DE202013001310U1 - Traktoren werden genutzt um elektrischen Strom derart zu erzeugen, dass sie über einen Antrieb an einen Stromgenerator zur Stromerzeugung angekoppelt werden und gleichzeitig Wärme für ein Heizungssystem produzieren, so wie ein Blockheizkraftwerk - Google Patents

Abstract

Traktoren oder andere Geräte werden genutzt um elektrischen Strom derart zu erzeugen, dass sie über einen Antrieb an einen Stromgenerator zur Stromerzeugung angekoppelt werden und gleichzeitig Wärme für ein Heizungssystem produzieren, so wie ein Blockheizkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibende Aggregat, z. B. ein Traktor, nicht ausschließlich für die Erzeugung von elektrischem Strom gebaut und eingesetzt wird sondern ursprünglich anderen Zwecken dient und zeitweise oder auch dauernd zur Erzeugung von Strom herangezogen wird. Hierzu ist eine Einrichtung erforderlich, die es ermöglicht die mechanische Leistung des antreibenden Gerätes an einen Generator zu übertragen.

Description

• Traktoren werden genutzt um elektrischen Strom derart zu erzeugen, dass sie über einen Antrieb an einen Stromgenerator zur Stromerzeugung angekoppelt werden und gleichzeitig Wärme für ein Heizungssystem produzieren, so wie ein Blockheizkraftwerk.
• Der Einsatz von Blockheizkraftwerken in den Netzen der Verbraucher wird immer wichtiger, weil die kombinierte Art der Strom- und Wärmeerzeugung sehr effektiv und leicht zu steuern ist. Aus diesem Grund werden Blockheizkraftwerke (BHKW) auch staatlich subventioniert und der Einsatz gefördert. Ein Blockheizkraftwerk besteht im Wesentlichen aus einem Generator, der Wechselstrom für den Eigenbedarf und in das örtliche Stromnetz liefert, und einem Verbrennungsmotor, der den Generator antreibt. Das bei der Kühlung des Verbrennungsmotors erwärmte Medium, meistens Wasser, wird zum Heizen von Gebäuden oder als Prozesswärme im industriellen Umfeld genutzt. Hierdurch wird die im Brennstoff enthaltene Energie optimal ausgenutzt. Lediglich das erwärmte Abgas, das den Motor über eine Abgasleitung oder einen Kamin verlässt, ist als Verlustenergie zu betrachten. Wobei die Wärme des Abgases in der Regel noch genutzt wird, um die einströmende Verbrennungsluft in einem Wärmetauscher zu erwärmen. Einen BHKW-ähnlichen Zustand erreicht man auch dadurch, dass man z. B. einen Traktor nachts, oder in Zeiten ohne andere Nutzung, über seinen Nebenantrieb (Zapfenwelle und Gelenkwelle) mit einem Generator koppelt, um diesen zur Erzeugung von elektrischem Strom anzutreiben. Gleichzeitig kann man über einen Wärmetauscher am Verbrennungsmotor des Traktors, wie beim BHKW, die Wärme aus dem Kühlwasser entnehmen und zum Heizen oder als Prozesswärme nutzen. Wird der Traktor dann wieder für die Arbeiten z. B. in der Landwirtschaft benötigt, so wird er vom Generator und dem Wärmetauscher sowie der Abgasleitung abgekoppelt und anderweitig genutzt. Dieses An- und Abkoppeln eines Traktors an eine solche Apparatur von Generator, Wärmetauscher und Abgassystem dauert nur wenige Minuten und ist vom Aufwand vernachlässigbar. Auf diese Weise spart man sich die, im Vergleich hierzu, sehr teure Anschaffung eines Blockheizkraftwerkes und hat letztendlich dieselben Möglichkeiten wie mit einem BHKW. Ein komplettes Blockheizkraftwerk in der Größenordnung von 50–250 kW elektrischer Leistung kostet in der Anschaffung zwischen 100.000 € und 250.000 €.
• Am Generator kann eine Anzeige angebracht sein, die dem Betreiber einer solchen Anlage anzeigt, wie viel Strom gerade erzeugt wird, und wie hoch die Einnahmen hierfür sind sowie der erzielte Strompreis pro kWh, denn der Strombedarf und damit der Preis ändern sich laufend, auch über den Tag hinweg, so dass der Betreiber sich ausrechnen kann, ob sich ein Ankoppeln an den Generator lohnt, oder ob er beispielsweise seinen Traktor lieber anderweitig nutzt oder gar stehen lässt, weil es gerade Hochsommer ist und keine Wärme im Haus benötigt wird und auch der Strompreis sehr gering ist. Die meisten Traktorbesitzer werden über den sog. Agrardiesel gefördert, und können sich sehr genau ausrechnen, wann es sich für sie lohnt ihren Traktor zur Strom- und Wärmeerzeugung zu nutzen. Die Investitionen für eine Anlage dieser Art (Generator, Wärmetauscher und Abgasrohr, ggf. Schallschutz) liegt je nach Ausführung im Bereich von 5.000 € bis 20.000 € kann sich sehr schnell innerhalb weniger Jahre amortisieren. Die kostspielige Antriebseinheit, z. B. der Traktor ist ja bereits vorhanden und kann in den Zeiten in denen er ohnehin nicht benutzt wird, sinnvoll zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Über das gesamte Land verteilt könnten Traktoren zur Erzeugung und Einspeisung von elektrischem Strom in die Netze genutzt werden, ohne diese aufwendig ausbauen zu müssen oder gar sogenannte Stromautobahnen anlegen zu müssen. Wie bei Blockheizkraftwerken kann der Staat für das Betreiben solcher temporärer Stromerzeugungsanlagen eine Förderung vorsehen, damit der Einsatz der hier beschriebenen Anlagen zur temporären oder auch dauerhaften Erzeugung von Strom und Wärme durch Traktoren oder andere Geräte rentabel wird.
• Im Hinblick auf die Energiewende und die Verringerung des CO2-Ausstoles wäre ein flächendeckender Einsatz von Traktoren zur Erzeugung von elektrischem Strom sinnvoll, denn es müssen weniger neue Kraftwerke gebaut werden.
• Im Jahr 2012 wurden in Deutschland mehr als 30.000 neue Traktoren von durchschnittlich über 100 KW Antriebsleistung gekauft. Angenommen die letzten Jahrzehnte wären in der BRD jährlich 30.000 Traktoren mit 100 KW Antriebsleistung gekauft worden und alle Traktoren seien 20 Jahre in Betrieb, dann gäbe es alleine in Deutschland eine vorhandene Leistung von rund 60.000 Megawatt bei den Traktoren. Die installierte Leistung bei den deutschen Atomkraftwerken beträgt rund 20.000 Megawatt. Würden also die in Deutschland vorhandenen Traktoren durchschnittlich 8 Stunden am Tag Strom produzieren, dann entspräche das einer Energiemenge von 175 Milliarden kWh, genau die Menge, die zurzeit durch deutsche Atomkraftwerke erzeugt wird. Auf diese Weise wäre ein Atomausstieg ohne neue Kraftwerke möglich, von der Reduzierung des CO2-Ausstoßes ganz zu schweigen, denn die gleichzeitige dezentrale Erzeugung und Nutzung der Wärme spart zusätzliche Mengen an Fossilen Brennstoffen ein und reduziert damit auch den CO2-Ausstoß.
• Die Betreiber einer solchen temporären Stromerzeugungsanlage sind mit einer Zentrale verbunden, die die aktuellen Einspeisevergütungen zum jeweiligen Zeitpunkt mitteilt, wobei jede Änderung deutlich angezeigt wird, damit der Betreiber nach jeder Änderung des Preises für den Strom, der eingespeist wird, entscheiden kann, ob er beispielsweise das Pflügen des Ackers lieber unterbricht, um von dem gerade sehr üppigen Einspeisesatz zu profitieren, oder ob er lieber zu Ende pflügt weil es zu regnen beginnt und dafür später seinen Traktor an den Generator ankoppelt, weil er dann sofort den Wärmetauscher für die Nacht mit ankoppeln kann, um gleichzeitig mit dem Strom auch noch die Wärme für seinen z. B. 5000 Liter-Speicher erzeugen kann. Die Zentrale ihrerseits kann über die Änderung der Einspeisevergütung dann auch die produzierten Strommengen steuern.

Claims (8)

1. Traktoren oder andere Geräte werden genutzt um elektrischen Strom derart zu erzeugen, dass sie über einen Antrieb an einen Stromgenerator zur Stromerzeugung angekoppelt werden und gleichzeitig Wärme für ein Heizungssystem produzieren, so wie ein Blockheizkraftwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das antreibende Aggregat, z. B. ein Traktor, nicht ausschließlich für die Erzeugung von elektrischem Strom gebaut und eingesetzt wird sondern ursprünglich anderen Zwecken dient und zeitweise oder auch dauernd zur Erzeugung von Strom herangezogen wird. Hierzu ist eine Einrichtung erforderlich, die es ermöglicht die mechanische Leistung des antreibenden Gerätes an einen Generator zu übertragen.
2. Traktoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie über einen Nebenantrieb, beispielsweise eine Zapfenwelle, und eine passsende Gelenkwelle mit dem Generator gekoppelt werden.
3. Geräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie beim Erzeugen des elektrischen Stroms auch Wärme produzieren, die für Heizzwecke abgeführt werden kann.
4. Traktoren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Traktor mit einem Wärmetauscher versehen werden kann, der es ermöglicht, dem Kühlwasser des Traktors, während der Stromerzeugung, die Wärme zu entnehmen und für Heizzwecke zu nutzen, wie bei einem Blockheizkraftwerk.
5. Geräte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator mit dem öffentlichen oder einem örtlichen Stromnetz verbunden werden kann oder dauernd verbunden ist um den erzeugten Strom in das Netz einspeisen zu können.
6. Geräte nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Zeit die Information vorliegt wie hoch die Einspeisevergütung zum aktuellen Zeitpunkt ist Diese Information kann mit dem Stromnetz übertragen werden oder auf anderen Kommunikationswegen, wie dem Internet, an den Betreiber einer solchen Anlage übermittelt werden. Die steuernde Zentrale der Stromerzeuger ihrerseits kann über den Preis je Kilowattstunde die erzeugte Strommenge steuern. Hierbei wird den Betreibern der temporären Stromerzeugungsanlagen jede Preisänderung deutlich erkennbar mitgeteilt.
7. Geräte nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Zählern und Einspeisetechnik versehen sind, die Stand der Technik sind, ähnlich wie beim Einsatz von Blockheizkraftwerken, Windkraftanlagen und anderen Stromerzeugungsaggregaten.
8. Geräte nach einem der oben genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie im ganzen Land verteilt eingesetzt werden können um Strom zu erzeugen. Die Menge des dabei erzeugten Stromes kann mithelfen den Atomausstieg früher als geplant zu schaffen und den CO2-Ausstoß zu reduzieren.