WO2010102953A1 - Energieversorgungssystem - Google Patents

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WO2010102953A1
WO2010102953A1 PCT/EP2010/052816 EP2010052816W WO2010102953A1 WO 2010102953 A1 WO2010102953 A1 WO 2010102953A1 EP 2010052816 W EP2010052816 W EP 2010052816W WO 2010102953 A1 WO2010102953 A1 WO 2010102953A1
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Gerhard Prinz
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Gerhard Prinz
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    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a power supply system with at least one or more decentralized, based on the cogeneration principle cogeneration or other power plant, such as a fuel cell.
  • Combined heat and power plants and fuel cells are usually modular systems for generating electricity and heat, which are preferably at the place of heat consumption, that is to say decentralized, operated and usually use the principle of so-called combined heat and power.
  • energy from a fuel or alternative heat sources is converted into mechanical and / or electrical energy.
  • the overall efficiency compared to a conventional combination of local heating and centralized large power plant results in particular from the use of waste heat from electricity generation directly at the place of origin.
  • an efficiency of power generation is between approx. 25 and 50%, whereby the primary energy used can be used to 80 to more than 98% due to the local utilization of the waste heat.
  • the heat gained in the combined heat and power plants is used in particular for hot water treatment or for heating purposes.
  • Such combined heat and power plants can also be used to cover peak loads that can not be covered by a large power plant located in this composite alone.
  • a disadvantage of the known from the prior art cogeneration plants is that they usually only in dependence of a Load at the large power plant on or off, but the respective energetic suburb situation is disregarded.
  • the present invention is concerned with the problem of specifying a power supply system, which in particular allows a significantly improved energy management.
  • the present invention is based on the general idea, each equipped in a network with a (large) power plant decentralized cogeneration unit or fuel cell equipped with a charging station, which detect a stored in a respective cogeneration unit or fuel cell heat storage amount of energy and to a higher-level control Can transmit / / controller unit, said control / regulator unit is preferably connected not only communicating with each charging station, but also communicating with a located in the power system large power plant.
  • the control / regulator unit thus serves to control or regulate the individual combined heat and power plants and fuel cells preferably also of the large power plant. In general, this can also be any other power plant, such as a fuel cell, used instead of the combined heat and power plant.
  • a data bus is provided, via which each cogeneration plant or fuel cell communicates at least with the control / regulator unit.
  • a data bus represents a line system with associated control components, which can be used for the exchange of data and / or energy.
  • Such bus systems find particular application for the connection of computers with peripheral devices, for example.
  • Such bus systems also provide a fast flow of information, which allows an optimized switching and control strategy can be achieved.
  • at least one of the combined heat and power plants has an internal combustion engine or a Stirling engine for generating electricity.
  • the Stirling engine is a heat engine in which a closed working gas, such as air or helium, is alternately heated and cooled externally at two different areas to produce mechanical energy.
  • the Stirling engine works on the principle of a closed cycle and is an example of the energy conversion of a poorly usable form of energy (thermal energy) in the better usable form of energy of mechanical energy.
  • the Stirling engine can be operated with any external heat source.
  • the heat energy stored in the abovementioned high-temperature heat accumulator is used to drive the Stirling engine so that electrical energy can then be generated via it.
  • the heat energy stored in the abovementioned high-temperature heat accumulator is used to drive the Stirling engine so that electrical energy can then be generated via it.
  • the heat energy stored in the abovementioned high-temperature heat accumulator is used to drive the Stirling engine so that electrical energy can then be generated via it.
  • the high-temperature storage eg, heating by gas or oil burners, wood gasifier, heating by solar energy, photovoltaic, .
  • Conceivable and advantageous is also a mixed loading by different energy sources
  • the electrical energy generated by the fuel cell or cogeneration plant can also be stored in stationary batteries or in the batteries of electric vehicles.
  • the higher-level control / regulator unit can also retrieve this stored energy.
  • FIG. 1 shows a possible and highly schematic embodiment of a power supply system according to the invention
  • Fig. 3 is a representation as in Fig. 2, but from another
  • FIG. 4 shows a heat storage of a cogeneration plant with the charging station according to the invention
  • 5 is a detailed view of Fig. 4,
  • Fig. 6 shows another embodiment of a heat accumulator with a
  • Fig. 7 is a sectional view through an inventive
  • Double hose package Double hose package.
  • an energy supply system 1 has at least one decentralized cogeneration plant (or fuel cell) 2 operating according to the cogeneration principle and a higher-order control / regulating unit 3 for controlling / controlling the combined heat and power plant 2.
  • decentralized cogeneration plant 2 with other cogeneration plants 2 'are directly or several large power plants 4 in combination.
  • any other power plant such as a fuel cell, can be used.
  • the heat storage 5 and 5 in a CHP power plant, the heat storage 5 and 5 "could also be modular, namely from a high-temperature storage 5" for feeding the Stirling engine and a low-temperature storage 5 'for storing the waste heat and, for example, for heat supply to buildings or for industrial process heat supply.
  • the heat storage ⁇ can thus be regarded as a umbrella term, under which any number of low-temperature storage 5 'and high-temperature storage 5 "can be summarized.
  • each of the cogeneration units 2, 2 ' which only two are shown in FIG. 1, now has an associated heat accumulator 5, 5', each with an associated charging station 6, 6 '.
  • Each charging station 6, 6 ' is communicatively connected to the control / regulating unit 3 and designed such that it can detect at least one still in their respective associated heat storage 5, 5' and 5 "stored amount of energy and amount to the control / regulator unit This offers the particular advantage that significantly improved energy management is possible with the energy supply system 1 according to the invention.
  • the charging station 6 can also be understood in particular to be a vacuum-controlled heat exchanger of the high-temperature storage 5".
  • the combined heat and power plant 2 ' has a Stirling engine and at the same time a comparatively high amount of stored energy in the associated heat accumulator 5 ", it may also be favorable to cover a peak load to activate the combined heat and power plant 2', with the heat accumulator 5" stored thermal energy of the Stirling engine operated and thus electrical energy can be generated.
  • the communicating connection between the individual combined heat and power plants 2, 2 'or the associated charging stations 6, 6' can take place, for example, by means of a data bus via which each cogeneration plant 2, 2 'is connected in a manner communicating at least with the control / regulating unit 3.
  • a data bus via which each cogeneration plant 2, 2 'is connected in a manner communicating at least with the control / regulating unit 3.
  • the large power plant 4 is integrated into this data bus.
  • the charging station 6 shown there has a substantially parallelepiped-shaped housing 7 with at least one angular connection 8 which is arranged at the end and can be rotated.
  • at least one angle connection 8 is not connected to the charging station 6 connecting leg 9 is formed so long that its free end in any rotational position, the housing 7 of the charging station 6 at least slightly surmounted. This allows any connection of the charging station 6 to the heat accumulator 5 of the combined heat and power plant 2 with respect to an angular position about an axis 10.
  • the heat accumulator 5 is formed substantially cylindrical and a Operating device 11 which can be arranged via a holding device 12 at a freely selectable in the circumferential direction of a jacket 15 of the heat accumulator 5.
  • the holding device 12 may, for example, as shown in Fig. 5, a hook member 13, with which it has an upper edge of the shell
  • the holding device 12 is designed in the manner of a tension band 16 (cf., Fig. 6) and in this embodiment additionally serves to fix a thermal insulation.
  • the thermal insulation can, as shown in Fig. 6, for example, in the form of two Styrofoam shells 17 and 17 'may be formed and in the region of a waist circumference by the clamping band
  • a connection between the operating device 11 and arranged within the heat accumulator 5 sensors 18 is preferably carried out via a standardized harness 19, which is preferably centrally out of the heat storage 5 out or bundled there and led to an edge of the heat accumulator 5. Due to the coordinated components harness 19, temperature sensor and heat storage 5, the amount of energy in the storage is transparent.
  • the double hose packet 22 has an at least three-pole line 23, via which, in particular, the charging station 6, for example a 230V pump in it, can be supplied with electrical energy.
  • the on-site to be assembled double hose package 22 also a control line 24, in particular a two-pole control line 24, via which in particular the charging station 6 is controllable.
  • the block cogeneration plant 2 according to the invention can be offered on the market with the block cogeneration plant 2 according to the invention an extremely standardized product, which not only very variable mount or connect, but at the same time allows a particularly efficient energy management due to the possible remote query stored in the heat storage 5 amount of energy.
  • the heat accumulator 5 according to the invention Due to the arbitrary arrangement of the operating device 11 and a likewise freely selectable with respect to their rotational position arrangement of the charging station 6, the heat accumulator 5 according to the invention can be flexibly adapted to a wide variety of installation situations.
  • Flaschner are also able to completely assemble the heat accumulator 5 according to the invention, which eliminates the need for separate and expensive electricians.
  • the inlet 20 and outlet 21 Due to the closely adjacent position of the inlet 20 with respect to the outlet 21, it is also possible to use a double tube packet 22, which can be adapted very universally.
  • the double tube package 22 according to the invention the inlet 20 and outlet 21 usually have the same length, the three-pole line 23.
  • the energy supply system 1 can also have a computer device 25 at any point, in particular in the area of the control / regulator device 3, which communicates with the individual cogeneration units 2, 2 'and which is designed such that it has a power capacity of the individual BlockMapkraftwerke 2, 2 ', in particular with regard to an outside temperature or in the heat storage 5, 5', 5 "stored amount of energy calculate and can predict with it.
  • a computer device 25 at any point, in particular in the area of the control / regulator device 3, which communicates with the individual cogeneration units 2, 2 'and which is designed such that it has a power capacity of the individual BlockMapkraftwerke 2, 2 ', in particular with regard to an outside temperature or in the heat storage 5, 5', 5 "stored amount of energy calculate and can predict with it.
  • Global weather data and weather forecasts can also be included in the calculation.
  • the computer device 25 thereby enables a further improved energy management.
  • the control / regulating unit 3 and / or the computer device 25 can be arranged at any point within the energy supply system 1, for example in the area of the large power station 4 or in the area of one of the combined heat and power plants 2, 2 'or at any other location ,

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem (1) mit zumindest einem dezentralen, nach dem Kraft-Wärmekopplungsprinzip arbeitenden Blockheizkraftwerk oder Brennstoffzelle (2, 2') und einer übergeordneten Steuer-/Reglereinheit (3) zum Steuern/Regeln des zumindest einen Blockheizkraftwerks oder Brennstoffzelle (2,2'), wobei das wenigstens eine Blockheizkraftwerk (2, 2') wenigstens einen zugehörigen Wärmespeicher (5, 5', 5") mit zumindest einer Ladestation (6, 6', 6") aufweist, die Ladestation (6, 6', 6") kommunizierend mit der Steuer-/Reglereinheit (3) verbunden ist und die Ladestation (6, 6', 6") derart ausgebildet ist, dass sie zumindest eine noch im jeweils zugehörigen Wärmespeicher (5, 5',5") gespeicherte Energiemenge erfassen und betragsmäßig an die Steuer-/Reglereinheit (3) übermittelt.

Description

Energieversorgungssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energieversorgungssystem mit zumindest einem oder mehreren dezentralen, nach dem Kraft-Wärmekopplungsprinzip arbeitenden Blockheizkraftwerken oder einem anderen Kraftwerk, beispielsweise einer Brennstoffzelle.
Blockheizkraftwerke und Brennstoffzellen sind üblicherweise modular aufgebaute Anlagen zur Erzeugung von elektrischem Strom und Wärme, die vorzugsweise am Ort des Wärmeverbrauchs, das heißt also dezentral, betrieben werden und üblicherweise das Prinzip der so genannten Kraft-Wärmekopplung nutzen. Bei der Kraft-Wärmekopplung wird Energie aus einem Brennstoff oder alternativen Wärmequellen in mechanische und/oder elektrische Energie umgewandelt. Der gesamte Nutzungsgrad gegenüber einer herkömmlichen Kombination von lokalen Heizungen und zentralem Großkraftwerk resultiert insbesondere aus der Nutzung der Abwärme der Stromerzeugung direkt am Ort der Entstehung. Ein Wirkungsgrad der Stromerzeugung liegt dabei abhängig von der Anlagengröße zwischen ca. 25 und 50%, wobei durch die ortsnahe Nutzung der Abwärme die eingesetzte Primärenergie zu 80 bis über 98% genutzt werden kann. Die in den Blockheizkraftwerken gewonnene Wärme dient insbesondere zur Warmwasseraufbereitung bzw. zu Heizzwecken. Derartige Blockheizkraftwerke können auch zur Abdeckung von Spitzenlasten, die über ein sich in diesem Verbund befindliches Großkraftwerk nicht alleine abgedeckt werden können, benützt werden.
Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Blockheizkraftwerken ist jedoch, dass diese üblicherweise ausschließlich in Abhängigkeit eines Lastanfalls im Großkraftwerk zu- bzw. abgeschaltet werden, wobei jedoch die jeweilige energetische Vorort-Situation unberücksichtigt bleibt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein Energieversorgungssystem anzugeben, welches insbesondere ein deutlich verbessertes Energiemanagement ermöglicht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, jedes sich in einem Verbund mit einem (Groß-)Kraftwerk befindliches dezentrales Blockheizkraftwerk oder Brennstoffzelle mit einer Ladestation auszustatten, die eine in einem zum jeweiligen Blockheizkraftwerk oder Brennstoffzelle gehörenden Wärmespeicher gespeicherte Energiemenge erfassen und an eine übergeordnete Steuer-/Reglereinheit übermitteln kann, wobei diese Steuer- /Reglereinheit vorzugsweise nicht nur kommunizierend mit jeder Ladestation, sondern auch kommunizierend mit einem sich im Energieversorgungssystem befindlichen Großkraftwerk verbunden ist. Die Steuer-/Reglereinheit dient somit der Steuerung bzw. Regelung der einzelnen Blockheizkraftwerke und Brennstoffzellen vorzugsweise auch des Großkraftwerks. Generell kann hierbei anstelle des Blockheizkraftwerks auch ein beliebiges anderes Kraftwerk, wie zum Beispiel eine Brennstoffzelle, verwendet werden. Über die Erfassung der in den einzelnen Wärmespeichern der jeweiligen Blockheizkraftwerke gespeicherte Energiemenge, kann insbesondere ein deutlich verbessertes Energiemanagement erreicht werden, da die übergeordnete Steuer- /Reglereinheit zu jeder Zeit exakt weiß, wie viel Energie sich in welchen Wärmespeichern des Energieversorgungssystems befindet und in Abhängigkeit dieser Daten die einzelnen Blockheizkraftwerke oder Brennstoffzellen aktivieren kann. Insbesondere kann dadurch bspw. vermieden werden, dass ein Motor eines Blockheizkraftwerks mit voll aufgeladenem Wärmespeicher oder eine Brennstoffzelle gestartet wird und dadurch eine weitere Energiespeicherung nicht möglich wäre und somit nutzlos in die Umgebung abgegeben würde. Über die erfindungsgemäße datentechnische Kopplung der einzelnen Blockheizkraftwerke mit der übergeordneten Steuer-/Reglereinheit und bspw. einem (Groß-)Kraftwerk, lassen sich insbesondere in Spitzenlastzeiten just diese Blockheizkraftwärme oder Brennstoffzellen zur Abdeckung der elektrischen Spitzenlast zuschalten, bei welchen bspw. der angeschlossene Wärmespeicher (z. Bsp. ein Warmwasserpufferspeicher) noch Kapazität zur Aufnahme weiterer Energie besitzt. Denkbar ist auch, dass in Spitzenlastzeiten Hochtemperaturwärmespeicher (bis zu 850 0C z. Bsp. auf Freolitbasis mit unterdruckgesteuerten Wärmetauschern) in den jeweiligen Blockheizkraftwerken angezapft werden, in welchen sich viel gespeicherte Wärmeenergie befindet. Über diese hohe gespeicherte Wärmeenergiemenge kann bspw. ein zugehöriger Stirlingmotor betrieben werden, der dann elektrische Energie zur Abdeckung der elektrischen Spitzenlasten erzeugt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist ein Datenbus vorgesehen, über welchen jedes Blockheizkraftwerk oder Brennstoffzelle zumindest mit der Steuer-/Reglereinheit kommuniziert. Ein derartiger Datenbus stellt dabei ein Leitungssystem mit zugehörigen Steuerungskomponenten dar, welches zum Austausch von Daten und/oder Energie genutzt werden kann. Derartige Bussysteme finden insbesondere Anwendung zur Verbindung von Computern mit Peripheriegeräten, bspw. zur Verbindung der Steuer-/Reglereinheit mit der zugehörigen Ladestation des jeweiligen Blockheizkraftwerks oder Brennstoffzelle. Insbesondere erlauben derartige Bussysteme auch einen schnellen Informationsfluss, wodurch eine optimierte Schalt- und Regelstrategie erreicht werden kann. Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weist zumindest eines der Blockheizkraftwerke einen Verbrennungsmotor oder einen Stirlingmotor zur Stromerzeugung auf. Unter Verbrennungsmotoren sollen hier insbesondere Diesel- oder Gasmotoren aber auch Gasturbinen subsumiert werden, wobei insbesondere Gasmotoren den großen Vorteil bieten, nicht über einen separat angeordneten und turnusmäßig aufzufüllenden Kraftstofftank verfügen zu müssen, sondern an eine öffentliche Gasversorgung angeschlossen werden können. Der Stirlingmotor hingegen ist eine Wärmekraftmaschine, in der ein abgeschlossenes Arbeitsgas, wie bspw. Luft oder Helium, von außen an zwei verschiedenen Bereichen abwechselnd erhitzt und gekühlt wird, um mechanische Energie zu erzeugen. Der Stirlingmotor arbeitet nach dem Prinzip eines geschlossenen Kreisprozesses und ist ein Beispiel für die Energieumwandlung von einer schlecht nutzbaren Energieform (thermische Energie) in die besser einsetzbare Energieform mechanischer Energie. Der Stirlingmotor kann mit einer beliebigen externen Wärmequelle betrieben werden. So ist bspw. denkbar, dass in Spitzenlastzeiten die im vorgenannten Hochtemperaturwärmespeicher gespeicherte Wärmeenergie zum Antrieb des Stirlingmotors genutzt wird, so dass über diesen dann elektrische Energie erzeugt werden kann. Wobei es für den Stirlingmotor unerheblich ist mit welcher Energiequelle der Hochtemperaturspeicher geladen wurde (z. Bsp. Beheizung durch Gas- oder Ölbrenner, Holzvergaser, Heizung durch Solare Energien, Photovoltaik,...) Denkbar und vorteilhaft ist auch eine gemischte Beladung durch verschiedene Energiequellen. Selbstverständlich kann die durch die Brennstoffzelle oder das Blockheizkraftwerk erzeugte elektrische Energie auch in stationären Akkumulatoren oder in den Akkumulatoren von Elektrofahrzeugen gespeichert werden. Die übergeordnete Steuer-/Reglereinheit kann dann selbstverständlich auch diese gespeicherte Energie abrufen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine mögliche und stark schematisierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems,
Fig. 2 eine mögliche Ausführungsform einer Ladestation,
Fig. 3 eine Darstellung wie in Fig. 2, jedoch aus einer anderen
Perspektive,
Fig. 4 einen Wärmespeicher eines Blockheizkraftwerks mit der erfindungsgemäßen Ladestation, Fig. 5 eine Detaildarstellung der Fig. 4,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Wärmespeichers mit einem
Spannband,
Fig. 7 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes
Doppelschlauchpaket.
Entsprechend der Fig. 1 , weist ein erfindungsgemäßes Energieversorgungssystem 1 zumindest ein dezentral, nach dem Kraft- Wärmekopplungsprinzip arbeitendes Blockheizkraftwerk (oder Brennstoffzelle) 2 sowie eine übergeordnete Steuer-/Reglereinheit 3 zum Steuern/Regeln des Blockheizkraftwerks 2 auf. Dasselbe gilt auch wenn das dezentrale Blockheizkraftwerk 2 mit weiteren Blockheizkraftwerken 2' direkt oder mehreren Großkraftwerken 4 im Verbund stehen. Generell kann anstelle des Blockheizkraftwerks 2 auch ein beliebiges anderes Kraftwerk, wie zum Beispiel eine Brennstoffzelle, verwendet werden. Bei einem KWK-Kraftwerk könnten die Wärmespeicher 5 und 5" auch modular aufgebaut sein, nämlich aus einem Hochtemperaturspeicher 5" zur Speisung des Stirlingmotors und einem Niedertemperaturspeicher 5' zur Speicherung der Abwärme und bspw. zur Wärmeversorgung von Gebäuden oder zur industriellen Prozesswärmeversorgung. Der Wärmespeicherδ kann somit als Dachbegriff angesehen werden, unter welchen eine beliebige Anzahl von Niedertemperaturspeichern 5' und Hochtemperaturspeichern 5" zusammen gefasst werden können.
Üblicherweise ist in dem Verbund des erfindungsgemäßen Energieversorgungssystems 1 noch ein (Groß-)kraftwerk 4 einbezogen, welches üblicherweise hauptsächlich zur Stromerzeugung dient. Erfindungsgemäß weist nun jedes der Blockheizkraftwerke 2, 2', wovon gemäß der Fig. 1 lediglich zwei dargestellt sind, einen zugehörigen Wärmespeicher 5, 5' mit jeweils einer zugeordneten Ladestation 6, 6' auf. Jede Ladestation 6, 6' ist dabei kommunizierend mit der Steuer-/Reglereinheit 3 verbunden und derart ausgebildet, dass sie zumindest eine noch im jeweils zugehörigen Wärmespeicher 5, 5'und 5" gespeicherte Energiemenge erfassen und betragsmäßig an die Steuer-/Reglereinheit übermitteln kann. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass mit dem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem 1 ein deutlich verbessertes Energiemanagement möglich ist. Als Ladestation 6" kann insbesondere auch ein unterdruckgesteuerter Wärmetauscher des Hochtemperaturspeichers 5" verstanden werden.
Reicht bspw. in Spitzenlastzeiten das Großkraftwerk 4 zur Erzeugung der erforderlichen elektrischen Energie nicht aus, so können mittels der Steuer- /Reglereinheit 3 bedarfsorientiert einzelne Blockheizkraftwerke 2, 2' zugeschaltet werden. Weist dabei bspw. das Blockheizkraftwerk 2 einen Verbrennungsmotor und gleichzeitig einen lediglich teilweise gefüllten Wärmespeicher 5 auf, so ist es günstig, dieses zur Abdeckung der Spitzenlast zuzuschalten, da dieses Blockheizkraftwerk 2 dann einerseits die vom Verbrennungsmotor erzeugte elektrische Energie in das Netz einspeisen und andererseits die vom Verbrennungsmotor erzeugte Abwärme im Wärmespeicher 5 speichern kann. Weist hingegen bspw. das Blockheizkraftwerk 2' einen Stirlingmotor auf und gleichzeitig eine vergleichsweise hohe gespeicherte Energiemenge im zugehörigen Wärmespeicher 5", so kann es zur Abdeckung einer Spitzenlast ebenfalls günstig sein, das Blockheizkraftwerk 2' zu aktivieren, wobei mit der in dem Wärmespeicher 5" gespeicherten Wärmeenergie der Stirlingmotor betrieben und damit elektrische Energie erzeugt werden kann. Würde demgegenüber der Wärmespeicher 5" lediglich eine geringe gespeicherte Energiemenge aufweisen, so würde ein Zuschalten dieses Blockheizkraftwerks 2' zur Abdeckung der Spitzenlast keinen Sinn machen, da der in diesem arbeitende Stirlingmotor nicht oder zumindest nicht lange betrieben werden könnte. Wichtig ist dabei jedoch der erfindungsgemäße Gedanke, über die jeweils im jeweiligen Wärmespeicher 5, 5' und 5" gespeicherte Energiemenge Bescheid zu wissen und diese bedarfsoptimiert einsetzen zu können.
Die kommunizierende Verbindung zwischen den einzelnen Blockheizkraftwerken 2, 2' bzw. den zugehörigen Ladestationen 6, 6' kann bspw. mittels eines Datenbusses erfolgen, über welchen jedes Blockheizkraftwerk 2, 2' zumindest mit der Steuer-/Reglereinheit 3 kommunizierend verbunden ist. Selbstverständlich ist im gemäß der Fig. 1 gezeichneten Fall vorzugsweise auch das Großkraftwerk 4 in diesen Datenbus eingebunden.
Betrachtet man die Fig. 2 und 3, so kann man erkennen, dass die dort gezeichnete Ladestation 6 ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse 7 mit zumindest einem stirnendseitig angeordneten und verdrehbaren Winkelanschluss 8 aufweist. Selbstverständlich können dabei jeweils stirnendseitig und gegenüberliegend auch zwei Winkelanschlüsse vorgesehen sein, wobei an zumindest einem Winkelanschluss 8 ein nicht mit der Ladestation 6 verbundener Anschlussschenkel 9 so lange ausgebildet ist, dass dessen freies Ende in beliebiger Drehstellung das Gehäuse 7 der Ladestation 6 zumindest geringfügig überragt. Dies ermöglicht eine bezüglich einer Drehwinkellage um eine Achse 10 beliebige Anbindung der Ladestation 6 an den Wärmespeicher 5 des Blockheizkraftwerks 2.
Betrachtet man die Fig. 5 und 6, so kann man erkennen, dass der Wärmespeicher 5 im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und eine Bedieneinrichtung 11 aufweist, die über eine Halteeinrichtung 12 an einer in Umfangsrichtung frei wählbaren Stelle eines Mantels 15 des Wärmespeichers 5 anordenbar ist. Die Halteeinrichtung 12 kann dabei bspw. wie in Fig. 5 gezeigt, ein Hakenelement 13 aufweisen, mit welchem es einen oberen Rand des Mantels
15 des Wärmespeichers 5 umgreift. Das Hakenelement 13 ist in diesem Fall zwischen dem Mantel 15 und einem Deckel 14 des Wärmespeichers 5 eingeklemmt. Denkbar ist auch, dass die Halteeinrichtung 12 in der Art eines Spannbandes 16 (vgl. Fig. 6) ausgebildet ist und in dieser Ausführungsform zusätzlich zur Fixierung einer Wärmedämmung dient. Die Wärmedämmung kann dabei, wie in Fig. 6 gezeigt ist, bspw. in der Art von zwei Styroporschalen 17 und 17' ausgebildet sein und im Bereich eines Bauchumfangs durch das Spannband
16 fixiert werden. Eine Verbindung zwischen der Bedieneinrichtung 11 und innerhalb des Wärmespeichers 5 angeordneten Sensoren 18 erfolgt dabei vorzugsweise über einen standardisierten Kabelbaum 19, welcher vorzugsweise zentral oben aus dem Wärmespeicher 5 geführt bzw. dort gebündelt und an einen Rand des Wärmespeichers 5 geführt wird. Durch die aufeinander abgestimmten Komponenten Kabelbaum 19, Temperatursensor und Wärmespeicher 5 wird die im Speicher befindliche Energiemenge transparent.
Betrachtet man die Fig. 4, so kann man erkennen, dass nach einem Anbau der Ladestation 6 an den Wärmespeicher 5 ein Zulauf 20 sowie ein Ablauf 21 des Wärmespeichers 5 so eng benachbart zueinander angeordnet sind, dass daran ein Doppelschlauchpaket 22 (vgl. Fig. 7) (z. Bsp. zwei isolierte Kupfer- oder Edelstahlwellrohre mit integrierten elektrischen Spannungsversorgungs- und/oder Steuerleitungskabeln) bauseits konfektioniert und angeschlossen werden kann. Erfindungsgemäß weist dabei das Doppelschlauchpaket 22 eine zumindest dreipolige Leitung 23 auf, über welche insbesondere die Ladestation 6, bspw. eine 230V Pumpe in dieser, mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Zusätzlich kann das bauseits zu konfektionierende Doppelschlauchpaket 22 auch eine Steuerleitung 24, insbesondere eine zweipolige Steuerleitung 24 aufweisen, über welche insbesondere die Ladestation 6 steuerbar ist.
Generell kann mit dem erfindungsgemäßen Blockheizkraftwerk 2 ein äußerst standardisiertes Produkt am Markt angeboten werden, welches sich nicht nur sehr variabel montieren bzw. anschließen lässt, sondern zugleich aufgrund der möglichen Fernabfrage der im Wärmespeicher 5 gespeicherten Energiemenge ein besonders effizientes Energiemanagement erlaubt. Durch die darüber hinaus frei wählbare Anordnung der Bedieneinrichtung 11 sowie einer ebenfalls bezüglich ihrer Drehlage frei wählbaren Anordnung der Ladestation 6, kann der erfindungsgemäße Wärmespeicher 5 flexibel an unterschiedlichste Einbausituationen angepasst werden. Durch die Verwendung eines standardisierten Kabelbaums 19 sind darüber hinaus auch Flaschner in der Lage, den erfindungsgemäßen Wärmespeicher 5 vollständig zu montieren, was ein separates und teures Hinzuziehen von Elektrikern erübrigt. Durch die eng benachbarte Lage des Zulaufs 20 in Bezug auf den Ablauf 21 kann darüber hinaus Doppelschlauchpaket 22 verwendet werden, welches sehr universell angepasst werden kann. Um darüber hinaus die elektrische Verkabelung vereinfachen zu können, weist das erfindungsgemäße Doppelschlauchpaket 22, dessen Zulauf 20 und Ablauf 21 üblicherweise die gleiche Länge besitzen, die dreipolige Leitung 23 auf.
Generell kann das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem 1 an einer beliebigen Stelle, insbesondere im Bereich der Steuer-/Reglereinrichtung 3 auch eine Rechnereinrichtung 25 aufweisen, welche mit den einzelnen Blockheizkraftwerken 2, 2' kommunizierend verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass es eine Leistungskapazität der einzelnen Blockheizkraftwerke 2, 2', insbesondere im Hinblick auf eine Außentemperatur oder eine im Wärmespeicher 5, 5', 5" gespeicherte Energiemenge, berechnen und damit vorhersagen kann. Globale Wetterdaten und Wettervorhersagen können ebenfalls in die Berechnung mit einbezogen werden.
Die Rechnereinrichtung 25 ermöglicht dadurch ein nochmals verbessertes Energiemanagement. Generell kann dabei die Steuer-/Reglereinheit 3 und/oder die Rechnereinrichtung 25 an einer beliebigen Stelle innerhalb des Energieversorgungssystems 1 , bspw. im Bereich des Großkraftwerks 4 oder im Bereich eines der Blockheizkraftwerke 2, 2' oder an einer beliebigen anderen Stelle, angeordnet werden.

Claims

Ansprüche
1. Energieversorgungssystem (1 ) mit zumindest einem/einer dezentralen, nach dem Kraft-Wärmekopplungsprinzip arbeitenden
Blockheizkraftwerk/Brennstoffzelle (2,2') und einer übergeordneten Steuer- /Reglereinheit (3) zum Steuern/Regeln des/der zumindest einen Blockheizkraftwerks/Brennstoffzelle (2,2'), wobei
- das/die wenigstens eine Blockheizkraftwerk/ Brennstoffzelle (2,2') wenigstens einen zugehörigen Wärmespeicher (5,5', 5") mit zumindest einer Ladestation (6,6',6") aufweist,
- die Ladestation (6, 6', 6") kommunizierend mit der Steuer-/Reglereinheit (3) verbunden ist und
- die Ladestation (6, 6', 6") derart ausgebildet ist, dass sie zumindest eine noch im jeweils zugehörigen Wärmespeicher (5,5',5") gespeicherte Energiemenge erfassen und betragsmäßig an die Steuer-/Reglereinheit (3) übermittelt.
2. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Blockheizkraftwerk (2,2') einen Verbrennungsmotor und/oder einen Stirlingmotor zur Stromerzeugung aufweist oder als Brennstoffzelle ausgebildet ist.
3. Energieversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenbus vorgesehen ist, über welchen das/die wenigstens eine Blockheizkraftwerk/Brennstoffzelle (2,2') zumindest mit der Steuer-/Reglereinheit (3) kommuniziert.
4. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (1 ) ein Kraftwerk (4) zur Stromerzeugung aufweist, wobei zur Abdeckung von Spitzenlasten zumindest eines der dezentralen Blockheizkraftwerke/Brennstoffzellen (2,2') mittels der Steuer- /Reglereinheit (3) zuschaltbar ist.
5. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladestation (6) ein im Wesentlichen quaderförmiges Gehäuse (7) mit zumindest einem stirnendseitig angeordneten und verdrehbaren Winkelanschluss (8) aufweist, wobei zumindest ein Winkelanschluss (8) einen nicht mit der Ladestation (6) verbundenen Anschlussschenkel (9) aufweist, dessen freies Ende in beliebiger Drehstellung das Gehäuse (7) der Ladestation (6) zumindest geringfügig überragt.
6. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (5) im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und eine Bedieneinrichtung (11 ) aufweist, die über eine Halteeinrichtung (12) an einer frei wählbaren Stelle eines Mantels (15) des Wärmespeichers (5) anordenbar ist.
7. Energieversorgungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (12) ein Montage- oder Hakenelement (13) aufweist, mit welchem es in einem oberen Deckelbereich des Mantels (15) des Wärmespeichers (5) verhakt ist.
8. Energieversorgungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hakenelement (13) zwischen dem Mantel (15) und einem Deckel (14) des Wärmespeichers eingeklemmt oder oberhalb des Deckels (14) fixiert ist.
9. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (5) einen standardisierten Kabelbaum (19) aufweist, über welchen einzelne (Temperatur)-Sensoren (18) mit der Bedieneinrichtung (11 ) verbunden sind.
10. Energieversorgungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der standardisierte Kabelbaum (19) vorzugsweise zentral oben aus dem Wärmespeicher (5) austritt.
11. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (5) ein Spannband (16) aufweist, welches insbesondere zur Fixierung einer Wärmedämmung dient.
12. Energieversorgungssystem nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spannband (16) als Halterung der Bedieneinrichtung (11 ) ausgebildet ist.
13. Energieversorgungssystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (11 ) an einer frei wählbaren Umfangsstelle des Spannbandes (16) anordenbar ist.
14. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Anbau der Ladestation (6) an den Wärmespeicher (5) ein Zulauf (20) und ein Ablauf (21 ) desselben so eng benachbart zueinander angeordnet sind, dass ein zu konfektionierendes Doppelschlauchpaket (22) anschließbar ist.
15. Energieversorgungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelschlauchpaket (22) eine zumindest dreipolige Leitung (23) aufweist, über welche insbesondere die Ladestation (6) mit elektrischer versorgt werden kann.
16. Energieversorgungssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das standardisierte Doppelschlauchpaket (22) eine Steuerleitung (24) aufweist, über welche insbesondere die Ladestation (6) steuerbar ist.
17. Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieversorgungssystem (1 ) eine Rechnereinrichtung (25) aufweist, welche mit den einzelnen Blockheizkraftwerken/Brennstoffzellen (2,2') kommunizierend verbunden ist und welche derart ausgebildet ist, dass es eine Leistungskapazität der einzelnen Blockheizkraftwerke oder Brennstoffzellen (2,2'), insbesondere im Hinblick auf eine Außentemperatur oder eine im Wärmespeicher (5,5', 5") gespeicherte Energiemenge, berechnen kann.
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