DE4137517A1 - Verfahren zur energieversorgung von haushaltungen unter verwendung von primaer-energietraegern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energieversor­ gung von Haushaltungen unter Verwendung von Primär- Energieträgern.

Es ist bekannt für die häusliche Energieversorgung ins­ besondere mit Strom und Wärme sowohl das öffentliche Stromversorgungsnetz als auch zentrale oder individuel­ le Wärmequellen, wie z. B. ein Warmwasserversorgungssy­ stem mit zugeordnetem Öl- oder Gasbrenner, vorzusehen, wobei über das öffentliche Stromversorgungsnetz auch alle weiteren Stromverbraucher des einzelnen Haushalts und über das Warmwasserversorgungssystem die den ein­ zelnen Räumen eines Hauses zugeordneten Heizkörper ei­ nes Raumheizsystems versorgt werden.

Es ist ferner bekannt, zwecks Schonung der Umwelt, ins­ besondere in Innenstadtbereichen fossile Brennstoffe verbrennende Kraftfahrzeuge durch sogenannte Elektroau­ tos zu ersetzen, deren elektrische Energiespeicher in Form von wiederaufladbaren Batterien in aller Regel über das öffentliche Stromversorgungsnetz aufzuladen sind.

Die allgemeine Verwendung solcher Elektroautos im Stadtverkehr scheiterte aber bisher u. a. an der relativ teueren elektrischen Energie aus dem öffentlichen Stromversorgungsnetz.

Um dem steigenden Umweltbewußtsein der Allgemeinheit entgegenzukommen, sind daher für Busse in Anlehnung an Diesel-Elektrische-Lokomotiven sogenannte Hybridantrie­ be entwickelt worden, die eine Brennkraftmaschine und einen von dieser angetriebenen elektrischen Generator umfassen, wobei wahlweise der Antrieb der Räder über die Brennkraftmaschine oder aber über mit einer vom Ge­ nerator gespeisten wiederaufladbaren Batterie verbunde­ ne Elektromotoren erfolgt. Im reinen Stadtverkehr wird zwecks Verringerung der Luftverschmutzung allein mit dem elektrischen Teil des Hybridantriebes gefahren.

Infolge der überaus langen Entwicklungszeit - Elektro­ fahrzeuge werden bereits seit vielen Jahrzehnten er­ folgreich eingesetzt - haben alle hierzu benötigten Bauteile einen hohen Entwicklungsstandard erreicht, trotzdem scheitert der Einsatz solcher Fahrzeuge im we­ sentlichen an der Stromversorgung.

Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe es ist, durch ein neues Verfahren zur Energieversorgung von Haushaltungen unter Verwendung von Primär-Energieträ­ gern in wohlfeiler Weise elektrische Energie in solcher Menge zur Verfügung zu stellen, daß der Einsatz von elektrischen Antriebseinheiten insbesondere für Stra­ ßenfahrzeuge rentabel wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Ver­ wendung einer stationären Verbrennungskraftmaschine, deren Abwärme für die Wärmeversorgung des Haushalts verwendet und deren mechanische Leistung in elektrische Energie umgeformt und zumindest teilweise für zeitver­ schobene Nutzung einem Energiespeicher zugeführt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die stationäre Brennkraftmaschine über eine Schaltanlage mit einer vorzugsweise einstellbaren Soll­ drehzahl betrieben und werden die Abgase über einen ebenfalls von der Schaltanlage regelbaren Katalysator geleitet.

Vorzugsweise wird als Brennkraftmaschine ein Gasmotor verwendet.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe über­ zeugender Vorteile auf.

Die Verbrennung der Primär-Energie im Haushalt erfolgt erstmals mit einem höchstmöglichen Wirkungsgrad, da die für die häusliche Warmwasserversorgung notwendige Ab­ wärme erzeugende Brennkraftmaschine in einem optimalen Drehzahlbereich betrieben werden kann, bei dem auch die Abgase die wenigsten Schadstoffe aufweisen, die zudem über gesteuerte Katalysatoren ausgefiltert werden kön­ nen. Auch die mittels der Brennkraftmaschine erzeugte elektrische Energie wird mit hohem Wirkungsgrad erzeugt und kann einfach gespeichert werden; sie steht jeder­ zeit zur Verfügung und zwar sowohl für die Stromversor­ gung der in einem Haushalt üblicherweise vorhandenen Verbraucher als auch für das Aufladen der Batterien ei­ nes Fahrzeuges mit einer elektrischen Antriebseinheit. Der öffentliche Kraftwerkspark und die zugehörigen Hochspannungsnetze werden entlastet.

Insbesondere aber können nunmehr die Innenstädte von Fahrzeugen mit Brennkraftmaschinen als Antriebseinhei­ ten freigehalten werden, was nicht nur eine Verringe­ rung der Schadstoffe mit sich bringt sondern darüber hinaus auch zu einer erheblichen Lärmverminderung führt.

Im Ausmaße des steigenden Einsatzes von solchen Elek­ trofahrzeugen werden sich sowohl die Stückpreise für das Einzelfahrzeug als auch für die neue Energieversor­ gungseinheit - die nach Art der bekannten Notstromag­ gregate als Baueinheiten auszubilden sind - verringern, so daß die Kosten pro Fahrkilometer für Elektroautos die Kosten pro Kilometer für Fahrzeuge mit Brennkraft­ maschinen als Antriebseinheiten nicht übersteigen wer­ den.

Darüber hinaus führt die erfindungsgemäße Anwendung des Primär-Energieträgers für die Erzeugung mechanischer und Wärme-Energie zu einer Erhöhung des Gesamtwirkungs­ grades des neuen Energieversorgungssystems, da die bei der Umwandlung in mechanische Energie entstehende Ab­ wärme vorteilhafterweise zur Warmwassererzeugung be­ nutzt wird.

Mit einem elektrischen Generator direkt gekoppelte, mit einer Nenndrehzahl arbeitende Brennkraftmaschinen sind an sich bekannt, sie dienen jedoch in aller Regel als sogenannte Notstromaggregate, die nicht in ein Raum­ heizsystem integriert sind und deren Abwärme ohne jede Nutzung in die Atmosphäre abgegeben wird.

Vorteilhafterweise sind die für den Betrieb der neuen Energieversorgungseinheit notwendigen Schalt- und Re­ gelgeräte und/oder Wärmetauscher zu einer Schaltanlage zusammengefaßt, die mit der Brennkraftmaschine - ein Gasmotor, ein Dieselmotor oder ein Benzinmotor - eine Baueinheit bildet. Ebenso sind der dem jeweiligen Haus­ halt zuzuordnende Energiespeicher und die zulässigen Schalt- und/oder Regelgeräte als Baueinheit ausgebil­ det.

Eine solche Energieversorgungseinheit kann in gleicher Weise wie ein übliches Zentralheizungssystem parameter­ abhängig gesteuert betrieben werden, wobei als Parame­ ter die Außen- und/oder Innentemperatur, der Warmwas­ serverbrauch, der Ladezustand des Energiespeiches u.ä. dienen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Energieversorgung von Haushal­ tungen unter Verwendung von Primär-Energieträgern, ge­ kennzeichnet durch die Verwendung einer stationären Verbrennungskraftmaschine, deren Abwärme als Wärme­ quelle für ein Warmwasserversorgungssystem eines Haus­ halts verwendet und deren mechanische Leistung in elek­ trische Energie umgeformt und zumindest teilweise für zeitverschobene Nutzung einem Energiespeicher zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die stationäre Brennkraftmaschine über eine Schaltanlage vorzugsweise mit einer einstellbaren Solldrehzahl betrieben wird und die Abgase über einen ebenfalls von der Schaltanlage regelbaren Katalysator geleitet werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß als Brennkraftmaschine ein Gasmotor verwendet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß als Brennkraftmaschine ein Dieselmotor verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, da­ durch gekennzeichnet, daß als Brennkraftmaschine ein Benzinmotor verwendet wird.