DE102016105015A1

DE102016105015A1 - Method and system for converting energy

Info

Publication number: DE102016105015A1
Application number: DE102016105015.6A
Authority: DE
Inventors: Dominik Bertram
Original assignee: Eigrene I G GmbH; Eigrene IG GmbH
Current assignee: Eigrene I G GmbH; Eigrene IG GmbH
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-09-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Arbeitsweise eines Systems zur Umwandlung von Energie, die von einem Energieträger (10) geliefert wird, mit den Schritten: Erfassen mindestens eines Parameters des Systems, Verarbeiten des Parameters durch ein Steuergerät (12), Ausgeben mindestens eines Signals durch das Steuergerät (12) und Einstellen der Arbeitsweise des Systems in Abhängigkeit des Signals. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das System mindestens zwei Einrichtungen (14, 16, 18) zur Umwandlung von Energie aufweist, wobei jede der Einrichtungen (14, 16, 18) zur Umwandlung von Energie zu einem bestimmten Zeitpunkt einen bestimmten Beitrag zu der in dem System insgesamt pro Zeiteinheit umgewandelten Energie liefert, und dass das Einstellen der Arbeitsweise des Systems ein Einstellen des Beitrags von mindestens einer der Einrichtungen (14, 16, 18) zur Umwandlung von Energie umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein System zur Umwandlung von Energie.The invention relates to a method for adjusting an operation of a system for converting energy supplied by an energy source (10), comprising the steps of: detecting at least one parameter of the system, processing the parameter by a control unit (12), outputting at least one Signals through the controller (12) and adjusting the operation of the system in response to the signal. According to the invention it is provided that the system comprises at least two means (14, 16, 18) for converting energy, each of the means (14, 16, 18) for converting energy at a given time having a certain contribution to that in the system total energy converted per unit time, and that adjusting the operation of the system comprises adjusting the contribution of at least one of the energy conversion devices (14, 16, 18). Furthermore, the invention relates to a system for the conversion of energy.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer Arbeitsweise eines Systems zur Umwandlung von Energie, die von einem Energieträger geliefert wird, mit den Schritten: Erfassen mindestens eines Parameters des Systems, Verarbeiten des Parameters durch ein Steuergerät, Ausgeben mindestens eines Signals durch das Steuergerät, und Einstellen der Arbeitsweise des Systems in Abhängigkeit des Signals. The invention relates to a method for adjusting an operation of a system for the conversion of energy, which is supplied by an energy carrier, comprising the steps of: detecting at least one parameter of the system, processing the parameter by a control device, outputting at least one signal by the control device, and Setting the operation of the system depending on the signal.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein System zur Umwandlung von Energie, die von einem Energieträger geliefert wird, mit: Mitteln zum Erfassen mindestens eines Parameters des Systems, einem Steuergerät zum Verarbeiten des Parameters und zum Ausgeben eines Signals, und Mitteln zu Einstellen der Arbeitsweise des Systems in Abhängigkeit des Signals.The invention further relates to a system for converting energy supplied by an energy source, comprising: means for detecting at least one parameter of the system, a controller for processing the parameter and outputting a signal, and means for setting the operation of the system in FIG Dependence of the signal.

Derartige Verfahren und Systeme sind bekannt, und sie werden in der Energietechnik zur Umwandlung der in einem Energieträger gespeicherten Energie eingesetzt, beispielsweise bei der Verstromung von Biogas, um nur eine der möglichen Anwendungen zu erwähnen.Such methods and systems are known, and they are used in power engineering to convert the energy stored in an energy carrier, for example, in the biogas power generation, to mention only one of the possible applications.

2 zeigt ein Blockschaltbild eines bekannten Systems. Ein Energieträger 110 wird einem Energiewandler 114, bei dem es sich beispielsweise um ein Blockheizkraftwerk (BHKW) handelt, zugeführt. Die in dem Energieträger 110 gespeicherte Energie wird durch das BHKW ganz oder teilweise in andere Energieformen 132 umgewandelt, die dann weiteren Nutzungen zugeführt werden können. Im Falle des BHKWs handelt es sich hierbei insbesondere um elektrische Energie und thermische Energie. Andere Energieformen 132, die von Energiewandlern 114 geliefert werden, sind chemische, mechanische, pneumatische und hydraulische Energie. 2 shows a block diagram of a known system. An energy source 110 becomes an energy converter 114 , which is, for example, a cogeneration unit (CHP) supplied. The in the energy carrier 110 stored energy is completely or partially converted into other forms of energy by the CHP 132 converted, which can then be used for other uses. In the case of the CHP this is in particular electrical energy and thermal energy. Other forms of energy 132 that of energy converters 114 supplied are chemical, mechanical, pneumatic and hydraulic energy.

Im Allgemeinen haben Energiewandler ihren optimalen Arbeitsbereich beziehungsweise Arbeitspunkt, der insbesondere an der Leistung des Energiewandlers festgemacht werden kann. Selbstverständlich spielen zahlreiche andere Parameter hier eine Rolle, etwa die Beschaffenheit des primären Energieträgers sowie sonstige beliebige Umweltbedingungen. Man ist daher bestrebt, den Energiewandler stets in der Nähe seines optimalen Arbeitspunktes zu betreiben, um so den von ihm betriebenen Prozess mit möglichst hohem Wirkungsgrad auszuführen. Problematisch ist allerdings, dass dies nicht immer gelingt, denn beispielsweise liegt nicht immer dieselbe zu verarbeitende Menge an primärem Energieträger pro Zeiteinheit vor, so dass mit Leistungen unterhalb oder oberhalb des optimalen Arbeitspunktes des Energiewandlers gearbeitet werden muss. Dies ist mitunter unwirtschaftlich und umweltschädlich.In general, energy converters have their optimal operating range or operating point, which can be fixed in particular to the power of the energy converter. Of course, numerous other parameters play a role here, such as the nature of the primary energy source and any other environmental conditions. It is therefore desirable to always operate the energy converter in the vicinity of its optimum operating point, so as to carry out the process operated by him with the highest possible efficiency. The problem, however, is that this is not always possible, because for example, there is not always the same amount of primary energy source to be processed per unit of time, so that work must be carried out below or above the optimum operating point of the energy converter. This is sometimes uneconomical and harmful to the environment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Umwandlung von Energie zur Verfügung zu stellen, so dass die geschilderten Probleme des Standes der Technik gelöst werden, wobei insbesondere eine Optimierung im Bereich der Wirtschaftlichkeit und der umweltgerechten Arbeitsweise des Systems erreicht werden soll.The invention has for its object to provide a method and a system for the conversion of energy available, so that the described problems of the prior art are solved, in particular an optimization in the field of economy and the environmentally sound operation of the system should be achieved ,

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.This object is achieved with the features of the independent claims.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are indicated in the dependent claims.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass das System mindestens zwei Einrichtungen zur Umwandlung von Energie aufweist, wobei jede der Einrichtungen zur Umwandlung von Energie zu einem bestimmten Zeitpunkt einen bestimmten Beitrag zu der in dem System insgesamt pro Zeiteinheit umgewandelten Energie liefert, und dass das Einstellen der Arbeitsweise des Systems ein Einstellen des Beitrags von mindestens einer der Einrichtungen zur Umwandlung von Energie umfasst. Dadurch, dass mehrere Energiewandler eingesetzt werden, kann das System insgesamt mit wesentlich höherer Beständigkeit in der Nähe seines optimalen Arbeitspunktes betrieben werden. Wird den Energiewandlern beispielsweise die überhaupt maximal zu erwartende Menge an Energieträger pro Zeit zur Verfügung gestellt, so könnte das System derart konfiguriert sein, dass beide Energiewandler in ihrem optimalen Arbeitsbereich arbeiten. Kommt es dann zu einer Reduzierung der pro Zeit zur Verfügung gestellten Menge an primärem Energieträger, so ist es möglich, je nach Verteilung des Energieträgers auf die Energiewandler, einen der Energiewandler weiterhin in seinem optimalen Arbeitsbereich zu betreiben, während nur der andere Energieträger mit niedrigerem Wirkungsgrad betrieben wird. Dies kann Vorteile im Hinblick auf den Gesamtwirkungsgrad des Systems mit sich bringen. Je größer die Anzahl an Energiewandlern ist, desto feiner lässt sich die Optimierung des Wirkungsgrades abstimmen, wobei hier selbstverständlich die Investitionskosten zu berücksichtigen sind, welche pro Energiewandler anfallen. Es gibt, je nach den Systemanforderungen, somit eine bevorzugte Auslegung des Gesamtsystems im Hinblick auf die Anzahl der zur Verfügung gestellten Energiewandler. Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass es nicht nur der Wirkungsgrad des Systems ist, welcher bei der Optimierung der Arbeitsweise des Systems berücksichtigt werden soll. Vielmehr kann es mitunter, ganz im Gegenteil, erwünscht sein, das System auch zeitweise mit vermindertem Wirkungsgrad zu betreiben, was im Falle eines Blockheizkraftwerkes bedeutet, dass pro zugeführter Energieeinheit weniger elektrische Energie und mehr thermische Energie erzeugt wird. Wird nämlich ein BHKW auch zu Heizzwecken betrieben, etwa zur Fernwärmeversorgung oder zur Beheizung eines Kuhstalles, so kann es je nach den äußeren Bedingungen und den sonstigen Systemparametern erwünscht sein, phasenweise mehr zu heizen, selbstverständlich auf Kosten der Verstromungsleistung. Es kommt also im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung weniger darauf an, welche Optimierung das System erfährt. Wesentlich ist jedoch, dass durch die Verwendung mehrerer Energiewandler eine Optimierung aufgrund einer Vielzahl von System- und Umweltparametern erfolgen kann. Wenn vorliegend von einem Energieträger die Rede ist, heißt dies nicht, dass zwingend ein einziger Energieträger, das heißt eine einzige Sorte eines Energieträgers verwendet wird. Vielmehr können Energieträger aus verschiedenen Quellen zum Einsatz kommen. Die Energieträger aus den verschiedenen Quellen können dann von identischer oder unterschiedlicher chemischer und/oder physikalischer Beschaffenheit sein. Ein besonderer Vorzug der vorliegenden Erfindung besteht auch darin, dass es bei Wartungsarbeiten im Bereich der Energiewandler nun nicht mehr erforderlich ist, das Gesamtsystem abzustellen. Vielmehr können die Energiewandler, die nicht gewartet werden, den Prozess vorübergehend alleine weiterführen.The invention is based on the generic method in that the system has at least two means for converting energy, each of the means for converting energy at a given time provides a certain contribution to the total energy converted in the system per unit time, and that adjusting the operation of the system comprises adjusting the contribution of at least one of the energy conversion devices. By using multiple energy converters, the system as a whole can be operated with significantly higher durability near its optimum operating point. For example, if the energy converters are provided with the maximum amount of energy carriers expected per time, the system could be configured such that both energy converters operate within their optimal working range. If there is then a reduction in the amount of primary energy source made available per time, it is possible, depending on the distribution of the energy carrier to the energy converter, to continue to operate one of the energy converters in its optimal working range, while only the other energy source with lower efficiency is operated. This can bring advantages in terms of the overall efficiency of the system. The greater the number of energy converters, the finer the optimization of the efficiency can be tuned, taking into account, of course, the investment costs that are incurred per energy converter. Depending on the system requirements, there is thus a preferred design of the overall system with regard to the number of energy converters made available. It should also be remembered that it is not only the efficiency of the system that should be considered when optimizing the operation of the system. Rather, it may occasionally, quite the contrary, be desirable to operate the system even at times with reduced efficiency, which means in the case of a combined heat and power plant that per supplied power unit less electric Energy and more thermal energy is generated. Namely, if a CHP is also operated for heating purposes, such as district heating or for heating a cow shed, it may be desirable, depending on the external conditions and the other system parameters, to heat more phase-wise, of course at the expense of the power output. It is less important in connection with the present invention, which optimization the system undergoes. However, it is essential that optimization can be achieved by using a plurality of energy converters based on a large number of system and environmental parameters. If one speaks of an energy source in the present case, this does not mean that it is absolutely necessary to use a single energy source, ie a single type of energy source. Rather, energy sources from different sources can be used. The energy sources from the various sources can then be of identical or different chemical and / or physical nature. A particular advantage of the present invention is also that it is no longer necessary for maintenance work in the field of energy converters to turn off the overall system. Rather, the energy converters that are not serviced can temporarily continue the process alone.

Die Erfindung ist insofern in vorteilhafter Weise derart gestaltet, dass mindestens eine der Einrichtungen zur Umwandlung von Energie zu der folgenden Gruppe gehört: Verbrennungsmotor, insbesondere Blockheizkraftwerk oder Generator, Brennstoffzelle, Turbine. Es können gleichartige Energiewandler mit identischen Arbeitspunkten, gleichartige Energiewandler mit unterschiedlichen Arbeitspunkten oder auch eine Kombination verschiedener Energiewandler eingesetzt werden. Diese können parallel oder in Reihe geschaltet sein, letzteres beispielsweise im Zusammenhang mit einer einem BHKW vorgeschalteten Turbine, die den Volumenstrom des Energieträgers zur Erzeugung elektrischer Energie nutzt. Bereits bei der Systemplanung ist zu berücksichtigen, welche Randbedingungen bei der Energieumwandlung berücksichtigt werden müssen, und welche besonderen System- und Umweltbedingungen eintreten können. Hiernach wird die Zusammenstellung der Energiewandler festgelegt, ebenso wie die Parameter, welche letztlich beim Verfahren zu berücksichtigen sind. The invention is advantageously designed in such a way that at least one of the devices for the conversion of energy belongs to the following group: internal combustion engine, in particular cogeneration plant or generator, fuel cell, turbine. Similar energy converters with identical operating points, similar energy converters with different operating points or a combination of different energy converters can be used. These can be connected in parallel or in series, the latter, for example, in connection with a turbine upstream of a CHP, which uses the volume flow of the energy source to generate electrical energy. Already during system planning it has to be taken into account which boundary conditions have to be considered in the energy conversion and which special system and environmental conditions can occur. After that, the composition of the energy converters is determined, as well as the parameters, which are ultimately taken into account in the process.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einstellen des Beitrags der Einrichtungen zur Umwandlung von Energie ein Aktivieren oder Deaktivieren der Einrichtungen umfasst. Im Allgemeinen erfolgt ein Einstellen des Beitrags der Energiewandler zum Beispiel durch Dosierung der pro Zeit an den Energiewandler gelieferten Menge an primärem Energieträger. Eine Deaktivierung eines Energiewandlers kann dadurch erfolgen, dass die Zufuhr von primärem Energieträger vollständig gestoppt wird. Ebenfalls ist es möglich, zum Beispiel im Falle eines Blockheizkraftwerkes, das Gerät, welches den Energiewandler bildet, schlicht abzuschalten. Auch bei der graduellen Einstellung des Beitrags eines Energiewandlers ist es möglich, diesen nicht über die Zufuhrmenge von primärem Energieträger einzustellen, sondern durch direkte Beeinflussung des Gerätes.In a particularly preferred development of the invention it is provided that the adjustment of the contribution of the devices for the conversion of energy comprises activating or deactivating the devices. In general, adjusting the contribution of the energy converters is accomplished, for example, by dosing the amount of primary energy delivered to the energy converter per time. A deactivation of an energy converter can take place in that the supply of primary energy carrier is completely stopped. It is also possible, for example in the case of a combined heat and power plant, the device that forms the energy converter, simply turn off. Even with the gradual adjustment of the contribution of an energy converter, it is possible to set this not by the supply of primary energy, but by directly influencing the device.

Die Erfindung ist in nützlicher Weise dadurch weitergebildet, dass der mindestens eine Parameter zu der folgenden Gruppe gehört: Leistung des Energiewandlers, Drehzahl des Energiewandlers, Differenz einer Ist-Leistung des Energiewandlers zu einer Soll-Leistung des Energiewandlers, chemische Zusammensetzung des Energieträgers, chemische Zusammensetzung eines bei einer chemischen Reaktion erzeugten Produktes, Druck eines Fluids, Volumenstrom eines Fluids, elektrische Stromstärke, elektrische Spannung, Energiebedarf von Verbrauchern. Dies sind nur einige Parameter, die berücksichtigt werden können und auf deren Grundlage die Arbeitsweise des Systems dann beeinflusst wird. Die Parameter können mittels Sensoren oder sonstigen Messeinrichtungen erfasst werden. Ebenfalls ist es möglich Parameter zu berücksichtigen, die gar nicht am eigentlichen Ort der Energieumwandlung anfallen, sondern beispielsweise irgendwo anders in einem Stromnetz.The invention is usefully further developed in that the at least one parameter belongs to the following group: power of the energy converter, speed of the energy converter, difference of an actual power of the energy converter to a target power of the energy converter, chemical composition of the energy carrier, chemical composition a product generated in a chemical reaction, pressure of a fluid, volume flow of a fluid, electrical current, electrical voltage, energy demand of consumers. These are just a few parameters that can be taken into account, and on which basis the operation of the system is then influenced. The parameters can be detected by means of sensors or other measuring devices. It is also possible to take into account parameters that do not occur at the actual location of the energy conversion, but, for example, somewhere else in a power grid.

Nützlicherweise ist vorgesehen, dass das Steuergerät auf der Grundlage von gespeicherten Algorithmen und/oder gespeichert Tabellen arbeitet. Die Speicherung der Algorithmen und/oder der Tabellen kann in einem Speicherbaustein erfolgen, der Bestandteil des Steuergerätes ist. Ebenso kann ein externer Speicher verwendet werden.Usefully, it is envisaged that the controller operates on the basis of stored algorithms and / or stored tables. The storage of the algorithms and / or the tables can be done in a memory module that is part of the control unit. Likewise, an external memory can be used.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit des oder der erfassten Parameter weiterer Energieträger aus einem Speicher geliefert werden kann. Das Verfahren ist also nicht darauf beschränkt, nur den pro Zeiteinheit ohnehin gelieferten Energieträger für die Umwandlung zu verwenden. Vielmehr kann auf zusätzlichen Energieträger zurückgegriffen werden, der in einem Speicher zur Verfügung steht. Dieser Speicher kann in Überlastphasen befüllt werden, während in Unterlastphasen der Inhalt des Speichers zur Optimierung des Wandlerbetriebes verwendet wird.According to a further aspect of the present invention, it can be provided that, depending on the parameter (s) detected, further energy carriers can be supplied from a store. The method is therefore not limited to using only the per unit of time already supplied energy for the conversion. Rather, it is possible to resort to additional energy sources, which is available in a memory. This memory can be filled in overload phases, while in under load phases the content of the memory is used to optimize the converter operation.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass dem Steuergerät die Menge an vorrätigem weiterem Energieträger in dem Speicher als Parameter zur Verfügung gestellt wird. Wenn nur noch eine geringe Menge an Energieträger im Speicher zur Verfügung steht, kann eine Umstellung des Systembetriebes vermieden werden, wenn auch andere erfasste Parameter dies eigentlich nützlich erscheinen ließen. Hierdurch wird vermieden, dass eine nur kurzzeitige Umstellung bis zur vollständigen Entleerung des Energieträgerspeichers erfolgt, woraufhin dann wieder eine Umstellung auf geringere Menge an pro Zeiteinheit geliefertem Energieträger erforderlich ist. Ebenso kann bei nahezu oder vollständig gefülltem Speicher Energieträger aus dem Speicher mit in den Energiewandlern verarbeitet werden, auch wenn an sich genug primärer Energieträger ohne die Verwendung des Speicherinhaltes zur Verfügung stünde.In particular, it can be provided that the controller is provided with the quantity of available further energy carrier in the memory as a parameter. If there is only a small amount of energy available in the storage, a conversion of the System operation can be avoided, although other parameters recorded actually make this seem useful. This avoids that only a short changeover takes place until the complete emptying of the energy storage device, which then again a conversion to a smaller amount of energy supplied per unit time energy source is required. Likewise, with almost or completely filled storage, energy sources from the storage can be processed in the energy converters, even if enough primary energy source would be available without the use of the storage contents.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen System dadurch auf, dass das System mindestens zwei Einrichtungen zur Umwandlung von Energie aufweist, wobei jede der Einrichtungen zur Umwandlung von Energie zu einem bestimmten Zeitpunkt einen bestimmten Beitrag zu der in dem System insgesamt pro Zeiteinheit umgewandelten Energie liefert, und dass das Einstellen der Arbeitsweise des Systems ein Einstellen des Beitrags von mindestens einer der Einrichtungen zur Umwandlung von Energie umfasst. Damit werden die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geschilderten Besonderheiten und Vorzüge auch im Zusammenhang mit dem Aufbau eines Systems realisiert. Gleiches gilt für die nachfolgend angegebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen des Systems. The invention is based on the generic system in that the system comprises at least two means for converting energy, each of the means for converting energy at a given time providing a certain contribution to the total energy converted in the system per unit of time, and that adjusting the operation of the system comprises adjusting the contribution of at least one of the energy conversion devices. Thus, the features and advantages described in connection with the method according to the invention are also realized in connection with the construction of a system. The same applies to the particularly preferred embodiments of the system specified below.

Dieses ist insbesondere derart aufgebaut, dass mindestens eine der Einrichtungen zur Umwandlung von Energie zu der folgenden Gruppe gehört: Verbrennungsmotor, insbesondere Blockheizkraftwerk oder Generator, Brennstoffzelle, Turbine.This is in particular constructed such that at least one of the devices for the conversion of energy belongs to the following group: internal combustion engine, in particular cogeneration plant or generator, fuel cell, turbine.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass das Einstellen des Beitrags der Einrichtungen zur Umwandlung von Energie ein Aktivieren oder Deaktivieren der Einrichtungen umfasst.Usefully, provision of the contribution of the means for converting energy may include activating or deactivating the means.

Es ist ferner besonders nützlich, dass der mindestens eine Parameter zu der folgenden Gruppe gehört: Leistung des Energiewandlers, Drehzahl des Energiewandlers, Differenz einer Ist-Leistung des Energiewandlers zu einer Soll-Leistung des Energiewandlers, chemische Zusammensetzung des Energieträgers, chemische Zusammensetzung eines bei einer chemischen Reaktion erzeugten Produktes, Druck eines Fluids, Volumenstrom eines Fluids, elektrische Stromstärke, elektrische Spannung.It is also particularly useful that the at least one parameter belongs to the following group: power of the energy converter, speed of the energy converter, difference of an actual power of the energy converter to a target power of the energy converter, chemical composition of the energy carrier, chemical composition of an energy chemical reaction of product, pressure of a fluid, volume flow of a fluid, electrical current, electrical voltage.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das Steuergerät auf der Grundlage von gespeicherten Algorithmen und/oder gespeichert Tabellen arbeitet.Furthermore, it is provided that the control unit operates on the basis of stored algorithms and / or stored tables.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das System dadurch weitergebildet, dass in Abhängigkeit des oder der erfassten Parameter weiterer Energieträger aus einem Speicher geliefert werden kann.According to a further aspect of the present invention, the system is further developed in that, depending on the parameter (s) detected, further energy carriers can be supplied from a store.

Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass dem Steuergerät die Menge an vorrätigem weiterem Energieträger in dem Speicher als Parameter zur Verfügung gestellt wird.In particular, it can then be provided that the control unit is provided with the quantity of available further energy source in the memory as a parameter.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand einer besonders bevorzugten Ausführungsform beispielhaft erläutert:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, given by means of a particularly preferred embodiment:

1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems zu dessen Erläuterung und zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 shows a block diagram of a system according to the invention for explaining it and for explaining a method according to the invention;

2 zeigt ein System des Standes der Technik. 2 shows a system of the prior art.

1 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems zu dessen Erläuterung und zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein primärer Energieträger 10 wird einer Mehrzahl von Energiewandlern 14, 16, 18 zugeführt. Bei diesen Energiewandlern 14, 16, 18 kann es sich beispielsweise um Blockheizkraftwerke und/oder Brennstoffzellen und/oder Turbinen handeln. Die Energiewandler 14, 16, 18 wandeln die in dem Energieträger 10 gespeicherte Energie in eine andere Energieform 32 um, beispielsweise in chemische, mechanische, elektrische, thermische, pneumatische und/oder hydraulische Energie. Es ist ferner ein Steuergerät 12 vorgesehen. Dieses Steuergerät steht mit den Energiewandlern 14, 16, 18 über Leitungen 22, 24, 26 in Verbindung, ebenso in irgendeiner Weise mit der von den Energiewandlern 14, 16, 18 erzeugten umgewandelten Energieform 32 über die Verbindung 28. Diese Verbindungen 22, 24, 26, 28 sind mittels Doppelpfeilen symbolisiert, was zum Ausdruck bringen soll, dass es sich hier um Mess- und/oder Steuerleitungen handelt. Ausdrücklich ist einbezogen, dass einzelne dieser Verbindungen ausschließlich Steuerleitungen beziehungsweise ausschließlich Messleitungen sein können. Gleiches gilt für die Verbindung 30, die zwischen dem Steuergerät 12 und einem Speicher 20 für Energieträger 10 vorgesehen ist. Auch drahtlose Verbindungen können zum Einsatz kommen. Dem Speicher 20 kann Energieträger 10 zugeführt werden. Ebenfalls kann dem Speicher 20 Energieträger 10 entnommen werden, um diesen den Energiewandlern 14, 16, 18 zuzuführen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann nur einem Energiewandler 14 Energieträger 10 zugeführt werden. 1 shows a block diagram of a system according to the invention for the explanation thereof and for explaining a method according to the invention. A primary energy source 10 becomes a majority of energy converters 14 . 16 . 18 fed. In these energy converters 14 . 16 . 18 For example, these can be cogeneration units and / or fuel cells and / or turbines. The energy converters 14 . 16 . 18 convert those in the energy source 10 stored energy into another form of energy 32 in, for example, chemical, mechanical, electrical, thermal, pneumatic and / or hydraulic energy. It is also a control unit 12 intended. This control unit is connected to the energy converters 14 . 16 . 18 via lines 22 . 24 . 26 in any way, in any way with that of the energy converters 14 . 16 . 18 generated transformed energy form 32 about the connection 28 , These connections 22 . 24 . 26 . 28 are symbolized by double arrows, which is to express that these are measuring and / or control lines. It is expressly included that individual of these connections can only be control lines or exclusively measuring lines. The same applies to the connection 30 that is between the controller 12 and a memory 20 for energy sources 10 is provided. Even wireless connections can be used. The memory 20 can be an energy source 10 be supplied. Likewise, the memory can 20 fuels 10 be taken to these the energy converters 14 . 16 . 18 supply. In the present embodiment, only one energy converter 14 fuels 10 be supplied.

In 1 nicht dargestellt ist ein Speicher für die umgewandelte Energieform 32. Auch dieser kann im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wesentlich sein, beispielsweise dann, wenn mehr Energie pro Zeiteinheit gewandelt als von den Verbrauchern angefordert wird. Der weitere Energiespeicher für die umgewandelte Energieform 32 kann ebenfalls mit dem Steuergerät 12 in Verbindung stehen, um so durch das Steuergerät Einfluss auf den Speicher für die umgewandelte Energieform zu nehmen. Andererseits kann dem Steuergerät so auch Information über die Menge an in dem Speicher gespeicherter Energie übermittelt werden. In 1 not shown is a memory for the converted energy form 32 , Again, this may be essential in the context of the present invention, for example, when more energy per unit of time is required than is requested by consumers. The further energy storage for the converted energy form 32 can also with the control unit 12 in order to influence the memory for the converted energy form by the control unit. On the other hand, information about the amount of energy stored in the memory can thus also be transmitted to the control unit.

Im Betrieb des Systems wird Energieträger 10 den Energiewandlern 14, 16, 18 zugeführt. Gleichzeitig kann der Speicher 20 mit Energieträger 10 befüllt werden. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn eine große Menge an primärem Energieträger 10 zur Verfügung steht. Angenommen, die zur Verfügung stehende Menge an Energieträger 10 reicht aus, um alle Energiewandler 14, 16, 18 nahe ihrem optimalen Arbeitsbereich zu betreiben, so wird dies von dem Steuergerät 12 über insbesondere die Verbindungen 22, 24, 26 zwischen dem Steuergerät 12 und den Energiewandlern 14, 16, 18 erfasst. Weitere Informationen 12 kann das Steuergerät über die Verbindung 28 aus der gewandelten Energieform 32 beziehen, beispielsweise auf der Grundlage ihrer chemischen Zusammensetzung. Tritt nun der Fall auf, dass die Menge an primär zur Verfügung gestelltem Energieträger 10 abnimmt, so werden zunächst die Energiewandler 14, 16, 18 suboptimal betrieben, was das Steuergerät 12 erfasst. Ab einem bestimmten Gesamtzustand, der über Algorithmen oder durch Vergleich mit Tabellen durch das Steuergerät 12 ermittelt werden kann, kann die Arbeitsweise eines oder mehrerer der Energiewandler 14, 16, 18 verändert werden, beispielsweise indem einer oder mehrere der Energiewandler 14, 16, 18 deaktiviert werden. Alternativ oder zusätzlich kann Energieträger 10 aus dem Speicher 20 entnommen und den Energiewandlern 14, 16, 18 selektiv zugeführt werden. Neben der Berücksichtigung des Arbeitspunktes der Energiewandler 14, 16, 18 können weitere Parameter bei der Einstellung der Arbeitsweise des Systems berücksichtigt werden, insbesondere eine Drehzahl des Energiewandlers, die ja auch in gewisser Weise als Maß für die Leistung des Energiewandlers angesehen werden kann. Ebenfalls kann die chemische Zusammensetzung des primären Energieträgers 10 berücksichtigt werden. Ein weiterer Parameter, der die Arbeitsweise des Systems bestimmen kann, ist die chemische Zusammensetzung des bei der chemischen Reaktion in beispielsweise einem Blockheizkraftwerk erzeugten Produktes. Fluiddrücke und Volumenströme im System können ebenfalls eine wichtige Rolle für die Veränderung von dessen Arbeitsweise bedeuten. Gleiches gilt für eine von einem oder mehreren Energiewandlern bereitgestellte elektrische Stromstärke sowie die elektrische Spannung, insbesondere deren Stabilität.The operation of the system becomes an energy source 10 the energy converters 14 . 16 . 18 fed. At the same time, the memory can 20 with energy carrier 10 be filled. This is particularly useful when a large amount of primary energy source 10 is available. Suppose the amount of energy available 10 is enough for all energy converters 14 . 16 . 18 To operate near their optimum working range, this is done by the controller 12 in particular the connections 22 . 24 . 26 between the controller 12 and the energy converters 14 . 16 . 18 detected. additional Information 12 can the controller over the connection 28 from the transformed form of energy 32 based, for example, on their chemical composition. Now occurs the case that the amount of primarily provided energy 10 decreases, so are the first energy converters 14 . 16 . 18 suboptimal operated, what the controller 12 detected. From a certain overall state, through algorithms or by comparison with tables by the controller 12 can be determined, the operation of one or more of the energy converters 14 . 16 . 18 be changed, for example, by one or more of the energy converters 14 . 16 . 18 be deactivated. Alternatively or additionally, energy sources 10 from the store 20 taken and the energy converters 14 . 16 . 18 be supplied selectively. In addition to the consideration of the operating point of the energy converter 14 . 16 . 18 Other parameters can be taken into account when setting the operation of the system, in particular a speed of the energy converter, which can also be considered in some ways as a measure of the performance of the energy converter. Likewise, the chemical composition of the primary energy source 10 be taken into account. Another parameter which can determine the operation of the system is the chemical composition of the product produced during the chemical reaction in, for example, a combined heat and power plant. Fluid pressures and flow rates in the system can also play an important role in changing how it works. The same applies to an electrical current provided by one or more energy converters and the electrical voltage, in particular their stability.

Wenn vorliegend von einer Komponente die Rede ist, so schließt dies nicht aus, dass mehrere gleichartige oder vergleichbare Komponenten vorgesehen sind beziehungsweise dass mehrere Komponenten vorgesehen sind, die dieselbe oder im Wesentlichen dieselbe Aufgabe erfüllen. Dies gilt beispielsweise für die beschriebenen Speicher, einerseits für den Speicher 20, der zur Aufnahme des primären Energieträgers vorgesehen ist. Hier können mehrere Speicher für denselben Energieträger oder für unterschiedliche Energieträger vorgesehen sein. Gleiches gilt für den in 1 nicht dargestellten Speicher für die umgewandelte Energie. Auch hier kann es sich um mehrere Speicher für gleiche Energieformen oder auch für unterschiedliche Energieformen handeln.In the present case, if a component is mentioned, this does not exclude that several identical or comparable components are provided or that several components are provided which fulfill the same or essentially the same task. This applies, for example, to the described memories, on the one hand for the memory 20 , which is intended to receive the primary energy carrier. Here, several memories can be provided for the same energy carrier or for different energy sources. The same applies to the in 1 not shown storage for the converted energy. Again, it may be multiple storage for the same forms of energy or for different forms of energy.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the foregoing description, in the drawings and in the claims may be essential to the realization of the invention both individually and in any combination.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Energieträger fuels
1212: Steuergerät control unit
1414: Energiewandler energy converters
1616: Energiewandler energy converters
1818: Energiewandler energy converters
2020: Speicher Storage
2222: Verbindung connection
2424: Verbindung connection
2626: Verbindung connection
2828: Verbindung connection
3030: Verbindung connection
3232: Energieform energy form

Claims

Method for adjusting a mode of operation of a system for the conversion of energy from an energy source ( 10 ), comprising the steps of: - detecting at least one parameter of the system, - processing the parameter by a control device ( 12 ), - outputting of at least one signal by the control unit ( 12 ) and - adjusting the operation of the system as a function of the signal, - characterized in that the system comprises at least two Facilities ( 14 . 16 . 18 ) for conversion of energy, each of the facilities ( 14 . 16 . 18 ) provides a specific contribution to the energy converted at a given time to the energy converted in the system as a whole per unit of time, and - that adjusting the operation of the system means adjusting the contribution of at least one of the devices ( 14 . 16 . 18 ) for the conversion of energy.

Method according to claim 1, characterized in that at least one of the devices ( 14 . 16 . 18 ) for the conversion of energy belongs to the following group: - internal combustion engine, in particular cogeneration plant or generator, - fuel cell, - turbine.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the setting of the contribution of the facilities ( 14 . 16 . 18 ) for the conversion of energy activating or deactivating the facilities ( 14 . 16 . 18 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one parameter belongs to the following group: - power of the energy converter, - speed of the energy converter, - difference of an actual power of the energy converter to a target power of the energy converter, - chemical composition the energy source, - the chemical composition of a product generated by a chemical reaction, - the pressure of a fluid, - the volume flow of a fluid, - the electrical current, - the electrical voltage, - the energy demand of consumers.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 12 ) works on the basis of stored algorithms and / or stored tables.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, depending on the parameter (s) detected, further energy sources ( 10 ) from a memory ( 20 ) can be delivered.

Method according to claim 6, characterized in that the control unit ( 12 ) the amount of additional energy source ( 10 ) in the memory ( 20 ) is provided as a parameter.

System for the conversion of energy from an energy source ( 10 ), - means ( 12 . 22 . 24 . 26 . 28 . 30 ) for detecting at least one parameter of the system, - a control device ( 12 ) for processing the parameter and for outputting a signal, means for adjusting the operation of the system as a function of the signal, characterized in that the system comprises at least two devices ( 14 . 16 . 18 ) for conversion of energy, each of the facilities ( 14 . 16 . 18 ) provides a specific contribution to the energy converted at a given time to the energy converted in the system as a whole per unit of time, and - that adjusting the operation of the system means adjusting the contribution of at least one of the devices ( 14 . 16 . 18 ) for the conversion of energy.

System according to claim 8, characterized in that at least one of the devices ( 14 . 16 . 18 ) for the conversion of energy belongs to the following group: - internal combustion engine, in particular cogeneration plant or generator, - fuel cell, - turbine.

System according to claim 8 or 9, characterized in that the setting of the contribution of the facilities ( 14 . 16 . 18 ) for the conversion of energy activating or deactivating the facilities ( 14 . 16 . 18 ).

System according to one of claims 8 to 10, characterized in that the at least one parameter belongs to the following group: - power of the energy converter, - speed of the energy converter, - difference of an actual power of the energy converter to a desired power of the energy converter, - chemical composition of the energy carrier, - chemical composition of a product generated in a chemical reaction, - pressure of a fluid, - volume flow of a fluid, - electric current, - electrical voltage, - energy requirements of consumers.

System according to one of claims 8 to 11, characterized in that the control unit ( 12 ) works on the basis of stored algorithms and / or stored tables.

System according to one of claims 8 to 12, characterized in that depending on the or the detected parameters of further energy sources ( 10 ) can be supplied from a memory.

System according to claim 13, characterized in that the control unit, the amount of available further energy source ( 10 ) in the memory ( 12 ) is provided as a parameter.