DE102019204664A1 - System for the self-sufficient provision of energy sources for motor vehicles - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine als Sektorenanlage bezeichnete Anlage zur autarken Bereitstellung von alternativen Energieträgern für Kraftfahrzeuge. Die Anlage umfasst eine Stromerzeugungsvorrichtung (2) mit zumindest einer Windkraftanlage (3) und/oder zumindest einer Photovoltaikanlage (4). Eine Vorrichtung (13) ermöglicht die Erzeugung von Wasserstoff durch elektrochemische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff, wobei über zumindest eine Gasentnahmestelle (20-1,...,20-n) Wasserstoff durch ein mit Wasserstoff betriebenes Kraftfahrzeug entnommen werden kann. Ferner umfasst die Anlage (1) zumindest eine Stromentnahmestelle (21-1,...,21-m) zur Entnahme von elektrischer Energie für eine Batterie eines elektrisch oder hybrid-elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs. In einem wieder aufladbaren Energiespeicher (5) wird von der Stromerzeugungsvorrichtung (2) erzeugter und nicht verbrauchter Strom für eine spätere Entnahme gespeichert. Die Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff und/oder die zumindest eine Stromentnahmestelle (21-1,...,21-m) werden von der Stromerzeugungsvorrichtung (2) und/oder aus dem wieder aufladbaren Energiespeicher (5) und/oder aus einem öffentlichen Stromnetz (11) mit Energie versorgt, wobei die Stromerzeugungsvorrichtung (2), die Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff und der wieder aufladbare Energiespeicher (5) am Ort der zumindest einen Gasentnahmestelle (20-1,...,20-n) und der zumindest einen Stromentnahmestelle (21-1,...,21-m) angeordnet sind.The invention relates to a system called a sector system for the self-sufficient provision of alternative energy sources for motor vehicles. The system comprises a power generation device (2) with at least one wind turbine (3) and / or at least one photovoltaic system (4). A device (13) enables hydrogen to be generated by electrochemical splitting of water into hydrogen and oxygen, with hydrogen being able to be withdrawn by a hydrogen-powered motor vehicle via at least one gas withdrawal point (20-1, ..., 20-n). Furthermore, the system (1) comprises at least one power withdrawal point (21-1, ..., 21-m) for withdrawing electrical energy for a battery of an electrically or hybrid-electrically operated motor vehicle. Electricity generated by the electricity generating device (2) and not used is stored in a rechargeable energy store (5) for later withdrawal. The device (13) for generating hydrogen and / or the at least one power take-off point (21-1, ..., 21-m) are from the power generating device (2) and / or from the rechargeable energy store (5) and / or supplied with energy from a public power grid (11), the power generating device (2), the device (13) for generating hydrogen and the rechargeable energy store (5) at the location of the at least one gas extraction point (20-1, ..., 20-n) and the at least one power take-off point (21-1, ..., 21-m) are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur autarken Bereitstellung von Energieträgern für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anlage zur autarken Bereitstellung von alternativen Energieträgern.The invention relates to a system for the self-sufficient provision of energy sources for motor vehicles. In particular, the invention relates to a system for the self-sufficient provision of alternative energy sources.

Die Anzahl der in Deutschland zugelassenen elektrisch betriebenen Fahrzeuge (E-Fahrzeug) beträgt derzeit etwa 200.000. Zu elektrisch betriebenen Fahrzeugen zählen neben rein Batterie-elektrisch betriebenen Fahrzeugen auch sog. Hybrid-Fahrzeuge, welche eine Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektroantrieb als Antriebsquellen umfassen. Die Anzahl elektrisch betriebener Fahrzeuge soll in der Zukunft stark erhöht werden, um den lokalen Ausstoß von CO2 im Verkehrssektor zu verringern. Eine gute Lade-Infrastruktur für die elektrisch betriebenen Fahrzeuge ist daher unabdingbar. Nach aktuellen Statistiken gibt es aktuell rund 5.000 öffentliche Ladesäulen, an denen die elektrisch betriebenen Fahrzeuge geladen werden können. Der Zugang und die Handhabung der Ladesäulen ist für Besitzer der elektrisch betriebenen Fahrzeuge allerdings immer noch kompliziert und mit hohen Kosten verbunden. The number of electrically powered vehicles (e-vehicles) registered in Germany is currently around 200,000. In addition to purely battery-electric vehicles, electrically powered vehicles also include so-called hybrid vehicles, which include a combination of combustion engine and electric drive as drive sources. The number of electrically powered vehicles is to be increased significantly in the future in order to reduce local emissions of CO 2 in the transport sector. A good charging infrastructure for electrically powered vehicles is therefore essential. According to current statistics, there are currently around 5,000 public charging stations at which the electrically powered vehicles can be charged. However, access to and handling of the charging stations is still complicated and costly for owners of electrically powered vehicles.

Aufgrund der erst im Aufbau befindlichen Lade-Infrastruktur existieren, insbesondere aufgrund unterschiedlicher Ladesäulen-Betreiber, regional unterschiedliche Technologien. Neben der Handhabung der Ladesäulen, die je nach Betreiber unterschiedlich sein kann, sind auch die von den Betreibern verwendeten Geschäftsmodelle höchst unterschiedlich, was sich in unterschiedlichen Abrechnungsmodellen und unterschiedlichen Preisen und/oder Ladezeiträumen bemerkbar macht. Auch die Zugangsvoraussetzungen sind unterschiedlich. An einem Ladepunkt muss sich ein Nutzer beispielsweise per SMS anmelden, an einem anderen wird eine App des betreffenden Betreibers der Ladesäulen benötigt. Teilweise sind Ladekarten und eine Vorabregistrierung auf einer Webseite erforderlich.Due to the charging infrastructure that is only being set up, regionally different technologies exist, especially due to different charging station operators. In addition to the handling of the charging stations, which can differ depending on the operator, the business models used by the operators are also very different, which is noticeable in different billing models and different prices and / or charging periods. The entry requirements are also different. At one charging point, a user has to log in via SMS, for example, at another one needs an app from the respective charging station operator. Charging cards and pre-registration on a website are sometimes required.

Für die erfolgreiche Umsetzung einer in Zukunft angestrebten E-Mobilität wird daher nicht die Anzahl der elektrisch betriebenen Fahrzeuge, sondern die Menge gleichzeitiger Ladevorgänge betrachtet. Da auch die Zeit zum Laden eines Batteriespeichers eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs eine große Rolle spielt, können nur ausreichend leistungsfähige Schnell-Ladestationen die Akzeptanz für die neue Mobilität erhöhen und letztendlich ermöglichen. Im Hinblick auf die Netzstabilität wird jedoch befürchtet, dass das Niederspannungsnetz nicht für große Mengen an elektrisch betriebenen Fahrzeugen und gleichzeitige Ladevorgänge ausgelegt ist. Schon bei einer Quote von 30 % von elektrisch betriebenen Fahrzeugen kann es zu flächendeckenden Stromausfällen kommen. Um dies zu vermeiden und höhere Quoten von elektrisch betriebenen Fahrzeugen zu ermöglichen, sind daher große Investitionen in den Netzausbau, d.h. die Energieübertragungsstruktur, erforderlich.For the successful implementation of future e-mobility, it is not the number of electrically operated vehicles that is considered, but the number of simultaneous charging processes. Since the time it takes to charge a battery storage device in an electrically powered vehicle also plays a major role, only sufficiently powerful fast charging stations can increase and ultimately enable the acceptance of the new mobility. With regard to network stability, however, it is feared that the low-voltage network is not designed for large numbers of electrically operated vehicles and simultaneous charging processes. Even with a quota of 30% of electrically powered vehicles, widespread power outages can occur. In order to avoid this and to enable higher quotas of electrically powered vehicles, large investments in network expansion, i.e. the energy transfer structure, is required.

Da elektrisch betriebene Fahrzeuge für das Transport- und Beförderungswesen als ungeeignet betrachtet werden, spielt der Wasserstoff als Energieträger und Mobilitätstreibstoff eine große Rolle, da dieser durch herkömmliche Betankungsvorgänge in entsprechende Druckspeicher von mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen betankt werden kann. Hierzu werden derzeit vereinzelt Brennstoffzellen-Fahrzeuge (H2-Fahrzeuge) auf den Markt gebracht. Die Verbreitung dieser emissionsfreien Fahrzeuge hängt stark von der Anzahl der zugänglichen Wasserstofftankstellen ab, die derzeit noch gering ist. So ist geplant, in Deutschland die Anzahl der Wasserstofftankstellen auf 400 im Jahr 2023 auszubauen.Since electrically powered vehicles are considered unsuitable for transport and transportation, hydrogen plays a major role as an energy carrier and mobility fuel, as it can be refueled by conventional refueling processes in corresponding pressure storage devices in hydrogen-powered vehicles. For this purpose, fuel cell vehicles (H 2 vehicles) are currently being brought onto the market. The spread of these emission-free vehicles depends heavily on the number of accessible hydrogen filling stations, which is currently still low. It is planned to increase the number of hydrogen filling stations in Germany to 400 in 2023.

Zur Erzeugung von Strom werden vermehrt Photovoltaikanlangen und Windkraftanlagen eingesetzt. Da Photovoltaikanlagen jedoch nur bei Lichteinstrahlung und Windkraftanlagen bei Windstrom produzieren, fallen die Zeiträume der Stromproduktion und der Stromnutzung nicht immer zusammen. Insbesondere bei zunehmender Anzahl an Kleinanlagen, wie sie z.B. auf Dächern von Wohngebäuden eingesetzt werden, ist es daher sinnvoll, die gewonnene Energie in Batterien zu speichern. Eine Alternative ist die Erzeugung von Wasserstoff durch elektrolytische Spaltung von Wasser und eine Speicherung des Wasserstoffs. Dieser kann dann bei Bedarf in einer Brennstoffzelle, z.B. dem erwähnten Brennstoffzellen-Fahrzeug, zur Stromerzeugung genutzt werden.Photovoltaic systems and wind turbines are increasingly being used to generate electricity. However, since photovoltaic systems only produce electricity when exposed to light and wind power plants produce electricity from wind, the periods of electricity production and electricity use do not always coincide. In particular with an increasing number of small systems, as e.g. are used on the roofs of residential buildings, it makes sense to store the energy gained in batteries. An alternative is the generation of hydrogen by electrolytic splitting of water and storage of the hydrogen. This can then, if necessary, in a fuel cell, e.g. the aforementioned fuel cell vehicle, can be used to generate electricity.

Aus der DE 10 2016 208 889 A1 ist beispielsweise eine Anlage zur Bereitstellung von Wasserstoff mit einer Vorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff durch elektrochemische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff bekannt. Diese Anlage dient zur Bereitstellung von im Privatbereich erzeugten und verbrauchten Wasserstoff, der insbesondere zur Betankung eines mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugs oder in einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung eingesetzt werden kann. Es wird vorgeschlagen, den für die elektrochemische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff benötigten Strom durch eine Anlage zur Stromerzeugung, z.B. eine Photovoltaikanlage, zu produzieren. Alternativ kann die elektrische Energie zum Betrieb der Anlage aus einem öffentlichen Stromnetz entnommen werden, so dass auch nachts oder in trüben Winterwochen die Herstellung von Wasserstoff ermöglicht ist.From the DE 10 2016 208 889 A1 For example, a system for providing hydrogen with a device for producing hydrogen by electrochemical splitting of water into hydrogen and oxygen is known. This system is used to provide hydrogen generated and consumed in the private sector, which can be used in particular to refuel a hydrogen-powered vehicle or in a fuel cell to generate electricity. It is proposed that the electricity required for the electrochemical splitting of water into hydrogen and oxygen should be produced by a system for generating electricity, for example a photovoltaic system. Alternatively, the electrical energy for operating the system can be taken from a public power grid, so that the production of hydrogen is also possible at night or in cloudy winter weeks.

Eine derartige für den Privatbereich ausgelegte Anlage zum Bereitstellen von Wasserstoff kann jedoch nicht ausreichend energieautark betriebene werden, was sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer Sicht wünschenswert wäre. Insbesondere besteht das Problem, dass bei einer Vielzahl derartiger Anlagen, signifikante Strommengen über das öffentliche Stromnetz transportiert werden müssen, was die derzeit existierende Netzinfrastruktur an den Rand der Belastbarkeit bringen kann.Such a system designed for the private sector for the provision of hydrogen can However, they cannot be operated with sufficient energy self-sufficiency, which would be desirable from both an ecological and an economic point of view. In particular, there is the problem that with a large number of such systems, significant amounts of electricity have to be transported via the public electricity network, which can bring the currently existing network infrastructure to the limit of its capacity.

Es besteht daher das Bedürfnis, eine Anlage zur Bereitstellung von Energieträgern für Fahrzeuge anzugeben, welche im Grundsatz energieautark ist.There is therefore a need to specify a system for providing energy sources for vehicles, which in principle is energy self-sufficient.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anlage gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.This object is achieved by a system according to the features of patent claim 1. Advantageous refinements result from the dependent patent claims.

Es wird eine Anlage zur autarken Bereitstellung von Energieträgern für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen. Diese Anlage stellt eine sog. Sektorenanlage dar. Energieträger für Kraftfahrzeuge im Sinne der vorliegenden Beschreibung sind Strom für elektrisch betriebene Fahrzeuge sowie mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge. Unter elektrisch betriebenen Fahrzeugen sind all solche Fahrzeuge zu verstehen, welche zumindest einen Elektromotor als Antriebsquelle umfassen. Hierunter fallen rein Batterie-elektrisch betriebene Fahrzeuge, Hybrid-elektrisch betriebene Fahrzeuge, welche neben einem Elektromotor auch einen Verbrennungsmotor als Antriebsquelle umfassen. Auch der Begriff der Kraftfahrzeuge ist weit zu verstehen. Hierunter fallen Personenkraftfahrzeuge, Lastkraftfahrzeuge, zweispurige Fahrzeuge, einspurige Fahrzeuge (Motorräder, Roller) sowie Luftfahrzeuge.A system for the self-sufficient provision of energy sources for motor vehicles is proposed. This system represents a so-called sector system. Energy carriers for motor vehicles in the sense of the present description are electricity for electrically operated vehicles as well as vehicles operated with hydrogen. Electrically operated vehicles are to be understood as meaning all vehicles which include at least one electric motor as a drive source. This includes purely battery-powered vehicles, hybrid-electrically powered vehicles which, in addition to an electric motor, also include an internal combustion engine as a drive source. The term motor vehicle is also to be understood broadly. This includes passenger vehicles, trucks, two-track vehicles, single-track vehicles (motorcycles, scooters) and aircraft.

Die Anlage umfasst eine Stromerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von Strom. Die Stromerzeugungsvorrichtung umfasst entweder eine oder mehrere Windkraftanlagen oder eine oder mehrere Photovoltaikanlagen oder eine Kombination aus Windkraftanlage(n) und Photovoltaikanlage(n). Die Stromerzeugungsvorrichtung kann optional oder alternativ auch weitere regenerative Energiequellen, wie z.B. Laufwasseranlagen und dergleichen, umfassen. Die Anlage umfasst ferner eine Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff durch elektrochemische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Ferner ist zumindest eine Gasentnahmestelle zur Entnahme von Wasserstoff durch ein mit Wasserstoff betriebenes Kraftfahrzeug vorgesehen. Unter einem mit Wasserstoff betriebenen Kraftfahrzeug werden sowohl Personenkraftfahrzeuge als auch Lastkraftfahrzeuge, die entweder zur Personenbeförderung oder zum Transport von Lasten dienen, verstanden. Schließlich umfasst die Anlage eine Steuerungseinheit zur Steuerung der Komponenten der Anlage. Ferner ist zumindest eine Stromentnahmestelle zur Entnahme von elektrischer Energie für eine Batterie eines elektrisch oder Hybrid-elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Anlage umfasst weiter einen wieder aufladbaren Energiespeicher, in dem von der Stromerzeugungsvorrichtung erzeugter und nicht verbrauchter Strom für eine spätere Entnahme gespeichert wird. Die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und/oder die zumindest eine Stromentnahmestelle werden von der Stromerzeugungsvorrichtung und/oder dem wieder aufladbaren Energiespeicher und/oder aus einem öffentlichen Stromnetz mit Energie versorgt. Die Stromerzeugungsvorrichtung, die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und der wiederaufladbare Energiespeicher sind am Ort der zumindest einen Gasentnahmestelle und der zumindest einen Stromentnahmestelle angeordnet.The plant includes a power generating device for generating power. The power generation device comprises either one or more wind power plants or one or more photovoltaic plants or a combination of wind power plant (s) and photovoltaic plant (s). The power generation device can optionally or alternatively also contain other renewable energy sources, such as e.g. Running water systems and the like. The plant also includes a device for generating hydrogen by electrochemical splitting of water into hydrogen and oxygen. Furthermore, at least one gas extraction point is provided for the extraction of hydrogen by a motor vehicle operated with hydrogen. A hydrogen-powered motor vehicle is understood to mean both passenger vehicles and trucks that are used either to transport people or to transport loads. Finally, the system includes a control unit for controlling the components of the system. Furthermore, at least one current withdrawal point is provided for withdrawing electrical energy for a battery of an electrically or hybrid-electrically operated motor vehicle. The system further comprises a rechargeable energy store, in which electricity generated by the electricity generating device and not consumed is stored for later withdrawal. The device for generating hydrogen and / or the at least one power extraction point are supplied with energy from the power generating device and / or the rechargeable energy store and / or from a public power grid. The power generation device, the device for generating hydrogen and the rechargeable energy store are arranged at the location of the at least one gas extraction point and the at least one power extraction point.

Die vorgeschlagene Anlage zur Bereitstellung von Energieträgern für Kraftfahrzeuge ist autark, da die für eine E-/H2-Mobilität erforderlichen Komponenten der Energieerzeugung, der Energiespeicherung sowie der Abgabestellen an einem Ort räumlich konzentriert angeordnet sind. Durch die Kombination der an sich bekannten Technologien zur Erzeugung von Strom, zur Erzeugung von Wasserstoff, zur Speicherung von aktuell nicht verbrauchtem Strom sowie der Entnahmestellen für Strom und Wasserstoff ist es möglich, die Anlage nicht nur in höchstem Maße autark zu betreiben, sondern mit der derzeitigen Netzinfrastruktur zur Verteilung von Strom ohne Änderungen auszukommen. Eine Erweiterung oder ein Ausbau der Netzinfrastruktur braucht auch dann nicht vorgenommen werden, wenn die Quote an elektrisch und/oder mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen die bislang als kritisch erachteten Schwelle von 30 % oder mehr übersteigt.The proposed system for the provision of energy sources for motor vehicles is self-sufficient, since the components of energy generation, energy storage and delivery points required for E / H 2 mobility are spatially concentrated in one place. By combining the technologies known per se for generating electricity, for generating hydrogen, for storing electricity that is currently not consumed, as well as the extraction points for electricity and hydrogen, it is possible not only to operate the plant to the highest degree independently, but also with the current network infrastructure for the distribution of electricity without changes. An expansion or expansion of the network infrastructure does not need to be undertaken if the quota of electrically and / or hydrogen-powered vehicles exceeds the threshold of 30% or more that was previously considered critical.

Dadurch, dass der für das Laden von Batteriespeichern elektrisch betriebener Fahrzeuge am Ort der Stromabgabe erzeugt wird, ebenso wie der für die Erzeugung von Wasserstoff benötigte Strom, ist es nicht erforderlich, dafür erforderliche Strommengen über das öffentliche Leitungsnetz zu transportieren. Eine gegebenenfalls überschüssige Stromproduktion wird für den späteren Verbrauch in dem wieder aufladbaren Energiespeicher zwischengespeichert. Ein Strombezug aus oder eine Stromabgabe in das öffentliche Stromnetz ist daher nur in Ausnahmefällen, z.B. bei extremen Wetterbedingungen und/oder Zeiten erhöhter Nachfrage nach Strom, erforderlich.The fact that the electricity used to charge battery storage devices for electrically operated vehicles is generated at the point of electricity delivery, as is the electricity required for the generation of hydrogen, means that it is not necessary to transport the required amounts of electricity via the public grid. Any excess electricity produced is temporarily stored in the rechargeable energy store for later consumption. A purchase of electricity from or a supply of electricity to the public power grid is therefore only permitted in exceptional cases, e.g. in extreme weather conditions and / or times of increased demand for electricity.

Die Kombination der für die Erzeugung und Abnahme von Wasserstoff erforderlichen Komponenten mit den für die Erzeugung, Speicherung und Abnahme von Strom erforderlichen Komponenten an einem Ort ermöglicht es, in Zeiten, zu denen mit der Stromerzeugungsvorrichtung Strom erzeugt wird, welcher an der zumindest einen Stromentnahmestelle zur Entnahme von elektrischer Energie gegenwärtig nicht entnommen wird, wahlweise in dem wiederaufladbaren Energiespeicher und/oder zur Erzeugung von Wasserstoff durch elektrochemische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu verwenden.The combination of the components required for the generation and purchase of hydrogen with the components required for the generation, storage and purchase of electricity in one place makes it possible, in times when electricity is generated with the electricity generating device, which is supplied to the at least one electricity tapping point Withdrawal of electrical energy is currently not withdrawn, optionally in the to use rechargeable energy storage and / or to generate hydrogen by electrochemical splitting of water into hydrogen and oxygen.

Die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff am Ort der Stromerzeugungsvorrichtung und des wiederaufladbaren Energiespeichers ermöglicht es, den Energiespeicher wesentlich kleiner zu dimensionieren im Vergleich zu einer Situation, in der die Komponenten zur Erzeugung und Abnahme von Wasserstoff nicht vorgesehen sind. Insbesondere ist es durch eine derartige Kombination von an sich bekannten Technologien möglich, Lastspitzen bei der Produktion von Strom sinnvoll zu nutzen, ohne damit das öffentliche Netz zu belasten und den Strom ggf. zu ungünstigen Bedingungen an andere Abnehmer, ggf. sogar gegen Bezahlung, abgeben zu müssen.The provision of a device for generating hydrogen at the location of the power generating device and the rechargeable energy storage device makes it possible to dimension the energy storage device much smaller compared to a situation in which the components for generating and consuming hydrogen are not provided. In particular, such a combination of technologies known per se makes it possible to sensibly use peak loads in the production of electricity without burdening the public grid and possibly delivering the electricity to other consumers under unfavorable conditions, possibly even against payment to have to.

Durch die Verbindung der einzelnen technischen Einheiten (Komponenten zur Erzeugung und Abnahme von Wasserstoff, Komponenten zur Erzeugung und Abnahme von Strom sowie die Komponenten zur Speicherung von Strom) zu einem großen Verbund, ergibt sich ein Sektorenverbund, der durch Autarkie negative Effekte der E-/H2-Mobilität neutralisiert. Durch die vorgeschlagene Anlage werden die Sektoren der Versorgung, der Netzstabilität, der E-Mobilität, der H2-Mobilität und der Speicherung überschüssiger Energie kombiniert. Hierdurch geben sich vielfältige synergetische Effekte, welche ohne den vorgeschlagenen Verbund der Anlage nicht möglich sind.The connection of the individual technical units (components for the generation and purchase of hydrogen, components for the generation and purchase of electricity as well as the components for the storage of electricity) to a large network results in a sector network that, through self-sufficiency, has negative effects of the E- / H 2 mobility neutralized. The proposed system combines the sectors of supply, network stability, e-mobility, H 2 mobility and the storage of excess energy. This results in a variety of synergetic effects which are not possible without the proposed combination of the system.

Der Energiespeicher kann bei prognostizierten niedrigen Wind- und Sonnenaufkommen mit Energievolumen aus dem Handel im Regelmarkt und Intradaymarkt zum Null-Tarif beladen werden. Die Steuerungseinheit, gesteuert über einen Leitstand (mit 24/7 Betrieb), ermöglicht einen Ausgleich des unstetigen Angebots von Wind- und Sonnenstrom und dadurch eine Entlastung des öffentlichen Stromnetzes.The energy storage system can be charged with energy volumes from trading in the control market and intraday market at zero tariff if the forecast is low wind and sun. The control unit, controlled by a control center (with 24/7 operation), enables the unsteady supply of wind and solar power to be balanced out, thereby relieving the public power grid.

Der Energiespeicher besteht aus einer Anzahl an Energiespeichereinheiten, z.B. bei einer Leistung von 10MW aus 50 Einheiten je 200KW. Jede einzelne Energiespeichereinheit kann unabhängig vom gesamten System geladen und entladen werden. Zu diesem Zweck ist jede Energiespeichereinheit steuerbar. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Energiespeicher zeitgleich von den Stromerzeugungsanlagen geladen und über die Verbraucher (Stromentnahmestellen und/oder Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff) entladen werden kann. Die Steuerungseinheit, die auch als Managementsystem bezeichnet wird, ermöglicht auch beim Ladeprozess von Fahrzeugen und der Herstellung von Wasserstoff die zeitgleiche Stromzuführung über den Energiespeicher sowie die Stromerzeugungsvorrichtung.The energy storage consists of a number of energy storage units, e.g. with an output of 10MW from 50 units each 200KW. Each individual energy storage unit can be charged and discharged independently of the entire system. Each energy storage unit can be controlled for this purpose. This results in the advantage that the energy storage device can be charged by the power generation systems and discharged at the same time via the consumers (power take-off points and / or device for generating hydrogen). The control unit, which is also referred to as a management system, enables the simultaneous power supply via the energy storage device and the power generation device during the charging process of vehicles and the production of hydrogen.

Des Weiteren ermöglicht die vorgeschlagene Anlage parallel zu dem oben beschrieben Prozess den Handel im Intradaymarkt, um bei Zeiten von negativen Preisen Energie einzukaufen, diese zu speichern oder zu verbrauchen. Auch der Einsatz im Regelmarkt wird dadurch parallel ermöglicht.Furthermore, parallel to the process described above, the proposed system enables trading in the intraday market in order to buy energy, store or consume it when prices are negative. This also enables use in the control market in parallel.

Die Anlage ist ferner Smart-Grid fähig. Hierzu verfügt die Steuerungseinheit über die Möglichkeit, über eine Datenschnittstelle (z.B. einer Schnittstelle zwischen Umspannwerk-Netzanschluss der Steuerungseinheit) mit externen Dienstleistern, insbesondere mit Energieversorgem und Netzbetreibern, sowie mit Wetterdiensten zur Vorhersage der Leistung der Anlagen zur Stromerzeugung zu kommunizieren.The system is also smart grid capable. For this purpose, the control unit has the option of communicating via a data interface (e.g. an interface between the substation network connection of the control unit) with external service providers, in particular with energy suppliers and network operators, as well as with weather services for predicting the performance of the systems for power generation.

Die Anlage ist dazu ausgebildet, Regelenergie (Primär- und Sekundärreserve) an einen Netzbetreiber anzubieten. Mit dieser allgemein als „Smart Grid“ bezeichneten Funktionalität kann auf intelligente Weise das (öffentliche) Stromnetz effektiv entlastet werden. So kann beispielsweise an einem sonnigen Tag aufgrund der sehr hohen Netzeinspeisung von bestehenden Photovoltaikanlagen bei gleichzeitig niedrigem Stromverbrauch ein Überangebot im lokalen/überregionalen Stromnetz vorhanden sein, das der Netzbetreiber nicht effizient ausgleichen kann. In diesem Fall kann der Energiespeicher, wenn er einen niedrigen Ladezustand aufweist, mit Strom aus dem öffentlichen Stromnetz aufgeladen werden. Das öffentliche Stromnetz wird dadurch effektiv entlastet.The system is designed to offer control energy (primary and secondary reserve) to a network operator. With this functionality, generally known as “Smart Grid”, the (public) power grid can be effectively relieved in an intelligent way. For example, on a sunny day, there may be an oversupply in the local / supraregional power grid due to the very high feed-in from existing photovoltaic systems with low power consumption, which the grid operator cannot efficiently compensate for. In this case, the energy store, when it has a low state of charge, can be charged with electricity from the public grid. This effectively relieves the public power grid.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die Stromerzeugungsvorrichtung, die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und der wiederaufladbare Energiespeicher unter Berücksichtigung einer erwarteten Gasentnahme und/oder einer erwarteten Stromentnahme derart dimensioniert sind, dass ein Energie-autarker Betrieb der Anlage an 80 % der Jahrestage ermöglicht ist. Die Dimensionierung der verschiedenen Komponenten erfolgt vorzugsweise derart, dass ein Energie-autarker Betrieb der Anlage nicht mit 100 % möglich ist, da dies zu einer starken Überdimensionierung der jeweiligen Komponenten führen würde. Da aus gesetzlichen Gründen ohnehin eine Anbindung an das öffentliche Stromnetz erforderlich ist, kann an einer bestimmten Anzahl von Jahrestagen auch ein nicht-energie-autarker Betrieb der Anlage akzeptiert werden. Die Dimensionierung der Komponenten sowie der Grad der erwünschten Energieautarkie in Bezug auf eine Anzahl von Tagen im Jahr kann durch Modellrechnungen, Versuche und dergleichen bestimmt werden. Insbesondere können dabei auch ökonomische Überlegungen einbezogen werden.An expedient embodiment provides that the power generation device, the device for generating hydrogen and the rechargeable energy storage device are dimensioned, taking into account an expected gas extraction and / or an expected current extraction, so that the system can operate independently of energy on 80% of the anniversaries . The various components are preferably dimensioned in such a way that an energy-independent operation of the system is not possible with 100%, since this would lead to a significant oversizing of the respective components. Since a connection to the public power grid is required anyway for legal reasons, a non-energy self-sufficient operation of the system can also be accepted on a certain number of anniversaries. The dimensioning of the components and the degree of the desired energy self-sufficiency in relation to a number of days per year can be determined by model calculations, tests and the like. In particular, economic considerations can also be included.

Es ist weiterhin zweckmäßig, dass die Anlage eine Mehrzahl an Gasentnahmestellen zur gleichzeitigen Entnahme von Wasserstoff durch mit Wasserstoff betriebene Kraftfahrzeuge aufweist. Hierdurch kann die Anlage, ähnlich den derzeit bekannten Versorgungsanlagen (Tankstellen) aufgebaut werden, so dass eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen und/oder Lastkraftwagen gleichzeitig mit Wasserstoff betankt werden können. Hierdurch wird die für einen Betankungsvorgang einschließlich An- und Abfahrt sowie gegebenenfalls erforderliche Wartezeit benötigte Zeit auf ein Minimum reduziert. Die genaue Anzahl der Mehrzahl an Gasentnahmestellen kann dabei flexibel an die Anzahl von mit Wasserstoff betriebenen Kraftfahrzeugen angepasst werden. Insbesondere kann die Anlage derart konzipiert werden, dass eine Erweiterung der Anzahl der Gasentnahmestellen mit zunehmender Anzahl von auf öffentlichen Straßen verkehrenden, mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen erfolgt.It is also expedient for the system to have a plurality of gas withdrawal points for the simultaneous withdrawal of hydrogen by motor vehicles operated with hydrogen. As a result, the system can be constructed in a manner similar to the currently known supply systems (filling stations) so that a large number of motor vehicles and / or trucks can be refueled with hydrogen at the same time. As a result, the time required for a refueling process including arrival and departure as well as any necessary waiting time is reduced to a minimum. The exact number of the plurality of gas withdrawal points can be flexibly adapted to the number of hydrogen-powered motor vehicles. In particular, the system can be designed in such a way that the number of gas extraction points increases with an increasing number of hydrogen-powered vehicles running on public roads.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass diese eine Mehrzahl an Stromentnahmestellen zur gleichzeitigen Entnahme von Strom durch elektrisch oder Hybrid-elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge aufweist. Die Stromentnahmestellen können insbesondere als sog. Schnelllader ausgebildet sein, welche das Laden eines Batteriespeichers des zu ladenden Fahrzeugs in kurzer Zeit mit hoher Leistung ermöglichen. Die Stromentnahmestellen können abhängig von der von den Kraftfahrzeugen benötigten Ladetechnologie wahlweise auf Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) basieren. Es ist möglich, dass die Stromentnahmestellen sowohl ein Laden mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom ermöglichen. Gegebenenfalls können auch manche der Stromentnahmestellen lediglich auf Gleichstrom oder manche andere auf Wechselstrom basierende Ladetechnologie aufweisen.A further embodiment provides that it has a plurality of electricity withdrawal points for the simultaneous withdrawal of electricity by electrically or hybrid-electrically operated motor vehicles. The power consumption points can in particular be designed as so-called fast chargers, which enable a battery storage device of the vehicle to be charged to be charged in a short time with high power. The power take-off points can be based on alternating current (AC) or direct current (DC), depending on the charging technology required by the motor vehicle. It is possible that the power take-off points allow charging with direct current as well as with alternating current. If necessary, some of the power withdrawal points can also have only direct current or some other charging technology based on alternating current.

Es ist zweckmäßig, wenn die Anlage als Autohof oder Versorgungsanlage (ähnlich einer herkömmlichen Tankstelle) für eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen ausgebildet ist. Die Anzahl der Vielzahl von Kraftfahrzeugen richtet sich dabei nach der Leistungsfähigkeit der einzelnen Komponenten der Anlage, insbesondere der durch die Stromerzeugungsvorrichtung bereitstellbaren Leistung, der von der Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff in einem bestimmten Zeitraum erzeugbaren Wasserstoffmenge sowie des Energiespeichers.It is useful if the system is designed as a truck stop or supply system (similar to a conventional gas station) for a large number of motor vehicles. The number of large numbers of motor vehicles depends on the performance of the individual components of the system, in particular the power that can be provided by the power generation device, the amount of hydrogen that can be generated by the device for generating hydrogen in a certain period of time, and the energy store.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Verschaltung des wiederaufladbaren Energiespeichers, der Stromerzeugungsvorrichtung und der zumindest einen Stromentnahmestelle derart ist, dass kein Stromfluss über das öffentliche Stromnetz erfolgt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der Stromfluss nahezu ausschließlich über das private Stromnetz, welches zu der vorgeschlagenen Anlage zur autarken Bereitstellung von Energieträgern gehört, fließt.Another embodiment provides that the interconnection of the rechargeable energy store, the power generation device and the at least one power take-off point is such that there is no current flow via the public power grid. In other words, this means that the current flow flows almost exclusively via the private power grid, which is part of the proposed system for the self-sufficient provision of energy sources.

Die Anzahl der Stromentnahmestellen beträgt gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung zwischen 10 und 20, wobei in diesem Fall die Stromerzeugungsvorrichtung eine installierte Leistung zwischen 5 MW und 15 MW und der wiederaufladbare Energiespeicher eine 6h-Kapazität von 60 MWh aufweist. Es ist zu bemerken, dass die installierte Leistung der Stromerzeugungsvorrichtung sich aufteilt auf ggf. eine oder mehrere Windkraftanlagen und eine oder mehrere Photovoltaikanlagen. Das Verhältnis der installierten Leistung zwischen Windkraftanlage und Photovoltaikanlage beträgt vorzugsweise zwischen 2 zu 1 und 1 zu 2. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer Dimensionierung dieser Größenordnung, ein weitestgehend Energie-autarker Betrieb der Anlage möglich ist.According to an expedient embodiment, the number of power take-off points is between 10 and 20th In this case, the power generation device has an installed capacity between 5 MW and 15 MW and the rechargeable energy storage device has a 6h capacity of 60 MWh. It should be noted that the installed power of the power generation device is divided between, if applicable, one or more wind power plants and one or more photovoltaic plants. The ratio of the installed power between wind turbine and photovoltaic system is preferably between 2 to 1 and 1 to 2 . It has been found that with a dimensioning of this order of magnitude, a largely energy-self-sufficient operation of the system is possible.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass in einer derartigen Anlage die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff eine Leistung von 2 MW aufweist.Another useful embodiment provides that the device for generating hydrogen in such a system has a power of 2 MW.

Soll die Anzahl der Stromentnahmestellen wesentlich größer oder wesentlich kleiner sein, so können die genannten Größenordnungen entsprechend eines linearen Faktors, um den die Anzahl der Stromentnahmestellen größer oder kleiner ist, angepasst werden.If the number of power take-off points is to be significantly larger or significantly smaller, the mentioned orders of magnitude can be adapted according to a linear factor by which the number of power take-off points is larger or smaller.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff einen Kompressor und zumindest einen Druckgasspeicher umfasst. Insbesondere weist die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff eine Leistung von 1,5 MW bis 2,5 MW auf und ist dazu ausgelegt, etwa 1000 kg Wasserstoff pro Tag zu gewinnen.Another expedient embodiment provides that the device for generating hydrogen comprises a compressor and at least one compressed gas reservoir. In particular, the device for generating hydrogen has an output of 1.5 MW to 2.5 MW and is designed to produce about 1000 kg of hydrogen per day.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass der Mehrzahl an Stromentnahmestellen eine entsprechende Mehrzahl an Standflächen für die Kraftfahrzeuge zugeordnet ist, wobei die Mehrzahl der Standflächen von der Photovoltaikanlage überdacht ist.A further expedient embodiment provides that the plurality of power take-off points is assigned a corresponding plurality of standing areas for the motor vehicles, the majority of the standing areas being covered by the photovoltaic system.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zur autarken Bereitstellung von Energieträgern für E-/H2-Fahrzeuge; und
  • 2 eine Skizze, die die Anordnung der in 1 dargestellten Komponenten beispielhaft verdeutlicht.
Further features and advantages of the invention are described below using an exemplary embodiment in the drawing. Show it:
  • 1 a schematic representation of a system for the self-sufficient provision of energy sources for E / H2 vehicles; and
  • 2 a sketch showing the arrangement of the in 1 illustrated components exemplified.

In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Darstellungen sind lediglich beispielhaft und insbesondere nicht maßstabsgerecht.In the figures, the same elements are provided with the same reference symbols. The representations are only exemplary and in particular are not to scale.

1 zeigt eine schematische Anlage 1 zur autarken Bereitstellung von Strom und Wasserstoff als Energieträger für Kraftfahrzeuge. Die Anlage 1 umfasst eine Stromerzeugungsvorrichtung 2. Lediglich beispielhaft umfasst die Stromversorgungsvorrichtung 2 eine oder mehrere Windkraftanlagen 3 und eine oder mehrere Photovoltaikanlagen 4. Abhängig vom Standort der Anlage 1 könnte die Stromerzeugungsvorrichtung 2 auch ausschließlich eine oder mehrere Windkraftanlagen 3 oder ausschließlich eine oder mehrere Photovoltaikanlagen 4 umfassen. Die Stromversorgungsvorrichtung kann darüber hinaus - abhängig vom Standort der Anlage 1 - auch andere regenerative Energieerzeuger umfassen. 1 shows a schematic system 1 for the self-sufficient supply of electricity and hydrogen as energy carriers for motor vehicles. The attachment 1 includes a power generating device 2 . The power supply device comprises merely by way of example 2 one or more wind turbines 3 and one or more photovoltaic systems 4th . Depending on the location of the system 1 could be the power generating device 2 also only one or more wind turbines 3 or only one or more photovoltaic systems 4th include. The power supply device can also - depending on the location of the system 1 - also include other regenerative energy producers.

Die Anlage 1 umfasst ferner einen wieder aufladbaren Energiespeicher 5. Der aufladbare Energiespeicher 5 umfasst beispielsweise eine Vielzahl an Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Alternativ kann es sich bei der Batterie um eine ZnYTH-Batterie handeln. Die Vielzahl an unterschiedlichen Akkumulatoren kann in geeigneter Weise parallel und/oder seriell verschaltet sein. Die Akkumulatoren können als ein oder mehrere Module vorliegen. Die Größe des aufladbaren Energiespeichers 5 hängt von der Erzeugungsleistung der Stromerzeugungsvorrichtung 2 ab. Ausgehend von einer Erzeugungsleistung zwischen 10 MW und 15 MW der Stromerzeugungsvorrichtung beträgt die 6h-Kapazität vorzugsweise zwischen 60 MWh und 600 MWh.The attachment 1 further comprises a rechargeable energy store 5 . The rechargeable energy store 5 includes, for example, a large number of lithium-ion batteries. Alternatively, the battery can be a ZnYTH battery. The large number of different accumulators can be connected in a suitable manner in parallel and / or in series. The accumulators can be present as one or more modules. The size of the rechargeable energy store 5 depends on the generating capacity of the power generating device 2 from. Based on a generation output between 10 MW and 15 MW of the power generation device, the 6h capacity is preferably between 60 MWh and 600 MWh.

Beim Vorsehen der Anlage in windreichen Regionen werden vorzugsweise eine oder mehrere Windkraftanlagen 3 mit einer Leistung von z.B. jeweils 5 MW installiert. In sonnenreichen Gegenden beträgt die installierte Leistung einer Photovoltaikanlagen 4 zwischen 5 MW und 10 MW. Die Dimensionierung der Windkraftanlagen 3 und/oder Photovoltaikanlagen 3 kann insbesondere auch von der erwarteten oder tatsächlichen Nutzung der Anlage zur Bereitstellung von alternativen Energieträgern für Kraftfahrzeuge abhängen. Als alternative Energieträger werden in dieser Beschreibung Strom und Wasserstoff verstanden.If the system is provided in windy regions, one or more wind power systems are preferably used 3 with an output of, for example, 5 MW each. In sunny areas, the installed capacity of a photovoltaic system is 4th between 5 MW and 10 MW. The dimensioning of the wind turbines 3 and / or photovoltaic systems 3 can in particular also depend on the expected or actual use of the system to provide alternative energy sources for motor vehicles. In this description, electricity and hydrogen are understood as alternative energy sources.

Die von der Stromerzeugungsvorrichtung 2 erzeugte Energie wird einer Steuerungseinheit 6, die einen oder mehrere Umrichter 7 (DC/DC und/oder DC/AC und/oder AC/AC und/oder AC/DC) sowie eine Recheneinheit 8 umfasst zugeführt. Mittels der Recheneinheit 8 und des oder der Umrichter 7 erfolgt ein Zwischenspeichern des erzeugten Stroms in dem wieder aufladbaren Energiespeicher 5 oder eine unmittelbare Zufuhr zu einem der nachfolgend beschriebenen Verbraucher.The one from the power generating device 2 generated energy is a control unit 6th that have one or more inverters 7th (DC / DC and / or DC / AC and / or AC / AC and / or AC / DC) and a processing unit 8th includes fed. Using the computing unit 8th and the converter (s) 7th the generated electricity is temporarily stored in the rechargeable energy store 5 or a direct supply to one of the consumers described below.

Der wieder aufladbare Energiespeicher 5 und die Steuerungseinheit 6 sind vorzugsweise in einer gemeinsamen Umhausung (z.B. Gebäude oder Gebäudeteil) 12 angeordnet. In der Umhausung 12 kann zudem ein Niederspannungs-Transformator 9 angeordnet sein. Außerhalb der Umhausung 12 und ggf. auch außerhalb eines räumlich abgegrenzten Bereichs 30, in dem die Komponenten der hier beschriebenen Anlage 1 angeordnet sind, ist beispielsweise ein weiterer Mittelspannungs-Transformator 10 vorgesehen, welcher die Anlage 1 an ein öffentliches Stromnetz 11 anschließt. Obwohl der Anschluss an das öffentliche Stromnetz 11 aus Energie-Autarkie-Gründen aufgrund der Dimensionierung der Komponenten nicht zwingend notwendig wäre, ist dieser aus gesetzlichen Gründen vorgeschrieben.The rechargeable energy storage 5 and the control unit 6th are preferably in a common housing (e.g. building or part of a building) 12 arranged. In the enclosure 12 can also use a low-voltage transformer 9 be arranged. Outside the enclosure 12 and possibly also outside a spatially delimited area 30th , in which the components of the system described here 1 are arranged is, for example, another medium-voltage transformer 10 provided which the plant 1 to a public power grid 11 connects. Although the connection to the public electricity network 11 would not be absolutely necessary for reasons of energy self-sufficiency due to the dimensioning of the components, this is prescribed for legal reasons.

Als Verbraucher des von der Stromerzeugungsvorrichtung 2 und/oder von dem wieder aufladbaren Energiespeicher 5 bereitgestellten Stroms sind eine Vorrichtung 13 zur Erzeugung von Wasserstoff sowie eine Vielzahl an Stromentnahmestellen 21 zur Entnahme von elektrischer Energie für eine Batterie eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs oder Hybrid-elektrischen Fahrzeugs vorgesehen.As a consumer of the power generating device 2 and / or from the rechargeable energy store 5 provided electricity are a device 13 for the production of hydrogen as well as a variety of power take-off points 21st provided for the extraction of electrical energy for a battery of an electrically operated vehicle or hybrid-electric vehicle.

Die Vorrichtung 13 zur Erzeugung von Wasserstoff umfasst in bekannter Weise einen Elektrolyseur 14 zur elektrochemischen Spaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff. Der von dem Elektrolyseur 14 produzierte Wasserstoff kann über eine Leitung 16 in einen Druckgasspeicher 15 zur temporären oder längerfristigen Zwischenspeicherung gefördert werden. Hierzu ggf. erforderliche Pumpen und dergleichen sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Zudem ist eine Anzahl an Gasentnahmestellen 20-1, ..., 20-n (Zapfsäulen) vorgesehen, welche Wasserstoff über ein Umschaltventil 17 wahlweise aus dem Druckgasspeicher 15 oder direkt von dem Elektrolyseur 14 zugeführt bekommen. Entsprechende Leitungen sind mit dem Bezugszeichen 18, 19 gekennzeichnet.The device 13 for generating hydrogen comprises, in a known manner, an electrolyser 14th for the electrochemical splitting of water into oxygen and hydrogen. The one from the electrolyser 14th produced hydrogen can be via a pipe 16 in a pressurized gas storage tank 15th are funded for temporary or long-term intermediate storage. Pumps and the like that may be required for this are not shown for the sake of simplicity. There are also a number of gas withdrawal points 20-1 , ..., 20-n (Fuel pumps) provided, which hydrogen via a switching valve 17th optionally from the pressurized gas storage tank 15th or directly from the electrolyzer 14th get fed. Corresponding lines are marked with the reference symbol 18th , 19th marked.

Die Stromentnahmestellen, die auch als Ladesäulen bezeichnet werden, sind mit dem Bezugszeichen 21-1, ..., 21-m bezeichnet. Die Stromentnahmestellen 21-1, ..., 21-m sind über eine oder mehrere Leistungseinheiten 22 mit der Steuerungseinheit 6 verbunden. Über die eine oder mehrere Leistungseinheiten 22 kann einer jeweiligen Stromentnahmestelle 21-1, ...,21-m eine von einem zu ladenden Fahrzeug geforderte Leistung zur Verfügung gestellt werden. Sind jeweilige Leistungseinheiten beispielsweise für eine Leistung von 100 KW ausgelegt, kann die Batterie des zu ladenden Fahrzeugs jedoch mit 400 KW geladen werden, so wird der Stromentnahmestelle 21-x (wobei x für die Stromentnahmestelle steht, mit der das zu ladende Fahrzeug verbunden ist) von vier Leistungseinheiten 22 mit Strom versorgt.The power take-off points, which are also referred to as charging stations, are denoted by the reference number 21-1 , ..., 21-m designated. The power take-off points 21-1 , ..., 21-m are over one or more power units 22nd with the control unit 6th connected. About the one or more power units 22nd can be a respective power take-off point 21-1 , ..., 21-m a performance required by a vehicle to be charged can be made available. If the respective power units are designed, for example, for a power of 100 KW, but the battery of the vehicle to be charged can be charged with 400 KW, so the power take-off point 21-x (where x stands for the power take-off point to which the vehicle to be charged is connected) of four power units 22nd powered.

Die Anzahl m der Stromentnahmestellen und die Anzahl n der Gasentnahmestellen kann unterschiedlich oder gleich sein.The number m of power tapping points and the number n of gas tapping points can be different or the same.

Die entsprechenden Technologien zur Erzeugung und Bereitstellung von Wasserstoff sowie zur Bereitstellung von Strom für das Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs sind grundsätzlich bekannt und im Detail auch nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung. Auf eine eingehende detaillierte Beschreibung wird daher an dieser Stelle verzichtet.The corresponding technologies for generating and providing hydrogen and for providing electricity for charging an electrically operated vehicle are known in principle and are also not the subject of the present application in detail. A detailed description is therefore dispensed with at this point.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung deutlich wurde, sind die Stromerzeugungsvorrichtung 2, die Vorrichtung 13 zur Erzeugung von Wasserstoff und der wiederaufladbare Energiespeicher 5 unter Berücksichtigung einer erwarteten oder tatsächlichen Gasentnahme und/oder einer erwarteten und tatsächlichen Stromentnahme derart dimensioniert, dass eine im Wesentlichen Energie-autarke Betriebsanlage ermöglicht ist. Hierunter wird verstanden, dass eine bilanzielle Energie-Autarkie an etwa 80% der Jahrestage ermöglicht ist. Diese Energie-Autarkie wird durch die entsprechende Dimensionierung der Komponenten realisiert.As is clear from the foregoing description, the power generating devices are 2 , the device 13 for the production of hydrogen and the rechargeable energy storage 5 dimensioned taking into account an expected or actual gas extraction and / or an expected and actual current extraction such that an essentially energy-self-sufficient operating system is made possible. This means that a balance sheet energy self-sufficiency is possible on around 80% of the anniversaries. This energy self-sufficiency is achieved through the appropriate dimensioning of the components.

Dadurch, dass der Energie-autarke Betrieb der Anlage 1 durch die räumliche Konzentration der genannten Komponenten in dem räumlich abgegrenzten Bereich 30, der beispielsweise einen Autohof oder eine Versorgungsanlage für eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen darstellt, vorgesehen ist, ist ein Energieaustausch (d.h. ein Energiebezug oder eine Energielieferung) mit dem öffentlichen Stromnetz auf ein Minimum reduziert, so dass eine Anpassung der gegenwärtigen Netzinfrastruktur des öffentlichen Stromnetzes nicht oder nur im geringen Umfange erforderlich ist.This means that the energy-independent operation of the system 1 by the spatial concentration of the named components in the spatially delimited area 30th , which represents, for example, a truck stop or a supply system for a large number of motor vehicles, an energy exchange (i.e. an energy purchase or an energy supply) with the public power grid is reduced to a minimum, so that an adaptation of the current network infrastructure of the public power grid is not or is only required to a small extent.

Der Flächenverbrauch für die wie in 1 beschriebene Anlage (d.h. für die Windkraftanlage(n) 3, den Energiespeicher 5, die Vorrichtung 13 zur Erzeugung von Wasserstoff, die Stromentnahmestellen 21 (Ladestationen) und die Parkflächen) beträgt zwischen 5 und 6 Hektar, wobei für die Photovoltaikanlage(n) 4 pro MW Erzeugungsleistung zusätzlich etwa 2 Hektar veranschlagt werden. Dadurch ist es möglich, eine Anzahl zwischen 10 und 20 Stromentnahmestellen 21-1, ..., 21-m bereitzustellen. In diesem Fall sollte die installierte Leistung der Stromerzeugungsvorrichtung 2 zwischen 5 MW und 15 MW betragen, wobei die Aufteilung zwischen Windkraftanlage(n) 3 und Photovoltaikanlage(n) 4 in einem Verhältnis zwischen 2 zu 1 und 1 zu 2, je nach Standort, gewählt werden sollte. Bei dieser Dimensionierung ist es ausreichend, wenn der wiederaufladbare Energiespeicher eine 6h-Kapazität von 60 MWh aufweist. Die Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff weist zweckmäßigerweise eine Leistung von 2 MW auf. Hierdurch ist die Vorrichtung 13 zur Erzeugung von Wasserstoff in der Lage, ca. 1.000 kg Wasserstoff pro Tag zu gewinnen.The land consumption for the as in 1 described plant (i.e. for the wind turbine (s) 3 , the energy storage 5 , the device 13 for the production of hydrogen, the power take-off points 21st (Charging stations) and the parking areas) is between 5 and 6 hectares, whereby for the photovoltaic system (s) 4th per MW of generation capacity an additional approx 2 Hectares are estimated. This makes it possible to choose a number between 10 and 20th Power take-off points 21-1 , ..., 21-m to provide. In this case, the installed capacity of the power generating device should be 2 between 5 MW and 15 MW, the distribution between wind turbine (s) 3 and photovoltaic system (s) 4th in a relationship between 2 to 1 and 1 to 2 should be chosen depending on the location. With this dimensioning, it is sufficient if the rechargeable energy storage device has a 6h capacity of 60 MWh. The device for generating hydrogen expediently has an output of 2 MW. This makes the device 13 to produce hydrogen capable of producing approx. 1,000 kg of hydrogen per day.

2 zeigt eine Skizze, welche die Anordnung der in 1 beschriebenen Komponenten in dem mit 30 bezeichneten räumlich abgegrenzten Bereich zeigt. Die Anlage 1 bzw. der Bereich 30 ist z.B. ein Autohof. Mit den Bezugszeichen 24, 25, 26 sind Zu- und Abfahrten zu der Anlage 1 beschrieben. Außerhalb des von den zu versorgenden Fahrzeugen abgegrenzten Bereichs ist der wieder aufladbare Energiespeicher 5 angeordnet. Am Rande des von den Fahrzeugen befahrbaren Bereichs können eine oder mehrere Windkraftanlagen 3 vorgesehen sein. 2 shows a sketch showing the arrangement of the in 1 components described in the 30th the designated spatially delimited area. The attachment 1 or the area 30th is for example a truck stop. With the reference numbers 24 , 25th , 26th are entrances and exits to the facility 1 described. The rechargeable energy storage device is outside of the area delimited by the vehicles to be supplied 5 arranged. One or more wind turbines can be installed on the edge of the area accessible by vehicles 3 be provided.

In der in 2 dargestellten Skizze sind beispielhaft 20 Stromentnahmestellen 21-1, .., 21-20 (d.h. m=20) vorgesehen, wobei jeder Stromentnahmestelle eine Standfläche (Stellplatz) 23-1, ..., 23-20 für ein zu ladendes Fahrzeug zugeordnet ist. Die hierdurch für die Ladestation insgesamt benötigte Fläche kann in vorteilhafter Weise von einem Dach geschützt sein, wobei die Photovoltaikanlage 4 auf dem Dach installiert ist. Benachbart, aber mit ausreichendem Abstand zu der Ladestation, ist die Vorrichtung 13 zur Erzeugung von Wasserstoff angeordnet. Der Elektrolyseur 14 und der oder die Druckgasspeicher 15 sind beispielsweise am Rand des räumlich abgegrenzten Bereichs 30 vorgesehen. In räumlicher Nähe hierzu sind beispielhaft fünf Gasentnahmestellen (Zapfsäulen) 20-1, ..., 20-5 (d.h. n=5) in zwei Reihen vorgesehen, die die Betankung von Fahrzeugen (Personenkraftwagen und Lastkraftwagen) in vier Spuren ermöglichen.In the in 2 The sketch shown are exemplary 20th Power take-off points 21-1 , .., 21-20 (ie m = 20) provided, with each power take-off point a stand area (parking space) 23-1 , ..., 23-20 assigned for a vehicle to be charged. The total area required as a result for the charging station can advantageously be protected by a roof, with the photovoltaic system 4th installed on the roof. The device is adjacent, but at a sufficient distance from the charging station 13 arranged to generate hydrogen. The electrolyzer 14th and the or the compressed gas storage 15th are for example at the edge of the spatially delimited area 30th intended. In close proximity to this are five gas withdrawal points (fuel pumps) 20-1 , ..., 20-5 (ie n = 5) provided in two rows that allow vehicles (passenger cars and trucks) to be refueled in four lanes.

Die räumliche Abgrenzung 27 zwischen den mit Wasserstoff zu betankenden Fahrzeugen und den mit Strom zu versorgenden Fahrzeugen ist optional, kann aber auch aus Sicherheitsgründen vorgesehen sein.The spatial delimitation 27 between the vehicles to be refueled with hydrogen and the vehicles to be supplied with electricity is optional, but can also be provided for safety reasons.

Die Anlage 1 kann durch einen Kiosk, einen Supermarkt, ein (Schnell-)Restaurant und dergleichen ergänzt sein. Insbesondere bietet es sich an, die vorgeschlagene Anlage entlang von Schnellverkehrsstrecken, wie z.B. Autobahnen oder Bundesstraßen, anzuordnen, so dass insbesondere gesetzliche Vorgaben im Hinblick auf Abstandsregelungen bei Windkraftanlagen ohne Probleme angehalten werden können.The attachment 1 can be supplemented by a kiosk, a supermarket, a (fast) restaurant and the like. In particular, it is advisable to arrange the proposed system along high-speed traffic routes, such as, for example, motorways or federal highways, so that in particular legal requirements with regard to distance regulations for wind power systems can be stopped without problems.

Der Betrieb der Anlage 1 ist wie folgt: Der zur Erzeugung des Wasserstoffs in der Vorrichtung 13 zur Herstellung von Wasserstoff und für die Stromentnahmestellen 21 benötigte Strom wird in der Stromerzeugungsvorrichtung 2 erzeugt. Mit dem in der Stromerzeugungsvorrichtung 2 hergestellten Strom wird, wenn Verbraucher an den Entnahmestellen 20 und/oder 21 angeschlossen sind, unter Steuerung der Recheneinheit 8 der Steuerungseinheit 6 der erzeugte Strom mittels des Umrichters 7 zu den Entnahmestellen 20 und/oder 21 geführt, wobei bei der Stromentnahmestelle 21 die Leistungseinheit 22 die Stromnachfrage steuert. Hierzu erhalten die Leistungseinheiten 22 über die Ladestation 21 ein von dem zu ladenden Fahrzeug empfangenes Signal mit der Information, welche Spannung bei der im Fahrzeug befindlichen Batterie vorliegt (z.B. 400V oder 500V). Diese Information wird berücksichtigt, ob die Fahrzeugbatterie z.B. mit 175kW, 350kW oder 500kW geladen werden kann. Mehrere Leistungseinheiten 22 werden dann gegebenenfalls zur Bereitstellung einer hohen Ladeleistung zusammengeschaltet.Operation of the facility 1 is as follows: The one for generating the hydrogen in the device 13 for the production of hydrogen and for the power take-off points 21st required electricity is in the power generating device 2 generated. With the one in the power generating device 2 electricity is produced when consumers at the tapping points 20th and or 21st are connected, under control of the computing unit 8th the control unit 6th of the generated electricity by means of the converter 7th to the tapping points 20th and or 21st led, with the power take-off point 21st the power unit 22nd controls the demand for electricity. For this purpose, the power units receive 22nd via the charging station 21st a signal received by the vehicle to be charged with the information about the voltage of the battery in the vehicle (eg 400V or 500V). This information is taken into account as to whether the vehicle battery can be charged with 175kW, 350kW or 500kW, for example. Multiple power units 22nd are then interconnected if necessary to provide a high charging power.

Ist der Bedarf an Strom bei der oder den Stromentnahmestellen 21 und der Bedarf an Wasserstoff bei der oder den Gasentnahmestellen 20 in Summe größer als die Stromerzeugungsvorrichtung 2 produzieren kann, wird durch die Recheneinheit 8 der wieder aufladbare Energiespeicher 5 in den Stromversorgungsprozess einbezogen, indem zusätzlich Strom aus dem wieder aufladbaren Energiespeicher 5 entnommen und den Entnahmestellen 20 und/oder 21 zugeführt wird. Dabei wird der wieder aufladbare Energiespeicher 5 entladen. Ist der wieder aufladbare Energiespeicher 5 nicht ausreichend mit Strom geladen, um die Versorgung der Entnahmestellen 20 und/oder 21 zu garantieren, wird Strom mittels des (Mittelspannungs-)Transformators 10 vom öffentlichen Netz 11 bezogen. Auch dieser Vorgang wird mittels der Steuerungseinheit 6 gesteuert. Ist der Bedarf an Strom bei den Stromentnahmestellen 21 und der Bedarf an Wasserstoff bei den Gasentnahmestellen 20 geringer als die Stromerzeugungsanlage 2 produziert, wird mittels der Steuerungseinheit 8 der Umrichter 7 derart betrieben, dass der wieder aufladbare Energiespeicher 5 mit überschüssigem Strom, der durch die Stromerzeugungsvorrichtung 2 produziert und nicht verbraucht werden kann, geladen werden kann.Is the demand for electricity at the electricity tap or points 21st and the need for hydrogen at the gas withdrawal point or points 20th in total larger than the power generating device 2 can produce is through the computing unit 8th the rechargeable energy storage 5 included in the power supply process by adding electricity from the rechargeable energy store 5 removed and the withdrawal points 20th and or 21st is fed. Thereby the rechargeable energy storage 5 unload. Is the rechargeable energy store 5 not sufficiently charged with electricity to supply the tapping points 20th and or 21st To guarantee electricity is generated by means of the (medium-voltage) transformer 10 from the public network 11 based. This process is also carried out by means of the control unit 6th controlled. Is the need for electricity at the electricity tapping points 21st and the need for hydrogen at the gas withdrawal points 20th less than the power generation plant 2 is produced by means of the control unit 8th the converter 7th operated in such a way that the rechargeable energy store 5 with excess electricity generated by the power generating device 2 produced and not consumed can be charged.

Die Anlage 1 umfasst weitere Mittel zur Prüfung, ob ein jeweiliger Verbraucher an der oder den Gasentnahmestellen 20 und der oder den Stromentnahmestellen 21 angeschlossen ist, sowie zur Messung des Drucks an der oder den Gasentnahmestellen 20 und der Stromnachfrage an der oder den Stromentnahmestellen 21. Darüber hinaus sind in den Figuren nicht gezeigte Sensoren vorhanden, die dazu ausgebildet sind, den Druck im Druckgasspeicher 15 zu messen bzw. die Stromnachfrage in der Leistungseinheit 22 zu ermitteln.The attachment 1 includes further means for checking whether a respective consumer is at the gas tap or points 20th and the power take-off point (s) 21st is connected, as well as for measuring the pressure at the gas sampling point or points 20th and the electricity demand at the electricity withdrawal point or points 21st . In addition, there are sensors (not shown in the figures) which are designed to measure the pressure in the pressurized gas reservoir 15th to measure or the electricity demand in the power unit 22nd to investigate.

Die Vorrichtung 13 zum Erzeugen von Wasserstoff ist neben der Produktion von Wasserstoff dazu ausgebildet, den Wasserstoff zu der oder den Gasentnahmestellen 20 zu führen, wenn ein Verbraucher an einer der Gasentnahmestellen 20 angeschlossen ist. Andernfalls, wenn kein Verbraucher an einer der Gasentnahmestellen 20 angeschlossen ist, wird der produzierte Wasserstoff in den Druckgasspeicher 15 für eine spätere Entnahme zwischengespeichert, wobei die Produktion von Wasserstoff beendet wird, sobald ein oberer Druckgrenzwert im Druckgasspeicher 15 erreicht wird. In diesem Fall kann auch eine direkte Zufuhr von Wasserstoff aus dem Druckgasspeicher 15 zu der oder den Gasentnahmestellen 20 erfolgen, wenn ein Verbraucher an einer der Gasentnahmestellen 20 angeschlossen ist. Die Produktion von Wasserstoff durch die Vorrichtung 13 wird dann vorzugsweise beendet oder unterbrochen.The device 13 to generate hydrogen, in addition to the production of hydrogen, it is designed to deliver the hydrogen to the gas extraction point or points 20th to lead when a consumer is at one of the gas withdrawal points 20th connected. Otherwise, if there is no consumer at one of the gas withdrawal points 20th is connected, the hydrogen produced is stored in the pressurized gas storage tank 15th temporarily stored for later withdrawal, whereby the production of hydrogen is terminated as soon as an upper pressure limit value in the compressed gas reservoir 15th is achieved. In this case, hydrogen can also be supplied directly from the pressurized gas storage tank 15th to the gas withdrawal point or points 20th take place when a consumer is at one of the gas withdrawal points 20th connected. The production of hydrogen by the device 13 is then preferably ended or interrupted.

Ein Abschalten der Erzeugung von Wasserstoff und keine Zufuhr von Wasserstoff zu den Gasentnahmestellen 20 erfolgt dann, wenn kein Verbraucher an den Gasentnahmestellen angeschlossen ist und der Druck im Druckgasspeicher 15 dem oberen Druckgrenzwert entspricht (d.h. der Druckgasspeicher voll ist).Switching off the production of hydrogen and no supply of hydrogen to the gas extraction points 20th takes place when no consumer is connected to the gas tapping points and the pressure in the pressurized gas reservoir 15th corresponds to the upper pressure limit value (ie the compressed gas reservoir is full).

Ein Abschalten der Zufuhr von Energie zu den Stromentnahmestellen 21 erfolgt dann, wenn kein Verbraucher an den Stromentnahmestellen 21 angeschlossen ist und die Stromnachfrage bei der Leistungseinheit 22 gegen 0 Volt fällt. Wird durch die Steuerungseinheit bzw. die Recheneinheit 8 erkannt, dass kein Verbraucher an den Entnahmestellen 20 und 21 angeschlossen ist und dass der wieder aufladbare Energiespeicher 5 keine freien Kapazitäten hat, dann wird der durch die Stromerzeugungsvorrichtung 2 produzierte Strom mittels des (Mittelspanungs-)Transformators 10 an das öffentliche Stromnetz 11 gegen eine Vergütung abgegeben (Intradaymarkt und Regelmarkt).Switching off the supply of energy to the power take-off points 21st takes place when there is no consumer at the power take-off points 21st is connected and the power demand at the power unit 22nd drops towards 0 volts. Is by the control unit or the computing unit 8th recognized that no consumer at the tapping points 20th and 21st is connected and that the rechargeable energy storage 5 has no free capacity, then the power generating device 2 produced electricity by means of the (medium voltage) transformer 10 to the public power grid 11 issued for remuneration (intraday market and regular market).

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Anlage zur Bereitstellung von EnergieträgernSystem for the provision of energy sources
22
StromerzeugungsvorrichtungPower generating device
33
WindkraftanlageWind turbine
44th
PhotovoltaikanlagePhotovoltaic system
55
wieder aufladbarer Energiespeicherrechargeable energy storage
66th
SteuerungseinheitControl unit
77th
UmrichterConverter
88th
RecheneinheitArithmetic unit
99
Transformatortransformer
1010
Transformatortransformer
1111
öffentliches Stromnetzpublic power grid
1212
UmhausungEnclosure
1313
Vorrichtung zur Erzeugung von WasserstoffDevice for generating hydrogen
1414th
ElektrolyseurElectrolyzer
1515th
DruckgasspeicherCompressed gas storage
1616
Leitungmanagement
1717th
UmschalteinrichtungSwitching device
1818th
Leitungmanagement
1919th
Leitungmanagement
2020th
GasentnahmeeinrichtungGas sampling device
20-1,... ,20-n20-1, ..., 20-n
GasentnahmestelleGas tapping point
21-1,...,21-m21-1, ..., 21-m
StromentnahmestellePower take-off point
2222nd
LeistungseinheitPower unit
23-1,...,23-m23-1, ..., 23-m
Standfläche für KraftfahrzeugStand space for motor vehicle
2424
Zu- und/oder AbfahrtArrival and / or departure
2525th
Zu- und/oder AbfahrtArrival and / or departure
2626th
Zu- und/oder AbfahrtArrival and / or departure
2727
AbgrenzungDemarcation
3030th
räumlich abgegrenzter Bereichspatially delimited area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016208889 A1 [0007]DE 102016208889 A1 [0007]

Claims (12)

Anlage zur autarken Bereitstellung von Energieträgern für Kraftfahrzeuge, umfassend, - eine Stromerzeugungsvorrichtung (2), umfassend zumindest eine Windkraftanlage (3) und/oder zumindest eine Photovoltaikanlage (4); - eine Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff durch elektrochemische Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff; - zumindest eine Gasentnahmestelle (20-1,...,20-n) zur Entnahme von Wasserstoff durch ein mit Wasserstoff betriebenes Kraftfahrzeug; - eine Steuerungseinheit (6); dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (1) ferner umfasst: - zumindest eine Stromentnahmestelle (21-1,...,21-m) zur Entnahme von elektrischer Energie für eine Batterie eines elektrisch oder hybrid-elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs; - einen wieder aufladbaren Energiespeicher (5), in den von der Stromerzeugungsvorrichtung (2) erzeugter und nicht verbrauchter Strom für eine spätere Entnahme gespeichert wird; wobei die Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff und/oder die zumindest eine Stromentnahmestelle (21-1,...,21-m) von der Stromerzeugungsvorrichtung (2) und/oder dem wieder aufladbaren Energiespeicher (5) und/oder aus einem öffentlichen Stromnetz (11) mit Energie versorgt werden; wobei die Stromerzeugungsvorrichtung (2), die Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff und der wieder aufladbare Energiespeicher (5) am Ort der zumindest einen Gasentnahmestelle (20-1,...,20-n) und der zumindest einen Stromentnahmestelle (21-1,...,21-m) angeordnet sind.System for the self-sufficient provision of energy sources for motor vehicles, comprising - a power generation device (2), comprising at least one wind power plant (3) and / or at least one photovoltaic plant (4); - A device (13) for generating hydrogen by electrochemical splitting of water into hydrogen and oxygen; - At least one gas withdrawal point (20-1, ..., 20-n) for withdrawing hydrogen from a hydrogen-powered motor vehicle; - a control unit (6); characterized in that the system (1) further comprises: - at least one current withdrawal point (21-1, ..., 21-m) for withdrawing electrical energy for a battery of an electrically or hybrid-electrically operated motor vehicle; - A rechargeable energy store (5) in which the electricity generated by the electricity generating device (2) and not consumed is stored for later use; wherein the device (13) for generating hydrogen and / or the at least one power take-off point (21-1, ..., 21-m) from the power generating device (2) and / or the rechargeable energy store (5) and / or from a public power grid (11) are supplied with energy; wherein the power generation device (2), the device (13) for generating hydrogen and the rechargeable energy store (5) at the location of the at least one gas extraction point (20-1, ..., 20-n) and the at least one electricity extraction point (21 -1, ..., 21-m) are arranged. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromerzeugungsvorrichtung (2), die Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff und der wieder aufladbare Energiespeicher (5) unter Berücksichtigung einer erwarteten Gasentnahme und/oder einer erwarteten Stromentnahme derart dimensioniert sind, dass ein Energie-autarker Betrieb der Anlage (1) an 80% der Jahrestage ermöglicht ist.Plant after Claim 1 , characterized in that the power generation device (2), the device (13) for generating hydrogen and the rechargeable energy store (5) are dimensioned, taking into account an expected gas extraction and / or an expected current extraction, so that an energy-self-sufficient operation of the System (1) is enabled on 80% of the anniversaries. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Mehrzahl an Gasentnahmestellen (20-1,...,20-n) zur gleichzeitigen Entnahme von Wasserstoff durch mit Wasserstoff betriebene Kraftfahrzeuge aufweist.Plant after Claim 1 or 2 , characterized in that it has a plurality of gas withdrawal points (20-1, ..., 20-n) for the simultaneous withdrawal of hydrogen by hydrogen-powered motor vehicles. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Mehrzahl an Stromentnahmestellen (21-1,...,21-m) zur gleichzeitigen Entnahme von Strom durch elektrisch oder hybrid-elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge aufweist.System according to one of the preceding claims, characterized in that it has a plurality of current withdrawal points (21-1, ..., 21-m) for the simultaneous withdrawal of current by electrically or hybrid-electrically operated motor vehicles. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Autohof oder Versorgungsanlage für eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen ausgebildet ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that it is designed as a truck stop or supply system for a large number of motor vehicles. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschaltung des wieder aufladbaren Energiespeichers (5), der Stromerzeugungsvorrichtung (2) und der zumindest einen Stromentnahmestelle (21-1,...,21-m) derart ist, dass kein oder nahezu kein Stromfluss über das öffentliche Stromnetz (11) erfolgt.System according to one of the preceding claims, characterized in that the interconnection of the rechargeable energy store (5), the power generating device (2) and the at least one power take-off point (21-1, ..., 21-m) is such that no or there is almost no current flow via the public power grid (11). Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Stromentnahmestellen (21-1,...,21-m) zwischen 10 und 20 beträgt, wobei in diesem Fall die Stromerzeugungsvorrichtung (2) eine installierte Leistung zwischen 5 und 15 MW und, der wieder aufladbare Energiespeicher (5) eine 6h-Kapazität von 60 MWh aufweist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the number of power take-off points (21-1, ..., 21-m) is between 10 and 20, in which case the power generating device (2) has an installed capacity between 5 and 15 MW and the rechargeable energy store (5) has a 6h capacity of 60 MWh. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der installierten Leistung zwischen Windkraftanlage (3) und Photovoltaikanlage (4) zwischen 2 zu 1 und 1 zu 2 beträgt.Plant after Claim 7 , characterized in that the ratio of the installed power between the wind power plant (3) and the photovoltaic plant (4) is between 2 to 1 and 1 to 2. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff eine Leistung von 2 MW aufweist.Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the device (13) for generating hydrogen has an output of 2 MW. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff einen Kompressor und zumindest einen Druckgasspeicher (15) umfasst.Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the device (13) for generating hydrogen comprises a compressor and at least one pressurized gas reservoir (15). Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (13) zur Erzeugung von Wasserstoff eine Leistung von 1,5 bis 2,5 MW aufweist und dazu ausgelegt ist, 1000kg Wasserstoff pro Tag zu gewinnen.Plant according to one of the preceding claims, characterized in that the device (13) for generating hydrogen has an output of 1.5 to 2.5 MW and is designed to produce 1000 kg of hydrogen per day. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mehrzahl an Stromentnahmestellen (21-1,...,21-m) eine entsprechende Mehrzahl an Standflächen (23-1,...,23-m) für die Kraftfahrzeuge zugeordnet ist, wobei die Mehrzahl der Standflächen (23-1,...,23-m) von der Photovoltaikanlage (4) überdacht ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the plurality of power take-off points (21-1, ..., 21-m) is assigned a corresponding plurality of standing areas (23-1, ..., 23-m) for the motor vehicles is, the majority of the standing areas (23-1, ..., 23-m) is covered by the photovoltaic system (4).
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