DE60220568T2 - Verbund-Energieerzeugungssystem - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verbundtyp-Energieerzeugungssystem, das eine Stirling-Maschine und eine Brennstoffzelle kombiniert, wodurch mechanische Energie und elektrische Energie effizient erzeugt werden können.
  • Ein Verbundtyp-Energieerzeugungssystem, das eine Kombination aus einer Brennstoffzelle und einer Gasturbine enthält, ist offenbart in "Proceedings of The 9th SOFC Research Presentation Meeting, 106B". Das Verbundtyp-Energieerzeugungssystem ist so konstruiert, dass ein unverbrauchter Brennstoff, der von einer Brennstoffzelle abgegeben wird, die eine Energieerzeugung durch eine chemische Reaktion eines Brennstoffes durchführt, mit Luft vermischt wird, bevor er in einer Brennkammer verbrannt wird, wobei das Verbrennungsgas als Antriebsquelle für die Gasturbine und als Wärmequelle für einen Brennstoffreformer genutzt wird, wodurch die von der Brennstoffzelle erzeugte elektrische Leistung und die von einem durch die Gasturbine angetriebenen Generator erzeugte elektrische Leistung effizient erhalten werden.
  • Der obenerwähnte Stand der Technik wies das Problem auf, dass der Wirkungsgrad der Gasturbine in einem Teillastzustand deutlich absinkt, so dass der Verwendungszweck des Systems auf ein System beschränkt wird, das zu einem stationären Betrieb fähig ist, wie z. B. ein Großenergieerzeugungssystem.
  • Die vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obenerwähnten Umstände gemacht, wobei es dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, mechanische Energie und elektrische Energie durch eine Kombination aus einer Stirling-Maschine und einer Brennstoffzelle effizient zu erzeugen.
  • Um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß der Erfindung, wie im Anspruch dargelegt ist, ein Verbundtyp-Energieerzeugungssystem vorgeschlagen, das eine Kombination aus einer Stirling-Maschine und einer Brennstoffzelle enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Brennstoffzelle abgegebenes unverbrachtes Gas in einer Heizvorrichtung der Stirling-Maschine verbrannt wird.
  • Gemäß dem obigen Aufbau wird das von der Brennstoffzelle abgegebene unverbrauchte Gas in der Heizvorrichtung der Stirling-Maschine verbrannt, so dass es möglich ist, einen Brennstoff zuerst der Brennstoffzelle zuzuführen, um elektrische Energie zu erzeugen, und anschließend die Wärme zu nutzen, die durch Verbrennen des unverbrauchten Gases, das in der Brennstoffzelle nicht reagiert hat, in der Heizvorrichtung erzeugt wird, um mechanische Energie in der Stirling-Maschine zu erzeugen, wodurch elektrische Energie und mechanische Energie effizient durch verschwendungsfreie Nutzung des Brennstoffs erzeugt werden können. Durch die Kombination aus Stirling-Maschine und Brennstoffzelle kann außerdem das System insgesamt in der Größe reduziert werden.
  • Gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 2 ausgeführt ist, wird ein Verbundtyp-Energieerzeugungssystem vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch den Aufbau des Anspruchs 1, und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verbrennung des unverbrauchten Gases eine katalytische Verbrennung ist.
  • Gemäß dem obenerwähnten Aufbau wird das von der Brennstoffzelle abgegebene unverbrauchte Gas in der Heizvorrichtung der Stirling-Maschine einer katalytischen Verbrennung unterworfen, so dass die Heizvorrichtung im Vergleich zum Fall einer Flammenverbrennung in der Größe reduziert sein kann, wobei eine Einschränkung bezüglich der Lage der Stirling-Maschine verringert werden kann, da keine Konvektion des unverbrauchten Gases aufgrund der Flamme vorhanden ist.
  • Gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 3 ausgeführt ist, wird ein Verbundtyp-Energieerzeugungssystem vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch den Aufbau nach Anspruch 1 oder 2, und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Umfang der Heizvorrichtung der Stirling-Maschine von der Brennstoffzelle umgeben ist, die ringförmig ist.
  • Gemäß dem obigen Aufbau ist der Umfang der Heizvorrichtung der Stirling-Maschine von der ringförmigen Brennstoffzelle umgeben, so dass es möglich ist, die von der Brennstoffzelle erzeugte Reaktionswärme zu veranlassen, effektiv auf die Heizvorrichtung einzuwirken, um die Temperatur der Heizvorrichtung weiter anzuheben und somit die Leistungsfähigkeit der Stirling-Maschine zu steigern.
  • Gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 4 ausgeführt ist, wird ein Verbundtyp-Energieerzeugungssystem vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch den Aufbau nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Brennstoffzelle eine Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle ist.
  • Gemäß dem obigen Aufbau wird eine Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle verwendet, wodurch ein Reformer für den Brennstoff unnötig wird und das System vereinfacht und in der Größe reduziert werden kann.
  • Gemäß der Erfindung, wie in Anspruch 5 ausgeführt ist, wird ein Verbundtyp-Energieerzeugungssystem vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch den Aufbau nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, und dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Seebeck-Vorrichtung in einem Abgasdurchlass der Heizvorrichtung der Stirling-Maschine angeordnet ist.
  • Gemäß dem obigen Aufbau ist die Seebeck-Vorrichtung im Abgasdurchlass der Heizvorrichtung angeordnet, so dass es möglich ist, elektrische Energie zu erzeugen durch Rückgewinnung der thermischen Energie des Abgases der Heizvorrichtung.
  • Im übrigen entspricht die Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC in der Ausführungsform der Brennstoffzelle in der vorliegenden Erfindung.
  • Im Folgenden wird ein Modus zur Ausführung der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist.
  • 1 ist eine Figur, die die Struktur eines Verbundtyp-Energieerzeugungssystem zeigt;
  • 2 ist eine Figur, die die Struktur einer Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle zeigt;
  • 3 ist eine Figur, die die Wirkung des Verbundtyp-Energieerzeugungssystems zeigt.
  • Die 1 bis 3 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 1 gezeigt ist, wird das Verbundtyp-Energieerzeugungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung von einer γ-Typ-Stirling-Maschine E und einer Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle (SOFC) FC gebildet, die im Inneren der Stirling-Maschine E eingebaut ist.
  • Die Stirling-Maschine E enthält eine Verdrängervorrichtung 111 und eine Antriebszylindervorrichtung 12, die mit grob in rechten Winkeln schneidenden Zylinderachsen angeordnet sind, wobei ein gleitend in einen Verdrängerzylinder 13 eingesetzter Verdrängerkolben 14 und ein gleitend in einen Antriebszylinder 15 eingesetzter Antriebskolben 16 über Pleuelstangen 18 und 19 mit einer gemeinsamen Kurbelwelle 17 verbunden sind, die als Abtriebswelle dient. Mit dieser Anordnung führen der Verdrängerkolben 14 und der Antriebskolben 16 Hubbewegungen mit einer gegenseitigen Phasendifferenz von etwa 90° aus.
  • Das Innere des Verdrängerzylinders 13 ist durch den Verdrängerkolben 14 in eine Expansionskammer 20 auf der Kopfabschnittsseite und eine Kompressionskammer 21 auf der Bodenabschnittsseite unterteilt, wobei ein Regenerator 23 in einem Verbindungsdurchlass 22 vorgesehen ist, der die Expansionskammer 20 und die Kompressionskammer 21 verbindet. Eine Heizvorrichtung 24 ist im Umfang der Expansionskammer 20 vorgesehen, während ein Kühler 25 im Umfang der Kompressionskammer 21 vorgesehen ist. Der Regenerator 23 weist eine Bienenwabenstruktur auf, die fähig ist, Wärme zu speichern und Wärme abzustrahlen, und absorbiert die einem Hochtemperaturarbeitsgas entzogene Wärme, wenn das Hochtemperaturarbeitsgas in der durch die Heizvorrichtung 24 erwärmten Expansionskammer 20 durch den Verbindungsdurchlass 22 zur Seite der Kompressionskammer 21 mittels einer Bewegung des Verdrängerkolbens 14 in der Figur nach links bewegt wird. Der Regenerator 23 gibt die darin gespeicherte Wärme an ein Niedertemperaturarbeitsgas ab, wenn das Niedertemperaturarbeitsgas in der durch den Kühler 25 gekühlten Kompressionskammer 21 durch den Verbindungsdurchlass 22 zu Seite der Expansionskammer 20 mittels einer Bewegung des Verdrängerkolbens 14 in der Figur nach rechts bewegt wird.
  • Eine Arbeitskammer 46, die zwischen dem Antriebszylinder 15 und dem Antriebskolben 16 der Antriebszylindervorrichtung 12 unterteilt ist, steht mit der Kompressionskammer 21 der Verdrängervorrichtung 11 über einen Verbindungsdurchlass 47 in Verbindung.
  • Die Heizvorrichtung 24, die aus einer katalytischen Brennkammer besteht, enthält einen Oxidationskatalysator 27, der in eine die Expansionskammer 20 umgebende Verbrennungskammer 26 gepackt ist, wobei ein Brennstoff-Luft-Mischer 28 an einem Endabschnitt der Verbrennungskammer 26 vorgesehen ist, und ein Abgasdurchlass 29 am anderen Endabschnitt der Verbrennungskammer 26 vorgesehen ist. Hierbei wird der Oxidationskatalysator 27 auch durch einen Kopfabschnitt des Verdrängerzylinders 13 getragen. Der Brennstoff-Luft-Mischer 28 enthält eine Luftzuführungsöffnung 30 und eine Brennstoffzuführungsöffnung 31, die zueinander benachbart sind. Die Heizvorrichtung 24 ist mit einer Zündkerze 24a an einer Position neben Brennstoff-Luft-Mischer versehen.
  • Der Umfang der Verdrängervorrichtung 11 und die Heizvorrichtung 24 sind mit einem Abdeckblech 32 abgedeckt, das mit einer Lufteinlassöffnung 32a an einer Position nahe dem Kühler 23 und mit einer Brennstoffeinlassöffnung 32b an einer Position nahe dem Abgasdurchlass 29 versehen ist. Im Inneren des Abdeckbleches sind eine erste Trennwand 33, die die Verbrennungskammer 26 umgibt, und eine zweite Trennwand 34, die die erste Trennwand 33 umgibt, vorgesehen; durch die ersten und zweiten Trennwände 33, 34 und das Abdeckblech 32 werden ein Luftdurchlass 35, der die Lufteinlassöffnung 32a und die Luftzuführungsöffnung 30 schlängelnd verbindet, und ein Brennstoffdurchlass 36, der die Brennstoffeinlassöffnung 32b und die Brennstoffzuführungsöffnung 31 verbindet, längs der Verbrennungskammer 26 unterteilt. Ethylalkohol als Brennstoff, der in einem Brennstofftank 37 enthalten ist, wird über eine Brennstoffpumpe 38 und einen Durchflussmengenregler 39 der Brennstoffeinlassöffnung 32b zugeführt. Ein Kühler 40 ist um den Umfang des Abgasdurchlasses 29 vorgesehen, so dass er dem Brennstoffdurchlass 36 zugewandt ist.
  • Wie ebenfalls mit Bezug auf 2 offensichtlich ist, ist eine Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC, die ringförmig ist, so dass sie die Heizvorrichtung 24 umgibt, an der obenerwähnten ersten Trennwand 33 vorgesehen. Die Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC enthält ein Feststoffelektrolyttyp-Element 43, das sandwich-artig zwischen einem Luftstab 41 und einem Brennstoffstab 42 angeordnet ist, wobei der Luftstab 41 dem Luftdurchlass 35 zugewandt angeordnet ist und der Brennstoffstab 42 dem Brennstoffdurchlass 36 zugewandt angeordnet ist. O2 und N2 strömen durch den Luftdurchlass 35, der dem Luftstab 41 zugewandt ist, während HC und CO, die durch Selbstreformierung des Alkohols gebildet werden, durch den dem Brennstoffstab 42 zugewandten Brennstoffdurchlass 36 strömen, wobei HC und CO durch das Feststoffelektrolytelement 43 mit O2 reagieren, um eine elektromotorische Kraft und gleichzeitig Reaktionswärme zu erzeugen. Da die Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC eine Selbstreformierung des Alkohols hervorruft, ist kein spezieller Reformer erforderlich, so dass das System vereinfacht und in der Größe reduziert werden kann. Der Umwandlungsgrad von HC und CO in der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC beträgt 50 bis 70%, wobei 30 bis 50% an HC und CO als unverbrauchte Komponenten der Heizvorrichtung 24 zugeführt werden.
  • Eine Seebeck-Vorrichtung 44 ist am Außenumfang des Abgasdurchlasses 29 vorgesehen, der sich vom Abdeckblech 32 nach außen erstreckt. Die Seebeck-Vorrichtung 44 erzeugt eine elektromotorische Kraft aus der Temperaturdifferenz zwischen einem Hochtemperaturabgas, das durch den Abgasdurchlass 29 strömt, und einer Niedertemperatur-Atmosphärenluft. Die von der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC und der Seebeck-Vorrichtung 44 erzeugte elektrische Leistung dient z. B. zum Laden einer Batterie 45.
  • Als nächstes wird die Aktion oder Wirkung der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf die 1 und 3 beschrieben.
  • Der Brennstoff, der vom Brennstofftank 37 durch die Brennstoffpumpe 38, den Durchflussmengenregler 39 und die Brennstoffeinlassöffnung 32b in den Brennstoffdurchlass 16 des Abdeckbleches 32 zugeführt wird, wird vorgeheizt durch Aufnehmen der Wärme, die von dem Kühler 40 abgestrahlt wird, der in dem durch den Brennstoffdurchlass 36 führenden Abgasdurchlass 29 vorgesehen ist, der Wärme, die von der Heizvorrichtung 24 abgestrahlt wird, und der Wärme, die von der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC abgestrahlt wird, wobei ein Teil des Brennstoffs im vorgeheizten Zustand in den Brennstoffdurchlass 36 der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC zugeführt wird. Andererseits wird die Luft, die durch die Lufteinlassöffnung 32a des Abdeckblechs 32 in den Luftdurchlass 35 zugeführt wird, vorgewärmt durch Aufnehmen der Wärme, die vom Kühler 25 der Verdrängervorrichtung 11 abgestrahlt wird, der Wärme, die vom Kühler 40 abgestrahlt wird, der im Abgasdurchlass 29 vorgesehen ist, und der Wärme, die von der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC abgestrahlt wird, wobei ein Teil der Luft im vorgeheizten Zustand in den Luftdurchlass 35 der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC zugeführt wird.
  • In der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC reagieren HC und CO mit O2, um elektrischen Strom zu erzeugen, der zum Laden der Batterie 45 verwendet wird. Die von der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC begleitend zur Stromerzeugung erzeugte Wärme wird nicht nur für das Vorheizen des Brennstoffs und der Luft verwendet, sondern wird auch genutzt, um die Heizvorrichtung 24 extern aufzuheizen, die im Inneren der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC angeordnet ist.
  • Der Brennstoff und die Luft, die nicht durch die Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC gelangen, und ein Abgas, das unverbrauchten Brennstoff enthält, der durch die Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC geströmt ist, werden vom Brennstoff-Luft-Mischer 28 gemischt, wobei das Gemisch der Heizvorrichtung 24 zugeführt wird. Der Brennstoff, die Luft und das Abgas, die der Heizvorrichtung 24 zugeführt werden, unterliegen einer katalytischen Verbrennung durch Berühren des Oxidationskatalysators 27, wobei das resultierende Abgas in den Abgasdurchlass 29 abgegeben wird. Die von der Heizvorrichtung 24 erzeugte Wärme heizt das Arbeitsgas in der Expansionskammer 20 der Verdrängervorrichtung 11, die von der Heizvorrichtung 12 umgeben ist. Im übrigen wird die Zündkerze 24a zum Zeitpunkt des anfänglichen Zündens des Brennstoffs verwendet, wobei dann, nachdem der Brennstoff einmal gezündet worden ist, die katalytische Verbrennung durch den Oxidationskatalysator 24 fortgesetzt wird. Indem somit die katalytische Verbrennung durch den Oxidationskatalysator 27 in der Heizvorrichtung 24 durchgeführt wird, kann die Heizvorrichtung 24 im Vergleich zum Fall einer Flammenverbrennung in der Größe reduziert sein; da außerdem keine Konvektion aufgrund einer Flamme vorhanden ist, können Einschränkungen bezüglich der Lage der Stirling-Maschine E verringert werden.
  • Die Wärme des Hochtemperaturabgases, das durch den Abgasdurchlass 29 strömt, wird vom Kühler 40 abgestrahlt, um für die Vorheizung des Brennstoff im Brennstoffdurchlass 36 und die Vorheizung der Luft im Luftdurchlass 35 genutzt zu werden, und wird für die Stromerzeugung in der Seebeck-Vorrichtung 44 genutzt, wobei der erzeugte elektrische Strom genutzt wird, um die Batterie 45 aufzuladen. Durch Ausführen einer Stromerzeugung mittels der Seebeck-Vorrichtung 44 kann die Wärmeenergie des Abgases von der Heizvorrichtung 24 effektiv genutzt werden, um elektrischen Strom zu erzeugen.
  • Die Expansionskammer 20 der Verdrängervorrichtung 11 wird durch die Heizvorrichtung 24 wie oben beschrieben geheizt, wobei die Kompressionskammer 21 der Verdrängervorrichtung 11 durch Wärmeaustausch mit Luft am Kühler 25 gekühlt wird, wodurch die Stirling-Maschine E betrieben werden kann. Das heißt, wenn der Verdrängerkolben 14 in 1 nach links bewegt wird und die Wärme des Hochtemperaturarbeitsgases, das aus der Expansionskammer 20 gedrückt wird, von Regenerator 23 absorbiert wird, wird das Arbeitsgas auf eine niedrige Temperatur gebracht und der Druck in dem Raum (Expansionskammer 20, Kompressionskammer 21, Verbin dungsdurchlass 22 und Regenerator 23), wo sich das Arbeitsgas befindet, wird gesenkt. Wenn andererseits der Verdrängerkolben 14 in 1 nach rechts bewegt wird und die Wärme, die im Regenerator 23 absorbiert worden ist, an das aus der Kompressionskammer 21 gedrückte Niedertemperaturarbeitsgas abgegeben wird, wird das Arbeitsgas auf eine hohe Temperatur gebracht und der Druck in dem Raum, in dem sich das Arbeitsgas befindet, steigt an.
  • Wenn somit die Phase des Antriebskolbens 16, der der Arbeitskammer 46 der Arbeitszylindervorrichtung 12 gegenüberliegt, die mit dem obenerwähnten Raum über den Verbindungsdurchlass 47 in Verbindung steht, so festgelegt wird, dass er sich in einem Kompressionshub zum Zeitpunkt des niedrigen Drucks des Arbeitsgases und in einem Expansionshub zum Zeitpunkt des hohen Drucks des Arbeitsgases befindet, d. h. wenn der Verdrängerkolben 14 und der Antriebskolben 16 auf eine Phasendifferenz von etwa 90° eingestellt sind, kann an der mit dem Antriebskolben 16 verbundenen Kurbelwelle 17 mechanische Energie entnommen werden.
  • Durch die Kombination der Stirling-Maschine E und der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC kann somit das System insgesamt in der Größe reduziert werden, wobei eine hohe Ausgangsleistung erzeugt werden kann. Da außerdem der Brennstoff, der in der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC nicht verbraucht worden ist, in der Heizvorrichtung 24 verbrannt wird, um als Wärmequelle für die Stirling-Maschine E genutzt zu werden, kann der Brennstoff verschwendungsfrei genutzt werden, um somit elektrische Energie und mechanische Energie effizient zu erzeugen. Da ferner die ringförmige Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC den Umfang der Heizvorrichtung 24 der Stirling-Maschine E umgibt, kann die Reaktionswärme der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC veranlasst werden, effizient auf die Heizvorrichtung 24 einzuwirken, wodurch die Temperatur der Heizvorrichtung 24 weiter angehoben wird und die Ausgangsleistung der Stirling-Maschine E erhöht werden kann.
  • Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben genau beschrieben worden ist, können verschiedene Gestaltungsmodifikationen vorgenommen werden, ohne vom Wesentlichen der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Während z. B. die γ-Typ-Stirling-Maschine E in der Ausführungsform beispielhaft genannt worden ist, kann die vorliegende Erfindung auch auf eine α-Typ- oder β-Typ-Stirling-Maschine angewendet werden.
  • Außerdem ist die Stirling-Maschine E nicht auf diejenige beschränkt, deren Ausgangsleistung von der Kurbelwelle 17 entnommen wird, und kann ein Aktuator sein, so dass eine Eingangsleistung in den Verdrängerkolben 14 als Ausgangsleistung vom Antriebskolben 16 entnommen wird.
  • Während außerdem ein Teil des Brennstoffs und der Luft, die in das Abdeckblech 32 zugeführt werden, der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC zugeführt werden und der Rest direkt der Heizvorrichtung 24 in der Ausführungsform zugeführt wird, kann die gesamte Menge an Brennstoff und Luft der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC zugeführt und anschließend der Heizvorrichtung 24 zugeführt werden.
  • Außerdem können anstelle der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC andere Arten von Brennstoffzellen verwendet werden, wie z. B. Feststoffpolymertyp-Brennstoffzellen (PEFC).
  • Obwohl außerdem die elektrische Leistung, die von der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC und der Seebeck-Vorrichtung 44 erzeugt wird, verwendet wird, um in der Ausführungsform die Batterie 45 zu laden, ist die Verwendung des erzeugten elektrischen Strom beliebig.
  • Die Erfindung erzeugt mechanische Energie und elektrische Energie effizient durch Kombinieren einer Stirling-Maschine und einer Brennstoffzelle.
  • Um dies zu erreichen, ist eine Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC zwischen einem Luftdurchlass 35 zum Zuführen von Luft zu einer Heizvorrichtung 24 einer Stirling-Maschine E und einem Brennstoffdurchlass 36 zum Zuführen eines Brennstoffes angeordnet. Luft und Brennstoff reagieren miteinander in der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC, um elektrische Energie zu erzeugen, wobei ein Abgas, das den unverbrauchten Brennstoff enthält, der von der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC abgegeben wird, der Heizvorrichtung 24 der Stirling-Maschine E zugeführt und einer katalytischen Verbrennung unterworfen wird, wobei die resultierende Wärme verwendet wird, um die Stirling-Maschine E zu betreiben und mechanische Energie zu erzeugen. Die Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC ist ringförmig und so angeordnet, dass sie die Heizvorrichtung 24 umgibt, wobei die Reaktionswärme, die in der Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle FC erzeugt wird, veranlasst wird, auf die Heizvorrichtung 24 zu wirken, wodurch sie zur Anhebung der Temperatur der Heizvorrichtung 24 beiträgt.

Claims (5)

  1. Verbundtyp-Energieerzeugungssystem, das eine Kombination aus einer Stirling-Maschine (E) und einer Brennstoffzelle (FC) umfasst, wobei ein von der Brennstoffzelle (FC) abgegebenes unverbrauchtes Gas in einer Heizvorrichtung (24) der Stirling-Maschine (E) verbrannt wird.
  2. Verbundtyp-Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1, wobei die Verbrennung des unverbrauchten Gases eine katalytische Verbrennung ist.
  3. Verbundtyp-Energieerzeugungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Umfang der Heizvorrichtung (24) der Stirling-Maschine (E) von der Brennstoffzelle (FC) umgeben ist, die ringförmig ist.
  4. Verbundtyp-Energieerzeugungssystem nach irgendeinem der. Ansprüche 1 bis 3, wobei die Brennstoffzelle (FC) eine Feststoffelektrolyttyp-Brennstoffzelle ist.
  5. Verbundtyp-Energieerzeugungssystem nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Seebeck-Vorrichtung (44) in einem Abgasdurchlass (29) der Heizvorrichtung (24) der Stirling-Maschine (E) angeordnet ist.
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