DE202009019089U1

DE202009019089U1 - Integrated station for a DC electric power supply to geographically remote consumers, such as telecommunications antennas

Info

Publication number: DE202009019089U1
Application number: DE202009019089.7U
Authority: DE
Original assignee: ASCOT Srl
Current assignee: ASCOT Srl
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2016-05-10
Anticipated expiration: 2019-11-14

Abstract

Integrierte Station (1) für eine elektrische Gleichstromversorgung geografisch isolierter elektrischer Verbraucher (20), beispielsweise Telekommunikationsantennen, der Art, die Folgendes umfasst: – einen Halte-, Umhüllungs- und Schutzrahmen (5); – eine Stromerzeugungseinheit (2) in dem Rahmen; – einen Gleichstromgenerator (4) in dieser Stromerzeugungseinheit (2), der durch einen Verbrennungsmotor (6) betätigt wird; dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin umfasst: – wenigstens einen Batteriesatz (15) für eine Gleichstromversorgung des elektrischen Verbrauchers (20); – eine elektronische Befehls- und Steuerungseinheit (10) zur periodischen Regelung des Ladens und Entladens des Batteriesatzes (15); – wobei die Einheit (10) den Motor (6), der mit dem Generator (4) in Verbindung steht, mit einer Zahl von Umdrehungen betätigt, die entsprechend der Ladekurve des Batteriesatzes (15) und des Ladebedarfs von außen wechselt.Integrated station (1) for a DC electric power supply to geographically isolated electrical consumers (20), for example telecommunications antennas, of the type comprising: - a retaining, wrapping and protective frame (5); A power generation unit (2) in the frame; - A DC generator (4) in this power generation unit (2), which is actuated by an internal combustion engine (6); characterized in that it further comprises: - at least one battery pack (15) for a DC power supply to the electrical load (20); - An electronic command and control unit (10) for periodically controlling the charging and discharging of the battery pack (15); - Wherein the unit (10) the motor (6), which is in communication with the generator (4), actuated with a number of revolutions, which changes according to the charging curve of the battery pack (15) and the charging requirement from the outside.

Description

Anwendungsbereichscope of application

Die Erfindung betrifft in ihrem allgemeineren Aspekt eine integrierte Station für eine elektrische Gleichstromversorgung geografisch isolierter Verbraucher, beispielsweise Telekommunikationsantennen.The invention in its more general aspect relates to an integrated station for a DC electrical supply to geographically isolated consumers, such as telecommunications antennas.

Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, eine integrierte Station für eine elektrische Gleichstromversorgung geografisch isolierter Verbraucher, wie beispielsweise Telekommunikationsantennen, der Art, die Folgendes umfasst:

– einen Schutz- und Umhüllungsrahmen;
– eine Stromerzeugungseinheit in dem Rahmen; einen Gleichstromgenerator in dieser Stromerzeugungseinheit, der durch einen Verbrennungsmotor betätigt wird.

The invention is particularly, but not exclusively, concerned with an integrated station for a DC electrical power supply to geographically isolated consumers, such as telecommunications antennas, of the type comprising:

- a protective and wrapping frame;
A power generation unit in the frame; a DC generator in this power generation unit, which is operated by an internal combustion engine.

Die Erfindung kann in einem Verfahren für eine direkte elektrische Gleichstromversorgung eines geografisch isolierten Verbrauchers, wie beispielsweise einer Telekommunikationsantenne, mittels wenigstens eines Stromerzeugungseinheitsgeräts, das Folgendes umfasst:

– einen Halte-, Schutz- und Umhüllungsrahmen;
– eine Stromerzeugungseinheit in dem Rahmen;
– einen Gleichstromgenerator in der Stromerzeugungseinheit, der durch einen Verbrennungsmotor betätigt wird,

angewandt werden.The invention may include, in a method for a direct electrical DC power supply to a geographically isolated consumer, such as a telecommunications antenna, by means of at least one power generation unit device comprising:

A holding, protective and wrapping frame;
A power generation unit in the frame;
A DC generator in the power generation unit that is operated by an internal combustion engine,

be applied.

Stand der TechnikState of the art

Wie bekannt besteht in dem spezifischen technischen Bereich der Stromerzeugungseinheiten, die zur Versorgung elektrischer Verbraucher an geografisch entfernten oder isolierten Orten vorgesehen sind, der primäre Bedarf, soviel Kraftstoff wie möglich zu sparen, um die Betriebskosten der Stromerzeugungseinheit zu verringern.As is known, in the specific technical field of power generation units intended to supply electrical consumers at geographically remote or isolated locations, there is a primary need to save as much fuel as possible in order to reduce the operating costs of the power generation unit.

Dieser primäre Bedarf hängt mit einem weiteren Bedarf zusammen, nämlich dem, die Wartungsarbeiten an der Stromerzeugungseinheit so weit wie möglich zu verringern, ohne die Lebensdauer der Stromerzeugungseinheit selbst zu verringern, sondern im Gegenteil zu verlängern.This primary need is related to a further need, namely to reduce the maintenance of the power generation unit as much as possible without reducing the life of the power generation unit itself, but on the contrary to extend.

Der Stand der Technik strebt nach einer Lösung dieses kombinierten Bedarfs, beispielsweise durch Optimierung der Funktion des Verbrennungsmotors, der den Generator der Stromerzeugungseinheit betätigt, und/oder durch eine Übergröße des zu diesem Motor gehörenden Kraftstoffbehälters.The prior art seeks a solution to this combined need, for example, by optimizing the function of the internal combustion engine, which operates the generator of the power generation unit, and / or by an oversize of belonging to this engine fuel tank.

Diese Lösung hat sich jedoch nicht als völlig zufriedenstellend erwiesen, da sie den Verbrauch an Kraftstoff bezogen auf die erzeugte Energie oder die Kontinuität der Leistung der Stromerzeugungseinheit insgesamt nur um geringe Prozentsätze verbessern konnte.However, this solution has not proved to be completely satisfactory, as it has been able to improve the consumption of fuel relative to the energy produced or the continuity of the power generation unit overall only by a small percentage.

Die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe liegt in der Schaffung einer integrierten Station für eine elektrische Gleichstromversorgung geografisch isolierter Verbraucher wie beispielsweise Telekommunikationsantennen, wobei diese Station strukturelle und funktionale Merkmale aufweist, die eine drastische Reduzierung der Betriebskosten, wobei die gleiche Leistung oder die gleiche Energie oder der gleiche elektrische Strom geliefert wird, sowie eine wesentliche Verlängerung der Lebensdauer der in dieser Station verbauten Stromerzeugungseinheit ermöglichen.The technical object underlying the invention is to provide an integrated station for a DC electric power supply to geographically isolated consumers such as telecommunication antennas, this station having structural and functional features that provide a drastic reduction in operating costs, with the same power or energy the same electric power is supplied, as well as a substantial extension of the life of the power generating unit installed in this station.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dem Nutzer eine Art USV-Einheit zur Verfügung zu stellen, die es im Fall eines Fehlers oder eines temporären Ausfalls der Stromerzeugungseinheit ermöglicht, die Wartungsarbeiten zu verschieben und in jedem Fall die Versorgung des Verbrauchers oder die Möglichkeit, Wartungs- und Neustartoperationen durchzuführen, zu gewährleisten, wobei die Versorgung der Ladung über einen vorher bestimmten Zeitraum aufrechterhalten wird.A further object of the invention is to provide the user with a kind of UPS unit which, in the event of a fault or a temporary failure of the power generation unit, makes it possible to postpone maintenance and in any case supply the consumer or the possibility of Perform maintenance and restart operations while maintaining the supply of the charge for a predetermined period of time.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, zu bewirken, dass die Stromerzeugungseinheit der integrierten Versorgungsstation immer mit optimalem Leistungsgrad arbeitet, wodurch der Kraftstoffverbrauch und der Bedarf an regelmäßiger Wartung sinkt.Another object of the invention is to make the power generation unit of the integrated supply station always operate at optimum efficiency, thereby reducing fuel consumption and the need for regular maintenance.

Schließlich besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine integrierte Station zur Verfügung zu stellen, bei der der Gleichstrom, mit dem der Verbraucher versorgt wird, so einfach und direkt wie möglich gleichgerichtet wird, wodurch eine komplexe Phase der Regelung oder Umwandlung des von dem Generator erzeugten Wechselstroms vermieden wird.Finally, it is an object of the invention to provide an integrated station in which the direct current supplied to the consumer is rectified as simply and directly as possible, thereby providing a complex phase of regulation or conversion of the current generated by the generator AC is avoided.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke liegt darin, eine Vorrichtung der „hybriden” Art zur Verfügung zu stellen, d. h. die fähig ist, den Verbraucher über Gleichstrom zu versorgen, der von einem Batteriesatz geliefert wird, der in der Versorgungsstation eingebaut ist, und die Stromerzeugungseinheit zu verwenden, um diesen Batteriesatz periodisch zu laden, wobei der Verbrennungsmotor, der den Generator der Stromerzeugungseinheit betätigt, mit einem optimalen Wirkungsgrad betrieben wird und das Laden und Entladen des Batteriesatzes immer auf optimale Art regelt oder alterniert.The idea underlying the invention is to provide a device of the "hybrid" type, d. H. capable of supplying the load with direct current supplied by a battery pack installed in the supply station, and using the power generating unit to periodically charge that battery pack, the internal combustion engine actuating the generator of the power generating unit communicating with operated optimal efficiency and the charging and discharging of the battery pack always regulated or alternated in an optimal way.

Vorteilhafterweise findet das periodische Aufladen bevorzugt in regelmäßigen Zeitabständen statt, und die Batterien sind so dimensioniert, dass sie vielfachen Lade- und Entladezyklen standhalten. Advantageously, periodic charging preferably occurs at regular intervals, and the batteries are sized to withstand multiple charge and discharge cycles.

Außerdem findet die Erzeugung des Gleichstroms, der den Batteriesatz versorgt, mittels eines Gleichstromgenerators statt, der das Vorhandensein lediglich eines Alternators und eines entsprechenden Gleichrichters voraussetzt, da die Regelung des Gleichstroms auf den bei 24 V oder 48 V von den Nutzern geforderten Wert stromaufwärts des Gleichrichters an der Erregung des Alternators stattfindet, um eine Wechselspannung zu erzielen, die immer geeignet ist, den richtigen Gleichspannungswert bei der Leistung für jeden momentanen Lastzustand zu gewährleisten.In addition, the generation of the DC current that supplies the battery pack takes place by means of a DC generator, which presupposes the presence of only an alternator and a corresponding rectifier, since the regulation of the DC current to the 24 V or 48 V required by the user value upstream of the rectifier takes place at the excitation of the alternator to achieve an AC voltage which is always suitable to ensure the correct DC value in the power for each momentary load condition.

Schließlich wird die Arbeitsleistung des Motors in jedem Lastzustand auf optimale Effizienz dieses Motors für diesen Lastzustand geregelt.Finally, the power of the engine in each load condition is controlled to optimum efficiency of that engine for that load condition.

Gemäß der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Lösung wird das technische Problem durch eine integrierte Station der zuvor genannten Art gelöst, die sich dadurch auszeichnet, dass sie außerdem umfasst:

– wenigstens einen Batteriesatz für eine elektrische Gleichstromversorgung des elektrischen Verbrauchers;
– eine elektronische Befehls- und Steuerungseinheit zur Regelung der Phasen des Ladens und Entladens des Batteriesatzes;
– wobei die Einheit den Motor, der mit dem Generator in Verbindung steht, mit einer Zahl von Umdrehungen betätigt, die entsprechend der Ladekurve des Batteriesatzes und des Ladebedarfs von außen wechselt.

According to the inventive solution described above, the technical problem is solved by an integrated station of the aforementioned kind, which is characterized in that it further comprises:

- At least one battery pack for a DC electrical power supply of the electrical load;
- An electronic command and control unit for controlling the phases of charging and discharging the battery pack;
- Wherein the unit operates the motor, which is in communication with the generator, with a number of revolutions, which changes according to the charging curve of the battery pack and the charging requirement from the outside.

Die Erfindung kann in einem Verfahren der zuvor beschriebenen Art angewandt werden, das sich dadurch auszeichnet, dass es eine integrierte Station zur Verfügung stellt, die diese Vorrichtung umfasst, sowie:

– wenigstens einen Batteriesatz für die elektrische Gleichstromversorgung des elektrischen Verbrauchers;
– eine elektronische Befehls- und Steuerungseinheit zur periodischen Regelung des Ladens und Entladens des Batteriesatzes;
- wobei die Einheit den Motor, der mit dem Generator in Verbindung steht, mit einer Zahl von Umdrehungen betätigt, die entsprechend der Ladekurve des Batteriesatzes und des Ladebedarfs von außen wechselt.

The invention can be applied in a method of the kind described above, which is characterized in that it provides an integrated station comprising this device, as well as:

- At least one battery pack for the electrical DC power supply of the electrical load;
An electronic command and control unit for periodically controlling the charging and discharging of the battery pack;
- Wherein the unit operates the motor, which is in communication with the generator, with a number of revolutions, which changes according to the charging curve of the battery pack and the charging requirement from the outside.

Die Merkmale und Vorzüge der erfindungsgemäßen Vorrichtung und eines angewendeten Verfahrens werden in der unten stehenden Beschreibung einer ihrer besonderen Ausführungsformen als ein nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The features and advantages of the device according to the invention and an applied method are explained in more detail in the description below of one of its particular embodiments as a non-limiting example with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen integrierten Station für eine elektrische Gleichstromversorgung eines geografisch isolierten elektrischen Verbrauchers; 1 shows a schematic side view of an integrated station according to the invention for a DC electrical power supply of a geographically isolated electrical load;

2 ist eine perspektivische Abbildung einer Einzelheit der integrierten Station von 1, bei der ein Batteriesatz und eine elektronische Befehls- und Steuerungseinheit zu sehen sind; 2 is a perspective illustration of a detail of the integrated station of 1 showing a battery pack and an electronic command and control unit;

3 zeigt eine schematische Seitenansicht ähnlich der von 1, bei der aber einige der Türen der erfindungsgemäßen Station teilweise geöffnet sind; 3 shows a schematic side view similar to that of 1 in which, however, some of the doors of the station according to the invention are partially opened;

4 zeigt eine perspektivische Abbildung einer weiteren Einzelheit der integrierten Station von 1; 4 shows a perspective view of another detail of the integrated station of 1 ;

5 zeigt eine schematische Blockansicht einer Befehls- und Steuerungseinheit, die in die erfindungsgemäße integrierte Station eingebaut ist; 5 shows a schematic block diagram of a command and control unit, which is installed in the integrated station according to the invention;

6 ist eine perspektivische Abbildung einer Einzelheit der Station von 1. 6 is a perspective illustration of a detail of the station of 1 ,

Ausführliche BeschreibungDetailed description

In den Zeichnungen bezeichnet 1 insgesamt und schematisch eine integrale und einteilige Station für eine elektrische Gleichstromversorgung geografisch entfernter oder isolierter elektrischer Verbraucher 20, wie beispielsweise Telekommunikationsantennen oder jede Art eines elektrischen Verbrauchers, der weit entfernt von einem Anschluss an ein elektrisches Verteilungsnetz liegt. Der elektrische Verbraucher 20 liegt außerhalb der Station 1 und ist in 5 nur schematisch dargestellt.Denoted in the drawings 1 Overall and schematically an integral and one-piece station for a DC electrical power supply of geographically distant or isolated electrical consumers 20 , such as telecommunications antennas or any type of electrical load that is far from being connected to an electrical distribution network. The electrical consumer 20 is outside the station 1 and is in 5 shown only schematically.

Die integrierte Station 1 umfasst eine Vorrichtung, die eine Stromerzeugungseinheit 2 aufweist, die einen Gleichstromgenerator 4 aufweist und durch einen Verbrennungsmotor 6 betätigt wird.The integrated station 1 includes a device that is a power generation unit 2 which has a DC generator 4 and by an internal combustion engine 6 is pressed.

Für den Zweck der Erfindung umfasst der Generator 4 nur einen Alternator und einen entsprechenden Gleichrichter, wobei die Regelung des Gleichstroms auf die Stärke, die bei 24 V oder 48 V von den Nutzern gefordert wird, stromaufwärts des Gleichrichters an der Erregung des Alternators stattfindet, um eine Wechselspannung zu erzielen, die immer geeignet ist, den richtigen Gleichspannungswert bei der Leistung für jeden momentanen Lastzustand zu gewährleisten.For the purpose of the invention, the generator comprises 4 only an alternator and a corresponding rectifier, wherein the regulation of the direct current to the strength required by the users at 24 V or 48 V takes place upstream of the rectifier at the excitation of the alternator in order to achieve an AC voltage which is always suitable to ensure the correct DC value in the power for each momentary load condition.

Das bedeutet, dass es für den Zweck der Erfindung nicht erforderlich ist, den Generator 4 mit einem Endregler oder einer Wandlerstufe auszustatten. Das bedeutet eine Einsparung von Bauteilen und Kosten im Vergleich zu den Lösungen nach dem Stand der Technik, die die Verwendung herkömmlicher Stromerzeugungseinheiten vorschlagen. This means that it is not necessary for the purpose of the invention, the generator 4 equipped with an end regulator or a converter stage. This means a saving of components and costs compared to the prior art solutions which suggest the use of conventional power generation units.

Der Alternator des Generators 4 wird von dem Verbrennungsmotor 6 betätigt, beispielsweise einem Dieselmotor, der herkömmlich mit Naphtha oder Diesel angetrieben wird.The alternator of the generator 4 is from the internal combustion engine 6 operated, for example, a diesel engine, which is conventionally driven by naphtha or diesel.

Die integrierte Station 1 umfasst vorteilhafterweise wenigstens einen Batteriesatz 15 und eine elektronische Befehls- und Steuerungseinheit 10, die die Funktion des Motors 6 und die Lade- und Entladephasen des Batteriesatzes regelt und überwacht. Die elektronische Einheit 10 erfüllt weitere Steuerungsfunktionen der gesamten Station 1.The integrated station 1 advantageously comprises at least one battery pack 15 and an electronic command and control unit 10 that the function of the engine 6 and regulates and monitors the charging and discharging phases of the battery pack. The electronic unit 10 fulfills further control functions of the entire station 1 ,

Die integrierte Station 1 umfasst einen Rahmen 5, der sie hält, umschließt und schützt.The integrated station 1 includes a frame 5 holding it, enclosing and protecting.

Innerhalb des Rahmens 5 sind angeordnet: die Stromerzeugungseinheit 2, der Batteriesatz 15 und die elektronische Befehls- und Steuerungseinheit 10, die eine Vielzahl von Signaleingängen, die elektrische Impulse von verschiedenen Sensoren der Einheiten 2 und 15 empfangen, und eine Vielzahl von Befehlsausgängen aufweist, die mit verschiedenen Betätigungseinrichtungen der Einheiten 2 und 15 verbunden sind, wie aus der übrigen Beschreibung und aus 4 deutlicher hervorgeht.Within the frame 5 are arranged: the power generation unit 2 , the battery pack 15 and the electronic command and control unit 10 containing a variety of signal inputs, the electrical impulses from various sensors of the units 2 and 15 received, and a plurality of command outputs, which with different actuators of the units 2 and 15 are connected, as from the rest of the description and from 4 clearer.

Der Rahmen 5 hat im Wesentlichen die Form eines Parallelepipeds und umfasst einen unteren Abschnitt 7 und einen oberen Abschnitt 8.The frame 5 has essentially the shape of a parallelepiped and includes a lower section 7 and an upper section 8th ,

In dem unteren Abschnitt 7 ist zentral ein Kraftstoffbehälter 3 für den Motor 6 untergebracht. Das Vorhandensein des Behälters ist optional in dem Sinne, dass nichts dagegen spricht, diesen Behälter benachbart zu der Station 1 so anzuordnen, dass er strukturell unabhängig ist und mit dem Motor der Stromerzeugungseinheit 2 durch eine Leitung für die Zufuhr von flüssigem Kraftstoff verbunden sein kann.In the lower section 7 is centrally a fuel tank 3 for the engine 6 accommodated. The presence of the container is optional in the sense that there is nothing against it, this container adjacent to the station 1 to be arranged so that it is structurally independent and with the motor of the power generation unit 2 may be connected by a conduit for the supply of liquid fuel.

Bei der hier rein als nicht einschränkendes Beispiel beschriebenen Ausführungsform ist jedoch in dem unteren Abschnitt 7 des Rahmens 5 ein zentrales Gehäuse für den Behälter 3 vorgesehen.However, in the embodiment described herein purely by way of non-limiting example, the embodiment is in the lower section 7 of the frame 5 a central housing for the container 3 intended.

Vorteilhafterweise sind an den gegenüberliegenden Längsseiten des unteren Abschnitts 7 im Wesentlichen parallel zu den langen Seiten des für den Behälter 3 vorgesehenen Gehäuses entsprechende Räume 7' und 7'' zur Unterbringung der entsprechenden Batteriesätze 15' und 15'' angeordnet.Advantageously, on the opposite longitudinal sides of the lower section 7 essentially parallel to the long sides of the container 3 provided housing corresponding spaces 7 ' and 7 '' to accommodate the appropriate battery packs 15 ' and 15 '' arranged.

Die Räume 7', 7'' zur Unterbringung der Batteriesätze 15' und 15'' an gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 5 ermöglichen eine Erleichterung der Wartungsvorgänge und eine Prüfung des Zustands der Batterien oder die Entfernung einer oder mehrerer von ihnen. Auf diese Art wird außerdem ein besserer Ausgleich des Gesamtgewichts der integrierten Station 1 erzielt, vorausgesetzt, dass der Batteriesatz 15, der aus den Untersätzen 15' und 15'' besteht, etwa die Hälfte des Gesamtgewichts der integrierten Station 1 ausmacht.The rooms 7 ' . 7 '' to accommodate the battery packs 15 ' and 15 '' on opposite sides of the frame 5 allow for ease of maintenance operations and a check of the condition of the batteries or the removal of one or more of them. In this way, moreover, a better balance of the total weight of the integrated station 1 scored, provided that the battery pack 15 that from the subsets 15 ' and 15 '' consists of about half of the total weight of the integrated station 1 accounts.

In dem oberen Abschnitt 8 des Rahmens 5 ist die Stromerzeugungseinheit 2 mit dem Generator 4 untergebracht, der von dem Verbrennungsmotor 6 betätigt wird.In the upper section 8th of the frame 5 is the power generation unit 2 with the generator 4 housed by the internal combustion engine 6 is pressed.

Vorteilhafterweise ist der Dieselmotor 6 erfindungsgemäß ein drehzahlgeregelter Dauermotor. Insbesondere wird die Arbeitsgeschwindigkeit des Motors in jedem Lastzustand so geregelt, dass der optimale Wirkungsgrad dieses Motors für diesen Lastzustand erreicht wird.Advantageously, the diesel engine 6 According to the invention a speed-controlled permanent motor. In particular, the operating speed of the motor in each load state is controlled so that the optimum efficiency of this engine is achieved for this load condition.

Mit anderen Worten, der Motor 6 hat unterschiedliche Arbeitsdrehzahlen entsprechend den Befehlen und der Steuerung der elektronischen Einheit 10, damit er im Bereich der maximalen Drehmomentgeschwindigkeit oder des maximalen Wirkungsgrads funktioniert, entsprechend dem Versorgungsbedarfs des Verbrauchers. Zu diesem Zweck erfasst die elektronische Einheit 10 mittels Sensoren die Zahl der Drehungen des Motors 6 und die Stromaufnahme oder die Spannung des Batteriesatzes 15, wobei die Kraftstoffzufuhr zu dem Motor so geregelt wird, dass die Zahl von dessen Umdrehungen entsprechend dem Aufladebedarf geregelt wird.In other words, the engine 6 has different working speeds according to the commands and the control of the electronic unit 10 to work within the range of maximum torque speed or maximum efficiency, according to the needs of the consumer. For this purpose, the electronic unit is registered 10 by means of sensors the number of turns of the engine 6 and the current consumption or voltage of the battery pack 15 wherein the fuel supply to the engine is controlled so that the number of its revolutions is controlled according to the supercharging demand.

Da Nutzer üblicherweise Verbraucher versorgen müssen, die vierundzwanzig Stunden lang variable Energie aufnehmen müssen, ermöglicht der erfindungsgemäße Motor 6 eine Regelung seiner Drehzahl, um so weit wie möglich im Bereich der maximalen Drehmomentgeschwindigkeit zu arbeiten, bei der ein Maximum an elektrischer Energie für einen bestimmten Motor erzeugt wird.Since users usually have to supply consumers who have to absorb variable energy for twenty-four hours, the motor according to the invention makes it possible 6 regulating its speed to operate as close as possible to the maximum torque speed at which maximum electrical power is generated for a particular engine.

Insbesondere wenn der Batteriesatz 15, der immer als zusammengesetzt aus den Untersätzen 15' und 15'' zu verstehen ist, das Maximum an Wiederaufladungsstrom aufnehmen muss, kann der Motor 6 so gesteuert werden, dass er mit einer optimalen Drehzahl arbeitet, bei der er die maximale elektrische Energie liefert. Wenn umgekehrt der Batteriesatz 15 die maximale Ladung erreicht hat, kann der Motor 6 so gesteuert werden, dass er mit einer niedrigeren Drehzahl arbeitet, wodurch Kraftstoff gespart wird.Especially if the battery pack 15 that always as composed of the subsets 15 ' and 15 '' to understand the maximum need to recharge current, the engine can 6 be controlled so that it operates at an optimal speed, where it provides the maximum electrical energy. If, conversely, the battery pack 15 the maximum charge has reached the engine 6 be controlled so that it operates at a lower speed, whereby fuel is saved.

Wiederum gemäß dem erfindungsgemäßen Prinzip erzeugt der Generator 4 der Stromerzeugungseinheit 5, die von dem Motor 6 betätigt wird, am Ausgang elektrischen Gleichstrom, der den Batteriesatz 15 direkt über einen automatischen Schutzschalter 12 versorgt, der die Stromerzeugungseinheit 2 vor einem möglichen Kurzschluss eines oder beider Batteriesätze 15', 15'' schützt.Again, according to the principle of the invention generates the generator 4 of the power generation unit 5 coming from the engine 6 is pressed, at the output electrical DC, the battery pack 15 directly via an automatic circuit breaker 12 supplied to the power generation unit 2 before a possible short circuit of one or both battery packs 15 ' . 15 '' protects.

Die Batterien des Satzes 15 können elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet werden, entsprechend dem Versorgungsbedarf des Verbrauchers bei 24 V oder 48 V Gleichstrom. Die Verbindungen zwischen den Batterien sind durch die Linien 19 in 4 dargestellt.The batteries of the pack 15 can be electrically connected in series or in parallel, according to the power requirements of the consumer at 24 V or 48 V DC. The connections between the batteries are through the lines 19 in 4 shown.

Die Batterien der Sätze 15' und 15'' sind im Wesentlichen als Puffer zwischen die Stromerzeugungseinheit 2 und den Verbraucher 20 und über einen zweiten automatischen Schutzschalter 25, der im Fall eines möglichen Kurzschlusses an dem Verbraucher 20 aktiv wird, geschaltet.The batteries of the sets 15 ' and 15 '' are essentially as a buffer between the power generation unit 2 and the consumer 20 and a second automatic circuit breaker 25 in the event of a possible short to the consumer 20 becomes active, switched.

Die Batterien des Satzes 15 sind bevorzugt wiederaufladbare Blei-Säure-Batterien, womit keine Beschränkung der Rechte der Anmelderin intendiert ist, und sind jeweils mit einer Auffüllkappe 27 versehen, die auch mit einem Schwimmerventil und einem Entlastungsventil 29 für die von der Batterie produzierten Gase versehen ist. 4 zeigt eine Einzelheit, bei der das Vorhandensein des weißen Schwimmers 23 erkennbar ist, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter 22 einer Batterie auf maximalem Niveau ist.The batteries of the pack 15 are preferably rechargeable lead-acid batteries, thus no limitation of the applicant's rights is intended, and are each with a refill cap 27 Also equipped with a float valve and a relief valve 29 is provided for the gases produced by the battery. 4 shows a detail in which the presence of the white swimmer 23 can be seen when the liquid in the container 22 a battery is at its maximum level.

Vorteilhafterweise ist jede Batterie in einem entsprechenden Behälter 22 untergebracht, der im Vergleich zu einem üblicherweise für diese Art von Batterien verwendeten Behälter übergroß ist, bei gleichem erzeugten elektrischen Gleichstrom oder gleicher erzeugter elektrischer Gleichspannung. Diese Technik ermöglicht einen Gehalt an Säure, der höher ist als üblich, wobei die Batteriezellen bedeckt sind, beispielsweise ein um etwa 20% höheres Säurevolumen, so dass eine vorher bestimmte Reserve gewährleistet wird, unter Berücksichtigung dessen, dass die integrierte Station 1 in der Nähe geografisch entfernter und isolierter elektrischer Verbraucher angebracht ist und das Ziel in einer Reduzierung der Wartungsarbeiten auf ein Minimum besteht.Advantageously, each battery is in a corresponding container 22 housed, which is oversized compared to a container commonly used for this type of batteries, with the same generated DC electrical power or the same generated DC electrical voltage. This technique allows an acid content higher than usual, with the battery cells covered, for example, an approximately 20% higher acid volume, thus ensuring a predetermined reserve, taking into account that the integrated station 1 in the vicinity of geographically isolated and isolated electrical consumers and the aim is to minimize maintenance.

Die Batterien der Sätze 15' und 15'' sind gleichmäßig in Reihen nebeneinander angeordnet, wobei die Auffüllkappen 27 nach oben gerichtet sind.The batteries of the sets 15 ' and 15 '' are evenly arranged in rows next to each other, with the Auffüllkappen 27 are directed upward.

Insbesondere weist jede Kappe 27 eine erste durchgehende Öffnung 28 auf, die in Fluidkommunikation mit einer Leitung 24 für eine Zufuhr von Säuremischungsflüssigkeit steht. Die Leitung 24 weist einen Zufuhrabschnitt auf, der über alle Kappen 27 läuft, und alle Öffnungen 28 der Kappen 27 der Batterien sind mit diesem Zufuhrabschnitt der Leitung 24 verbunden, die auch einen Verbindungsabschnitt aufweist, der sich von einem Säurebehälter 35 in dem oberen Abschnitt 8 des Rahmens 5 nach unten erstreckt.In particular, each cap has 27 a first through opening 28 on, in fluid communication with a conduit 24 represents a supply of acid mixture liquid. The administration 24 has a feeder section over all caps 27 runs, and all openings 28 the caps 27 The batteries are connected to this supply section of the line 24 connected, which also has a connecting portion extending from an acid tank 35 in the upper section 8th of the frame 5 extends downwards.

Auf diese Weise wird die in jeder Batterie enthaltene Flüssigkeit unabhängig aufgefüllt, wobei die erforderliche Menge durch das in jeder Kappe 27 vorgesehene Schwimmerventil und schwerkraftbedingtes Fallen aus dem Behälter 35 entnommen wird.In this way, the liquid contained in each battery is filled independently, with the required amount by that in each cap 27 provided float valve and gravity-induced falling out of the container 35 is removed.

Die anderen Öffnungen 29 der Kappen 27 stehen mittels einer Auslassleitung 21, die parallel zu dem Zufuhrabschnitt der Leitung 24 verläuft und die in einen belüfteten Raum 33 des oberen Abschnitts 8 des Rahmens 5 ausläuft, in Fluidkommunikation miteinander.The other openings 29 the caps 27 stand by means of an outlet pipe 21 parallel to the feed section of the line 24 runs out and into a ventilated room 33 of the upper section 8th of the frame 5 leaking in fluid communication with each other.

Vorteilhafterweise sind die Batteriesätze 15' und 15'' in Räumen 7' und 7'' untergebracht, die durch Wände 16 aus isolierendem Material isoliert sind und auf einer Temperatur gehalten werden, die konstant unterhalb von 30° oder 40°C liegt (je nach Klima), um ihre Lebensdauer zu erhöhen.Advantageously, the battery packs 15 ' and 15 '' in rooms 7 ' and 7 '' housed by walls 16 insulated from insulating material and kept at a temperature that is consistently below 30 ° or 40 ° C (depending on the climate) to increase their service life.

Die elektronische Einheit 10 betätigt eine Klimaanlage 18 innerhalb des Rahmens 5 immer dann, wenn die Innentemperatur beispielsweise 27°C oder 33°C übersteigt.The electronic unit 10 operates an air conditioner 18 within the frame 5 whenever the internal temperature exceeds 27 ° C or 33 ° C, for example.

Die Klimaanlage 18 wird durch denselben Batteriesatz 15 mit Strom versorgt.The air conditioner 18 is by the same battery pack 15 powered.

Insbesondere unter Bezugnahme auf das Beispiel von 5 folgt nun eine Darstellung mit schematischen Funktionsblöcken des Aufbaus und der Funktionsweise der elektronischen Befehls- und Steuerungseinheit 10, die auch einen Standard-Signaltransmitter 30 umfasst.In particular with reference to the example of 5 Now follows a diagram with schematic function blocks of the structure and operation of the electronic command and control unit 10 which also has a standard signal transmitter 30 includes.

Die Einheit 10 umfasst eine Mikroprozessor-Hauptplatine 14 mit einer Vielzahl von Signaleingängen, die mit Sensoren des Alternators 4 und des Motors 6 sowie mit Temperatursensoren des Raums für ihre Unterbringung verbunden sind.The unit 10 includes a microprocessor motherboard 14 with a variety of signal inputs, with sensors of the alternator 4 and the engine 6 and associated with temperature sensors of the room for their accommodation.

Die Platine 14 ist am Ausgang mit Schutzschaltern SH, der Stromerzeugungseinheit 2 und dem Transmitter 30 verbunden. Die Platine 14 ist an die Batterien 15 und den Verbraucher 20 angeschlossen.The board 14 is at the output with circuit breakers SH, the power generation unit 2 and the transmitter 30 connected. The board 14 is to the batteries 15 and the consumer 20 connected.

Die Einheit 10 kann daher verschiedene Überwachungsoperationen der integrierten Station 1 ausführen und mögliche Fehler- oder Ausfallszustände melden, wie beispielsweise:

– Anbrechen der Reserve oder Kraftstoffmangel in dem Behälter 3;
– Ausfall der Stromerzeugungseinheit 2 oder des entsprechenden Alternators 4 oder des Motors 6;
– zu geringe Stärke der Versorgungs-Gleichspannung;
– zu geringe Stärke des erzeugten Stroms;
– extreme Temperatur;

und viele andere Arten von Alarm, die durch eine bekannte Fernsteuerungsfunktion über die Luft an eine entfernte Datenempfangseinheit übertragen werden.The unit 10 can therefore perform various monitoring operations of the integrated station 1 execute and report possible error or failure conditions, such as:

- Breaking of the reserve or fuel shortage in the container 3 ;
- Failure of the power generation unit 2 or the corresponding alternator 4 or the engine 6 ;
- insufficient strength of the supply DC voltage;
- too low strength of the electricity generated;
- extreme temperature;

and many other types of alarms that are transmitted over the air to a remote data receiving unit by a known remote control function.

Nach dem entsprechenden Verfahren betätigt die elektronische Befehls- und Steuerungseinheit 10 periodisch die Stromerzeugungseinheit 2, um den Batteriesatz 15 aufzuladen.After the appropriate procedure operates the electronic command and control unit 10 periodically the power generation unit 2 to the battery pack 15 charge.

Diese periodische Aufladung kann in vorher bestimmten Zeitabständen stattfinden, beispielsweise alle sechs Stunden, alternierend oder zeitlich beabstandet, wobei der Batteriesatz 15 Gleichstrom direkt an den Verbraucher 20 der Nutzer liefert, ohne von der Stromerzeugungseinheit 2 aufgeladen zu werden.This periodic charging may occur at predetermined intervals, for example every six hours, alternating or spaced in time, the battery pack 15 Direct current directly to the consumer 20 the user delivers without leaving the power generation unit 2 to be charged.

Vorteilhafterweise wird der Entladungszeitraum so gewählt, dass die Restladung der Batterien wenigstens 50% beträgt, so dass sowohl die Wiederaufladephase lohnt als auch extreme Entladungen des Batteriesatzes 15 vermieden werden, die dessen Lebensdauer verkürzen.Advantageously, the discharge period is chosen so that the remaining charge of the batteries is at least 50%, so that both the recharging phase is worthwhile and extreme discharges of the battery pack 15 be avoided, shorten its life.

Es ist jedoch hervorzuheben, dass das Aufrechterhalten einer Restladung von wenigstens 50% der Speicherkapazität des Batteriesatzes 15 es auch ermöglicht, die integrierte Station 1 in die Lage zu versetzen, eine Versorgung des Verbrauchers über einen vorher bestimmten Zeitraum auch im Fall eines Fehlers aufrechtzuerhalten, der das Eingreifen des Wartungspersonals erfordert. Dieses kann die integrierte Station 1 in dem Wissen erreichen, dass die gelieferte Leistung nicht unterbrochen wurde.It should be noted, however, that maintaining a residual charge of at least 50% of the storage capacity of the battery pack 15 It also allows the integrated station 1 to be able to maintain a supply of the consumer for a predetermined period even in the event of a fault requiring the intervention of the maintenance personnel. This can be the integrated station 1 in the knowledge that the delivered service was not interrupted.

Die Tatsache, dass der Batteriesatz 15 in dem Rahmen 5 auch bei einer praktisch konstanten Temperatur gehalten wird, verlängert ebenfalls die Lebensdauer der Batterien der Sätze 15' und 15''.The fact that the battery pack 15 in the frame 5 also kept at a practically constant temperature, also extends the life of the batteries of the sets 15 ' and 15 '' ,

Die elektronische Einheit 10 regelt nicht nur zeitlich gesteuert den Zyklus des Ladens und Entladens des Batteriesatzes, sondern kann auch das Laden unterbrechen, wenn ein Ladungsstand erfasst wird, der für den Zweck der Versorgung des Verbrauchers mehr als ausreichend ist. Daher finden das Aufladen oder dessen Unterbrechung sowohl auf zeitlich gesteuerter Basis als auch auf ein Übereinstimmungssignal hin statt, das durch Ladungsstandssensoren oder Stromaufnahme durch den Batteriesatz 15 erfasst wird.The electronic unit 10 not only controls the cycle of charging and discharging of the battery pack in a timely manner, but can also interrupt the charging when a charge level is detected which is more than adequate for the purpose of supplying the load. Therefore, the charging or its interruption takes place both on a timed basis and on a coincidence signal, by charge level sensors or current consumption by the battery pack 15 is detected.

In der Nähe der elektronischen Einheit 10 ist eine herkömmliche Steckdose 17 für Stecker angeordnet, um den Verbraucher der Nutzer anzuschließen, wie in 2 zu sehen ist.Near the electronic unit 10 is a conventional outlet 17 arranged for plugs to connect the user's consumer, as in 2 you can see.

Ungeachtet der obigen Überlegungen ist es beachtenswert, dass ein Eingriff an der Stromerzeugungseinheit 2 auch eine Verlängerung der Wartungsintervalle ermöglichen kann, wobei die Systeme, mit denen die Station 1 ausgestattet ist, gemeinsam genutzt werden. Es kann entschieden werden, den Motor 6 mit feinmaschigen Ölfiltern und/oder mit einer Einheit für ein Recycling oder ein Ersetzen des gefilterten Öls, das aus einem speziellen Behälter entnommen wird, auszustatten.Notwithstanding the above considerations, it is noteworthy that an intervention in the power generation unit 2 also allow an extension of the maintenance intervals, with the systems that allow the station 1 is equipped to be shared. It can be decided the engine 6 equipped with fine mesh oil filters and / or with a unit for recycling or replacing the filtered oil taken from a special container.

Dieses System ermöglicht eine Verbesserung der Funktion des Motors 6 und eine Verlängerung der Wartungsintervalle.This system makes it possible to improve the function of the engine 6 and an extension of the maintenance intervals.

Diese Verlängerung der Wartungsintervalle des Motors trägt dazu bei, dass Eingriffe durch Fachpersonal am Standort der erfindungsgemäßen integrierten Station insgesamt seltener durchgeführt werden.This extension of the maintenance intervals of the engine contributes to the fact that interventions by skilled personnel at the location of the integrated station according to the invention are performed less frequently.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst wirksam die technische Aufgabe und erzielt zahlreiche Vorteile.The device according to the invention effectively solves the technical problem and achieves numerous advantages.

Erstens reduziert die erfindungsgemäße Vorrichtung drastisch den Kraftstoffverbrauch, von 30% bis zu sogar 50%, bei gleicher Energie, mit der der Verbraucher versorgt wird, und die Kosten für die Wartung des Generators um etwa 50%, da sie im Vergleich zu einer herkömmlichen Stromerzeugungsanlage etwa 50% der Arbeitsstunden an der Kraftmaschine benötigt. Zweitens erzielt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine hohe Betriebsdauer ohne Bedarf an operativer Wartung; sogar eine Betriebsdauer von mehr als 1.000 Betriebsstunden der Kraftmaschine kann erreicht werden, auch in Abhängigkeit von der Größe des Kraftstoffbehälters, was unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Betriebsstunden 50% ausmachen, daher ein Intervall von 2.000 Stunden zwischen Wartungseingriffen ermöglicht.First, the apparatus of the invention drastically reduces fuel consumption, from 30% to as much as 50%, with the same energy supplied to the consumer and the cost of maintaining the generator by about 50%, compared to a conventional power plant about 50% of the working hours needed at the engine. Second, the device of the invention achieves a long service life without the need for operational maintenance; even an operating time of more than 1,000 operating hours of the engine can be achieved, also depending on the size of the fuel tank, which allows for an interval of 2,000 hours between servicing taking into account that the operating hours make up 50%.

Weiterhin wird der Motor praktisch immer bei maximaler Drehmomentgeschwindigkeit und über vorher bestimmte und gleichmäßig beabstandete Zeitintervalle betrieben. Dies ermöglicht eine Verdoppelung der Lebensdauer des Motors.Furthermore, the engine is virtually always operated at maximum torque speed and above predetermined and evenly spaced time intervals. This allows a doubling of the life of the engine.

Insgesamt werden damit die Betriebskosten der erfindungsgemäßen integrierten Station für eine elektrische Gleichstromversorgung im Vergleich zu denen einer herkömmlichen Stromerzeugungseinheit stark reduziert, auch unter Berücksichtigung der Kosten für die Logistik im Zusammenhang mit dem Auffüllen des Kraftstoffs und der Eingriffe durch Wartungspersonal.Overall, the operating costs of the integrated station according to the invention for a DC electric power supply compared to those of a conventional power generation unit are greatly reduced, also taking into account the costs of logistics in connection with the filling of the fuel and the intervention of maintenance personnel.

Die Befehls- und Steuerungseinheit bewirkt ein totale Überwachung der Funktionen der Vorrichtung 1 und ermöglicht eine rechtzeitige Anzeige möglicher Fehler oder Ausfälle mittels der Fernsteuerungsfunktionen.The command and control unit effects a total monitoring of the functions of the device 1 and allows a timely indication of possible errors or failures by means of the remote control functions.

Es ist erwähnenswert, dass die Verfügbarkeit der erfindungsgemäßen integrierten Vorrichtung es hypothetisch ermöglicht, zwei dieser Stationen als Zwillingssystem zu betreiben, um die Kapazität für die Versorgung des Verbrauchers zu reduzieren oder die geplanten Wartungseingriffe praktisch auf die Hälfte zu reduzieren.It is worth noting that the availability of the integrated device according to the invention hypothetically allows two of these stations to operate as a twin system to reduce the capacity for the consumer's supply or to reduce the planned maintenance interventions by half.

Bei dieser Hypothese ist es auch möglich, eine einzige Steuerungseinheit 10 zu verwenden, die elektrisch mit einer integrierten Station auch ohne Steuerungseinheit verbunden ist. Natürlich wäre es notwendig, eine Verbindung mittels eines Schnellkupplungsanschlusses herzustellen, der zusätzlich zu der Stromversorgung die in der Station vorhandenen Sensoren und Betätigungseinrichtungen ohne Steuerungseinheit mit der Steuerungseinheit der integrierten Station 1 mit allem verbindet.With this hypothesis it is also possible to have a single control unit 10 to use, which is electrically connected to an integrated station even without a control unit. Of course, it would be necessary to establish a connection by means of a quick-coupling connection which, in addition to the power supply, incorporates the sensors and actuators without control unit present in the station with the control unit of the integrated station 1 connects with everything.

Ein ebenso wichtiger Vorteil besteht darin, dass die für die Ausführung der erfindungsgemäßen integrierten Station erforderlichen Investitionen proportional zu den Kosten für die Versorgung des isolierten elektrischen Verbrauchers sind, und zwar strukturell unabhängig von der Verfügbarkeit einer Verbindung mit dem elektrischen Verteilernetz.An equally important advantage is that the investments required to implement the integrated station according to the invention are proportional to the cost of supplying the isolated electrical load, structurally independent of the availability of a connection to the electrical distribution network.

Claims

Integrated station ( 1 ) for a DC electrical supply of geographically isolated electrical consumers ( 20 ), for example telecommunications antennas, of the type comprising: - a retaining, wrapping and protective frame ( 5 ); A power generation unit ( 2 ) in the frame; A direct current generator ( 4 ) in this power generation unit ( 2 ), which by an internal combustion engine ( 6 ) is actuated; characterized in that it further comprises: - at least one battery pack ( 15 ) for a DC power supply of the electrical load ( 20 ); - an electronic command and control unit ( 10 ) for periodically controlling the charging and discharging of the battery pack ( 15 ); - where the unit ( 10 ) the engine ( 6 ) connected to the generator ( 4 ) is actuated with a number of revolutions corresponding to the charging curve of the battery pack ( 15 ) and the charging requirement changes from the outside.

Integrated station according to protection claim 1, characterized in that the phases of charging and discharging of the battery pack ( 15 ) take place at regular intervals.

Integrated station according to protection claim 1, characterized in that the battery pack ( 15 ) in two sentences ( 15 ' . 15 '' ) in corresponding isolated and refrigerated rooms ( 7 ' . 7 '' ), with facilitated access on opposite sides of the frame ( 5 ).

Integrated station according to protection claim 1, characterized in that the generator ( 4 ) of the power generation unit ( 2 ) has only one alternator and a corresponding rectifier.

Integrated station according to protection claim 3, characterized in that the batteries of the set ( 15 ) Are lead-acid batteries and one container each at the top with a refill cap ( 27 ) in fluid communication with a conduit ( 24 ) for a supply of acid by means of a float valve ( 23 ) exhibit.

Integrated station according to protection claim 5, characterized in that in the cap ( 27 ) an outlet opening ( 29 ) is provided, which by means of an outlet ( 21 ) with a ventilated room ( 33 ) of the frame ( 5 ) connected is.

Integrated station according to protection claim 1, characterized in that the frame ( 5 ) a lower section ( 7 ), in which a central fuel tank ( 3 ) and an upper section ( 8th ) for the power generation unit ( 2 ) having.

Integrated station according to protection claim 7, characterized in that the two corresponding battery packs ( 15 ' . 15 '' ) in appropriate rooms ( 7 ' . 7 '' ) are accommodated from the outside on the longitudinal sides of the lower section ( 7 ) are accessible.