical energy storage ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the second electrical connection is designed for electrical connection to an electrical house connection or a public power supply connection. Mobiler elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zur Speicherung einer Energiemenge von 50–120 kWh ausgebildet ist. Mobile electrical energy storage ( 3 ) according to one of the preceding claims, which is designed to store an amount of energy of 50-120 kWh. Mobiler elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der eine Vielzahl, vorzugsweise 8 bis 16, seriell verbundene Bleiakkumulatoren umfasst. Mobile electrical energy storage ( 3 ) according to one of the preceding claims, comprising a plurality, preferably 8 to 16, serially connected lead-acid batteries. Mobiler elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der auf einem Kraftfahrzeug, insbesondere auf einem Lastkraftwagen montiert ist.Mobile electrical energy storage ( 3 ) according to one of the preceding claims, which is mounted on a motor vehicle, in particular on a truck. Mobiler elektrischer Energiespeicher (3) nach Anspruch 6, der auf einer Ladefläche des Kraftfahrzeugs montiert ist.Mobile electrical energy storage ( 3 ) according to claim 6, which is mounted on a loading surface of the motor vehicle. Mobiler elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der auf einem Anhänger eines Kraftfahrzeuges, insbesondere auf einem Anhänger eines Lastkraftwagens montiert ist.Mobile electrical energy storage ( 3 ) according to one of claims 1 to 6, which is mounted on a trailer of a motor vehicle, in particular on a trailer of a truck. Mobiler elektrischer Energiespeicher (3) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, der auf dem jeweiligen Fahrzeug oder dessen Anhänger lösbar montiert und für den regelmäßigen Austausch gegen einen anderen mobilen Energiespeicher bestimmt ist. Mobile electrical energy storage ( 3 ) according to one of claims 6 to 8, which is detachably mounted on the respective vehicle or its trailer and intended for regular replacement with another mobile energy storage. Kraftfahrzeug, insbesondere Lastkraftwagen, auf dem ein mobiler elektrischer Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5 montiert ist.Motor vehicle, in particular a truck, on which a mobile electrical energy store according to one of claims 1 to 5 is mounted. Kraftfahrzeug, insbesondere Lastkraftwagen, nach Anspruch 10, das einen elektrischen Motor aufweist, der mit dem mobilen elektrischen Energiespeicher elektrisch verbindbar ist und dadurch mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Motor vehicle, in particular truck, according to claim 10, which has an electric motor which is electrically connected to the mobile electric energy storage and thereby can be supplied with electrical energy. Anhänger für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Lastkraftwagen, auf dem ein mobiler elektrischer Energiespeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5 montiert ist.Trailer for a motor vehicle, in particular for a truck, on which a mobile electrical energy store according to one of claims 1 to 5 is mounted.
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