DE202019105359U1

DE202019105359U1 - Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie

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Publication number: DE202019105359U1
Application number: DE202019105359.3U
Authority: DE
Original assignee: Thiet GmbH
Current assignee: Thiet GmbH
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2019-10-21
Anticipated expiration: 2029-09-28

Abstract

Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie, mit wenigstens einem Stromerzeugungsaggregat (2) zur lokalen Erzeugung der elektrischen Energie und mit einer Elektroladeeinrichtung (6) zum Bereitstellen der elektrischen Energie für das jeweils zu betankende Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen mobilen Energiecontainer (1) aufweist, in welchem das Stromerzeugungsaggregat (2) und vollständig oder teilweise auch die Elektroladeeinrichtung (6) gemeinsam angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung wird auch als Energietankstelle bezeichnet. Insbesondere handelt es sich hierbei um eine dezentrale Energietankstelle, die in der Lage ist, die elektrische Energie, welche zum Betanken der batteriebetriebenen Fahrzeugen verwendet wird, zumindest teilweise selbst zu erzeugen. Hierzu weist die Vorrichtung wenigstens ein Stromerzeugungsaggregat zur lokalen Erzeugung der elektrischen Energie auf. Weiter weist die Vorrichtung eine Elektroladeeinrichtung zum Bereitstellen der elektrischen Energie für das jeweils zu betankende Fahrzeug auf.
Eine derartige Vorrichtung in Form einer dezentralen Energietankstelle ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 052 827 A1 bekannt. Die elektrische Energie wird bei dieser bekannten dezentralen Energietankstelle aus erneuerbaren Energien, wie Windenergie, Geothermie, Solarthermie, Biomasse oder Photovoltaik erzeugt und entweder direkt zum Betanken von Elektrofahrzeugen oder zum Gewinnen von Wasserstoff verwendet. Der Wasserstoff wird gespeichert, um daraus wieder elektrische Energie für einen Tankvorgang erzeugen zu können oder bei einer Ausführung der Energietankstelle als kombinierte Gas- und Stromtankstelle alternativ direkt ein mit Wasserstoff betriebenes Fahrzeug damit betanken zu können. Insbesondere bei einer Ausführung der Energietankstelle als reine Stromtankstelle kann ferner ein Batteriesatz zur Energiespeicherung und ein Notstrom-Dieselaggregat oder ein Blockheizkraftwerk zur Energieerzeugung vorgesehen sein. Die Installation dieser bekannten dezentralen Energietankstelle ist mit einigem Aufwand verbunden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie bereitzustellen, die mit geringerem Aufwand dezentral in Betrieb genommen werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie nach dem Schutzanspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie, mit wenigstens einem Stromerzeugungsaggregat zur lokalen Erzeugung der elektrischen Energie und mit einer Elektroladeeinrichtung zum Bereitstellen der elektrischen Energie für das jeweils zu betankende Fahrzeug, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung einen mobilen Energiecontainer aufweist, in welchem das Stromerzeugungsaggregat und vollständig oder teilweise auch die Elektroladeeinrichtung gemeinsam angeordnet sind.
Die Vorrichtung kann dann flexibel in kurzer Zeit an jedem beliebigen Ort, an welchem der Energiecontainer Platz findet, aufgestellt und bei Bedarf auch wieder entfernt werden. Damit kann mit geringem Aufwand eine Möglichkeit zum Aufladen von batteriebetriebenen Fahrzeugen geschaffen werden. Dieses ist insbesondere von Vorteil, wenn nur für eine Übergangszeit die Möglichkeit zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit mittels des Stromerzeugungsaggregats erzeugter elektrischer Energie geschaffen werden soll, weil also beispielsweise der Bedarf nur zeitweilig ist oder weil zu einem späteren Zeitpunkt möglicherweise ein Anschluss zum öffentlichen Stromnetz hergestellt werden kann, der das Stromerzeugungsaggregat entbehrlich macht. Der Energiecontainer kann dann auf einfache Weise auf einen Lastwagen aufgeladen und zu einem anderen Einsatzort verfahren werden.
Hierzu weist der Energiecontainer vorzugsweise die halbe, ganze oder doppelte Länge sowie die Breite und die Höhe eines 20-Fuß-Seecontainers oder die Abmessungen eines Wechselaufbaus auf. Der Wechselaufbau wird alternativ auch Wechselbrücke genannt. Hierdurch sind genormte Möglichkeiten zum Transport des Energiecontainers gegeben. Daher kann der Energiecontainer mit jedem handelsüblichen Lastwagen oder Zug verfahren werden, der auch einen 20-Fuß-Seecontainer oder einen Wechselaufbau aufnehmen könnte. Insbesondere weist der Energiecontainer das Verriegelungsgrundmaß 5,82 m von ISO-Containern und Wechselaufbauten auf. Bei Ausbildung des Energiecontainers mit halber Länge eines 20-Fuß-Seecontainers, also mit einer Länge von 10 Fuß, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft für den Einsatz auf Baustellen geeignet. Hierfür ist der Energiecontainer vorzugsweise mit robusten Seitenwänden ausgebildet oder insgesamt derart verstärkt, dass der Energiecontainer den Sicherheitsanforderungen auf einer Baustelle genügt und auch nach kleineren Kollisionen von Baugerät mit dem Energiecontainer weiter einsatzbereit ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Stromerzeugungsaggregat jeweils einen elektrischen Generator und jeweils eine Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des elektrischen Generators auf. Die Verbrennungskraftmaschine ist vorzugsweise ein Verbrennungsmotor, insbesondere Dieselmotor, oder ein Blockheizkraftwerk. Die Verbrennungskraftmaschine und der Stromgenerator sind dabei vorzugsweise derart ausgebildet und aneinander angepasst, dass die Verbrennungskraftmaschine und der elektrische Generator in einem Drehzahlbereich betrieben werden können, in welchem sich ein hoher Wirkungsgrad und geringe Emissionen ergeben. Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Steuereinheit mit Last-Management-Steuerung für das Stromerzeugungsaggregat zur Reduzierung von Emissionen aufweist. Außerdem ist wenigstens ein Stromerzeugungsaggregat vorzugsweise mit einer Start-Stop-Automatik ausgestattet, um die Verbrennungskraftmaschine nur bei Bedarf, also insbesondere bei einem Tankvorgang, zu betreiben.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese Vorrichtung genau zwei im Energiecontainer angeordnete Stromerzeugungsaggregate mit jeweils einem elektrischen Generator und jeweils einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einem Verbrennungsmotor, zum Antrieben des jeweiligen elektrischen Generators auf. Dadurch können sich gegenüber dem Betrieb einer einzigen und größer dimensionierten Verbrennungskraftmaschine noch einmal geringere Emissionen in Form von Schadstoffen aber auch in Form von Lärm ergeben. Dabei kann je nach Bedarf entweder nur eine der beiden Verbrennungskraftmaschinen oder können beide Verbrennungskraftmaschinen betrieben werden. Weiterhin ergibt sich eine erhöhte Ausfallsicherheit, da auch eine Stromversorgung noch möglich ist, wenn eine der Verbrennungskraftmaschinen ausfallen sollte.
Die wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine ist außerdem vorteilhafterweise mit einer Abgasreinigung ausgestattet, so dass ein sehr emissionsarmer Betrieb beispielsweise auch in Wohngebieten möglich ist. Trotz der unabwendbaren Energieverluste durch Umwandlung von Energie in elektrische Energie und Speicherung der elektrischen Energie in Batterien des Fahrzeugs können sich dadurch insgesamt sogar Vorteile gegenüber dem Betrieb von Fahrzeugen, die direkt mittels eines Verbrennungsmotors angetrieben werden, ergeben. Beispielsweise arbeiten direkt mittels eines Verbrennungsmotors angetriebene Baumaschinen oft mit wechselnder Last in unvorteilhaften Drehzahlbereichen und insbesondere auch aus Kostengründen ohne eine derart aufwendige Abgasreinigung.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbrennungskraftmaschine ein von einem flüssigen Kraftstoff angetriebener Verbrennungsmotor ist. Der Kraftstoff ist insbesondere Diesel oder Benzin, der Verbrennungsmotor also ein Dieselmotor oder Benzinmotor. Weiter ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Vorrichtung einen im Energiecontainer angeordneten Kraftstofftank zur Lagerung und Bereitstellung des flüssigen Kraftstoffs für den Verbrennungsmotor aufweist. Alternativ, jedoch weniger vorteilhaft, wird der Energiecontainer mittels einer Kraftstoffleitung mit einem externen Kraftstofftank verbunden, wobei am Energiecontainer ein Kraftstoffanschluss für die Kraftstoffleitung vorgesehen ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verbrennungsmotor mit Gas angetrieben wird. Hierbei ist vorzugsweise weiter vorgesehen, dass die Vorrichtung einen im Energiecontainer angeordneten Gastank zur Lagerung von Gas aufweist. Das Gas ist hierbei beispielsweise Flüssiggas. Alternativ zur Anordnung des Gastanks im Energiecontainer wird der Energiecontainer mittels einer Gasleitung mit einem externen Gastank oder einem festinstallierten Gasnetz verbunden, wobei der Energiecontainer über einen Gasanschluss für die Gasleitung verfügt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Energiecontainer eine geschlossene, auslaufsichere Bodenwanne aufweist, die dazu ausgelegt ist, alle im Energiecontainer gelagerten Flüssigkeiten aufnehmen zu können. Insbesondere kann die Bodenwanne somit den vollständigen Inhalt des gegebenenfalls vorgesehenen Kraftstofftanks aufnehmen, falls es zu einem Leck in einer Kraftstoffleitung oder im Kraftstofftank kommen sollte. Damit ist einer Verschmutzung der Umwelt beispielsweise mit Kraftstoff auch im Falle eines Lecks wirksam entgegengewirkt, ohne dass die erfindungsgemäße Vorrichtung hierfür aufwendig auf einem Fundament installiert werden müsste, welches, wie ansonsten bei Tankstellen üblich, über eine Entwässerung mit Abscheidung von Ölen und Kraftstoffen verfügt. Vorteilhafterweise ist die Bodenwanne hierbei in Segmente aufgeteilt, welche auch bei einem Schiefstand des Energiecontainers, beispielsweise von bis zu 10°, sicherstellen, dass alle Flüssigkeiten, die potentiell auslaufen können, bei Bedarf in der Bodenwanne gehalten werden können.
Die Elektroladeeinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, Elektroautos, Elektrolastkraftwagen, Elektrobusse, Kommunalfahrzeuge und/oder Baustellenfahrzeuge elektrisch betanken zu können. Hierfür weist die Elektroladeeinrichtung die jeweils benötigten standardisierten Anschlüsse auf. Insbesondere im Falle einer Bereitstellung öffentlicher Ladepunkte ist wenigstens eine Ladebuchse Typ 2 nach DIN EN 62 196-2 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist wenigstens eine Ladekupplung Typ Combo 2 nach DIN EN 62 196-3 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich, beispielsweise auf Baustellen, ist ein Anschluss nach dem Combined Charging System (CSS) vorgesehen. Weiter ist es von Vorteil, wenn jeder Tankvorgang in einem möglichst kurzen Zeitraum erfolgen kann. Hierfür weist die Elektroladeeinrichtung wenigstens einen als Schnellladestation für batteriebetriebene Fahrzeuge ausgebildeten Ladepunkt, insbesondere in Form einer Ladesäule, auf. Vorzugsweise weist die Elektroladeeinrichtung mehrere Ladepunkte zum gleichzeitigen Betanken von mehreren Fahrzeugen mit elektrischer Energie auf.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Elektroladeeinrichtung modular aufgebaut, wobei die Elektroladeeinrichtung für den jeweiligen Einsatzzweck geeignete Ladepunkte, insbesondere Ladesäulen, aufweist. Dadurch kann die Anzahl zu verwendender Ladepunkte angepasst werden. Außerdem können beispielsweise entweder Ladesäulen eingesetzt werden, welche zum Aufladen von Baufahrzeugen geeignet sind, oder alternativ Ladesäulen eingesetzt werden, welche zum Betanken von Personenkraftwagen eingesetzt werden. Insbesondere hierfür ist es weiter vorteilhaft, wenn der Energiecontainer gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine variable Fassadenverkleidung aufweist. So können entweder nicht benötigte Ladesäulen mittels der Fassadenverkleidung verdeckt oder bei einer alternativen Ausführungsform gegen einen Abschnitt der Fassadenverkleidung ausgetauscht werden.
Alternativ oder zusätzlich weist die Elektroladeeinrichtung wenigstens einen Bereitstellungsanschluss zur Verbindung mit einem normierten Stecker auf, an welchem die Elektroladeeinrichtung elektrische Energie mit 230 Volt Wechselspannung oder 400 Volt Drehphasenwechselspannung bereitstellt. Der normierte Stecker ist insbesondere ein CEE-Stecker, also beispielsweise ein handelsüblicher Schuko-Stecker. Dadurch ist es möglich, beispielsweise Akkumulatoren von elektrisch angetriebenen Fahrrädern mit einem handelsüblichen Ladegerät aufzuladen, welches ansonsten an eine handelsübliche Haussteckdose angeschlossen wird. Bei Bedarf können außerdem weitere Elektrogeräte, wie beispielsweise auch kleinere elektrisch betriebene Baumaschinen von der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt werden.
Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Baustellen eingesetzt wird, ist der Betrieb der Vorrichtung und/oder die Nutzung von elektrischer Energie, die von der Vorrichtung bereitgestellt wird, vorzugsweise mittels eines Schlüssels geschützt. Bei dem Schlüssel kann es sich auch um einen elektronischen Schlüssel handeln. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung hingegen als öffentliche Tankstelle für batteriebetriebene Fahrzeuge eingesetzt wird, sollte die zum Betanken verwendete elektrische Energie auch bezahlt werden. Hierfür ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass in die Elektroladeeinrichtung ein Bezahlsystem integriert ist. Das Bezahlsystem ist insbesondere zum Bezahlen von getankter elektrischer Energie mittels EC-Karte, Kreditkarte, Bezahlkarte, Handy-APP und/oder Bargeld ausgebildet. Das Bezahlsystem ist entweder zentral für alle Ladepunkte vorgesehen. Alternativ weist jeder Ladepunkt, insbesondere jede Ladesäule, ein eigenes Bezahlsystem auf.
Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen eine Kommunikationseinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, Betriebszustände der Vorrichtung, insbesondere über Funk, an eine Kontrolleinrichtung zu übermitteln. Die Kommunikation erfolgt hierbei vorzugsweise nach dem Freien Ladepunkt-Kommunikationsstandard (Open Charge Point Protocol). Die Kontrolleinrichtung ist insbesondere ein zentrales Managementsystem, welches vorzugsweise auf wenigstens einem Computer läuft, der mit dem Internet verbunden ist. Ausgehend vom zentralen Managementsystem kann beispielsweise eine APP, die auf einem Smartphone läuft, potentielle Kunden der Energietankstelle über eine Störung informieren. Ein Betreiber der Vorrichtung kann beispielsweise feststellen, wenn der Treibstofftank soweit gelehrt wurde, dass nachgetankt werden sollte. Weitere Betriebszustände kennzeichnen beispielsweise das Ablaufen von Wartungsintervallen, insbesondere für den Verbrennungsmotor, sowie das ordnungsgemäße Funktionieren des Bezahlsystems sowie der Erzeugung und gegebenenfalls einer Speicherung der elektrischen Energie.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Energiespeichereinrichtung, insbesondere in Form von Akkumulatoren, aufweist zum Zwischenspeichern der erzeugten elektrischen Energie. Insbesondere dann, wenn weniger Energie zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen bereitgestellt werden muss, als zur gleichen Zeit vom Stromerzeugungsaggregat erzeugt wird, wird entweder das Stromerzeugungsaggregat betrieben und die überschüssige Energie in der Energiespeichereinrichtung gespeichert oder die zum Betanken benötigte Energie wird aus der Energiespeichereinrichtung entnommen, so dass der Stromgenerator und insbesondere der Verbrennungsmotor hierfür nicht gestartet werden muss. Je nach Ladezustand der Energiespeichereinrichtung entscheidet eine Steuereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hierbei vorzugsweise, ob der Verbrennungsmotor des Stromerzeugungsaggregats betrieben werden soll oder nicht in Betrieb genommen werden muss, da die Energiespeichereinrichtung ausreichend elektrische Energie zur Verfügung stellen kann.
Bei einer besonderen Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Ladeanschluss zur Verbindung der Energiespeichereinrichtung mit einem 230 Volt oder 400 Volt Wechselspannungsnetz und zum Nachladen der Energiespeichereinrichtung mit elektrischer Energie aus dem Wechselspannungsnetz auf. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn aus dem Wechselspannungsnetz nur vergleichsweise geringe Ströme zur Verfügung gestellt werden können, die zum schnellen Laden batteriebetriebener Fahrzeuge nicht ausreichen. Dann kann die Energiespeichereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung über einen längeren Zeitraum aufgeladen werden. Aus der Energiespeichereinrichtung kann mittels der Schnellladeeinrichtung dann in kurzer Zeit das batteriebetriebene Fahrzeug betankt werden. Außerdem können die Kommunikationseinrichtung und eine Steuereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit elektrischer Energie aus dem Wechselspannungsnetz versorgt werden, ohne dass hierfür das Stromerzeugungsaggregat betrieben werden müsste.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Photovoltaikanlage aufweist, die am Energiecontainer befestigt ist. Die Photovoltaikanlage ist insbesondere modular aufgebaut, so dass die Photovoltaikanlage nach dem Aufstellen des Energiecontainers mit geringem Aufwand in Betrieb genommen und bedarfsweise erweitert oder verkleinert werden kann. Die Photovoltaikanlage wird hierbei insbesondere auf einem Dach des Energiecontainers angeordnet und dort befestigt. Alternativ ist die Photovoltaikanlage fest am Dach des Energiecontainers installiert.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist alternativ oder zusätzlich vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Windkraftanlage mit einem elektrischen Generator zur Erzeugung elektrischer Energie aufweist. Die Windkraftanlage ist dabei ebenfalls am Energiecontainer befestigt. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Turm der Windkraftanlage am Energiecontainer gegründet und gegebenenfalls auch außerhalb des Energiecontainers abgestützt oder gehalten ist. Die Windkraftanlage weist dabei vorzugsweise einen um eine vertikale Drehachse langsam drehenden Rotor, insbesondere Savonius-Rotor oder Darrieus-Rotor, auf. Mittels der Photovoltaikanlage und/oder mittels der Windkraftanlage ist eine ökologische Erzeugung der zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen verwendeten elektrischen Energie möglich. Das Stromerzeugungsaggregat wird hierbei vorzugsweise nur betrieben, wenn von der Photovoltaikanlage und/oder der Windkraftanlage gelieferte und gegebenenfalls in der Energiespeichereinrichtung zwischengespeicherte Energie gerade nicht zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen oder zum Nachladen der Energiespeichereinrichtung ausreicht.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen Aufenthaltscontainer mit einem begehbaren Aufenthaltsraum auf. Der Aufenthaltscontainer weist insbesondere Abmessungen von möglichen Ausführungsformen des mobilen Energiecontainers mit dem Stromerzeugungsaggregat auf. Insbesondere weist der Aufenthaltscontainer eine Länge von 20 Fuß oder eine Länge von 10 Fuß auf. Dank des begehbaren Aufenthaltsraums im Aufenthaltscontainer können Nutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielweise während ihr Fahrzeug betankt wird, geschützt vor Umwelteinflüssen aus der Umgebung das Ende des Tankvorgangs abwarten. Insbesondere ist der Aufenthaltsraum mittels einer Tür des Aufenthaltscontainers verschließbar. Optional ist der Aufenthaltsraum klimatisiert und/oder bei Bedarf geheizt, beispielsweise mittels Abwärme des Stromerzeugungsaggregats.
Die vollständige Energieversorgung des Aufenthaltscontainers erfolgt vom mobilen Energiecontainer. Hierfür weist die Elektroladeeinrichtung vorzugsweise wenigstens eine im Aufenthaltscontainer angeordnete Versorgungsschnittstelle für eine Versorgung elektrisch betriebener Verbraucher auf. Elektrisch betriebene Verbraucher sind hierbei insbesondere jeweils wenigstens eine Beleuchtungsvorrichtung und/oder wenigstens ein Kaffeeautomat und/oder wenigstens ein Snackautomat und/oder wenigstens ein Ladegerät zum Laden eines batteriebetriebenen Elektrokleingerätes, wie Laptop oder Mobiltelefon. Die Nutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung können also, während das batteriebetriebene Fahrzeug betankt wird, die Zeit für eine Kaffeepause nutzen und dabei gegebenenfalls ihr Handy laden oder ihren Laptop mit elektrischer Energie versorgen. Hierfür sind im Aufenthaltsraum des Aufenthaltscontainers vorzugsweise Sitzgelegenheiten wie Stühle sowie Tische angeordnet.
Vorzugsweise ist in dem Aufenthaltsraum wenigstens ein Kaffeeautomat und/oder wenigstens ein Snackautomat und/oder wenigstens eine Ladestation zum Laden von Handys oder Tablets integriert. Die Ladestation weist insbesondere wenigstens einen USB-Anschluss auf. Alternativ oder zusätzlich sind handelsübliche Steckdosen zum Anschluss elektrischer Kleingeräte vorgesehen.
Der Zugang zum Aufenthaltsraum des Aufenthaltscontainers und/oder eine Nutzungsmöglichkeit einzelner oder aller Verbraucher, die im Aufenthaltsraum angeordnet sind, ist vorzugsweise nur autorisierten Benutzern zugänglich und wird daher vorzugsweise entweder über das beschriebene Bezahlsystem oder über eine Handy-App freigegeben. Beispielsweise wird jedem Nutzer, welcher für das Betanken seines Fahrzeugs freigeschaltet wird, auch Zugang zum Aufenthaltsraum gewährt, indem sich eine Tür auf Anforderung öffnen lässt. Die Nutzung weiterer elektrischer Verbraucher im Aufenthaltsraum ist dann entweder ebenfalls freigegeben oder kann bei Bedarf auch zusätzlich berechnet werden. Beispielsweise kann die Nutzung des Kaffeeautomaten oder des Snackautomaten gegebenenfalls kostenpflichtig sein und erst nach Bestätigung, dass hierfür ein definierter Geldbetrag berechnet werden darf, freigeschaltet werden.
Optional sind in den Aufenthaltsraum Anzeigengeräte, insbesondere optische Anzeigengeräte, integriert, welche über den Ladezustand des Fahrzeugs, welches betankt wird, oder zumindest über das Ende des Ladevorgangs informieren.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen, aus der Zeichnung und aus anhand der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung. In der Zeichnung zeigen:

1: den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Kästchendarstellung;
2: den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Kästchendarstellung;
3: den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Kästchendarstellung;
4: einen Energiecontainer der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Darstellung;
5: einen ersten Aufenthaltscontainer für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen in perspektivischer Darstellung;
6: die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung mit dem Energiecontainer des vierten Ausführungsbeispiels von 4, mit einem zweiten Aufenthaltscontainer und mit einer Windkraftanlage in perspektivischer Darstellung; und
7: einen Energiecontainer der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Darstellung.

1 zeigt schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung für den Einsatz auf einer Baustelle eingerichtet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hierbei einen Energiecontainer 1 mit einer Länge von 10 Fuß auf. Alle weiteren Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im Energiecontainer 1 angeordnet. Alternativ können jedoch einzelne Bestandteile auch außen am Energiecontainer 1 angeordnet werden, insbesondere nachdem der Energiecontainer 1 auf der Baustelle abgesetzt worden ist.
Im Energiecontainer 1 ist ein erstes Stromerzeugungsaggregat 2 mit einer ersten Verbrennungskraftmaschine 3 und einem mit der ersten Verbrennungskraftmaschine 3 gekoppelten ersten elektrischen Generator 4 angeordnet. Die erste Verbrennungskraftmaschine 3 ist insbesondere ein Dieselmotor und wird mit Kraftstoff, insbesondere Diesel, betrieben. Der Kraftstoff ist in einem Kraftstofftank 5 bevorratet, welcher ebenfalls im Energiecontainer 1 angeordnet ist. Die mittels des ersten elektrischen Generators 4 erzeugte elektrische Energie wird entweder direkt einer Elektroladeeinrichtung 6 zum Betanken eines Fahrzeugs bereitgestellt oder ganz oder teilweise in einer Energiespeichereinrichtung 7 zwischengespeichert. Die Elektroladeeinrichtung 6 kann ebenfalls aus der Energiespeichereinrichtung 7 mit elektrischer Energie versorgt werden, so dass das Stromerzeugungsaggregat 2 auch bei einem Tankvorgang nicht zwangsläufig laufen muss. Vorrangig wird gespeicherte elektrische Energie aus der Energiespeichereinrichtung 7 zur eigenen Versorgung elektrischer Einrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet, insbesondere auch für den Betrieb einer Steuereinheit 8, einer Kommunikationseinrichtung 9 sowie für den Betrieb elektrischer Einrichtungen der Elektroladeeinrichtung 6 und des Stromerzeugungsaggregats 2, welche beispielsweise zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 3 elektrische Energie benötigt.
Die Elektroladeeinrichtung 6 weist hier beispielsweise eine erste Ladesäule 10 auf und stellt damit einen ersten Ladepunkt bereit. Die erste Ladesäule 10 verfügt über einen Anschluss für alle gängigen Fahrzeuge, die auf Baustellen verwendet werden. Alternativ können weitere Ladesäulen mit gleichen oder unterschiedlichen Anschlüssen für Baufahrzeuge vorhanden sein. Weiter verfügt die Elektroladeeinrichtung 6 über einen Bereitstellungsanschluss 11, welcher elektrische Energie in Form von 400 Volt Drehstrom bereitstellt.
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird von der Steuereinheit 8 gesteuert. Insbesondere steuert die Steuereinheit 8 den Betrieb des ersten Stromerzeugungsaggregats 2 und damit auch Ladevorgänge und Entladevorgänge der Energiespeichereinrichtung 7. Alle Betriebsvorgänge und Betriebszustände werden überwacht, beispielsweise auch der Füllstand des Kraftstofftanks 5. Mittels der Steuereinheit 8 ermittelte Betriebsdaten können von der Kommunikationseinrichtung 9, insbesondere über eine Mobilfunkverbindung, an eine externe Kontrolleinrichtung, welche vorzugsweise mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen überwacht, bereitgestellt werden.
Zum Schutz der Umgebung vor eventuell austretenden Flüssigkeiten, insbesondere zum Schutz vor austretendem Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 5, verfügt der Energiecontainer 1 über eine Bodenwanne 12, welche alle im Energiecontainer 1 befindlichen Flüssigkeiten aufnehmen kann. Weiter verfügt der Energiecontainer 1 über eine Fassadenverkleidung 13, welche variabel ausgebildet ist, so dass bei Bedarf zusätzliche Anschlüsse in der Fassade vorgesehen werden können, beispielsweise um das Stromerzeugungsaggregat von einem externen Kraftstofftank mit Kraftstoff zu versorgen, oder dass die Anzahl der Ladesäulen 10 verändert werden kann.
2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche oder einander entsprechende Bauteile. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist hier im Unterschied zum Ausführungsbeispiel von 1 nicht zum Betanken von Baumaschinen, sondern zum Betanken von allen gängigen elektrisch angetriebenen und für den Betrieb auf der Straße zugelassenen Fahrzeugen vorgesehen. Die erste Verbrennungskraftmaschine 3 des ersten Stromerzeugungsaggregats 2 wird hierbei mittels Gas angetrieben, welches in einem Gastank 14 innerhalb des Energiecontainers 1 bevorratet ist oder alternativ über einen Gasanschluss 15 von außerhalb des Energiecontainers 1 bezogen werden kann. Die erste Ladesäule oder der erste Ladepunkt 10 ist außerhalb des Energiecontainers 1 angeordnet, beispielsweise unmittelbar vor einem Parkplatz auf welchem das zu betankende Fahrzeug abgestellt werden kann. Zusätzlich ist eine zweite Ladesäule 16, welche einen zweiten Ladepunkt bereitstellt, vorgesehen und ebenfalls außerhalb des Energiecontainers 1, beispielsweise vor einem benachbarten Parkplatz, angeordnet. Der Bereitstellungsanschluss 11 ist hier für die Bereitstellung von 230 Volt Wechselstrom ausgebildet, um beispielweise Akkumulatoren von Fahrrädern mit elektrischem Hilfsantrieb aufladen zu können.
Die Vorrichtung ist hierbei als öffentliche Stromtankstelle ausgebildet. Hierfür ist in die Elektroladeeinrichtung 6 ein Bezahlsystem 17 integriert, welches die bereitgestellte elektrische Energie an den Ladesäulen 10 und 16 sowie am Bereitstellungsanschluss 11 getrennt voneinander erfasst und ein Bezahlen der bereitgestellten elektrischen Energie mittels Bargeld, EC-Karte, Kreditkarte, Bezahlkarte oder Handy-APP ermöglicht. Nach dem Registrieren der für das Bezahlen notwendigen Daten, beispielsweise durch Auslesen der EC-Karte, oder nach dem Bezahlen mit Bargeld wird das Tanken an der jeweils ausgewählten Ladesäule 10 oder 16 oder am ausgewählten Bereitstellungsanschluss 11 freigeschaltet.
Für eine Wartung der im Energiecontainer 1 befindlichen Anlagen ist eine Tür 18 im Energiecontainer 1 vorgesehen, durch welche der Energiecontainer 1 betreten werden kann. Auf dem Dach des Energiecontainers 1 ist ferner eine Photovoltaikanlage 19 vorgesehen, welche ergänzend elektrische Energie für die Elektroladeeinrichtung 6, für die Energiespeichereinrichtung 7 und für den Betrieb aller elektrischen Verbraucher der erfindungsgemäßen Vorrichtung, also beispielsweise der Steuereinheit 8 bereitstellt. Der Energiecontainer 1 weist die Abmessungen eines 20-Fuß-Seecontainers oder einer 20-Fuß-Wechselbrücke und das dazugehörige Verriegelungsgrundmaß auf, so dass ein Transport des Energiecontainers 1 auf einem für den Transport von Seecontainern oder Wechselbrücken ausgebildeten Lastkraftwagen möglich ist.
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen. Der Energiecontainer 1 weist die Abmessungen des Energiecontainers 1 aus dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung von 2 auf. Das erste Stromerzeugungsaggregat 2 ist entsprechend dem ersten Stromerzeugungsaggregat 2 des Ausführungsbeispiels 1 von 1 ausgebildet und weist die erste Verbrennungskraftmaschine in Form des Dieselmotors auf. Zusätzlich ist ein zweites Stromaggregat 20 vorgesehen, welches entsprechend dem ersten Stromerzeugungsaggregat 2 ausgebildet ist und eine zweite Verbrennungskraftmaschine 21 und einen zweiten elektrischen Generator 22 aufweist. Die Stromerzeugungsaggregate 2 und 20 können von der Steuereinheit 8 gemeinsam oder getrennt voneinander angesteuert werden, so dass sich Vorteile im Verbrauch und in Geräuschemissionen gegenüber einem einzigen entsprechend größer dimensionierten Stromerzeugungsaggregat ergeben.
Zusätzlich zur Energiespeichereinrichtung 7 ist ein Ladeanschluss 23 vorgesehen, welcher die Akkumulatoren der Energiespeichereinrichtung 7 nachladen kann oder auch nur die Steuereinheit 8 und die Kommunikationseinrichtung 9 mit elektrischer Energie versorgt, wenn kein Fahrzeug nachgetankt wird, also während Ruhezeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das erste Bezahlsystem 17 ist hier lediglich der ersten Ladesäule 10 zugeordnet und in die erste Ladesäule 10 integriert. Für die zweite Ladesäule 16 ist ein zweites Bezahlsystem 24 vorgesehen, welches identisch oder unterschiedlich zum ersten Bezahlsystem 17 ausgebildet ist und entweder zumindest teilweise oder vollständig vom ersten Bezahlsystem 17 getrennt ist.
Als weitere Energiequelle, insbesondere zum Betanken von Fahrzeugen und zum Zwischenspeichern der elektrischen Energie in der Energiespeichereinrichtung 7, ist eine Windkraftanlage 25 vorgesehen, welche außerhalb des Energiecontainers 1 angeordnet, jedoch vorzugsweise zumindest teilweise am Energiecontainer 1 gegründet und gehalten ist.
4 zeigt den Energiecontainer 1 bei einem vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen. Nicht sichtbar im Inneren des Energiecontainers 1 sind zumindest das erste Stromerzeugungsaggregat 2 und die Energiespeichereinrichtung 7 angeordnet. Die Elektroladeeinrichtung 6 weist den ersten Ladepunkt 10, den zweiten Ladepunkt 16 und einen entsprechend dem ersten Ladepunkt 10 und dem zweiten Ladepunkt 16 ausgebildeten dritten Ladepunkt 26 auf. Jeder Ladepunkt 10, 16 und 26 ist mit jeweils zwei Anschlüssen zur Verbindung mit einem mit elektrischer Energie zu betankenden Fahrzeug ausgebildet. Die jeweiligen zwei Anschlüsse sind zueinander unterschiedlich ausgebildet, um mit unterschiedlich ausgebildeten Anschlüssen an zu betankenden Fahrzeugen verbunden werden zu können. Die Erfindung bedient damit mehrere unterschiedliche Kopplungssysteme. Alle Ladepunkte 10, 16 und 26 sind als Schnelladesäulen, vorzugsweise mit einer Leistung von mehr als 60 kW, insbesondere mit bis zu 80 kW, ausgebildet. Am ersten Ladepunkt 10 ist das erste Bezahlsystem 17 angeordnet. Am zweiten Ladepunkt 16 ist das zweite Bezahlsystem 24 angeordnet. Zum Berechnen der am dritten Ladepunkt 26 gezapften elektrischen Energie ist ein drittes Bezahlsystem 27 vorgesehen.
5 zeigt einen Aufenthaltscontainer 28, welcher in seinem äußeren Aufbau teilweise dem Energiecontainer 1 von 4 gleicht. In seinem Inneren stellt der Aufenthaltscontainer 28 jedoch einen Aufenthaltsraum 29 bereit. Im Aufenthaltsraum 29 können Nutzer der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche immer auch den Energiecontainer 1 gemäß einem möglichen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst, während das Fahrzeug geladen wird, einen im Aufenthaltsraum 29 aufgestellten Kaffeeautomaten oder einen dort aufgestellten Snackautomaten nutzen sowie gegebenenfalls ihr Handy aufladen oder ihren Laptop zum Betrieb oder zum Laden mit elektrischer Energie versorgen. Der Aufenthaltscontainer 28 wird dabei vom Energiecontainer 1 mit elektrischer Energie versorgt.
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung den Energiecontainer 1 des Ausführungsbeispiels von 4 und zusätzlich den Aufenthaltscontainer 28 in einem von der Darstellung gemäß 5 abweichenden Ausführungsbeispiel sowie die Windkraftanlage 25 aufweist. Der Aufenthaltscontainer 28 ist hierbei gegenüber dem Aufenthaltscontainer von 5 lediglich in halber Größe, nämlich als zehn Fuß langer Aufenthaltscontainer 28 ausgeführt.
7 zeigt einen weiteren als Baustellencontainer ausgebildeten Energiecontainer 1, welcher sich von dem Energiecontainer 1 von 1 zumindest dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zum ersten Ladepunkt 10 auch der zweite Ladepunkt 16 und gegebenenfalls an den in 7 nicht sichtbaren Seiten des Energiecontainers 1 auch der dritte Ladepunkt 26 sowie gegebenenfalls auch ein vierter Ladepunkt vorhanden sind. Baumaschinen können so von den verschiedenen Seiten an den Energiecontainer 1 herangefahren und in diesen Positionen betankt werden.
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen und/oder beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008052827 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 62 196-2 [0014]
DIN EN 62 196-3 [0014]

Claims

Vorrichtung zum Betanken von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit elektrischer Energie, mit wenigstens einem Stromerzeugungsaggregat (2) zur lokalen Erzeugung der elektrischen Energie und mit einer Elektroladeeinrichtung (6) zum Bereitstellen der elektrischen Energie für das jeweils zu betankende Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen mobilen Energiecontainer (1) aufweist, in welchem das Stromerzeugungsaggregat (2) und vollständig oder teilweise auch die Elektroladeeinrichtung (6) gemeinsam angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiecontainer (1) die halbe, ganze oder doppelte Länge sowie die Breite und die Höhe eines 20-Fuß-Seecontainers oder die Abmessungen eines Wechselaufbaus aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromerzeugungsaggregat (2) jeweils einen elektrischen Generator (4, 22) und jeweils eine Verbrennungskraftmaschine (3, 21) zum Antreiben des elektrischen Generators (4, 22) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Steuereinheit (8) mit Last-Management-Steuerung für das Stromerzeugungsaggregat (2) zur Reduzierung von Emissionen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (3) ein von einem flüssigen Kraftstoff, insbesondere Diesel, angetriebener Verbrennungsmotor ist und dass die Vorrichtung einen im Energiecontainer (1) angeordneten Kraftstofftank (5) zur Lagerung und Bereitstellung des flüssigen Kraftstoffs für die Verbrennungskraftmaschine (3) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine (21) mit Gas angetrieben wird und dass die Vorrichtung einen im Energiecontainer (1) angeordneten Gastank (14) zur Lagerung von Gas aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiecontainer (1) eine geschlossene, auslaufsichere Bodenwanne (12) aufweist, die dazu ausgelegt ist, alle im Energiecontainer (1) gelagerten Flüssigkeiten aufnehmen zu können.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroladeeinrichtung (6) wenigstens einen als Schnellladestation für batteriebetriebene Fahrzeuge ausgebildeten Ladepunkt (10, 16) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroladeeinrichtung (6) wenigstens einen Bereitstellungsanschluss (11) zur Verbindung mit einem, insbesondere nach CEE, normierten Stecker aufweist, an welchem die Elektroladeeinrichtung (6) elektrische Energie mit 230 Volt Wechselspannung oder 400 Volt Dreiphasenwechselspannung bereitstellt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Elektroladeeinrichtung (6) ein Bezahlsystem (17, 24), insbesondere zum Bezahlen von getankter elektrischer Energie mittels EC-Karte, Kreditkarte, Bezahlkarte, Handy-APP und/oder Bargeld, integriert ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Kommunikationseinrichtung (9) aufweist, die dazu ausgebildet ist, Betriebszustände der Vorrichtung, insbesondere über Funk, an eine Kontrolleinrichtung zu übermitteln.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Energiespeichereinrichtung (7), insbesondere in Form von Akkumulatoren, aufweist zum Zwischenspeichern der erzeugten elektrischen Energie.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Ladeanschluss (23) zur Verbindung der Energiespeichereinrichtung (7) mit einem 230 Volt oder 400 Volt Wechselspannungsnetz und zum Nachladen der Energiespeicher (7) mit elektrischer Energie aus dem Wechselspannungsnetz aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine, insbesondere modulare, Photovoltaikanlage (19) aufweist, die am Energiecontainer (1), insbesondere auf einem Dach des Energiecontainers (1), befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Windkraftanlage (25) mit einem elektrischen Generator (4, 22) zur Erzeugung elektrischer Energie aufweist, wobei die Windkraftanlage am Energiecontainer (1) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Aufenthaltscontainer (28) mit einem begehbaren Aufenthaltsraum (29) aufweist und dass die Elektroladeeinrichtung (6) wenigstens eine im Aufenthaltscontainer (28) angeordnete Versorgungsschnittstelle für eine Versorgung elektrisch betriebener Verbraucher, insbesondere jeweils wenigstens eine Beleuchtungsvorrichtung und/oder wenigstens eines Kaffeeautomaten und/oder wenigstens eines Snackautomaten und/oder wenigstens eines Ladegerätes zum Laden eines batteriebetriebenen Elektrokleingerätes, wie Laptop oder Mobiltelefon, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in den Aufenthaltscontainer (28) wenigstens ein Kaffeeautomat und/oder wenigstens ein Snackautomat und/oder wenigstens eine Ladestation, insbesondere mit wenigstens einem USB-Anschluss, zum Laden von Mobiltelefonen oder Tablets integriert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugang zum Aufenthaltsraum (29) des Aufenthaltscontainers (28) und/oder eine Nutzungsmöglichkeit einzelner oder aller im Aufenthaltsraum (29) angeordneter Verbraucher über das Bezahlsystem nach Anspruch 10 und/oder über eine Handy-App freigebbar ist.