DE202019002046U1 - Autarke Versorgungsstation für Wasser und Strom - Google Patents

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Abstract

Energiebox bestehend aus mindestens einem intern gekühlten Solarmodul und weiteren internen spezifischen Funktionen.

Description

  • Ziel der Erfindung:
  • Die Erfindung betrifft eine autarke Energiebox (1), mit einem System zum Laden der internen elektrischen Speicher der Energiebox, nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
  • Wasser und Strom sind wesentliche Anforderungen zur Existenzsicherung von Menschen, Tieren und Pflanzen entlang der Äquatorialzone. Starke Sonneneinstrahlung und fehlende Versorgungsnetze erzeugen existenzbedrohende Lebensverhältnisse.
    Mit der autarken Versorgungsstation für Strom und Wasser können diese Grundbedürfnisse gedeckt werden.
  • Die Versorgungsstation besteht aus:
    • Funktionaler Hülle mit autarker Energieversorgung
    • Interne elektrische Energiespeicher mit Laderegler
    • Pumpenstation
    • Wärmespeicher
    • Wasser-Filter-System
    • Abfüllstation
    • Optionale Funktionseinheiten
  • Stand der Technik
  • Es sind mobile Energieboxen bekannt, die in Gegenden ohne Stromversorgung wie z. B. auf Berghütten oder in dünn besiedelten Gegenden eine Grundversorgung
    mit elektrischem Strom, zum Zwecke der Beleuchtung oder dem Betrieb mobiler Geräte mittels Bleiakkumulatoren, sicherstellen können.
  • Nachteilig in heißen Regionen der Erde (Äquatorialzone) ist, dass die Effizienz von Solarzellen durch extreme Sonneneinstrahlung sehr eingeschränkt wird (fällt unter 50 % der Nennleistung).
  • Unbekannt sind autarke Systeme mit gekühlten Solarzellen, für die heißen Regionen der Erde (Äquatorialzone).
  • Aus der WO 2009/059638 ist eine Energiebox bekannt, die überall mit Sonnenenergie aufgeladen werden kann und maximal zur Beleuchtung dient.
  • Autarke Energieboxen mit großen Leistungen für den Äquatorialbereich sind nicht bekannt.
  • Bekannt sind Energieboxen mit kleinen Leistungen und induktiven und/oder leitungsgebundenen Lademechanismen.
  • Unter DE 20 2018001256 U1 ist eine Mobile Energiebox bekannt, die im Kern eine fahrbare Akkumulatorenbox ist, die partiell immer wieder extern aufgeladen werden muss.
  • Nachteilig ist, dass keine autarke Stromversorgung gewährleistet werden kann.
  • Die Lebensdauer der Energieboxen, insbesondere die der Akkumulatoren, wird bestimmt durch die Zyklusfestigkeit im Ladevorgang und der Möglichkeit, die beim Ladevorgang entstehende Wärme abzuleiten.
    Derartige System sind in bisher bekannten autarken Energieboxen unbekannt.
  • Unbekannt sind autarke Energieboxen, bei denen die erzeugte Energie zum Betreiben von Pumpensystemen und Filteranlagen für Wasser genutzt wird.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Energiebox darzustellen, die die oben genannten Nachteile beseitigt.
  • Technische Lösung
  • Die Versorgungsstation besteht aus:
    • Funktionale Hülle mit autarker Energieversorgung
    • Interne elektrische Energiespeicher mit Laderegler
    • Pumpenstation
    • Wärmespeicher
    • Wasser-Filter-System
    • Abfüllstation
    • Optionale Funktionseinheiten
  • Die funktionale Hülle ist die wesentliche Basis für das autarke System der Versorgungsstation. Vergleichbar mit den Sonnensegeln einer Raumstation werden die autarken Energieerzeugungssysteme aus der funktionalen Hülle ausgefahren.
  • Die Versorgungssysteme bestehen aus ThermoPhotoVoltaik-Modulen (TPV) der DUROPAN GmbH. Durch die aktive Kühlung der PhotoVoltaik-Module über ein Kapillarsystem, verbunden mit thermoelektrischen Generatoren und dem integrierten Energiespeicher, können bis zu 50 kWh elektrische Leistung pro Box täglich erzeugt werden.
  • Die elektrische Betriebsspannung beträgt 12 Volt Gleichstrom (Kleinspannung).
  • Je nach Anforderung wird unter der funktionalen Hülle zunächst die Pumpstation für das Wasser untergebracht. Das Mundloch für die Wasserförderung ist so angebracht, dass sie durch die Hülle abgedeckt wird und vor manipulativem Zugriff weitestgehend geschützt ist. In Abhängigkeit von den geographischen und geologischen Bedingungen können bis zu 2000 Liter Wasser pro Stunde bereitgestellt werden.
  • Durch die Kühlung der PhotoVoltaik-Zellen wird der Infrarotanteil der Energie der Sonne abgeleitet und gesondert gespeichert.
  • Hierbei können im weiteren Verlauf zwei energetisch unterschiedliche Varianten verfolgt werden.
    1. 1. Das frische Wasser wird zur Kühlung der Module verwendet und dann direkt gespeichert.
    2. 2. Das frische Wasser wird zur Kühlung genutzt und zirkuliert in einem gesonderten Kreislauf und wird dann mit einer Temperatur von über 60 °C gespeichert.

    Auch ein Mix zwischen beiden Wegen ist möglich.
    Dabei ist die Größe des Warmwasserspeichers nach Bedarf zu bestimmen und wird im Wesentlichen durch die verfügbare Brunnenkapazität begrenzt.
  • Optionale Funktionseinheiten
  • Als Zubehör stehen diverse handelsübliche Verbraucher auf 12 Volt-Gleichstrom-Basis zur Verfügung:
    • Transportable Elektroenergiespeicher
    • Differenz-Heißwasserbereiter, um die Kochstufe zu erreichen
    • Stationäre und mobile LED-Beleuchtungstechnik
    • Powerbank-Ladestation für Mobilfunkgeräte
    • Kommunikationstechnik (Radio, Fernsehgeräte, etc.)
    • Kühlkompressoren
    • Kühlschränke
    • Impfstoffkühler
    • Accesspoint für Mobilfunk
    • Wireless-Datensysteme zur Abrechnung
    • etc.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2009/059638 [0007]
    • DE 202018001256 U1 [0010]

Claims (7)

  1. Energiebox bestehend aus mindestens einem intern gekühlten Solarmodul und weiteren internen spezifischen Funktionen.
  2. Energiebox nach Anspruch 1, bestehend aus mindestens einem intern gekühlten Solarmodul mit internen Energiewandlung zur Elektroenergieerzeugung
  3. Energiebox nach Anspruch 1 bestehend aus mindestens einem intern gekühlten Solarmodul 1 mit integrierte Ladeelektronik
  4. Energiebox nach Anspruch 1, bestehend aus mindestens einem intern gekühlten Solarmodul und integrierten Akkumulatoren
  5. Energiebox nach Anspruch 1, bestehend aus mindestens einem intern gekühlten Solarmodul mit internem Pumpen- und Filtersystem
  6. Energiebox nach Anspruch 1, bestehend aus mindestens einem intern gekühlten Solarmodul und weiteren diversen nutzbaren datentechnischen Ausrüstungen
  7. Energiebox nach Anspruch 1, bestehend aus mindestens einem intern gekühlten Solarmodul und weiteren mit mobilen Energiespeichern
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009059638A1 (de) 2007-11-08 2009-05-14 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mobile solarbox
DE202018001256U1 (de) 2018-03-06 2018-06-13 Manfred Bauer Mobile Energiebox

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009059638A1 (de) 2007-11-08 2009-05-14 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mobile solarbox
DE202018001256U1 (de) 2018-03-06 2018-06-13 Manfred Bauer Mobile Energiebox

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