DE102019128382B4 - Technical installation, technical equipment and method for obtaining at least one chemical substance - Google Patents

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    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

Technische Anlage (10) zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder durch Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems, mit- mindestens einer Windenergieanlage (12) zur Erzeugung elektrischer Energie in Form von Gleichstrom und- mindestens einer gleichstrombetreibbaren technischen Einrichtung (14) zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems, wobei diese zumindest eine technische Einrichtung (14) mehrere gleichstrombettreibbare Module (36) zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Module (36) einrichtungsintern bezüglich des von der mindestens einen Windenergieanlage (12) unmittelbar, derart unmittelbar, dass der Gleichstrom direkt aus dem Zwischenkreis entnommen wird, erzeugten Gleichstroms, in einem Strompfad in Serie verschaltbar sind und jedes der Module (36) der Serienschaltung wahlweise zuschaltbar ist.Technical system (10) for obtaining at least one chemical substance by splitting a chemical starting material and/or by separating a starting material system, with- at least one wind turbine (12) for generating electrical energy in the form of direct current and- at least one technical device that can be operated with direct current Device (14) for splitting the chemical starting material and/or for separating the starting material system, this at least one technical device (14) having several modules (36) that can be operated in parallel current for splitting the chemical starting material and/or for separating the output material system, characterized in that these modules (36) can be connected in series in a current path in the device with regard to the direct current generated directly by the at least one wind turbine (12), in such a direct manner that the direct current is taken directly from the intermediate circuit, and each of the modules (36) of the series circuit tion can be optionally switched on.

Description

Die Erfindung betrifft eine technische Anlage zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems, mit (a) mindestens einer Windenergieanlage zur Erzeugung elektrischer Energie in Form von Gleichstrom und (b) mindestens einer mittels Gleichstrom betreibbaren technischen Einrichtung zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems.The invention relates to a technical system for obtaining at least one chemical substance by splitting a chemical starting material and/or separating a starting material system, with (a) at least one wind turbine for generating electrical energy in the form of direct current and (b) at least one means Technical device that can be operated in direct current for splitting the chemical starting material and/or for separating the starting material system.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine technische Einrichtung für eine derartige technische Anlage und ein entsprechendes Verfahren zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Aufgangs-Stoffes und/oder Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems mittels einer derartigen technischen Anlage.The invention also relates to a technical device for such a technical system and a corresponding method for obtaining at least one chemical substance by splitting a chemical substance that has risen and/or separating a starting material system using such a technical system.

Das Dokument US 2012/0217760 A1 offenbart ein System zur Erzeugung von geregeltem und steuerbarem Wechselstrom aus erneuerbaren Energiequellen, die in ihrer Leistungsabgabe intermittierend sind. Die gesamte Konfiguration umfasst eine erneuerbare Energiequelle und einen geeigneten Umwandlungsmechanismus, einen Elektrolyseur zur Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser, einen Wasserstoffspeicher, Brennstoffzellen zur Erzeugung von Gleichstrom unter Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff und ein elektromechanisches Energieumwandlungssystem, das einen Gleichstrommotor in Reihe mit einem Wechselstromgenerator umfasst, um den Gleichstromausgang der Brennstoffzellen in einen steuerbaren, geregelten, oberwellenfreien Wechselstromausgang umzuwandeln, der direkt an das Stromnetz angeschlossen ist. Zu den weiteren Merkmalen des Systems gehört die Möglichkeit, das System so zu modifizieren, dass Strom aus Erdgas, Propan und Wasserstoff erzeugt werden kann, der mit Strom aus Schwachlastzeiten erzeugt wurde.The document U.S. 2012/0217760 A1 discloses a system for generating regulated and controllable alternating current from renewable energy sources that are intermittent in their power output. The entire configuration includes a renewable energy source and appropriate conversion mechanism, an electrolyzer to produce hydrogen from water, a hydrogen storage facility, fuel cells to produce direct current using hydrogen as a fuel, and an electromechanical energy conversion system that includes a DC motor in series with an alternator, to convert the DC output of the fuel cells to a controllable, regulated, harmonic-free AC output that connects directly to the grid. Other features of the system include the ability to modify the system to generate electricity from natural gas, propane and hydrogen generated using off-peak electricity.

Das Dokument US 2010/0114395 A1 offenbart ein System zur Verteilung von elektrischer Energie aus einem Windpark, der Wechselstrom mit mittlerer bis hoher Spannung für mehrere Elektrolyseur-Module zur Produktion von Wasserstoff erzeugt. Zudem offenbart das Dokument ein System zur Verteilung von elektrischer Energie aus einem Windpark, der Gleichstrom mittlerer Spannung für mehrere Elektrolyseur-Module zur Produktion von Wasserstoff erzeugt.The document U.S. 2010/0114395 A1 discloses a system for distributing electrical power from a wind farm that produces medium to high voltage alternating current for multiple electrolyzer modules for the production of hydrogen. In addition, the document discloses a system for distributing electrical energy from a wind farm that generates medium-voltage direct current for a number of electrolyzer modules for the production of hydrogen.

Das Dokument EP 1 323 222 B1 beschreibt eine technische Anlage zur Gewinnung des chemischen Stoffes Wasserstoff durch Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes Wasser per Wasserelektrolyse und zur Gewinnung von aufbereitetem Wasser durch Entsalzen des Ausgangs-Stoffsystems Meerwasser, mit mehreren Windenergieanlagen zur Erzeugung elektrischer Energie in Form von Gleichstrom und mehreren mittels Gleichstrom betreibbaren technischen Einrichtungen, unter anderem zur Wasserelektrolyse und zur MeerwasserEntsalzung. Jede der Windenergieanlagen weist einen Generator zur Erzeugung von Generatorstrom und einen dem Generator nachgeschalteten Gleichrichter zur Wandlung des Generatorstroms in den Gleichstrom eines Zwischenkreises auf. Zwischen dem Zwischenkreis und jeder der technischen Einrichtungen ist ein jeweiliger Gleichspannungswandler zwischengeschaltet, der die Gleichspannung des Zwischenkreises in die von der jeweiligen technischen Einrichtung benötigte Gleichspannung wandelt.The document EP 1 323 222 B1 describes a technical system for obtaining the chemical substance hydrogen by splitting the chemical starting material water using water electrolysis and for obtaining treated water by desalinating the starting material system seawater, with several wind turbines for generating electrical energy in the form of direct current and several that can be operated using direct current technical facilities, including water electrolysis and seawater desalination. Each of the wind energy installations has a generator for generating generator current and a rectifier connected downstream of the generator for converting the generator current into the direct current of an intermediate circuit. A respective DC voltage converter is connected between the intermediate circuit and each of the technical devices, which converter converts the DC voltage of the intermediate circuit into the DC voltage required by the respective technical device.

Eine derartige technische Anlage mit Zwischenkreis lässt sich gut regeln, hat aber einen recht komplexen Aufbau, der seinen Preis hat.Such a technical system with an intermediate circuit is easy to regulate, but has a rather complex structure, which has its price.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, die es ermöglichen, eine derartige technische Anlage zu vereinfachen und/oder günstiger zu machen.It is the object of the invention to specify measures that make it possible to simplify such a technical installation and/or make it cheaper.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Preferred developments of the invention are specified in the subclaims, which individually or in combination can represent an aspect of the invention.

Bei der erfindungsgemäßen technischen Anlage zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder durch Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems, mit (i) mindestens einer Windenergieanlage zur Erzeugung elektrischer Energie in Form von Gleichstrom und mit (ii) mindestens einer gleichstrombetreibbaren technischen Einrichtung zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems, ist vorgesehen, dass diese zumindest eine technische Einrichtung mehrere gleichstrombettreibbare Module zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, wobei diese Module einrichtungsintern bezüglich des von der mindestens einen Windenergieanlage unmittelbar erzeugten Gleichstroms, in einem Strompfad in Serie verschaltbar sind und jedes der Module der Serienschaltung wahlweise zuschaltbar ist.In the technical plant according to the invention for obtaining at least one chemical substance by splitting a chemical starting material and/or by separating a starting material system, with (i) at least one wind turbine for generating electrical energy in the form of direct current and with (ii) at least one technical device that can be operated with direct current for splitting the chemical starting material and/or for separating the starting material system, it is provided that this at least one technical device has several modules that can be operated with direct current for splitting the chemical starting material and/or for separating the starting material system, wherein these modules can be connected in series in a current path within the device with regard to the direct current generated directly by the at least one wind energy installation, and each of the modules of the series connection can be selectively connected.

Das Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes erfolgt beispielsweise durch Elektrolyse und das Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems beispielsweise durch ein Membrantrennverfahren wie Osmose bzw. Umkehrosmose. Im Falle der Osmose/Umkehrosmose wird dann die benötigte Druckdifferenz per mit Gleichstrom betriebener Pumpe erzeugt.The chemical starting material is broken down, for example, by electrolysis, and the starting material system is separated, for example, by a membrane separation process such as osmosis or reverse osmosis. In the case of the Osmo se/reverse osmosis, the required pressure difference is then generated by a pump operated with direct current.

Verglichen mit der in Dokument EP 1 323 222 B1 beschriebenen technischen Anlage kann durch die besondere Ausgestaltung der technischen Einrichtung(en) bei der erfindungsgemäßen technischen Anlage nun der Gleichstrom zur Gewinnung des chemischen Stoffes direkt aus dem „Zwischenkreis“ entnommen werden. Zusätzliche Gleichspannungswandler werden nicht benötigt.Compared to the one in document EP 1 323 222 B1 The technical system described can now be taken directly from the "intermediate circuit" due to the special design of the technical device(s) in the technical system according to the invention for the production of the chemical substance. Additional DC converters are not required.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die mindestens eine Windenergieanlage einen Generator zur Erzeugung von Generatorstrom und einen dem Generator nachgeschalteten Gleichrichter zur Wandlung des Generatorstroms in den Gleichstrom für die mindestens eine Einrichtung auf. Dieser Gleichstrom wird gegebenenfalls noch modifiziert, bevorzugt mittels eines Bremswiderstandes.According to a preferred embodiment of the invention, the at least one wind turbine has a generator for generating generator current and a rectifier connected downstream of the generator for converting the generator current into direct current for the at least one device. If necessary, this direct current is also modified, preferably by means of a braking resistor.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Gleichrichter eingerichtet ist, den vom Generator erzeugten Generatorstrom über nur einen Wandlungsschritt in den Gleichstrom zu wandeln. Der Generatorstrom ist ein Wechselstrom, der per Gleichrichter nur einmal gewandelt und dann der mindestens einer gleichstrombetreibbaren technischen Einrichtung zur Verfügung gestellt wird.It is provided in particular that the rectifier is set up to convert the generator current generated by the generator into direct current via only one conversion step. The generator current is an alternating current that is only converted once by a rectifier and then made available to at least one technical device that can be operated with direct current.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Gewinnung des chemischen Stoffes durch Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes oder Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems eine Wasserelektrolyseanlage zur Gewinnung von Wasserstoff oder eine Wasser-Entsalzungsanlage zur Gewinnung von aufbereitetem Wasser ist. Diese beiden Anwendungen sind neben dem Laden von lokalen Akkumulatoren die beiden weiteren typischen „Insel-Anwendungen“ derartiger technischer Anlagen.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the device for obtaining the chemical substance by splitting the chemical starting material or separating the starting material system is a water electrolysis plant for obtaining hydrogen or a water desalination plant for obtaining treated water. In addition to charging local accumulators, these two applications are the other two typical "island applications" of such technical systems.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich jedes Modul zusammen mit einer in Serie geschalteten ersten Schalteinheit und mit einer parallel zu dieser Serienschaltung aus Modul und erster Schalteinheit geschalteten zweiten Schalteinheit in einem jeweiligen Abschnitt des Strompfades befindet. Über die parallel geschalteten Schalteinheiten können die entsprechenden Module jeweils per Bypass-Strompfad kurzgeschlossen und so aus dem Strompfad herausgenommen werden.According to yet another preferred embodiment of the invention, it is provided that each module is located in a respective section of the current path together with a first switching unit connected in series and with a second switching unit connected in parallel with this series connection of module and first switching unit. The corresponding modules can each be short-circuited via the parallel-connected switching units via a bypass current path and thus removed from the current path.

Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die zumindest eine technische Einrichtung Mittel zur Messung des Modulstroms und/oder der Modulspannung seiner Module aufweist. Dies sind insbesondere Strom- bzw. Spannungsmesseinrichtungen.Furthermore, it is advantageously provided that the at least one technical device has means for measuring the module current and/or the module voltage of its modules. These are in particular current or voltage measuring devices.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die technische Anlage zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Regelung der mindestens einen Windenergieanlage und zur Ansteuerung der mindestens einen technischen Einrichtung auf. Dabei steuert die Steuer- und/oder Regeleinrichtung insbesondere die den Modulen zugeordneten Schalteinheiten an.According to a further preferred embodiment of the invention, the technical installation has at least one open-loop and/or closed-loop control device for controlling the at least one wind energy installation and for controlling the at least one technical device. In this case, the control and/or regulating device controls in particular the switching units assigned to the modules.

Bei der erfindungsgemäßen technischen Einrichtung zum Aufspalten eines chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems, die mittels Gleichstrom betreibbar ist, insbesondere für eine vorstehend genannte technische Anlage, ist vorgesehen, dass diese technische Einrichtung mehrere gleichstrombetriebene Module zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, wobei diese Module einrichtungsintern bezüglich elektrischer Anschlüsse für den Gleichstrom in einer Serienschaltung verschaltbar sind und jedes der Module der Serienschaltung wahlweise zuschaltbar oder überbrückbar ist.In the case of the technical device according to the invention for splitting a chemical starting material and/or for separating a starting material system, which can be operated by means of direct current, in particular for a technical system mentioned above, it is provided that this technical device has several modules operated with direct current for splitting the chemical Starting material and/or for separating the starting material system, wherein these modules can be connected in a series connection inside the device with regard to electrical connections for the direct current and each of the modules in the series connection can be optionally switched on or bridged.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Aufgangs-Stoffes oder Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems mittels einer technischen Anlage, die mindestens eine Windenergieanlage zur Erzeugung elektrischer Energie in Form von Gleichstrom und mindestens eine mittels dieses Gleichstroms betriebene Einrichtung zur Gewinnung des chemischen Stoffes durch Aufspalten des chemischen Aufgangs-Stoffes oder Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, ist vorgesehen, dass diese zumindest eine technische Einrichtung mehrere gleichstrombetriebene Module zum Aufspalten des chemischen Aufgangs-Stoffes oder Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, die bezüglich des Gleichstroms in einem Strompfad in Serie verschaltbar sind, wobei jedes der Module dem Strompfad in Abhängigkeit einer aktuellen elektrischen Leistung der mindestens einen Windenergieanlage wahlweise zugeschaltet oder überbrückt wird.In the method according to the invention for obtaining at least one chemical substance by splitting up a chemical substance or separating a starting material system by means of a technical system, which has at least one wind turbine for generating electrical energy in the form of direct current and at least one device operated by means of this direct current for the extraction of the chemical substance by splitting the chemical rising substance or separating the starting material system, it is provided that this at least one technical device has several DC-operated modules for splitting the chemical rising substance or separating the starting material system, which with regard to the direct current in a current path can be connected in series, each of the modules being selectively connected to or bridged in the current path depending on a current electrical output of the at least one wind turbine.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass sich die aktuelle elektrische Leistung der mindestens einen Windenergieanlage aus den aktuellen Windverhältnissen und einer Regelung der mindestens einen Windenergieanlage ergibt. Die Regelung erfolgt insbesondere mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that the current electrical power of the at least one wind energy installation results from the current wind conditions and a regulation of the at least one wind energy installation. The regulation takes place in particular by means of the control and/or regulating device.

Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die mindestens eine Windenergieanlage einen Generator zur Erzeugung von Generatorstrom und einen dem Generator nachgeschalteten Gleichrichter zur Wandlung des Generatorstroms in den Gleichstrom für die mindestens eine technische Einrichtung auf, wobei der Gleichrichter den vom Generator erzeugten Generatorstrom über nur einen Wandlungsschritt in den Gleichstrom wandelt.According to another preferred embodiment of the method according to the invention, the at least one wind turbine has a generator for generating generator current and a rectifier connected downstream of the generator for converting the generator current into direct current for the at least one technical device, with the rectifier converting the generator current generated by the generator via only converts a conversion step into direct current.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der mindestens eine gewonnene chemische Stoff ein (a) durch Elektrolyse gewonnener Stoff, insbesondere Wasserstoff und/oder (b) durch einen Membrantrennprozess oder einen thermischen Trennprozess gewonnener Stoff, insbesondere Wasser, ist.According to a further preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided that the at least one chemical substance obtained is (a) a substance obtained by electrolysis, in particular hydrogen, and/or (b) a substance obtained by a membrane separation process or a thermal separation process, in particular water.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt die

  • 1 eine technische Anlage zur Gewinnung eines chemischen Stoffes gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung.
In the following, the invention is explained by way of example with reference to the attached drawing using a preferred exemplary embodiment, it being possible for the features presented below to represent an aspect of the invention both individually and in combination. It shows the
  • 1 a technical system for obtaining a chemical substance according to a preferred embodiment of the invention.

Die 1 zeigt eine technische Anlage 10 zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Ausgangs-Stoffes. Die technische Anlage 10 umfasst dabei einerseits eine Windenergieanlage 12 zur Erzeugung elektrischer Energie in Form von Gleichstrom und andererseits eine gleichstrombetreibbare technische Einrichtung 14 zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes. Im vorliegenden Fall ist der chemische Ausgangsstoff Wasser (H2O) und der daraus mittels der technischen Anlage 10 gewonnene chemische Stoff Wasserstoff (H2). Alternativ oder zusätzlich könnte diese technische Anlage 10 so erweitert werden, dass sie auch zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems geeignet ist.the 1 shows a technical system 10 for obtaining at least one chemical substance by splitting a chemical starting material. The technical system 10 comprises, on the one hand, a wind turbine 12 for generating electrical energy in the form of direct current and, on the other hand, a technical device 14 that can be operated with direct current for splitting the chemical starting material. In the present case, the chemical starting material is water (H 2 O) and the chemical substance obtained from it by means of the technical system 10 is hydrogen (H 2 ). Alternatively or additionally, this technical installation 10 could be expanded in such a way that it is also suitable for obtaining at least one chemical substance by separating a starting material system.

Die Windenergieanlage 12 der hier gezeigten technischen Anlage 10 umfasst einen Rotor 16 mit Rotorblättern 18 und einer Rotorwelle 20, einen über die Rotorwelle 20 angetriebenen Generator 22 zur Erzeugung von Generatorstrom und einen dem Generator 22 nachgeschalteten Gleichrichter 24 zur Wandlung des Generatorstroms in den Gleichstrom für die technische Einrichtung 14. Eine Regelung der mechanischen Leistung wird bei pitchgeregelten Windenergieanlage 12 durch das Verdrehen der Rotorblätter 18 gewährleistet. Hierbei wird die Vorderkante des jeweiligen Rotorblattes 18 in die Anströmung gedreht. Der geringere Anstellwinkel α führt zu kleineren Auftriebskräften und somit zu einer geringeren Leistung. Zur Durchführung der Regelung weist die Windenergieanlage 12 eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 26 auf. Der Generator 22 setzt diese mechanische Leistung um und erzeugt einen Generatorstrom entsprechender elektrischer Leistung. Diese kann dann mittels eines Bremswiderstandes 28 reduziert werden. Hier im gezeigten Beispiel ist der Generator 22 als Synchrongenerator 30 ausgebildet. Bei diesem Synchrongenerator 30 erfolgt die Steuerung eines entsprechenden Erregerstromes durch den Erregersteller 32 in der Erregerwicklung 34 in Kombination mit der erwähnten Pitchregelung.The wind energy installation 12 of the technical installation 10 shown here comprises a rotor 16 with rotor blades 18 and a rotor shaft 20, a generator 22 driven via the rotor shaft 20 for generating generator current and a rectifier 24 connected downstream of the generator 22 for converting the generator current into direct current for the technical device 14. In the case of a pitch-controlled wind energy installation 12, the mechanical power is regulated by rotating the rotor blades 18. Here, the leading edge of the respective rotor blade 18 is turned into the oncoming flow. The lower angle of attack α leads to lower lift forces and thus to lower performance. The wind energy installation 12 has a control and/or regulating device 26 for carrying out the regulation. The generator 22 converts this mechanical power and generates a generator current of corresponding electrical power. This can then be reduced by means of a braking resistor 28 . Here in the example shown, the generator 22 is designed as a synchronous generator 30 . In this synchronous generator 30, a corresponding excitation current is controlled by the excitation controller 32 in the excitation winding 34 in combination with the mentioned pitch regulation.

Die technische Einrichtung 14 weist ihrerseits eine Mehrzahl gleichstrombetreibbarer Module 36 jeweils zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes auf. Diese Module 36 sind einrichtungsintern in einer Schaltungsanordnung 38 verschaltet, über die sie bezüglich des von der Windenergieanlage 12 unmittelbar erzeugten Gleichstroms, in einem Strompfad 40 in Serie, also in einer Serienschaltung mehrerer dieser Module 36, verschaltbar sind. Jedes Modul 36 der Mehrzahl von Modulen 36 in der Schaltungsanordnung 38 ist der entsprechenden Serienschaltung mehrerer Module 36 wahlweise zuschaltbar. Dazu befindet sich jedes der Module 36 zusammen mit einer in Serie geschalteten ersten Schalteinheit 42 und mit einer parallel zu dieser Serienschaltung aus Modul 36 und erster Schalteinheit 42 geschalteten zweiten Schalteinheit 44 in einem jeweiligen Abschnitt 46 des Strompfades 40. Zusätzlich weist jeder Abschnitt 46 eine parallel zum jeweiligen Modul 36 geschaltete Spannungsmesseinrichtung 48 sowie eine mit dem jeweiligen Modul 36 in Serie geschaltete Strommesseinrichtung 50 auf.The technical device 14 in turn has a plurality of modules 36 that can be operated with direct current, each for splitting the chemical starting material. These modules 36 are connected inside the device in a circuit arrangement 38 via which they can be connected in series in a current path 40 with respect to the direct current generated directly by the wind turbine 12 , ie in a series connection of several of these modules 36 . Each module 36 of the plurality of modules 36 in the circuit arrangement 38 can be selectively connected to the corresponding series connection of a plurality of modules 36 . For this purpose, each of the modules 36 is located in a respective section 46 of the current path 40 together with a first switching unit 42 connected in series and with a second switching unit 44 connected in parallel with this series connection of module 36 and first switching unit 42. In addition, each section 46 has a parallel voltage measuring device 48 connected to the respective module 36 and a current measuring device 50 connected in series with the respective module 36 .

Die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 26 ist im vorliegenden Beispiel sowohl für die Steuerung/Regelung der Windenergieanlage 12 als auch der technischen Einrichtung 14 zuständig. Daher gibt sie Steuersignale auch an die Schalteinheiten 42, 44 aus und liest die Messeinrichtungen 48, 50 aus (in 1 durch Pfeile angedeutet).In the present example, the open-loop and/or closed-loop control device 26 is responsible for both the open-loop/closed-loop control of the wind energy installation 12 and the technical device 14 . It therefore also outputs control signals to the switching units 42, 44 and reads out the measuring devices 48, 50 (in 1 indicated by arrows).

Die aktuelle elektrische Leistung der Windenergieanlage 12 ergibt sich aus den aktuellen Windverhältnissen und der Regelung der Windenergieanlage 12. Zur Gewinnung des chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Aufgangs-Stoffes mittels der technischen Anlage 10 wird nun jedes gleichstrombetriebene Modul 36 der technischen Einrichtung 14 dem Strompfad 40 in Abhängigkeit der aktuellen elektrischen Leistung der Windenergieanlage 12 wahlweise zugeschaltet.The current electrical output of the wind turbine 12 results from the current wind conditions and the control of the wind turbine 12. To obtain the chemical substance by splitting a chemical rise substance using the technical system 10, each DC-operated module 36 of the technical device 14 is now connected to the current path 40 optionally switched on depending on the current electrical power of the wind turbine 12 .

Innerhalb dieser technischen Anlage 10 ist es möglich, einen Verbraucher, der nur mit vergleichsweise niedriger Spannung betrieben werden darf, in diesem Fall beispielsweise einen Elektrolyseur, an einer Windenergieanlage 12 mit deutlich höherer Ausgangsspannung ohne Verwendung eines Transformators und nur mit Hilfe der in der Windenergieanlage 12 notwendigerweise vorhandenen Leistungselektronik - insbesondere im Gleichrichter 24 - anzuschließen. Um die Leistung, die die Windenergieanlage 12 liefert, in eine niedrige Spannung bei hohem Strom umzuwandeln (Leistung ist das Produkt Spannung * Strom) ist eine große Überdimensionierung der Leistungselektronik erforderlich, weil der Strom dimensionierend für die Halbleiterschalter der Leistungselektronik ist. Ebenso entstehen hohe Verluste in einer entsprechenden Turmverkabelung eines (hier nicht gezeigten) Turms der Windenergieanlage 12 (Verluste verhalten sich quadratisch zum Strom), wenn der steuerbare Gleichrichter 24 im Maschinenhaus oben auf dem Turm betrieben wird.Within this technical system 10, it is possible to connect a consumer that may only be operated with comparatively low voltage, in this case an electrolyser, to a wind turbine 12 with a significantly higher output voltage without using a transformer and only with the help of the wind turbine 12 necessarily existing power electronics - especially in the rectifier 24 - to connect. In order to convert the power supplied by the wind turbine 12 to a low voltage at high current (power is the product of voltage * current) a large overdesign of the power electronics is required because the current is dimensioning for the semiconductor switches of the power electronics. Likewise, high losses occur in a corresponding tower cabling of a tower (not shown here) of the wind energy installation 12 (losses are related to the square of the current) when the controllable rectifier 24 is operated in the machine house on top of the tower.

Es ist die dem hier gezeigten Aufbau der technischen Anlage 10 zugrundeliegende Idee die Anschlussspannung des Verbrauchers, also der technischen Einrichtung 14, so zu erhöhen, das die Leistungsabgabe der Windenergieanlage 12 optimiert werden kann und die Regelung der Windenergieanlage 12 und die Regelungsanforderungen des Verbrauchers - hier der als Elektrolyseur ausgebildeten technischen Einrichtung 14 - möglichst optimal zu kombinieren. Durch die Nutzung von mehreren Modulen 36 und deren Serienschaltung innerhalb der technischen Einrichtung 14 erhöht sich die Gesamt-Anschlussspannung an den Anschlüssen 52, 54 der technischen Einrichtung 14 bei gleichbleibender Anschlussspannung der einzelnen Module 36. Die Gesamt-Anschlussspannung entspricht dann der mittels des Bremswiderstandes 28 reduzierte Generatorspannung an den Anschlüssen 52, 54.The idea on which the structure of the technical installation 10 shown here is based is to increase the connection voltage of the consumer, i.e. the technical device 14, in such a way that the power output of the wind energy installation 12 can be optimized and the control of the wind energy installation 12 and the control requirements of the consumer - here the technical device 14 designed as an electrolyzer - to be combined as optimally as possible. By using several modules 36 and connecting them in series within the technical device 14, the total connection voltage at the connections 52, 54 of the technical device 14 increases while the connection voltage of the individual modules 36 remains the same. The total connection voltage then corresponds to that generated by the braking resistor 28 reduced generator voltage at terminals 52, 54.

Sind alle in Serie geschalteten Verbraucher/Module 36 im Verhalten identisch, d.h. alle haben bei gleicher Temperatur und Spannung die exakt gleichen Innenwiderstände, erhält jedes der Module 36 eine Anschlussspannung von exakt U/n bei n= Anzahl der in Serie geschalteten Verbraucher und U = Ausgangsspannung des WEA Gleichrichters 24. Man braucht nur die Spannung U über die Leistungselektronik 24, 26 genau zu regeln und es stellt sich der erwünschte Strom in den Verbrauchern, also den Modulen 36, ein.If all consumers/modules 36 connected in series behave identically, i.e. all have exactly the same internal resistance at the same temperature and voltage, each of the modules 36 receives a connection voltage of exactly U/n with n= number of consumers connected in series and U = Output voltage of the WEA rectifier 24. You only need to precisely regulate the voltage U via the power electronics 24, 26 and the desired current is set in the consumers, ie the modules 36.

Das ist in Realität aber nicht der Fall. Daher muss die Spannung an jedem im Strompfad 40 in Serie geschalteten Modul 36 um einen Betrag veränderlich sein, um eine genaue Stromregelung in jedem der Module 36 durchführen zu können. Dies kann durch den jedem Modul 36 parallelgeschaltete zweite Schalteinheit 44 erfolgen. Wird eine der zweiten Schalteinheiten 44 geschlossen, wird die Spannung an dem entsprechenden Modul 36, welches parallel zu dieser zweiten Schalteinheit 38 liegt, kurzgeschlossen, beträgt also 0V. Gleichzeitig erhöht sich die Spannung an den anderen Modulen 36 des Strompfades 40 von U/n auf den Betrag U/(n-1) also die nicht überbrückten Module 36 bekommen eine höhere Spannung. Durch schnelles Takten, entweder per Pulsweitenmodulation (PWM) oder konstante Pulslänge und variable Taktfrequenz, stellt sich ein zeitlicher Mittelwert einer Spannung an jedem der Module 36 ein, die exakt durch ein Taktverhältnis (Einschaltdauer / Ausschaltdauer) an jeder zweiten Schalteinheit 44 einstellbar ist. Der Mittelwert des Stromes in jedem Modul 36 ist abhängig vom Mittelwert der Spannung und ist damit in den Spannungsstellungsgrenzen in jedem Modul 36 regelbar. Durch eine Strommessung in jedem Modul 36 mittels der entsprechenden Strommesseinrichtung 50 kann eine Stromregelung erfolgen. Dabei gilt zu beachten, dass nie alle zweiten Schalteinrichtungen 44 gleichzeitig geschlossen werden um einen Kurzschluss von U zu vermeiden. Durch Parallelschaltung eines jeweiligen (hier nicht gezeigten) Kondensators zu den Modulen 36 kann eine Glättung der Spannung an den Modulen 36 erreicht werden.In reality, however, this is not the case. Therefore, the voltage across each module 36 connected in series in the current path 40 must vary by an amount in order to provide accurate current regulation in each of the modules 36 . This can be done by the second switching unit 44 connected in parallel with each module 36 . If one of the second switching units 44 is closed, the voltage at the corresponding module 36, which is parallel to this second switching unit 38, is short-circuited, ie it is 0V. At the same time, the voltage at the other modules 36 of the current path 40 increases from U/n to the amount U/(n−1), ie the modules 36 that are not bridged receive a higher voltage. Fast clocking, either by pulse width modulation (PWM) or constant pulse length and variable clock frequency, results in a mean value over time of a voltage at each of the modules 36, which can be set exactly by a clock ratio (switch-on time / switch-off time) on every second switching unit 44. The mean value of the current in each module 36 is dependent on the mean value of the voltage and can therefore be regulated within the voltage setting limits in each module 36. By measuring the current in each module 36 using the corresponding current measuring device 50, current regulation can take place. It should be noted here that all of the second switching devices 44 are never closed at the same time in order to avoid a short circuit of U. By connecting a respective capacitor (not shown here) in parallel with the modules 36, the voltage at the modules 36 can be smoothed.

Die Regelung erfolgt vorzugsweise durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 26, die in diesem Fall die Schalteinheiten 42, 44 ansteuert und den Strom per Strommesseinrichtung 50 misst. Die Regelung kann aber auch durch einen anderen Regler erfolgen, der Eingriff auf die Steuerung der Schalteinheiten 42, 44 und die Strommesseinrichtungen 50 hat. Dies kann zum Beispiel eine (hier nicht gezeigte) Steuer- und/oder Regeleinrichtung der technischen Einrichtung 14 sein.The regulation is preferably carried out by the control and/or regulating device 26, which in this case controls the switching units 42, 44 and measures the current using the current measuring device 50. However, the regulation can also be carried out by another regulator which has intervention in the control of the switching units 42 , 44 and the current measuring devices 50 . This can be a control and/or regulating device (not shown here) of the technical device 14, for example.

Rein prinzipiell kann ein Modul jedes Gerät sein oder umfassen, welches Leistung (Wirk- und/oder Scheinleistung) aufnimmt, also z. B ein Elektrolyseur, Widerstände, Akku, Kondensatoren, Motoren, .... Ist ein Modul 36 ein elektrischer Energiespeicher wie beispielsweise ein Akkumulator oder ein Kondensator, so ist die erste Schalteinheit 42 erforderlich um zu verhindern, dass beim Schalten der zweiten Schalteinheit 44 ein Kurzschluss entsteht. Die erste Schalteinheit 42 kann eine Diode sein, dann ist nur ein geregelter Ladevorgang möglich. Wird die erste Schalteinheit 42 als aktiver Schalter, zum Beispiel IGBT, ausgeführt, ist ein geregeltes Laden und ein Entladen der elektrischen Energiespeicher in den „Zwischenkreis“ der Spannung U der Windenergieanlage 12 möglich, zum Beispiel als Versorgung der Steuerungskomponenten um einen Schwarzstart der Windenergieanlage 12 durchzuführen. Eine derartige technische Anlage 10 ist auch für die im Dokument EP 1 323 222 B1 beschriebenen Insel-Anwendungen geeignet.In principle, a module can be or include any device that consumes power (active and/or apparent power), e.g. B an electrolyser, resistors, battery, capacitors, motors, .... If a module 36 is an electrical energy store such as a battery or a capacitor, the first switching unit 42 is required to prevent the second switching unit 44 from switching on short circuit occurs. The first switching unit 42 can be a diode, in which case only a regulated charging process is possible. If the first switching unit 42 is designed as an active switch, for example an IGBT, regulated charging and discharging of the electrical energy stores in the "intermediate circuit" of the voltage U of the wind power plant 12 is possible, for example to supply the control components for a black start of the wind power plant 12 to perform. Such a technical system 10 is also for the documentation ment EP 1 323 222 B1 suitable for the island applications described.

In einer Lastschaltung können verschiedene Verbraucher kombiniert werden, z.B. Widerstände, Elektrolyseure Akkumulatoren. Auch können die Module 36 in der Serienschaltung unterschiedliche Spannungen besitzen. Diese können im Rahmen der Regelungsgrenzen durch Anpassung der Puls-Pausenverhältnisse der zweiten Schalteinheiten 44 eingestellt werden.Various consumers can be combined in a load circuit, e.g. resistors, electrolysers, accumulators. The modules 36 in the series connection can also have different voltages. These can be set within the control limits by adjusting the mark-to-space ratios of the second switching units 44 .

Soll nur ein bestimmter Mittelwert einer Spannung an den Modulen 36 eingestellt werden, braucht keine Strommessung zu erfolgen. Durch Integration einer Spannungsmessung kann eine Spannungsregelung erfolgen, z.B. um genaue Ladespannungen für Akkumulatoren einstellen zu können und um den Ladevorgang zu überwachen. Strom und Spannungsregelung können auch kombiniert werden z.B. um eine U/I Laderegelung für Akkumulatoren umzusetzen.If only a specific mean value of a voltage is to be set at the modules 36, no current measurement needs to be carried out. By integrating a voltage measurement, a voltage regulation can take place, e.g. to be able to set exact charging voltages for accumulators and to monitor the charging process. Current and voltage control can also be combined, e.g. to implement a U/I charge control for accumulators.

Werden mehr als 2 Module 36 in Serie geschaltet, kann die Schaltfolge der zweiten Schalteinrichtungen 44 mehrstufig kombiniert werden. Die Schaltfolge erfolgt in kompletten Zyklen. In einem Schaltzyklus werden alle Schalteinrichtungen 44 in bestimmter Reihenfolge geschaltet. Sind alle zweiten Schalteinrichtungen 44 im Zyklus geschaltet worden beginnt der nächste Schaltzyklus. In einem Schaltzyklus kann die Schaltfolge so gestaltet sein das jede Schalteinrichtungen 44 einzeln nacheinander für eine bestimmte Zeitdauer geschaltet wird. Nicht alle Schalteinrichtungen 44 müssen in einem Schaltzyklus geschaltet werden. Es können auch mehrere Schalteinrichtungen 44 gleichzeitig oder zeitlich überlappend geschaltet werden. Werden mehrere Schalteinrichtungen 44 gleichzeitig geschaltet, erhöht sich die Maximal auftretende Spannung an den Modulen 36, die nicht geschaltet werden. Dadurch kann auch bei zu niedriger Spannung U eine ausreichende Spannung an den Modulen 36 durch entsprechendes Schalten von Kombinationen von zweiten Schalteinrichtungen 44 eingestellt werden.If more than 2 modules 36 are connected in series, the switching sequence of the second switching devices 44 can be combined in several stages. The switching sequence takes place in complete cycles. In a switching cycle, all switching devices 44 are switched in a specific order. When all of the second switching devices 44 have been switched in the cycle, the next switching cycle begins. In a switching cycle, the switching sequence can be designed in such a way that each switching device 44 is switched individually one after the other for a specific period of time. Not all switching devices 44 have to be switched in one switching cycle. Several switching devices 44 can also be switched simultaneously or overlapping in time. If several switching devices 44 are switched at the same time, the maximum voltage that occurs at the modules 36 that are not switched increases. As a result, even if the voltage U is too low, a sufficient voltage can be set at the modules 36 by switching combinations of second switching devices 44 accordingly.

Die mechanische Leistung des Rotors 16 wird in elektrische Leistung durch den Generator 22 umgesetzt. Die vom Generator 22 an die Module 36 der technischen Einrichtung 14 abgegebene Leistung muss immer exakt gleich der vom Generator 22 erzeugten Leistung sein. Wir die Generatorleistung größer als die Leistung die von den Modulen 36 aufgenommen wird, dann wird Leistung im „Zwischenkreis“ gespeichert das zur Erhöhung der Spannung U führt. Wird vom Generator 22 weniger Leistung abgegeben als die Module 36 aufnehmen, führt dies zu einer Verminderung der Spannung U. Es ist nur sehr wenig Energie zwischenspeicherbar . Daher muss die Leistungsregelung schnell bzw. dynamisch erfolgen.The mechanical power of the rotor 16 is converted into electrical power by the generator 22 . The power delivered by the generator 22 to the modules 36 of the technical device 14 must always be exactly the same as the power generated by the generator 22 . If the generator power is greater than the power consumed by the modules 36, then power is stored in the "intermediate circuit" which leads to an increase in voltage U. If the generator 22 delivers less power than the modules 36 absorb, this leads to a reduction in the voltage U. Only very little energy can be temporarily stored. Therefore, the power control must be fast and dynamic.

Die Leistungsregelungsmöglichkeiten in Bezug auf U durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 26 sind die folgenden:

  • (i) Die Pitchregelung (aktiver Rotorblattverstellung) mit der die mechanische Wind- Leitung die den Generator antreibt geregelt wird.
  • (ii) Leistungsaufnahme durch den Bremswiderstand 28 im „Zwischenkreis“ des Frequenzumrichters, also des Gleichrichters 24, der Windenergieanlage 12.
  • (iii) Bei Synchrongeneratoren 30, die Steuerung des Erregerstromes durch den Erregersteller 32 in der Erregerwicklung 34 in Kombination mit der Pitchregelung.
The power control options in relation to U by the control and/or regulating device 26 are as follows:
  • (i) The pitch control (active rotor blade adjustment) with which the mechanical wind line that drives the generator is controlled.
  • (ii) Power consumption by the braking resistor 28 in the "intermediate circuit" of the frequency converter, i.e. the rectifier 24, of the wind turbine 12.
  • (iii) In the case of synchronous generators 30, the control of the exciter current by the exciter controller 32 in the exciter winding 34 in combination with the pitch control.

Die Pitchregelung kann die Antriebsleistung im Sekundenbereich regeln. Die Dynamik reicht nicht in allen Fällen aus um das erforderliche Leistungsgleichgewicht einzustellen. Daher kann zusätzlich bei Überleistung kurzzeitig der Einsatz des Bremswiderstandes 28 erforderlich werden. Es kann auch eine andere Art von Verbraucher zugeschaltet werden wenn in ihm die Leistung schnell genug umgesetzt werden kann. Wird die elektrische Leistung durch den Erregersteller 32 durch Verminderung des Magnetisierungsstromes verringert, ist die abgegebene elektrische Leistung kleiner als die antreibende mechanische Leistung und der Rotor 16 der Windenergieanlage 12 wird beschleunigen. Daher muss hier durch die Pitchverstellung zusätzlich eine Leistungsminderung der mechanischen Antriebsleistung erfolgen. Wird der Magnetisierungsstrom erhöht vergrößert sich das Drehmoment des Generators 22 und die Drehzahl sinkt ab wenn die mechanische Antriebsleistung des Rotors 16 nicht gleichzeitig erhöht wird. Falls das Pitchsystem in dem Fall Regelreserve hat (Pitchwinkel > 0°) dann kann die mechanische Rotorleistung durch Rotorblattverstellung erhöht werden. Diese Reglungsmechanismen werden verwendet um die Spannung U in den erforderlichen Grenzen zu halten. Die Regelung wird dabei in der Regel durch die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 26 der Windenergieanlage 12 durchgeführt.The pitch control can regulate the drive power in a matter of seconds. The dynamics are not sufficient in all cases to set the required balance of performance. Therefore, in the event of excess power, the use of the braking resistor 28 may also be required for a short time. Another type of consumer can also be switched on if the power can be converted quickly enough in it. If the electrical power is reduced by the exciter controller 32 by reducing the magnetizing current, the electrical power output is less than the driving mechanical power and the rotor 16 of the wind energy installation 12 will accelerate. Therefore, the pitch adjustment must also result in a power reduction of the mechanical drive power. If the magnetizing current increases, the torque of the generator 22 increases and the speed decreases if the mechanical drive power of the rotor 16 is not increased at the same time. If the pitch system has a control reserve in this case (pitch angle > 0°), then the mechanical rotor power can be increased by adjusting the rotor blades. These control mechanisms are used to keep the voltage U within the required limits. The regulation is generally carried out by the open-loop and/or closed-loop control device 26 of the wind energy installation 12 .

BezugszeichenlisteReference List

1010
technische Anlagetechnical installation
1212
Windenergieanlagewind turbine
1414
technische Einrichtungtechnical facility
1616
Rotorrotor
1818
Rotorblattrotor blade
2020
Rotorwellerotor shaft
2222
Generatorgenerator
2424
Gleichrichterrectifier
2626
Steuer- und/oder RegeleinrichtungControl and/or regulating device
2828
Bremswiderstandbraking resistor
3030
Synchrongeneratorsynchronous generator
3232
Erregerstellerexciter controller
3434
Erregerwicklungexcitation winding
3636
Modulmodule
3838
Schaltungsanordnungcircuit arrangement
4040
Strompfadcurrent path
4242
erste Schalteinheitfirst switching unit
4444
zweite Schalteinheitsecond switching unit
4646
Abschnittsection
4848
Spannungsmesseinrichtungvoltage measuring device
5050
Strommesseinrichtungcurrent measuring device
5252
Anschlussconnection
5454
Anschlussconnection
Uu
Generatorspannunggenerator voltage

Claims (12)

Technische Anlage (10) zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder durch Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems, mit - mindestens einer Windenergieanlage (12) zur Erzeugung elektrischer Energie in Form von Gleichstrom und - mindestens einer gleichstrombetreibbaren technischen Einrichtung (14) zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems, wobei diese zumindest eine technische Einrichtung (14) mehrere gleichstrombettreibbare Module (36) zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese Module (36) einrichtungsintern bezüglich des von der mindestens einen Windenergieanlage (12) unmittelbar, derart unmittelbar, dass der Gleichstrom direkt aus dem Zwischenkreis entnommen wird, erzeugten Gleichstroms, in einem Strompfad in Serie verschaltbar sind und jedes der Module (36) der Serienschaltung wahlweise zuschaltbar ist.Technical system (10) for obtaining at least one chemical substance by splitting a chemical starting material and/or by separating a starting material system, with - at least one wind turbine (12) for generating electrical energy in the form of direct current and - at least one technical facility that can be operated with direct current Device (14) for splitting the chemical starting material and/or for separating the starting material system, this at least one technical device (14) having several modules (36) that can be operated in parallel current for splitting the chemical starting material and/or for separating the output material system, characterized in that these modules (36) can be connected in series in a current path in the device with regard to the direct current generated directly by the at least one wind turbine (12), in such a direct manner that the direct current is taken directly from the intermediate circuit, and each of the modules (36) of the serial sc attitude can be switched on. Technische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Windenergieanlage (12) einen Generator (22) zur Erzeugung von Generatorstrom und einen dem Generator (22) nachgeschalteten Gleichrichter (24) zur Wandlung des Generatorstroms in den Gleichstrom für die mindestens eine technische Einrichtung (14) aufweist.technical installation claim 1 , characterized in that the at least one wind turbine (12) has a generator (22) for generating generator current and a rectifier (24) connected downstream of the generator (22) for converting the generator current into direct current for the at least one technical device (14). . Technische Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (24) eingerichtet ist, den vom Generator (22) erzeugten Generatorstrom über nur einen Wandlungsschritt in den Gleichstrom zu wandeln.technical installation claim 2 , characterized in that the rectifier (24) is set up to convert the generator current generated by the generator (22) via only one conversion step into direct current. Technische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die technische Einrichtung (14) zur Gewinnung des chemischen Stoffes durch Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes oder Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems eine Wasserelektrolyseanlage zur Gewinnung von Wasserstoff oder eine Wasser-Entsalzungsanlage zur Gewinnung von aufbereitetem Wasser ist.Technical system according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the technical device (14) for obtaining the chemical substance by splitting the chemical starting material or separating the starting material system is a water electrolysis plant for the production of hydrogen or a water desalination plant for the production of treated water. Technische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Modul (36) zusammen mit einer in Serie geschalteten ersten Schalteinheit (42) und mit einer parallel zu dieser Serienschaltung aus Modul (36) und erster Schalteinheit (42) geschalteten zweiten Schalteinheit (44) in einem jeweiligen Abschnitt (46) des Strompfades (40) befindet.Technical system according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that each module (36) together with a series-connected first switching unit (42) and with a parallel to this series circuit of module (36) and first switching unit (42) connected second switching unit (44) in a respective section ( 46) of the current path (40). Technische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine technische Einrichtung (14) Mittel (48, 50) zur Messung des Modulstroms und/oder der Modulspannung seiner Module (36) aufweist.Technical system according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the at least one technical device (14) has means (48, 50) for measuring the module current and/or the module voltage of its modules (36). Technische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (26) zur Regelung der mindestens einen Windenergieanlage (12) und zur Ansteuerung der mindestens einen technischen Einrichtung (14).Technical system according to one of Claims 1 until 6 , characterized by at least one control and/or regulating device (26) for regulating the at least one wind energy installation (12) and for controlling the at least one technical device (14). Technische Einrichtung (14) zum Aufspalten eines chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems, die mittels Gleichstrom betreibbar ist, insbesondere für eine technische Anlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese technische Einrichtung (14) mehrere gleichstrombetriebene Module (36) zum Aufspalten des chemischen Ausgangs-Stoffes und/oder zum Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, wobei diese Module (36) einrichtungsintern bezüglich elektrischer Anschlüsse (52, 54) für den Gleichstrom in einem Strompfad (40) in Serie verschaltbar sind und jedes dieser Module (36) der entsprechenden Serienschaltung wahlweise zuschaltbar ist.Technical device (14) for splitting a chemical starting material and/or for separating a starting material system, which can be operated by means of direct current, in particular for a technical system (10) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that this technical device (14) has several DC-operated modules (36) for splitting the chemical starting material and/or for separating the starting material system, these modules (36) being internal to the device with regard to electrical connections (52, 54) can be connected in series for the direct current in a current path (40) and each of these modules (36) can be selectively connected to the corresponding series connection. Verfahren zur Gewinnung wenigstens eines chemischen Stoffes durch Aufspalten eines chemischen Aufgangs-Stoffes und/oder Auftrennen eines Ausgangs-Stoffsystems mittels einer technischen Anlage (10), die mindestens eine Windenergieanlage (12) zur Erzeugung elektrischer Energie in Form von Gleichstrom und mindestens eine mittels dieses unmittelbar, derart unmittelbar, dass der Gleichstrom direkt aus dem Zwischenkreis entnommen wird, erzeugten Gleichstroms betriebene Einrichtung (14) zur Gewinnung des chemischen Stoffes durch Aufspalten des chemischen Aufgangs-Stoffes oder Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass diese zumindest eine technische Einrichtung (14) mehrere gleichstrombetriebene Module (36) zum Aufspalten des chemischen Aufgangs-Stoffes oder Auftrennen des Ausgangs-Stoffsystems aufweist, die bezüglich des Gleichstroms in einem Strompfad (40) in Serie verschaltbar sind, wobei jedes der Module (36) dem Strompfad (40) in Abhängigkeit einer aktuellen elektrischen Leistung der mindestens einen Windenergieanlage (12) wahlweise zugeschaltet wird.Process for obtaining at least one chemical substance by splitting up a chemical substance and/or separating it Starting material system by means of a technical installation (10), which has at least one wind energy installation (12) for generating electrical energy in the form of direct current and at least one device operated by means of direct current generated directly, so directly that the direct current is taken directly from the intermediate circuit (14) for obtaining the chemical substance by splitting the chemical awakening substance or separating the starting material system, characterized in that this has at least one technical device (14) several DC-operated modules (36) for splitting the chemical rising substance or separating of the output material system, which can be connected in series in a current path (40) with regard to the direct current, each of the modules (36) being selectively connected to the current path (40) depending on a current electrical output of the at least one wind energy installation (12). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die aktuelle elektrische Leistung der mindestens einen Windenergieanlage (12) aus den aktuellen Windverhältnissen und einer Regelung der mindestens einen Windenergieanlage ergibt.procedure after claim 9 , characterized in that the current electrical output of the at least one wind energy installation (12) results from the current wind conditions and a regulation of the at least one wind energy installation. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Windenergieanlage (12) einen Generator (22) zur Erzeugung von Generatorstrom und einen dem Generator (22) nachgeschalteten Gleichrichter (24) zur Wandlung des Generatorstroms in den Gleichstrom für die mindestens eine technische Einrichtung (14) aufweist, wobei der Gleichrichter (24) den vom Generator (22) erzeugten Generatorstrom über nur einen Wandlungsschritt in den Gleichstrom wandelt.procedure after claim 9 or 10 , characterized in that the at least one wind turbine (12) has a generator (22) for generating generator current and a rectifier (24) connected downstream of the generator (22) for converting the generator current into direct current for the at least one technical device (14). , wherein the rectifier (24) converts the generator current generated by the generator (22) into direct current via only one conversion step. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine gewonnene chemische Stoff ein durch Elektrolyse gewonnener Stoff, insbesondere Wasserstoff und/oder ein durch einen Membrantrennprozess oder einen thermischen Trennprozess gewonnener Stoff, insbesondere Wasser, ist.Procedure according to one of claims 9 until 11 , characterized in that the at least one obtained chemical substance is a substance obtained by electrolysis, in particular hydrogen and/or a substance obtained by a membrane separation process or a thermal separation process, in particular water.
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