Die vorliegende Erfindung betriff das Gebiet von Energiebereitstellung, -verteilung, und -management im Bereich der Lager- und Feldlagertechnik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Energiebereitstellungssystem für Lagertechnik, um ein aufgebautes Feldlager möglichst unabhängig von externen fossilen Energieträgern energetisch zu bewirtschaften, um somit den Energiebedarf eines Feldlagers möglichst autark zu decken.The present invention relates to the field of energy supply, distribution, and management in the field of storage and field storage technology. In particular, the present invention relates to an energy supply system for storage technology in order to operate a built-up field camp as independent as possible of external fossil fuels energetically, so as to cover the energy needs of a field camp as self-sufficient.
Verbunden mit dem weltweiten Einsatz von Streitkräften sind Einrichtung und Betrieb mobiler Stützpunkte, z. B. Feldlager. Dabei ist die Versorgung derartiger Feldlager ein kritischer Punkt, der bezüglich Erfolg oder Misserfolg eines Einsatzes von entscheidender Bedeutung sein kann. Insbesondere die Energieversorgung eines solchen Feldlagers in weit abgelegenen Gebieten ist problematisch, da moderne Feldlager eine Vielzahl von Energieverbrauchern aufweisen und die Versorgung mit fossilen Energieträgern selbst erhebliche Ressourcen in Anspruch nimmt. Hierzu werden als komplexe, in gegenseitiger Beziehung stehende Systeme aus Infrastruktur, Aufbau und Betrieb betrachtet.Connected to the worldwide deployment of armed forces are the establishment and operation of mobile bases, eg. B. field camp. The supply of such camps is a critical point that can be crucial in terms of success or failure of a mission. In particular, the energy supply of such a field camp in remote areas is problematic, since modern camps have a variety of energy consumers and the supply of fossil fuels themselves take up considerable resources. These are considered to be complex, interrelated systems of infrastructure, construction and operation.
Derzeit stützt sich die Energieversorgung von Feldlagern auf konventionelle Stromerzeugeraggregate, die mit fossilen Energieträgern, z. B. Öl oder Diesel betrieben werden. Neben der direkten Nutzung der elektrischen Energie wird hiermit ebenfalls der Energiebedarf zum Heizen, Kühlen und Warmwasserbereiten gedeckt. Dazu ist allerdings ein hoher logistischer Aufwand nötig, um ein Feldlager mit ausreichend Dieselkraftstoff zu versorgen. Zudem fehlt im Stand der Technik ein Energiebewirtschaftungssystem, welches die bereits vor Ort vorkommenden und naturgegebenen Energiequellen für das Feldlager erschließen kann, um den Bedarf an extern zugeführten Energieträgern zu senken. Eine Nutzung von Abwärme ist im Stand der Technik ebenfalls nicht vorgesehen.At present, the energy supply of field camps relies on conventional power generators that are powered by fossil fuels, eg. As oil or diesel operated. In addition to the direct use of electrical energy, this also covers the energy required for heating, cooling and hot water preparation. For this, however, a high logistical effort is needed to provide a field camp with sufficient diesel fuel. In addition, the state of the art lacks an energy management system which can open up existing and naturally occurring energy sources for the field camp in order to reduce the need for externally supplied energy sources. A use of waste heat is also not provided in the prior art.
Somit ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein gesamtheitliches System zur Energiebereitstellung für ein Feldlager bereitzustellen, wobei thermale, elektrische und chemische Energieträger unter Verwendung von naturgegebenen Energieressourcen vor Ort derart kombiniert und verwaltet werden, dass das Feldlager in seiner Gesamtheit einen möglichst hohen Grad an Energieautarkie erreicht.Thus, it is the object of the present invention to provide a holistic system for providing energy to a field camp where thermal, electrical and chemical energy sources are combined and managed in situ using natural energy resources such that the field camp as a whole achieves the highest possible level of energy self-sufficiency reached.
Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei ein Energiebereitstellungssystem 1 für Feldlagertechnik offenbart ist, das mindestens ein Energieerzeugermodul 2, ein Wandler Modul und ein Steuerungssystem 11 umfasst. Unterschiedliche Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen offenbart.This object is solved by the present invention according to claim 1, wherein an energy supply system 1 disclosed for field warehousing, the at least one power generator module 2 , a converter module and a control system 11 includes. Various embodiments are disclosed in the subclaims.
Das Energiebereitstellungssystem 1 für Lagertechnik umfasst ein Energieerzeugungsmodul, umfassend mindesten einen Thermalenergieerzeuger 3 und/oder, mindestens einen Elektroenergieerzeuger 4 und/oder mindestens einen Chemie-Energieerzeuger 5. Es werden somit weitestgehend alle Formen der von Energieerzeugung in das Energiebereitstellungssystem 1 einbezogen. Vorteilhaft ist zudem, dass durch diesen Aufbau unterschiedliche Anzahl und unterschiedliche Arten von Energieerzeugern im erfindungsgemäßen Energieerzeugungssystem integriert werden können. Damit ist das erfindungsgemäße Energiebereitstellungssystem 1 variabel in seiner Zusammensetzung und kann auf den jeweiligen Bedarf vor Ort angepasst werden. Der Thermalenergieerzeuger 3 ist mit mindestens einem dazugehörigen Thermalenergiespeicher 6 verbunden, der Elektroenergieerzeuger 4 ist mit mindestens einem dazugehörigen Elektroenergiespeicher 7 verbunden und der Chemie-Energieerzeuger 5 ist mit mindestens einem dazugehörigen Chemie-Energiespeicher 8 verbunden. Mit den Energiespeichern wird die jeweilig erzeugte Energie gespeichert und kann bei Bedarf wieder frei gesetzt bzw. genutzt werden. Dabei wird je nach Energieform eine vorteilhafte Speichertechnik verwendet. Für Thermalenergie werden latente Wärmespeicher verwendet. Latente Wärmespeicher haben den großen Vorteil, dass über einen langen Zeitraum eine konstante Temperatur gewährleistet werden kann. Gleiches gilt für Eisspeicher. Zur Speicherung von Elektroenergie werden vorteilhafterweise Akkumulatoren oder Kondensatoren verwendet, wie z. B. Akkumulatoren mit Lithium-Ionen-Technik, oder Superkondensatoren.The energy supply system 1 for storage technology comprises a power generation module comprising at least one thermal energy generator 3 and / or at least one electric power generator 4 and / or at least one chemical energy generator 5 , Thus, almost all forms of energy generation in the energy supply system 1 included. It is also advantageous that different numbers and different types of energy generators can be integrated in the power generation system according to the invention by this structure. This is the energy supply system according to the invention 1 variable in its composition and can be adapted to local needs. The thermal energy generator 3 is with at least one associated thermal energy storage 6 connected, the electric power generator 4 is with at least one associated electric energy storage 7 connected and the chemical energy generator 5 is with at least one associated chemical energy storage 8th connected. With the energy storage, the energy generated is stored and can be set free or used again when needed. Depending on the form of energy, an advantageous storage technique is used. For thermal energy latent heat storage are used. Dedicated heat storage systems have the great advantage that a constant temperature can be guaranteed over a long period of time. The same applies to ice storage. For storage of electric energy batteries or capacitors are advantageously used, such as. B. accumulators with lithium-ion technology, or supercapacitors.
Das Wandlermodul 9 ist mit mindestens zwei Energiespeichern aus der Reihe von Thermalenergiespeicher 6, Elektroenergiespeicher 7, Chemie-Energiespeicher 8 verbunden. Das Wandlermodul 9 umfasst mindestens einen Energiewandler 10, der mit den mindestens zwei Energiespeichern (6, 7 oder 8) verbunden ist, um Energie aus einem der mindestens zwei Energiespeicher zu entnehmen und zu dem anderen der mindestens zwei anderen Energiespeicher hinzuzufügen. Somit ist es möglich die verschiedenen Energieformen untereinander umzuwandeln. Dadurch ist eine redundante Energieversorgung gewährleistet. Sollte ein Energieerzeuger ausfallen oder nicht zur Verfügung stehen, kann die notwendige Energieform aus einer zur Verfügung stehenden Energieform gewandelt werden. Beispielsweise können Thermoelemente aus einem Thermalenergiespeicher 6 Energie entnehmen und in Elektroenergie wandeln. Reversible Brennstoffzellen z. B. wandeln chemische Energie in Elektroenergie um und umgekehrt. Diesel-Generatoren wandeln z. B. chemische Energie in Elektroenergie und Thermalenergie um, usw. Hier kann der Fachmann den jeweils benötigten Energiewandler 10 auswählen.The converter module 9 is with at least two energy stores from the series of thermal energy storage 6 , Electric energy storage 7 , Chemical energy storage 8th connected. The converter module 9 includes at least one energy converter 10 , with the at least two energy stores ( 6 . 7 or 8th ) is connected to take energy from one of the at least two energy storage and add to the other of the at least two other energy storage. Thus, it is possible to transform the different forms of energy with each other. This ensures a redundant power supply. If an energy generator fails or is not available, the necessary form of energy can be converted from an available form of energy. For example, thermocouples from a thermal energy storage 6 Remove energy and convert it into electricity. Reversible fuel cells z. B. convert chemical energy into electrical energy and vice versa. Diesel generators convert z. For example, chemical energy in electrical energy and thermal energy, etc. Here is the expert the energy converter needed in each case 10 choose.
Weiter umfasst das vorliegende Energiebereitstellungssystem 1 mindestens ein Steuerungssystem 11, welches mit dem Energieerzeugermodul 2 und dem Wandlermodul 9 verbunden ist. Wahlweise ist Steuerungssystem 11 gemäß der Erfindung auch mit den Energiespeichern, d. h. dem Thermalenergiespeicher und/oder dem Elektroenergiespeicher und/oder dem Chemie-Energiespeicher verbunden. Das Steuerungssystem 11 überwacht die Zustände und die Funktion des Energieerzeugermoduls 2 und seiner Komponenten sowie die Zustände und die Funktion der Energiespeicher und Energiewandler 10 des Wandlermoduls 9. Further, the present energy delivery system includes 1 at least one control system 11 connected to the energy generator module 2 and the converter module 9 connected is. Optionally is control system 11 according to the invention also connected to the energy storage, ie the thermal energy storage and / or the electric energy storage and / or the chemical energy storage. The control system 11 monitors the states and function of the power generator module 2 and its components as well as the states and function of energy storage and energy converters 10 of the converter module 9 ,
Das Energieerzeugermodul 2 umfasst mindestens einen Thermalenergieerzeuger 3 und/oder, mindestens einen Elektroenergieerzeuger 4 und/oder mindestens einen Chemie-Energieerzeuger 5. Der Thermalenergieerzeuger 3 ist mit mindestens einem dazugehörigen Thermalenergiespeicher 6 verbunden, der Elektroenergieerzeuger 4 ist mit mindestens einem dazugehörigen Elektroenergiespeicher 7 verbunden und der Chemie-Energieerzeuger 5 ist mit mindestens einem dazugehörigen Chemie-Energiespeicher 8 verbunden.The energy generator module 2 includes at least one thermal energy generator 3 and / or at least one electric power generator 4 and / or at least one chemical energy generator 5 , The thermal energy generator 3 is with at least one associated thermal energy storage 6 connected, the electric power generator 4 is with at least one associated electric energy storage 7 connected and the chemical energy generator 5 is with at least one associated chemical energy storage 8th connected.
Das Wandler Modul ist mit mindestens zwei Energiespeichern aus der Reihe von Thermalenergiespeicher 6, Elektroenergiespeicher 7, Chemie-Energiespeicher 8 verbunden. Das Wandlermodul 9 umfasst mindestens einen Energiewandler 10, der mit den mindestens zwei Energiespeichern verbunden ist, um Energie aus einem der mindestens zwei Energiespeicher zu entnehmen und zu dem anderen der mindestens zwei anderen Energiespeicher hinzuzufügen. Weiter umfasst das vorliegende Energiebereitstellungssystem 1 mindestens ein Steuerungssystem 11 welches mit dem Energieerzeugermodul 2 und dem Wandlermodul 9 verbunden ist.The converter module is from the series of thermal energy storage with at least two energy storage devices 6 , Electric energy storage 7 , Chemical energy storage 8th connected. The converter module 9 includes at least one energy converter 10 which is connected to the at least two energy stores to extract energy from one of the at least two energy stores and add to the other of the at least two other energy stores. Further, the present energy delivery system includes 1 at least one control system 11 which with the energy generator module 2 and the converter module 9 connected is.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Steuerungssystem 11 mit Sensoren 13 verbunden, welche Zustandsdaten 19 aus dem mindestens einen Energieerzeugermodul 2, dem mindestens einen Wandlermodul 9 und den Energiespeichern aufnehmen.In an alternative embodiment of the present invention, the control system 11 with sensors 13 connected, which status data 19 from the at least one power generator module 2 , the at least one converter module 9 and record the energy storage.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Steuerungssystem 11 mindestens eine Rechnereinheit 14 mit mindestens einer Überwachungs- und/oder Befehlssoftware 16, um die Zustandsdaten 19 zu speichern und zu verarbeiten und um Steuerungsbefehle 17 zumindest an das mindestens eine Energieerzeugermodul 2, das mindestens eine Wandlermodul 9 und die Energiespeicher zu erzeugen.In an alternative embodiment of the present invention, the control system comprises 11 at least one computer unit 14 with at least one monitoring and / or command software 16 to the state data 19 to save and process and control commands 17 at least to the at least one power generator module 2 comprising at least one transducer module 9 and to generate the energy storage.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Steuerungssystem 11 eingerichtet, um das mindestens eine Energieerzeugermodul 2 und/oder das mindestens eine Wandlermodul 9 nach benutzerdefinierten Vorgaben 18 zu steuern.In an alternative embodiment of the present invention, the control system 11 set up to the at least one power generator module 2 and / or the at least one converter module 9 according to user-defined specifications 18 to control.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Energiebereitstellungssystem 1 weiter mindestens eine Feldlagerkomponente 12 bzw. mindestens einen Feldlagercontainer 20 als Verbraucher, wobei mindestens ein Teil der Thermalenergiespeicher 6 und/oder mindestens ein Teil der Elektroenergiespeicher 7 und/oder mindestens ein Teil der Chemie-Energiespeicher 8 in der als Verbraucher fungierende Feldlagerkomponente 12 integriert ist.In an alternative embodiment of the present invention, the energy delivery system comprises 1 at least one field storage component 12 or at least one field storage container 20 as a consumer, wherein at least a portion of the thermal energy storage 6 and / or at least part of the electric energy storage 7 and / or at least part of the chemical energy storage 8th in the functioning as a consumer field camp component 12 is integrated.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Thermalenergiespeicher 6 mindestens einen Latentenergiespeicher bzw. Latentwärmespeicher mit Phasenwechselmaterial.In an alternative embodiment of the present invention, the thermal energy store comprises 6 at least one latent energy store or latent heat store with phase change material.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Elektroenergiespeicher 7 mindestens einen Akkumulator und/oder mindestens einen Kondensator.In an alternative embodiment of the present invention, the electric energy storage comprises 7 at least one accumulator and / or at least one capacitor.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Chemie-Energiespeicher 8 mindestens einen Druckgasspeicher und/oder mindestens einen Flüssiggasspeicher und/oder mindestens einen Fluidspeicher und/oder mindestens einen Festkörperspeicher.In an alternative embodiment of the present invention, the chemical energy store comprises 8th at least one compressed gas storage and / or at least one liquid gas storage and / or at least one fluid storage and / or at least one solid state storage.
Mehrere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert.Several embodiments of the present invention will be explained below with reference to the figures.
1 ist eine schematische Symboldarstellung der vorliegenden Erfindung, wobei eine Feldlagerkomponente als Verbraucher separiert von den Energiespeichern vorgesehen ist. 1 is a schematic symbol representation of the present invention, wherein a field bearing component is provided as a consumer separated from the energy storage.
2 ist eine schematische Symboldarstellung der vorliegenden Erfindung, wobei zwei Feldlagerkomponenten als Verbraucher integriert mit den Energiespeichern vorgesehen sind. 2 is a schematic symbol representation of the present invention, wherein two field bearing components are provided as a consumer integrated with the energy storage.
3 ist eine perspektivische Schnittansicht einer Feldlagerkomponente, in der bereits ein Energiespeicher integriert ist, z. B. ein Thermalenergiespeicher 3 is a perspective sectional view of a field bearing component, in which an energy storage is already integrated, for. B. a thermal energy storage
4 ist eine perspektivische Ansicht von unterschiedlichen Feldlagerkomponenten. 4 is a perspective view of different field bearing components.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
In der vorliegenden Erfindung ist unter dem Merkmal des Thermalenergiespeichers 6 eine Speichervorrichtung für thermische Energie zu verstehen. Dazu zählen erfindungsgemäß sowohl Wärmespeicher als auch Kältespeicher. Außerdem ist in der vorliegenden Erfindung unter dem Merkmal des Elektroenergiespeichers 7 eine Speichervorrichtung für elektrische Energie zu verstehen. Dazu zählen erfindungsgemäß sowohl Akkumulatoren als auch Kondensatoren. Außerdem ist in der vorliegenden Erfindung unter dem Merkmal des Chemie-Energiespeichers 8 eine Speichervorrichtung für chemische Energie zu verstehen. Dazu zählen erfindungsgemäß sowohl Gasspeicher z. B. Druckgasflaschen, Flüssigkeitsspeicher z. B. Flüssiggas- oder Dieseltanks und Feststoffspeicher z. B. Pellet- oder KohlespeicherIn the present invention is under the feature of the thermal energy storage 6 to understand a thermal energy storage device. These include according to the invention both heat storage and cold storage. Moreover, in the present invention, the feature of the electric energy storage is 7 to understand a storage device for electrical energy. These include according to the invention both accumulators and capacitors. Moreover, in the present invention, the feature of the chemical energy storage is 8th to understand a storage device for chemical energy. These include according to the invention both gas storage z. B. compressed gas cylinders, liquid storage z. B. LPG or diesel tanks and solid storage z. B. pellet or coal storage
In der vorliegenden Erfindung ist unter dem Merkmal Thermalenergieerzeuger 3 eine Erzeugungsvorrichtung für thermische Energie zu verstehen. Dazu zählen erfindungsgemäß Solar-Thermie-Anlagen, aber auch abwärmeerzeugende Vorrichtungen wie z. B. Dieselmotoren. In der vorliegenden Erfindung ist unter dem Merkmal Elektroenergieerzeuger 4 eine Erzeugungsvorrichtung für elektrische Energie zu verstehen. Dazu zählen erfindungsgemäß Generator-Vorrichtungen wie z. B. Diesel-Generatoren, Solarzellenflächen, Thermovoltaik-Vorrichtungen, Windkraftanlagen oder Thermoelemente. In der vorliegenden Erfindung ist unter dem Merkmal Chemie-Energieerzeuger 5 eine Erzeugungsvorrichtung für chemische Energie zu verstehen. Dazu zählen erfindungsgemäß reversible Brennstoffzellen, aber auch mobile Öl-Raffinerie-Vorrichtungen u. ä.In the present invention, the term thermal energy generator 3 to understand a thermal energy generating device. These include according to the invention solar thermal systems, but also waste heat generating devices such. B. diesel engines. In the present invention, the feature is an electric power generator 4 to understand a generating device for electrical energy. These include according to the invention generator devices such. As diesel generators, solar panels, thermovoltaic devices, wind turbines or thermocouples. In the present invention, the term chemical energy generator 5 to understand a chemical energy generating device. These include according to the invention reversible fuel cells, but also mobile oil refinery devices u. ä.
Wie in 1 veranschaulicht ist, umfasst das Energieerzeugermodul 2 mindestens einen Thermalenergieerzeuger 3 und/oder, mindestens einen Elektroenergieerzeuger 4 und/oder mindestens einen Chemie-Energieerzeuger 5. Der Thermalenergieerzeuger 3 ist mit mindestens einem dazugehörigen Thermalenergiespeicher 6 verbunden, der Elektroenergieerzeuger 4 ist mit mindestens einem dazugehörigen Elektroenergiespeicher 7 verbunden und der Chemie-Energieerzeuger 5 ist mit mindestens einem dazugehörigen Chemie-Energiespeicher 8 verbunden. In 1 und 2 symbolisiert der Pfeil vom Erzeugermodul in Richtung der Energiespeicher bzw. dem Thermalenergiespeicher 6, Elektroenergiespeicher 7 und Chemie-Energiespeicher 8, die jeweiligen Verbindungen zwischen den genannten Energieerzeugern mit den dazugehörigen Energiespeichern.As in 1 is illustrated includes the power generator module 2 at least one thermal energy generator 3 and / or at least one electric power generator 4 and / or at least one chemical energy generator 5 , The thermal energy generator 3 is with at least one associated thermal energy storage 6 connected, the electric power generator 4 is with at least one associated electric energy storage 7 connected and the chemical energy generator 5 is with at least one associated chemical energy storage 8th connected. In 1 and 2 symbolizes the arrow from the generator module in the direction of the energy storage or the thermal energy storage 6 , Electric energy storage 7 and chemical energy storage 8th , the respective connections between said generators with the associated energy storage.
Der Thermalenergieerzeuger 3 erzeugt thermische Energie bzw. Thermalenergie bzw. E(th). Der Elektroenergieerzeuger 4 erzeugt elektrische Energie bzw. Elektroenergie bzw. E(el). Der Chemie-Energieerzeuger 5 erzeugt chemische Energie bzw. Chemoenergie bzw. E(ch). Ein Thermalenergieerzeuger 3 gemäß der Erfindung kann beispielsweise eine Sogenannte Solar-Thermie-Anlage sein. Aber auch Abwärme produzierende Vorrichtungen und Geräte können erfindungsgemäß als Thermalenergieerzeuger 3 dienen, wie z. B. ein Dieselmotor oder Dieselgenerator in einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage. Elektroenergieerzeuger 4 sind gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise herkömmliche Generatoren bzw. Dieselgeneratoren. Aber auch Solarstromanlagen oder Windkraftanlagen sind Beispiele für erfindungsgemäße Elektroenergieerzeuger 4. Chemie-Energieerzeuger 5 sind gemäß der Erfindung z. B. Elektrolyseure oder reversible Brennstoffzellen, die Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten, welche wiederum als chemische Energieträger in entsprechenden Chemie-Energiespeichern 8 z. B. Drucktanks, Gasflaschen oder Flüssigkeitstanks etc. gespeichert werden können.The thermal energy generator 3 generates thermal energy or thermal energy or E (th). The electric energy generator 4 generates electrical energy or electric energy or E (el). The chemical energy producer 5 produces chemical energy or chemoenergy or E (ch). A thermal energy generator 3 According to the invention may be, for example, a so-called solar thermal system. But also waste heat producing devices and devices can according to the invention as a thermal energy generator 3 serve, such. As a diesel engine or diesel generator in a cogeneration plant. Electric power generator 4 are according to the present invention, for example, conventional generators or diesel generators. But also solar power systems or wind turbines are examples of electric power generators according to the invention 4 , Chemical energy producers 5 are according to the invention z. As electrolyzers or reversible fuel cells that split water into hydrogen and oxygen, which in turn as chemical energy sources in corresponding chemical energy storage 8th z. As pressure tanks, gas cylinders or liquid tanks, etc. can be stored.
Das Wandlermodul 9 ist mit mindestens zwei Energiespeichern aus der Reihe von Thermalenergiespeicher 6, Elektroenergiespeicher 7, Chemie-Energiespeicher 8 verbunden, wie z. B. in 1 oder 2 veranschaulicht ist.The converter module 9 is with at least two energy stores from the series of thermal energy storage 6 , Electric energy storage 7 , Chemical energy storage 8th connected, such. In 1 or 2 is illustrated.
Als Thermalenergiespeicher 6 kann erfindungsgemäß beispielsweise ein oder mehrere Heißwassertank dienen. Vorzugsweise werden gemäß der Erfindung allerdings ein oder mehrere Latentwärmespeicher als Thermalenergiespeicher 6 verwendet, die Phasenwechselmaterial bzw. PCM-Elemente nutzen. Diese bevorzugten PCM-Elemente können wahlweise als Heißspeicher bzw. Wärmespeicher oder als Eisspeicher bzw. Kältespeicher verwendet werden. Als Elektroenergiespeicher 7 können erfindungsgemäß beispielsweise ein oder mehrere Akkumulatoren oder Kondensatoren dienen. Beispiele hierfür sind Bleiakkumulatoren, Lithium-Ionen-Akkumulatoren bzw. Akkumulatoren mit variabler Speichertechnik auf Lithiumbasis. Aber auch Superkondensatoren oder Kondensator-Batterien sind gemäß der Erfindung dafür geeignet. Als Chemie-Energiespeicher 8 kommen erfindungsgemäß spezifische Möglichkeiten in Betracht, z. B. Druckgasspeicher bzw. Gasflaschen für z. B. Wasserstoff und Sauerstoff. Es sind aber auch Flüssigspeicher wie z. B. Flüssiggastanks oder Dieseltanks möglich, ebenso wie Feststoffspeicher wie z. B. Pelletspeicher, Kohlespeicher etc.As thermal energy storage 6 For example, according to the invention, one or more hot water tanks can serve. Preferably, however, according to the invention, one or more latent heat storage as thermal energy storage 6 used, the phase change material or PCM elements use. These preferred PCM elements can be used either as hot storage or heat storage or as ice storage or cold storage. As electric energy storage 7 For example, one or more accumulators or capacitors can serve according to the invention. Examples of these are lead-acid batteries, lithium-ion batteries or accumulators with variable storage technology based on lithium. But also supercapacitors or capacitor batteries are suitable according to the invention. As a chemical energy storage 8th come according to the invention specific options into consideration, for. B. compressed gas storage or gas cylinders for z. As hydrogen and oxygen. But there are also liquid storage such. As liquid gas tanks or diesel tanks possible, as well as solid storage such. B. pellet storage, coal storage etc.
Das Wandlermodul 9 umfasst mindestens einen Energiewandler 10, der mit den mindestens zwei Energiespeichern verbunden ist, um Energie aus einem der mindestens zwei Energiespeicher zu entnehmen und zu dem anderen der mindestens zwei anderen Energiespeicher hinzuzufügen, siehe z. B. 1 oder 2.The converter module 9 includes at least one energy converter 10 which is connected to the at least two energy stores to extract energy from one of the at least two energy stores and add to the other of the at least two other energy stores, see e.g. B. 1 or 2 ,
Beispielsweise kann ein Verbund aus reversiblen Brennstoffzellen gemäß der Erfindung verwendet werden, um chemische Energie in Elektroenergie umzuwandeln und umgekehrt. Beispielsweise kann ein Kraft-Wärme-Kopplungs-System bzw. ein Dieselgenerator verwendet werden, um chemische Energie sowohl in Elektroenergie als auch in Thermalenergie umzuwandeln. Es ist für die vorliegende Erfindung nicht erforderlich, dass Energiewandler 10 immer reversibel arbeiten können. Ein Dieselgenerator ist daher z. B. sowohl als eine Art Energieerzeuger als auch als eine Art Energiewandler 10 einsetzbar. Ein Fachmann kann den oder die jeweils benötigten Energiewandler 10 entsprechend auswählen und erfindungsgemäß zum Einsatz bringen.For example, a composite of reversible fuel cells according to the invention can be used to convert chemical energy into electrical energy and vice versa. For example, a combined heat and power system or a diesel generator can be used to chemical To convert energy into both electrical energy and thermal energy. It is not necessary for the present invention that energy converters 10 always be able to work reversibly. A diesel generator is therefore z. B. as a kind of energy producer as well as a kind of energy converter 10 used. A person skilled in the art can use the energy converter (s) required in each case 10 select accordingly and use according to the invention.
Weiter umfasst das vorliegende Energiebereitstellungssystem 1 mindestens ein Steuerungssystem 11 welches mit dem Energieerzeugermodul 2 und dem Wandlermodul 9 verbunden ist, wie z. B. in 1 oder 2 veranschaulicht ist. Das Steuerungssystem 11 umfasst mindestens eine Rechnereinheit 14 mit mindestens einer Überwachungs- und/oder Befehlssoftware 16, um die Zustandsdaten 19 zu speichern und zu verarbeiten und um Steuerungsbefehle 17 zumindest an das mindestens eine Energieerzeugermodul 2, das mindestens eine Wandlermodul 9 und die Energiespeicher zu erzeugen. Dieses Steuerungssystem 11 sorgt für eine vollautomatische Energiebewirtschaftung eines Feldlagers durch die Steuerung, Überwachung und Befehle von bzw. an die entsprechenden Komponenten des erfindungsgemäßen Energiebereitstellungssystems 1, z. B. des Energieerzeugermoduls 2, des Wandlermoduls 9 oder der Energiespeichermodule (6, 7, 8), oder auch der Feldlagerkomponenten 12.Further, the present energy delivery system includes 1 at least one control system 11 which with the energy generator module 2 and the converter module 9 is connected, such. In 1 or 2 is illustrated. The control system 11 includes at least one computer unit 14 with at least one monitoring and / or command software 16 to the state data 19 to save and process and control commands 17 at least to the at least one power generator module 2 comprising at least one transducer module 9 and to generate the energy storage. This control system 11 ensures fully automatic energy management of a field camp by the control, monitoring and commands from or to the corresponding components of the energy supply system according to the invention 1 , z. B. the power generator module 2 , the converter module 9 or the energy storage modules ( 6 . 7 . 8th ), or the field storage components 12 ,
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Steuerungssystem 11 mit Sensoren 13 verbunden, welche Zustandsdaten 19 aus dem mindestens einen Energieerzeugermodul 2, dem mindestens einen Wandlermodul 9 und den Energiespeichern aufnehmen. Die Zustandsdaten 19 der Energieerzeugermodule 2, der Energiewandler 10 und der Energiespeicher werden erfindungsgemäß über vielfältige Sensoren 13 gemessen, die in Ihrer Gesamtheit ein umfassendes Bild der Energieniveaus und -ströme vermitteln. Zunächst werden die Temperaturdaten aller Energieerzeugermodule 2, den Wandlermodulen 9 und den Energiespeichern (6, 7, 8) erfasst. Darüber hinaus werden aber auch Durchflussdaten sensiert. Beispielsweise werden die Durchflussmengen des Betriebsmediums der Solarthermieanlage erfasst. Die Durchflussmenge der flüssigkeitsgekühlten Kolbenmaschinen, z. B. in einem Kraft-Wärme-Kopplungs-System ist mit mindestens einem Sensor 13 erfasst. Die Ladeströme der Elektroenergiespeicher 7 und/oder der chemischen Speicher bzw. Chemie-Energiespeicher 8 werden aufgenommen. Zusammengefasst werden alle Ströme energiegeladener Medien erfasst. Weiter sind auch externe Daten sensorisch aufgenommen. Beispielhaft seien die Außentemperatur, sowie Luftdruck und rel. Luftfeuchte genannt. Windgeschwindigkeit und Richtung sind durch Sensoren 13 aufgenommen um Energiebilanzen des Feldlagers zu erstellen und um beispielsweise weitere Energieerzeuger z. B. Windkraftanlagen in das Energiebereitstellungssystem 1 zu integrieren. Dazu bieten sich z. B. verschiedene Arten von Darrieus-Rotoren an.In an alternative embodiment of the present invention, the control system 11 with sensors 13 connected, which status data 19 from the at least one power generator module 2 , the at least one converter module 9 and record the energy storage. The status data 19 the energy generator modules 2 , the energy converter 10 and the energy storage device according to the invention via a variety of sensors 13 collectively, which in their entirety convey a comprehensive picture of energy levels and flows. First, the temperature data of all energy generator modules 2 , the converter modules 9 and the energy stores ( 6 . 7 . 8th ) detected. In addition, but also flow data are sensed. For example, the flow rates of the operating medium of the solar thermal system are detected. The flow rate of the liquid-cooled piston machines, z. B. in a combined heat and power system is with at least one sensor 13 detected. The charging currents of the electric energy storage 7 and / or the chemical storage or chemical energy storage 8th be recorded. In summary, all flows of energy-laden media are recorded. Furthermore, external data are sensory recorded. Examples are the outside temperature, and air pressure and rel. Called humidity. Wind speed and direction are through sensors 13 recorded to create energy balances of the field camp and, for example, more energy producers z. B. Wind turbines in the energy supply system 1 to integrate. These offer z. B. various types of Darrieus rotors.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Steuerungssystem 11 mindestens eine Rechnereinheit 14 mit mindestens einer Überwachungs- und/oder Befehlssoftware 16, um die Zustandsdaten 19 zu speichern und zu verarbeiten und um Steuerungsbefehle 17 zumindest an das mindestens eine Energieerzeugermodul 2, das mindestens eine Wandlermodul 9 und die Energiespeicher zu erzeugen.In an alternative embodiment of the present invention, the control system comprises 11 at least one computer unit 14 with at least one monitoring and / or command software 16, the state data 19 to save and process and control commands 17 at least to the at least one power generator module 2 comprising at least one transducer module 9 and to generate the energy storage.
Erfindungsgemäß werden die Sensorwerte 13 an ein Steuerungssystem 11 übergeben. Selbstverständlich kann die Übertragung sowohl über Leitungen erfolgen als auch leitungslos bzw. drahtlos. Bei Bedarf kann der Fachmann auch die leitungsgebundene und die drahtlose Übertragung der Informationen beliebig kombinieren Der Vorteil leitungsgebundener Sensordatenübertragung besteht insbesondere darin, dass die Daten mit einer geringen Fehlerwahrscheinlichkeit übertragbar sind und ggf. die energieübertragenden Leitungen zur Datenübertragung nutzbar sind. Demgegenüber ist es aufgrund anderer Randbedingungen eventuell notwendig, Teile des Energiekonzeptes des Feldlagers auszulagern. So könnten beispielsweise chemische Energiespeicher bzw. Chemie-Energiespeicher 8 aus Sicherheitsgründen aus einem zentralen Verband von Feldlagereinheiten ausgelagert sein. Für solche Fälle ist die leitungslose Übertragung der Sensordaten bzw. Zustandsdaten 19 vorteilhaft um Infrastrukturmaßnahmen einzusparen.According to the invention, the sensor values 13 to a control system 11 to hand over. Of course, the transmission can take place both via lines as well as wireless or wireless. If required, the person skilled in the art can also combine the wired and the wireless transmission of the information as desired. The advantage of conducted sensor data transmission is, in particular, that the data can be transmitted with a low probability of error and if necessary the energy-transmitting lines can be used for data transmission. In contrast, due to other constraints, it may be necessary to outsource parts of the energy concept of the field camp. For example, chemical energy storage or chemical energy storage 8th for safety reasons be outsourced from a central association of field camp units. For such cases, the wireless transmission of the sensor data or status data 19 advantageous to save infrastructure measures.
Die Sensordaten 19 sind in einer Überwachungs- und/oder Befehlssoftware 16 bearbeitbar. Die Überwachungssoftware 15 speichert zunächst alle Daten zur Archivierung der Energieniveaus, der Energieströme sowie der äußeren Randbedingungen zur Regelung des Energiebedarfs des Feldlagers. Die Überwachungssoftware 15 weist weiterhin Leistungskurven und Leistungsdiagramme aller Energieerzeugermodule 2, Wandlermodule 9 und Energiespeicher (6, 7, 8) auf. Weiterhin sind in der Überwachungssoftware Algorithmen der Energieerzeugermodule 2, der Wandlermodule 9 und der Energiespeicher untereinander hinterlegt, mit deren Hilfe die Energieströme im Feldlager steuerbar sind. Beispielhaft sei der Zusammenhang des Anstiegs der Kühlwassertemperatur einer Kolbenmaschine z. B. eines Dieselgenerators zur abgegebenen elektrischen Leistung eines gekoppelten Generators genannt. Selbstverständlich sind jedoch auch alle anderen zur Energieverwaltung eines Feldlagers relevanten Abhängigkeiten, mathematisch beschrieben, in der Überwachungssoftware 15 ablegbar.The sensor data 19 are in a monitoring and / or command software 16 editable. The monitoring software 15 first stores all data for archiving the energy levels, the energy flows and the external boundary conditions for controlling the energy requirements of the field camp. The monitoring software 15 also shows performance curves and performance diagrams of all power generator modules 2 , Converter modules 9 and energy storage ( 6 . 7 . 8th ) on. Furthermore, algorithms of the power generator modules are in the monitoring software 2 , the converter modules 9 and the energy storage stored with each other, with the help of the energy flows in the field camp are controlled. As an example, the connection of the increase in the cooling water temperature of a piston engine z. As a diesel generator for the output electric power of a coupled generator called. Of course, however, all other dependencies relevant to the energy management of a field camp are described mathematically in the monitoring software 15 can be stored.
Die Befehlssoftware 16 berechnet aus den in der Überwachungssoftware 15 abgelegten Daten und Algorithmen die Abweichungen zwischen den geforderten Sollwerten und den sensierten Istwerten, wählt einen vorteilhaften Beziehungsalgorithmus und berechnet die notwendigen Steuersignale zur Angleichung von Soll- und Istwert. Die Ergebnisse werden an die Stellglieder der Energieerzeugermodule 2, der Wandlermodule 9 und der Energiespeicher bereitgestellt und ausgegeben. Symbolisch in 1 oder 2 veranschaulicht, sind derartige Stellglieder beispielsweise bei oder nahe den dargestellten Sensoren 13 platziert. The command software 16 calculated from those in the monitoring software 15 stored data and algorithms, the deviations between the required setpoints and the sensed actual values, selects an advantageous relationship algorithm and calculates the necessary control signals to equalize the setpoint and actual value. The results are sent to the actuators of the power generator modules 2 , the converter modules 9 and the energy store is provided and output. Symbolic in 1 or 2 For example, such actuators are at or near the illustrated sensors 13 placed.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Steuerungssystem 11 eingerichtet, um das mindestens eine Energieerzeugermodul 2 und/oder das mindestens eine Wandlermodul 9 nach benutzerdefinierten Vorgaben 18 zu steuern. Die ermittelten Werte der Befehlssoftware 16 werden in dem Steuersystem in durch das entsprechende Stellglied verwertbare Befehle gewandelt. Die Stellglieder sind Baugruppen der Energieerzeugermodule 2, der Wandlermodule 9 und den Energiespeichern zur Steuerung der energieleitenden Medien, insbesondere Gas- oder Flüssigkeits-Stromregler, sowie elektrische Stromregler, Druck- und Stellventile und/oder einstellbare Drosseln. Erfindungsgemäß ist das Steuergerät für die Stellglieder programmierbar und erweiterbar, sodass das Steuergerät dem modular erweiterbaren Aufbau eines Feldlagers anpassbar ist.In an alternative embodiment of the present invention, the control system 11 set up to the at least one power generator module 2 and / or the at least one converter module 9 according to user-defined specifications 18 to control. The determined values of the command software 16 are converted in the control system into commands useable by the corresponding actuator. The actuators are assemblies of the power generator modules 2 , the converter modules 9 and the energy storage for controlling the energy-conducting media, in particular gas or liquid flow regulator, and electric current regulator, pressure and control valves and / or adjustable throttles. According to the invention, the control unit for the actuators is programmable and expandable, so that the control unit can be adapted to the modularly expandable design of a field camp.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Energiebereitstellungssystem 1, wie in 3 gezeigt, mindestens eine Feldlagerkomponente 12 bzw. mindestens einen Feldlagercontainer 20, wobei mindestens ein Teil der Thermalenergiespeicher 6 und/oder mindestens ein Teil der Elektroenergiespeicher 7 und/oder mindestens ein Teil der Chemie-Energiespeicher 8 in der Feldlagerkomponente 12 integriert ist.In an alternative embodiment of the present invention, the energy delivery system comprises 1 , as in 3 shown at least one field storage component 12 or at least one field storage container 20 , wherein at least a part of the thermal energy storage 6 and / or at least part of the electric energy storage 7 and / or at least part of the chemical energy storage 8th in the field storage component 12 is integrated.
Ein Feldlagerkonzept wird zusammengestellt aus Feldlagercontainern 20 unterschiedlicher Aufgaben. Feldlagercontainer 20 sind z. B. Energiebereitstellungscontainer, Unterkunftscontainer, Koch-, Lager- und Waschcontainer sowie Container für den Sanitätsdienst. Alle Feldlagercontainer 20 haben verschiedene Anforderungen an die Energieversorgung. Erfindungsgemäß wird nun ein Teil der Energiespeicher direkt in die Feldlagercontainer 20 integriert. Beispielhaft ist ein Unterkunftscontainer mit mindestens einem Modul aus Phasenwechselmaterial bzw. Phasenwechselmaterial-Modul 21 bzw. einem Thermalenergiespeicher 6, vorzugsweise im Bodensegment des Unterkunftscontainers, ausgerüstet. Im Weiteren ist der Unterkunftscontainer mit einer Isolierung an den restlichen Flächen versehen. Vorzugsweise wird eine Vakuumisolierung verwendet. Eine Vakuumisolierung hat den Vorteil, dass eine maximale Dämmwirkung bei geringster Isolierdicke realisiert wird. Je nach Nutzung des Feldlagercontainers 20 wird ein Phasenwechselmaterial mit einer bevorzugten Phasenwechseltemperatur verwendet. In einem Unterkunftscontainer bietet sich eine Phasenwechseltemperatur von ca. 21 Grad Celsius an.A field camp concept is assembled from field storage containers 20 different tasks. Field storage containers 20 are z. B. Energy supply containers, accommodation containers, cooking, storage and washing containers and containers for the medical service. All field storage containers 20 have different requirements for the power supply. According to the invention, a part of the energy storage is now directly in the field storage container 20 integrated. An example is an accommodation container with at least one module made of phase change material or phase change material module 21 or a thermal energy storage 6 , preferably in the ground segment of the accommodation container equipped. Furthermore, the accommodation container is provided with insulation on the remaining areas. Preferably, a vacuum insulation is used. A vacuum insulation has the advantage that a maximum insulation effect is realized with the lowest insulating thickness. Depending on the use of the field storage container 20 For example, a phase change material having a preferred phase change temperature is used. An accommodation container offers a phase change temperature of approx. 21 degrees Celsius.
Über den Warm-Zulauf 24 und dem Kalt-Zulauf 23 wird das Phasenwechselmaterial-Modul gesteuert. Das bedeutet, dass das Phasenwechselmaterial verflüssigt wird. Bei Wärmeabgabe wird sich ein Zeitbereich einstellen, in dem der Phasenübergang von flüssig zu fest abläuft. In diesem Zeitbereich bleibt die Temperatur des Phasenwechselmaterials konstant, latente Wärme wird abgegeben. Der Zeitbereich erstreckt sich auf mindestens 12 Stunden. Somit ist es möglich den Feldlagercontainer 20 zu heizen und zu kühlen, bei Phasenverschiebungen von bis zu mehreren Tagen. Außerdem wird der Feldlagercontainer 20 mit Hilfe der Phasenwechselmaterial-Module ausreichend klimatisiert und die Luft entfeuchtet, was Schimmelbildung verhindert. Insgesamt steigern sich die Behaglichkeit und der Wohnkomfort durch die gleichmäßige Temperaturverteilung durch Anordnung der Phasenwechselmaterial-Module 21 im Bodensegment des Feldlagercontainers 20.About the warm inlet 24 and the cold feed 23 the phase change material module is controlled. This means that the phase change material is liquefied. With heat release, a time range will set in which the phase transition from liquid to solid takes place. In this time range, the temperature of the phase change material remains constant, latent heat is released. The time range is at least 12 hours. Thus it is possible the field storage container 20 to heat and cool, with phase shifts of up to several days. In addition, the field storage container 20 adequately conditioned with the help of the phase change material modules and dehumidifies the air, which prevents mold growth. Overall, the comfort and the living comfort increase through the uniform temperature distribution by arranging the phase change material modules 21 in the ground segment of the field storage container 20 ,
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Thermalenergiespeicher 6 mindestens einen Latentenergiespeicher bzw. Latentwärmespeicher mit Phasenwechselmaterial. Vorteil der Latentwärmespeicher mit Phasenwechselmaterial liegt im Feldlager insbesondere darin, dass verschiedene dezentrale Container mit unterschiedlichen Wärmeniveaus Energie speichern. So kann beispielsweise ein Container zur Unterbringung von Mannschaften mit einem Latentwärmespeicher ausgerüstet sein, der im Bereich von etwa 15–25°C einen Phasenübergang des PCM durchführt. Andere Container, beispielsweise zur Energieerzeugung können in einem höheren Temperaturbereich Energie speichern. Eine Temperatur von 40–60°C ist beispielsweise für die Umgebung einer Kolbenmaschine in einem Energiebereitstellungscontainer problemlos. Auch die Speicherung auf höherem Energieniveau ist in speziellen Energiespeichercontainern möglich.In an alternative embodiment of the present invention, the thermal energy store comprises 6 at least one latent energy store or latent heat store with phase change material. Advantage of latent heat storage with phase change material is in the field camp in particular that different decentralized containers with different heat levels store energy. Thus, for example, a container for accommodating teams may be equipped with a latent heat storage device which performs a phase transition of the PCM in the range of about 15-25 ° C. Other containers, for example for power generation, can store energy in a higher temperature range. A temperature of 40-60 ° C, for example, for the environment of a reciprocating engine in an energy supply container easily. Storage at a higher energy level is also possible in special energy storage containers.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Elektroenergiespeicher 7 mindestens einen Akkumulator und/oder mindestens einen Kondensator. Eine Eigenschaft der Container eines Feldlagers ist die unterschiedliche Masse der Einbauten. Um die Logistik des Feldlagers zu koordinieren ist es jedoch vorteilhaft, Container mit möglichst maximaler Masse umzuschlagen. Erfindungsgemäß werden die Container eines Feldlagers bei vorhandenem Bauraum mit masseintensiven Akkumulatoren ausgerüstet, die im Verbund die Elektroenergiespeicher 7 ergeben. Zum Transport sind die Akkumulatoren und/oder Kondensatoren masseoptimiert auf die Feldlagercontainer 20 verteilt, wie z. B. in 3 und 4 veranschaulicht ist. Ein weiterer Vorteil der Speicherung in dezentralen Akkumulatoren ist die Notfallenergieversorgung, die auch bei Unterbrechung der Versorgungsleitungen autark funktioniert. Beispiele hierfür sind Bleiakkumulatoren, Lithium-Ionen-Akkumulatoren bzw. Akkumulatoren mit variabler Speichertechnik auf Lithiumbasis. Aber auch Superkondensatoren oder Kondensator-Batterien sind gemäß der Erfindung als Elektroenergiespeicher 7 geeignet.In an alternative embodiment of the present invention, the electric energy storage comprises 7 at least one accumulator and / or at least one capacitor. A characteristic of the container of a field camp is the different mass of the internals. To coordinate the logistics of the field camp, however, it is advantageous to handle containers with the maximum possible mass. According to the container of a field camp are equipped with available space with mass-intensive batteries, which in combination the electric energy storage 7 result. For transport, the accumulators and / or capacitors are mass-optimized on the field storage container 20 distributed, such. In 3 and 4 is illustrated. Another advantage of storage in decentralized accumulators is the emergency energy supply, which works autonomously even when the supply lines are interrupted. Examples of these are lead-acid batteries, lithium-ion batteries or accumulators with variable storage technology based on lithium. But also supercapacitors or capacitor batteries are according to the invention as an electric energy storage 7 suitable.
Beispielsweise zeigt 4 eine perspektivische Ansicht von unterschiedlichen Feldlagerkomponenten 12 des erfindungsgemäßen Energiebereitstellungssystems 1. Hierbei sind Feldlagercontainer 20 verbunden mit einem Energieerzeugermodul 2 umfassend Thermalenergieerzeuger 3 und Elektroenergieerzeuger 4. Ebenso sind im Ausführungsbeispiel in 4 entsprechende Thermalenergiespeicher 6 und Elektroenergiespeicher 7 integriert, sowie ein Steuerungssystem 11. Alle diese Komponenten sind über entsprechende Energieverbindungen (z. B. Stromkabel oder Heißwasserleitungen) und Datenverbindungen (LAN-Netzwerke, WLAN-Netzwerke etc.) miteinander verbunden, auch wenn in 4 zwecks Übersichtlichkeit nicht alle möglichen Verbindungen zwischen den einzelnen Feldlagerkomponenten 12 vollständig dargestellt sind.For example, shows 4 a perspective view of different field bearing components 12 the energy supply system according to the invention 1 , Here are field storage containers 20 connected to a power generator module 2 comprising thermal energy generator 3 and electric power generators 4 , Likewise, in the embodiment in 4 corresponding thermal energy storage 6 and electric energy storage 7 integrated, as well as a control system 11 , All these components are interconnected via appropriate energy connections (eg power cables or hot water pipes) and data connections (LAN networks, WLAN networks, etc.), even if in 4 For clarity, not all possible connections between the individual field storage components 12 are completely shown.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Chemie-Energiespeicher 8 mindestens einen Druckgasspeicher und/oder mindestens einen Flüssiggasspeicher und/oder mindestens einen Fluidspeicher und/oder mindestens einen Festkörperspeicher. Vorteilhaft an den chemischen Energiespeichern bzw. Chemie-Energiespeichern 8 ist die im Vergleich zu Thermalenergiespeichern 6 und Elektroenergiespeichern 7 hohe Energiedichte. Die Lagerung einer hohen Energiedichte ist jedoch stets mit Gefahren, insbesondere in einem militärisch genutzten Feldlager, verbunden. Vorteilhaft an der chemischen Energiespeicherung bzw. Chemie-Energiespeicherung ist die einfache Reduzierung des Risikos durch eine dezentrale Aufstellung der Container mit hohen Energiedichtespeichern.In an alternative embodiment of the present invention, the chemical energy store comprises 8th at least one compressed gas storage and / or at least one liquid gas storage and / or at least one fluid storage and / or at least one solid state storage. Advantageous to the chemical energy storage or chemical energy storage 8th is the compared to thermal energy storage 6 and electric energy storage 7 high energy density. However, the storage of a high energy density is always associated with dangers, especially in a military camp used. An advantage of the chemical energy storage or chemical energy storage is the simple reduction of risk through a decentralized installation of containers with high energy density storage.
Somit ist es durch die vorliegende Erfindung möglich, die vor Ort vorhandenen natürlichen Energiequellen durch entsprechende Energieerzeuger (3, 4, 5) und Energiespeicher (6, 7, 8) für die Energieversorgung eines Feldlagers nutzbar zu machen. Dabei können auch herkömmliche Energieerzeuger, die z. B. mit fossilen Energieträgern betrieben werden, in das erfindungsgemäße Energiebereitstellungssystem 1 integriert sein. Das erfindungsgemäße Energiebereitstellungssystem 1 steuert und regelt somit die Energieerzeugung und Energieverteilung in einem Feldlager derart, dass die Abgabe von ungenutzter Energie minimiert wird, der energetische Gesamtwirkungsgrad eines kompletten Feldlagers verbessert wird und folglich die externe Zufuhr von fossilen Energieträgern, wie z. B. Dieselkraftstoff erheblich reduziert werden kann.Thus, it is possible by the present invention, the local natural energy sources by appropriate energy producers ( 3 . 4 . 5 ) and energy storage ( 6 . 7 . 8th ) for the energy supply of a field camp usable. In this case, conventional power generators z. B. operated with fossil fuels, in the energy supply system according to the invention 1 be integrated. The energy supply system according to the invention 1 controls and regulates the energy production and distribution in a field camp so that the release of unused energy is minimized, the overall energy efficiency of a complete field camp is improved and thus the external supply of fossil fuels, such. B. diesel fuel can be significantly reduced.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
11
-
EnergiebereitstellungssystemEnergy supply system
-
22
-
EnergieerzeugermodulPower generator module
-
33
-
ThermalenergieerzeugerThermal power generation
-
44
-
ElektroenergieerzeugerElectric power generator
-
55
-
Chemie-EnergieerzeugerChemical energy producers
-
66
-
ThermalenergiespeicherThermal energy storage
-
77
-
ElektroenergiespeicherElectric energy storage
-
88th
-
Chemie-EnergiespeicherChemical energy storage
-
99
-
Wandlermodulconverter module
-
1010
-
Energiewandlerenergy converters
-
1111
-
Steuerungssystemcontrol system
-
1212
-
FeldlagerkomponenteEncampment component
-
1313
-
Sensorensensors
-
1414
-
Rechnereinheitcomputer unit
-
1515
-
Überwachungssoftwaremonitoring software
-
1616
-
Befehlssoftwarecommand software
-
1717
-
Steuerungsbefehlecontrol commands
-
1818
-
benutzerdefinierte Vorgabencustom presets
-
1919
-
Zustandsdatenstate data
-
2020
-
FeldlagercontainerField storage containers
-
2121
-
Phasenwechselmaterial-ModulPhase change material module
-
2222
-
Isolierunginsulation
-
2323
-
Kalt-ZulaufCold-feed
-
2424
-
Warm-ZulaufWarm-feed
