WO2017076538A1 - Autarke einäscherungsanlage - Google Patents

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WO2017076538A1
WO2017076538A1 PCT/EP2016/071454 EP2016071454W WO2017076538A1 WO 2017076538 A1 WO2017076538 A1 WO 2017076538A1 EP 2016071454 W EP2016071454 W EP 2016071454W WO 2017076538 A1 WO2017076538 A1 WO 2017076538A1
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WO
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cremation
photovoltaic system
power
distribution device
electrical power
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/071454
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English (en)
French (fr)
Inventor
Friedrich Schütz
Dieter Zahn
Original Assignee
elair GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/10—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G1/00—Furnaces for cremation of human or animal carcasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/13003—Energy recovery by thermoelectric elements, e.g. by Peltier/Seebeck effect, arranged in the combustion plant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a self-sufficient cremator.
  • Such cremation systems are used in crematoriums for cremation.
  • the cremation involves the oxidation of a corpse in a coffin at temperatures of at least 850 ' ⁇ . By maintaining the said temperature a complete cremation is guaranteed.
  • the cremator systems comprise at least one cremation furnace in which the actual cremation operation is carried out.
  • the cremation ovens are usually fired with gas.
  • the flue gases produced during cremation are cleaned by means of appropriate flue gas cleaning systems in order to comply with the legally prescribed emission limit values.
  • the flue gas heat can be used by suitable flue gas cooling and heat recovery systems process technology to keep the primary energy intake of the cremation plant as low as possible.
  • the object is achieved by the above-mentioned cremator with an electrically heated cremation oven, comprising a Photovolta- ikstrom, a mains connection and a distribution device with a storage device for storing electrical energy storage device, the distribution means on the output side for feeding a heater of the cremation oven with this is electrically connected and the distribution device on the input side is electrically connected to the photovoltaic system and the mains power connection, and wherein the distribution device has a priority circuit, which is set up and adapted to feed the heater preferably via the photovoltaic system and / or the storage device electrically.
  • An expedient embodiment of the invention is characterized in that the priority circuit is further configured to determine the own electrical power available via the photovoltaic system and the storage device and, depending on the electrical heating power required for supplying the heating device, the external electrical power to be taken over the mains power connection determine. With knowledge of the determined intrinsic and external services, it is possible to operate the cremation plant according to the invention as far as possible energy self-sufficient, namely primarily with renewable energy via the photovoltaic system.
  • a preferred refinement of the invention is characterized in that the pre-circuit comprises switching means which are set up such that the required heating power is provided on the output side, by means of the switching means on the input side, the available electrical power and / or the external electrical power in each case to corresponding portions of the photovoltaic system, the storage device and / or the mains power connection is removed.
  • the switching means are preferably designed and set up as electronic switching elements. Examples
  • the switching means may comprise one or more electronic inverters.
  • the priority circuit comprises a time control which is set up and configured such that the heater for starting up the cremation oven to a predetermined operating temperature on the output side provides the heating power for the heater by means of the switching means via the memory device during a predetermined startup period ,
  • the cremation furnace is automatically heated to the required process temperature before the actual start of operation.
  • the electrical power required for this purpose is partially or completely removed from the storage device.
  • a further expedient embodiment of the invention is characterized in that the distributing device comprises a state of charge detection for determining the state of charge of the memory device and is set up and configured such that the memory device is electrically charged, provided that a photovoltaic power available on the input side of the photovoltaic system exceeds the required heating power of the heater.
  • the charge state detection automatically ensures charging of the storage device if the electrical power provided by the photovoltaic system exceeds the electric heating power consumed by the heating device.
  • the distribution device comprises a network feed device configured for the feedback of electrical power and is designed to direct the excess electrical power generated by the photovoltaic system to the mains supply device by means of the switching means.
  • Electric energy generated by the photovoltaic system can be fed back into the public grid in this way. This feedback feed takes place in particular when the storage device is completely charged. Alternatively, it is possible to make the feedback feed even if the storage device is not completely charged. The feed back into the public electricity grid can lead to a significant reduction in electricity consumption costs due to the feed-in tariff.
  • the distribution device comprises a peripheral connection and is for providing electrical energy for the peripheral systems, for example for the operation of flue gas cleaning and heat recovery systems and flue gas cooling, compressed air generation, operation of computer equipment, etc. trained.
  • This offers the advantage that the entire cremation plant, together with all auxiliary units, is supplied electrically via the photovoltaic system and / or the storage device.
  • the pyrolysis plant according to the invention can be operated in such a fully self-sufficient manner.
  • thermoelectric conversion device is preferably set up to convert waste heat generated into electrical energy, which can be supplied via the distribution device to the electrical consumers mentioned in the introduction and / or temporarily stored in the storage device.
  • the thermoelectric conversion device particularly preferably comprises a heat-power coupling (WKK), that is to say a driving unit, for example a Stirling engine or a turbine, by means of which the heat energy is first converted into mechanical energy and then converted into electrical energy by means of a generator.
  • WKK heat-power coupling
  • the conversion means comprises means for directly converting thermal energy into electrical energy, for example Peltier elements.
  • FIG. 1 shows the cremation plant 10 according to the invention in a schematic representation.
  • the cremation plant 10 comprises a crematorium plant with at least one cremation furnace 1 1, which is designed as an electric furnace.
  • the Krematorium plant not shown in detail in the drawing comprises other components, for example, for afterburning purposes and systems for the treatment of flue gases and for operating other peripheral systems, such as for flue gas cooling, compressed air generation, computer equipment, etc.
  • the cremation system 10 according to the invention further comprises at least one photovoltaic system 12.
  • the photovoltaic system 12 is arranged in spatial proximity to the crematorium plant, for example as an on-roof construction or as a separate solar field.
  • the cremator 10 further comprises a mains power connection 13, which is set up to supply the cremator unit 10 via the public power grid.
  • FIG. 1 further shows a storage device 14 for storing electrical energy.
  • the photovoltaic system 12, the storage device 14, the mains connection 13 and a heating device of the cremation furnace 1 1 are - as schematically indicated in Figure 1 - electrically interconnected by means of a distribution device.
  • the distribution device on the output side for supplying the heating of the cremation furnace 1 1 and the input side to the photovoltaic system 12 and the mains power connector 3 is electrically connected.
  • the distribution device has a priority circuit, which is set up and configured to supply the heating device of the cremation furnace 1 1 preferably via the photovoltaic system 2 and / or the storage device 14 electrically.
  • the priority circuit is set up such that it preferably feeds the heating device of the cremation furnace 1 1 with electrical energy from the photovoltaic system. If the instantaneous power required by the heating device can not or can not exclusively be provided by the photovoltaic system, the corresponding electrical difference power is taken from the storage device 14.
  • the distribution device is set up to supply the heating device additionally or exclusively with power via the mains connection 13, provided that the electrical power provided by the photovoltaic system 12 and / or the storage device 14 does not or only partially covers the power requirement of the heating device.
  • the priority circuit is preferably further configured to determine the electrical power available via the photovoltaic installations 12 and the storage device 14. Depending on the electrical heating power required to power the heating device, the external electrical power to be taken over the mains power connection 13 is determined on this basis.
  • the priority circuit is designed and set up to determine, on the one hand, the electrical power available on the part of the photovoltaic system 12 and the electrical power that can be currently removed from the memory device 14.
  • the priority circuit is further configured to determine the external power required for the total power supply, which is supplied via the mains power connection 13.
  • the priority circuit preferably comprises switching means which are set up such that the required heating power is provided on the output side in order to supply the heating device with the required electrical power.
  • the switching means are set up in such a way that the electrical intrinsic output available on the input side and / or the external electrical power obtainable via the mains power connection 13 are respectively taken from corresponding portions of the photovoltaic system, the storage device and / or the mains power connection. If the electrical power that can be delivered by the photovoltaic system 12 corresponds to or exceeds the power consumption of the heating device of the cremation furnace 11, exclusively electrical power is supplied from the photovoltaic system 12 to the heating device by means of the switching means. If the electric power provided by the photovoltaic system 12 is insufficient for the operation of the heating device alone, electric power is additionally taken from the memory device 14 by means of the switching means for operating the heating device of the cremation furnace 11. For example, for this purpose, an inverter 15 between the storage device 14 and the cremation furnace 1 1 is provided.
  • a further inverter 16 is arranged between the photovoltaic system 12 and the storage device 14.
  • the inverter 16 essentially serves to adapt the voltage relationships between the photovoltaic system 12 and the storage device 14.
  • the inverter 16 is preferably designed as a charge control. If the electrical power generated by the photovoltaic system 12 exceeds the instantaneous heating power, the excess power is used to charge the memory device 14. If the storage device 14 is completely charged, the electrical power generated by the photovoltaic system 12 can be made available directly to the inverter 15 or directly to the heating device of the cremation furnace 11 by means of a bypass circuit (not shown in the drawing).
  • the priority circuit preferably includes a time control.
  • the time control is set up to control the switching means in such a way that the electrical power required for raising the scarfing furnace 1 1 to a predefined operating temperature is transmitted via the memory device 14 during a predetermined starting time provided.
  • cremation systems are usually moved to a standby operating mode overnight. Before the beginning of the first cremation, the cremation furnace 11 is to be raised to the required process temperature by means of the heating device. As a rule, this happens in the early morning hours when there is no or no significant solar radiation yet. Therefore, the timing is adjusted, particularly during the startup period, to electrically supply the heater of the cremation furnace 11 via the storage device 14.
  • the charge state detection is further configured to charge the storage device electrically, provided that the photovoltaic power available from the photovoltaic system 12 on the input side, the total power consumption, ie the required heating power of the heater including the peripheral Systems, exceeds.
  • the distribution device comprises a network feed device 17 which is set up for feeding in electrical power.
  • the mains feed device 17 is on the one hand set up to take electrical power from the public power grid via the mains power connection 13 and to route it to the heating device of the cremation furnace 11. if the purchase of external service is required due to insufficient own contribution.
  • the network feed device 17 is designed to feed electrical power generated by the photovoltaic system 12 via the mains power connection 13 into the power grid.
  • the feeding of electrical power into the power grid by means of the feed-in device 17 takes place only when the storage device 14 is fully charged.
  • the network feed device 17 preferably comprises at least one first inverter. The drawing does not show that the inverter is preferably set up to adjust and regulate the voltage and mains frequency required for feeding.
  • the storage device 14 is preferably formed by means of electrical accumulators. These can be, for example, lead accumulators, lead-gel accumulators, nickel-cadmium accumulators, nickel-metal hydride accumulators, lithium-ion accumulators, redox flow batteries or other conventional accumulator types. believe it.
  • the storage device may be formed from a fuel cell unit.
  • the distribution device comprises a peripheral connection and is designed to provide electrical energy for the operation of peripheral systems, for example, flue gas cleaning and heat exchanger systems.
  • the distribution device is set up to provide electrical power for the abovementioned auxiliary systems via the photovoltaic system 12 and / or via the storage device 14, so that the entire cremation system 10
  • the distribution device comprises a central control device, in particular a microprocessor control, and is designed and the aforementioned switching means or inverter for providing electrical power for the cremation furnace 1 1 from said power sources, such as the Photovoltaikanla- ge 12, the memory device 14th and the mains power connection 13 accordingly.
  • a central control device in particular a microprocessor control
  • the switching means or inverter for providing electrical power for the cremation furnace 1 1 from said power sources, such as the Photovoltaikanla- ge 12, the memory device 14th and the mains power connection 13 accordingly.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine autarke Einäscherungsanlage (10) mit einem elektrisch beheizbar eingerichteten Einäscherungsofen (11), umfassend eine Photovoltaikanlage (12), einen Netzstromanschluss (13) und eine Verteilungseinrichtung mit einer zur Speicherung elektrischer Energie eingerichteten Speichereinrichtung (14), wobei die Verteilungseinrichtung ausgangsseitig zum Speisen einer Heizeinrichtung des Einäscherungsofens (11) mit dieser elektrisch verbunden ist und die Verteilungseinrichtung eingangsseitig mit der Photovoltaikanlage (12) und dem Netzstromanschluss (13) elektrisch verbunden ist, und wobei die Verteilungseinrichtung eine Vorrangschaltung aufweist, die eingerichtet und ausgebildet ist, die Heizeinrichtung bevorzugt über die Photovoltaikanlage (12) und/oder die Speichereinrichtung (14) elektrisch zu speisen. Erfindungsgemäß ist die Einäscherungsanlage energie-autark, in dem neben dem Einäscherungsofen (11) auch sämtliche weitere Anlagensysteme, wie Rauchgasreinigung, Rauchgaskühlung sowie weitere Hilfsaggregate über die Verteilungseinrichtung elektrisch autark mitversorgt werden.

Description

Autarke Einäscherungsanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft eine autarke Einäscherungsanlage. Derartige Einäscherungsanlagen kommen in Krematorien zur Feuerbestattung zum Einsatz. Die Feuerbestattung umfasst die Oxidation eines in einem Sarg befindlichen Leichnams bei Temperaturen von mindestens 850 'Ό. Durch die Aufrechterhaltung der genannten Temperatur wird eine vollständige Einäscherung gewährleistet. Die Einäscherungsanlagen umfassen mindestens einen Einäscherungsofen, in dem der eigentliche Einäscherungsvorgang durchgeführt wird. Die Einäscherungsöfen werden in der Regel mit Gas befeuert. Die bei der Einäscherung entstehenden Rauchgase werden mittels entsprechender Rauchgasreinigungssysteme nachgereinigt, um die gesetzlich vorgeschriebenen Emissionsgrenzwerte einzuhalten. Die Rauchgaswärme kann durch geeignete Rauchgaskühl- und Wärmerückgewinnungssysteme prozesstechnisch genutzt werden, um die Primärenergieaufnahme der Einäscherungsanlage möglichst gering zu halten.
Derartige Rauchgaskühl- und Wärmerückgewinnungssysteme sind beispielsweise aus dem Dokument DE 94 07 906 bekannt. Eine weitere Einäscherungslage geht aus dem Dokument DE 10 2006 054 485 A1 hervor, bei der die Primärenergiezufuhr des Ein- äscherungsofens elektrisch erfolgen kann. Allen bekannten Einäscherungsanlagen ist gemein, dass zwar die während des Einäscherungsvorgangs entstehende Prozesswärme einerseits zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Betriebstemperatur des Einäscherungsofens dient und andererseits durch die vorgenannten Wärmerückgewinnungssysteme ein Großteil der eingesetzten Primärenergie prozessintern zurückge- wonnen werden kann, jedoch weisen die bekannten Einäscherungsanlagen den Nachteil auf, dass diese, insbesondere während der Anlaufphase bis zum Erreichen der erforderlichen Prozesstemperatur sowie in Phasen diskontinuierlicher Beschickung des Einäscherungsofens zur Aufrechterhaltung des Betriebstemperatumiveaus, in der Regel einen hohen Primärenergiebedarf aufweisen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einäscherungsanlage mit minimalem Primärenergieverbrauch vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird durch die eingangs genannte Einäscherungsanlage mit einem elek- trisch beheizbar eingerichteten Einäscherungsofen gelöst, umfassend eine Photovolta- ikanlage, einen Netzstromanschluss und eine Verteilungseinrichtung mit einer zur Speicherung elektrischer Energie eingerichteten Speichereinrichtung, wobei die Verteilungseinrichtung ausgangsseitig zum Speisen einer Heizeinrichtung des Einäscherungsofens mit dieser elektrisch verbunden ist und die Verteilungseinrichtung ein- gangsseitig mit der Photovoltaikanlage und dem Netzstromanschluss elektrisch verbunden ist, und wobei die Verteilungseinrichtung eine Vorrangschaltung aufweist, die eingerichtet und ausgebildet ist, die Heizeinrichtung bevorzugt über die Photovoltaikanlage und/oder die Speichereinrichtung elektrisch zu speisen. Dies bietet den Vorteil, dass der Primärenergiebedarf auf ein Minimum reduziert wird. Zu Zeiten hoher solarer Einstrahlung ist es möglich, die erfindungsgemäße Einäscherungsanlage energieautark zu betreiben. Die Zuführung externer, auf fossilen Energieträgern beruhender Energie ist nicht mehr erforderlich. Auf diese Weise können die Betriebskosten, die durch den Verbrauch von Primärenergie entstehen, auf ein Minimum gesenkt werden. Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrangschaltung weiter eingerichtet ist, die über die Photovoltaikanlage und die Speichereinrichtung zur Verfügung stehende elektrische Eigenleistung zu ermitteln und in Abhängigkeit der zum Speisen der Heizeinrichtung erforderlichen elektrischen Heizleistung die über den Netzstromanschluss zu entnehmende elektrische Fremdleistung zu ermitteln. Mit Kenntnis der ermittelten Eigen- und Fremdleistungen ist es möglich, die erfindungsgemäße Einäscherungsanlage weitestgehend energieautark, nämlich vornehmlich mit über die Photovoltaikanlage regenerativ erzeugter Energie zu betreiben.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vor- rangschaltung Schaltmittel umfasst, die derart eingerichtet sind, dass ausgangsseitig die erforderliche Heizleistung bereitgestellt ist, indem über die Schaltmittel eingangs- seitig die zur Verfügung stehende elektrische Eigenleistung und/oder die elektrische Fremdleistung jeweils zu entsprechenden Anteilen der Photovoltaikanlage, der Speichereinrichtung und/oder dem Netzstromanschluss entnommen wird. Die Schaltmittel sind vorzugsweise als elektronische Schaltelemente ausgebildet und eingerichtet. Bei- spielsweise können die Schaltmittel ein oder mehrere elektronische Wechselrichter umfassen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung umfasst die Vorrang- Schaltung eine Zeitsteuerung, die derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass die Heizeinrichtung zum Hochfahren des Einäscherungsofens auf eine vorgegebene Betriebstemperatur ausgangsseitig die Heizleistung für die Heizeinrichtung mittels der Schaltmittel über die Speichereinrichtung während einer vorgegebenen Anfahrzeitdauer bereitstellt. So wird der Einäscherungsofen vor dem eigentlichen Betriebsbeginn automa- tisch auf die erforderliche Prozesstemperatur aufgeheizt. Die hierzu erforderliche elektrische Leistung wird zum Teil oder vollständig der Speichereinrichtung entnommen.
Eine weitere zweckmäßige Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung eine Ladezustandserkennung zur Bestimmung des Ladezustan- des der Speichereinrichtung umfasst und derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass die Speichereinrichtung elektrisch geladen wird, sofern eine von der Photovoltaikanla- ge eingangsseitig zur Verfügung stehende Photovoltaikleistung die erforderliche Heizleistung der Heizeinrichtung übersteigt. Mit anderen Worten sorgt die Ladezustandserkennung automatisch für das Aufladen der Speichereinrichtung sofern die seitens der Photovoltaikanlage bereitgestellte elektrische Leistung die von der Heizeinrichtung aufgenommene elektrische Heizleistung übersteigt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verteilungseinrichtung eine zur Rückeinspeisung elektrischer Leistung eingerichtete Netzeinspeiseein- richtung und ist ausgebildet, die von der Photovoltaikanlage erzeugte elektrische Überschussleistung mittels der Schaltmittel an die Netzspeiseeinrichtung zu leiten. Von der Photovoltaikanlage erzeugte elektrische Energie kann auf diese Weise in das öffentliche Stromnetz rückgespeist werden. Diese Rückeinspeisung erfolgt insbesondere dann, wenn die Speichereinrichtung vollständig aufgeladen ist. Alternativ ist es möglich die Rückeinspeisung auch bei nicht vollständig geladener Speichereinrichtung vorzunehmen. Die Rückeinspeisung in das öffentliche Stromnetz kann aufgrund der Rückeinspeisevergütung zu einer deutlichen Reduktion der Stromverbrauchskosten führen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Verteil- einrichtung einen Peripherieanschluss und ist zur Bereitstellung elektrischer Energie für den peripherer Systeme, beispielsweise für den Betrieb von Rauchgasreinigungs- und Wärmerückgewinnungssystemen sowie Rauchgaskühlung, Drucklufterzeugung, Betrieb der EDV-Anlagen usw. ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass die gesamte Einäscherungsanlage nebst allen Hilfsaggregaten elektrisch über die Photovoltaikan- lage und/oder die Speichereinrichtung versorgt wird. Die erfindungsgemäße Einäsche- rungsanlage ist so energetisch vollständig autark zu betreiben.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung umfasst weiter eine eingangsseitig mit der Verteilungseinrichtung elektrisch verbundene thermoelektrische Umwandlungseinrichtung. Die thermoelektrische Umwandlungseinrichtung ist vorzugsweise eingerichtet, entstehende Abwärme in elektrische Energie umzuwandeln, die über die Verteilungs- einrichung den eingangs genannten elektrischen Verbrauchern zugeführt und/oder in der Speichereinrichtung zwischengespeichert werden kann. Besonders bevorzugt umfasst die thermoelektrische Umwandlungseinrichtung eine Wärmekraft-Kopplung (WKK), also eine Antreibseinheit, beispielsweise einen Stirlingmotor oder eine Turbine mittels derer die Wärmeenergie zunächst in mechanische Energie umgewandelt und anschließend mittels eines Generators in elektrische Energie gewandelt wird. Alternativ umfasst die Umwandlungseinrichtung Mittel zur unmittelbaren Umwandlung thermischer Energie in elektrische Energie, beispielsweise Peltier-Elemente. Weitere bevorzugte und/oder zweckmäßige Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Besonders bevorzugte Ausführungsformen werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine schematisch Darstellung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einäscherungsanlage.
Die Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Einäscherungsanlage 10 in schematischer Darstellung. Die Einäscherungsanlage 10 umfasst eine Krematoriumsanlage mit min- destens einem Einäscherungsofen 1 1 , der als Elektroofen ausgebildet ist. Die in der Zeichnung nicht im Detail dargestellte Krematoriumsanlage umfasst weitere Komponenten, beispielsweise zu Nachverbrennungszwecken sowie Systeme zur Behandlung der Rauchgase und zum Betreiben weiterer peripherer Systeme, beispielsweise zur Rauchgaskühlung, Drucklufterzeugung, EDV-Anlagen etc. Die erfindungsgemäße Einäscherungsanlage 10 umfasst weiter mindestens eine Photovoltaikanlage 12. Vorzugsweise ist die Photovoltaikanlage 12 in räumlicher Nähe zu der Krematoriumsanlage angeordnet, beispielsweise als Aufdachkonstruktion oder als separates Solarfeld. Die Einäscherungsanlage 10 umfasst weiter einen Netzstroman- schluss 13, der zur Versorgung der Einäscherungsanlage 10 über das öffentliche Stromnetz eingerichtet ist.
Figur 1 zeigt weiter eine Speichereinrichtung 14 zur Speicherung elektrischer Energie. Die Photovoltaikanlage 12, die Speichereinrichtung 14, der Netzanschluss 13 sowie eine Heizeinrichtung des Einäscherungsofens 1 1 sind - wie in Figur 1 schematisch angedeutet - mittels einer Verteilungseinrichtung untereinander elektrisch verbunden. Zu diesem Zweck ist die Verteilungseinrichtung ausgangsseitig zum Speisen der Heizeinrichtung des Einäscherungsofens 1 1 und eingangsseitig mit der Photovoltaikanlage 12 sowie dem Netzstromanschluss 3 elektrisch verbunden.
Die Verteilungseinrichtung weist eine Vorrangschaltung auf, die eingerichtet und ausgebildet ist, die Heizeinrichtung des Einäscherungsofens 1 1 bevorzugt über die Photovoltaikanlage 2 und/oder die Speichereinrichtung 14 elektrisch zu speisen. Mit anderen Worten ist die Vorrangschaltung derart eingerichtet, dass diese bevorzugt die Heiz- einrichtung des Einäscherungsofens 1 1 mit elektrischer Energie aus der Photovoltaikanlage speist. Sofern die seitens der Heizeinrichtung benötigte Momentanleistung nicht oder nicht ausschließlich von der Photovoltaikanlage bereitgestellt werden kann, wird die entsprechende elektrische Differenzleistung der Speichereinrichtung 14 entnommen. Die Verteilungseinrichtung ist eingerichtet, die Heizeinrichtung zusätzlich oder ausschließlich mit Strom über den Netzanschluss 13 zu versorgen, sofern die von der Photovoltaikanlage 12 und/oder der Speichereinrichtung 14 bereitgestellte elektrische Leistung den Leistungsbedarf der Heizeinrichtung nicht oder nur teilweise abdeckt.
Vorzugsweise ist die Vorrangschaltung weiter eingerichtet, die über die Photovoltaik- anläge 12 und die Speichereinrichtung 14 zur Verfügung stehende elektrische Eigenleistung zu ermitteln. In Abhängigkeit der zum Speisen der Heizeinrichtung erforderlichen elektrischen Heizleistung wird hierauf basierend die über den Netzstromanschluss 13 zu entnehmende elektrische Fremdleistung ermittelt. Anders ausgedrückt ist die Vorrangschaltung ausgebildet und eingerichtet, einerseits die seitens der Photo- voltaikanlage 12 zur Verfügung stehende elektrische Leistung sowie die der Speichereinrichtung 14 momentan entnehmbare elektrische Leistung zu ermittelten. Unter Be- rücksichtigung der Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung ist die Vorrangschaltung ferner eingerichtet, die zur Gesamtleistungsbereitstellung erforderliche Fremdleistung zu ermitteln, die über den Netzstromanschluss 13 zugeführt wird. Bevorzugt umfasst die Vorrangschaltung hierzu Schaltmittel, die derart eingerichtet sind, dass ausgangsseitig die erforderliche Heizleistung bereitgestellt wird, um die Heizeinrichtung mit der erforderlichen elektrischen Leistung zu versorgen. Die Schaltmittel sind hierzu derart eingerichtet, dass die eingangsseitig zur Verfügung stehende elektrische Eigenleistung und/oder die über den Netzstromanschluss 13 beziehbare elek- trische Fremdleistung jeweils zu entsprechenden Anteilen der Photovoltaikanlage, der Speichereinrichtung und/oder dem Netzstromanschluss entnommen wird. Sofern die von der Photovoltaikanlage 12 abgebbare elektrische Leistung der Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung des Einäscherungsofens 1 1 entspricht oder diese übersteigt, wird ausschließlich elektrische Leistung von der Photovoltaikanlage 12 mittels der Schalt- mittel an die Heizeinrichtung geleitet. Reicht die von der Photovoltaikanlage 12 bereitgestellte elektrische Leistung allein für den Betrieb der Heizeinrichtung nicht aus, so wird ergänzend elektrische Leistung mittels der Schaltmittel zum Betrieb der Heizeinrichtung des Einäscherungsofens 1 1 aus der Speichereinrichtung 14 entnommen. Beispielsweise ist hierzu ein Wechselrichter 15 zwischen der Speichereinrichtung 14 und dem Einäscherungsofen 1 1 vorgesehen.
Optional ist ein weiterer Wechselrichter 16 zwischen der Photovoltaikanlage 12 und der Speichereinrichtung 14 angeordnet. Der Wechselrichter 16 dient im Wesentlichen der Anpassung der Spannungsverhältnisse zwischen Photovoltaikanlage 12 und Speicher- einrichtung 14. Der Wechselrichter 16 ist vorzugsweise als Ladesteuerung ausgebildet. Sofern die von der Photovoltaikanlage 12 erzeugte elektrische Leistung die momentane Heizleistung übersteigt, wird die Überschussleistung zum Laden der Speichereinrichtung 14 eingesetzt. Ist die Speichereinrichtung 14 vollständig geladen, kann mittels einer - in der Zeichnung nicht gezeigten - Bypass-Schaltung die von der Photovoltaik- anläge 12 erzeugte elektrische Leistung direkt dem Wechselrichter 15 oder unmittelbar der Heizeinrichtung des Einäscherungsofens 1 1 zur Verfügung gestellt werden.
Bevorzugt umfasst die Vorrangschaltung eine Zeitsteuerung. Die Zeitsteuerung ist eingerichtet, die Schaltmittel derart anzusteuern, dass die zum Hochfahren des Einäsche- rungsofens 1 1 auf eine vorgegebene Betriebstemperatur erforderliche elektrische Leistung über die Speichereinrichtung 14 während einer vorgegebenen Anfahrzeitdauer bereitgestellt wird. Abhängig vom Anlagentyp werden Einäscherungsanlagen in der Regel über Nacht in einen Standby-Betriebszustand gefahren. Vor dem Beginn der ersten Einäscherung ist der Einäscherungsofen 1 1 mittels der Heizeinrichtung auf die erforderliche Prozesstemperatur hochzufahren. In der Regel geschieht dies in den frü- hen Morgenstunden, in denen noch keine bzw. noch keinen nennenswerte solare Einstrahlung vorhanden ist. Daher ist die Zeitsteuerung angepasst, insbesondere während der Anfahrzeitdauer, die Heizeinrichtung des Einäscherungsofens 1 1 über die Speichereinrichtung 14 elektrisch zu versorgen. Besonders bevorzugt umfasst die Verteileinrichtung eine Ladezustandserkennung zur Bestimmung des Ladezustandes der Speichereinrichtung 14. Die Ladezustandserkennung ist ferner eingerichtet, die Speichereinrichtung elektrisch zu laden, sofern die von der Photovoltaikanlage 12 eingangsseitig zur Verfügung stehende Photovoltaikleistung die Gesamtleistungsaufnahme, also die erforderliche Heizleistung der Heizeinrichtung einschließlich der peripheren Systeme, übersteigt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Verteilungseinrichtung eine zur Rückeinspeisung elektrischer Leistung eingerichtete Netzeinspeiseinrichtung 17. Die Netzeinspeiseeinrichtung 17 ist einerseits eingerichtet, über den Netz- stromanschluss 13 elektrische Leistung aus dem öffentlichen Stromnetz zu entnehmen und an die Heizeinrichtung des Einäscherungsofens 1 1 zu leiten, sofern der Bezug von Fremdleistung aufgrund zu geringer Eigenleistung erforderlich ist. Andererseits ist die Netzeinspeiseeinrichtung 17 ausgebildet, von der Photovoltaikanlage 12 erzeugte elektrische Leistung über den Netzstromanschluss 13 in das Stromnetz einzuspeisen. Vor- zugsweise erfolgt das Einspeisen elektrischer Leistung in das Stromnetz mittels der Netzeinspeiseeinrichtung 17 jeweils erst dann, wenn die Speichereinrichtung 14 vollständig geladen ist. Die Netzeinspeiseeinrichtung 17 umfasst vorzugsweise mindestens einen ersten Wechselrichter. In der Zeichnung ist nicht gezeigt, dass der Wechselrichter vorzugsweise eingerichtet ist, die zur Einspeisung erforderliche Spannung und Netzfrequenz einzustellen und nachzuregeln.
Die Speichereinrichtung 14 ist vorzugsweise mittels elektrischer Akkumulatoren gebildet. Diese können beispielsweise Bleiakkumulatoren, Blei-Gel-Akkumulatoren, Nickel- Cadmium-Akkumulatoren, Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren, Lithium-Ionen-Akkumu- latoren, Redox-Fluss-Batterien oder weitere gebräuchliche Akkumulatortypen um- fassen. Alternativ kann die Speichereinrichtung aus einer Brennstoffzelleneinheit gebildet sein.
Besonders bevorzugt umfasst die Verteilungseinrichtung einen Peripherieanschluss und ist zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Betrieb von peripheren Systemen, beispielsweise von Rauchgasreinigungs- und Wärmetauschersystemen ausgebildet. Mit andere Worten ist die Verteilungseinrichtung eingerichtet, über die Photovol- taikanlage 12 und/oder über die Speichereinrichtung 14 elektrische Leistung für die vorgenannten Hilfssysteme bereitzustellen, so dass die gesamte Einäscherungsanlage 10
- eine entsprechende im zeitlichen Mittel vorhandene solare Einstrahlung vorausgesetzt - weitestgehend autark betrieben werden kann.
Vorzugsweise umfasst die Verteileinrichtung eine zentrale Steuereinrichtung, insbeson- dere eine Mikroprozessorsteuerung, und ist ausgebildet und eingerichtet, die vorgenannten Schaltmittel bzw. Wechselrichter zur Bereitstellung elektrischer Leistung für den Einäscherungsofen 1 1 aus den genannten Stromquellen, wie der Photovoltaikanla- ge 12, der Speichereinrichtung 14 sowie dem Netzstromanschluss 13 entsprechend anzusteuern.

Claims

Ansprüche
1 . Einäscherungsanlage (10) mit einem elektrisch beheizbar eingerichteten Ein- äscherungsofen (1 1 ), umfassend eine Photovoltaikanlage (12), einen Netz- stromanschluss (13) und eine Verteilungseinrichtung mit einer zur Speicherung elektrischer Energie eingerichteten Speichereinrichtung (14), wobei die Verteilungseinrichtung ausgangsseitig zum Speisen einer Heizeinrichtung des Einäscherungsofens (1 1 ) mit dieser elektrisch verbunden ist und die Verteilungs- einrichtung eingangsseitig mit der Photovoltaikanlage ( 2) und dem Netzstrom- anschluss (13) elektrisch verbunden ist, und wobei die Verteilungseinrichtung eine Vorrangschaltung aufweist, die eingerichtet und ausgebildet ist, die Heizeinrichtung bevorzugt über die Photovoltaikanlage (12) und/oder die Speichereinrichtung (14) elektrisch zu speisen.
2. Einäscherungsanlage (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrangschaltung weiter eingerichtet ist, die über die Photovoltaikanlage (12) und die Speichereinrichtung (14) zur Verfügung stehende elektrische Eigenleis- tung zu ermitteln und in Abhängigkeit der zum Speisen der Heizeinrichtung erforderlichen elektrischen Heizleistung die über den Netzstromanschluss (13) zu entnehmende elektrische Fremdleistung zu ermitteln.
3. Einäscherungsanlage (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrangschaltung Schaltmittel umfasst, die derart eingerichtet sind, dass ausgangsseitig die erforderliche Heizleistung bereitgestellt ist, indem über die Schaltmittel eingangsseitig die zur Verfügung stehende elektrische Eigenleistung und/oder die elektrische Fremdleistung jeweils zu entsprechenden Anteilen der Photovoltaikanlage (12), der Speichereinrichtung (14) und/oder dem Netzstromanschluss (13) entnommen wird.
Einäscherungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge¬
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kennzeichnet, dass die Vorrangschaltung eine Zeitsteuerung umfasst, die derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass die Heizeinrichtung zum Hochfahren des Einäscherungsofens (1 1 ) auf eine vorgegebene Betriebstemperatur ausgangs- seitig die Heizleistung für die Heizeinrichtung mittels der Schaltmittel über die Speichereinrichtung (14) während einer vorgegebenen Anfahrzeitdauer bereitstellt.
Einäscherungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilungseinrichtung eine Ladezustandserkennung zur Bestimmung des Ladezustandes der Speichereinrichtung (14) umfasst und derart eingerichtet und ausgebildet ist, dass die Speichereinrichtung (14) elektrisch geladen wird, sofern eine von der Photovoltaikanlage (12) eingangsseitig zur Verfügung stehende Photovoltaikleistung die erforderliche Heizleistung der Heizeinrichtung (1 1 ) übersteigt.
Einäscherungsanlage (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilungseinrichtung eine zur Rückeinspeisung elektrischer Leistung eingerichtete Netzeinspeiseeinrichtung (17) umfasst und ausgebildet ist, die von der Photovoltaikanlage (12) erzeugte elektrische Überschussleistung mittels der Schaltmittel an die Netzspeiseeinrichtung (17) zu leiten.
Einäscherungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzeinspeiseeinrichtung (17) mindestens einen ersten Wechselrichter umfasst.
Einäscherungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung (14) mittels elektrischen Akkumulatoren gebildet ist.
Einäscherungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilungseinrichtung einen Peripherieanschluss umfasst und zur Bereitstellung elektrischer Energie für den Betrieb von peripheren Systemen ausgebildet ist. Einäscherungsanlage (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend eine eingangsseitig mit der Verteilungseinrichtung elektrisch verbundene thermoelektrische Umwandlungseinrichtung.
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