[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102020124497A1 - System for energy generation and energy management - Google Patents

System for energy generation and energy management Download PDF

Info

Publication number
DE102020124497A1
DE102020124497A1 DE102020124497.5A DE102020124497A DE102020124497A1 DE 102020124497 A1 DE102020124497 A1 DE 102020124497A1 DE 102020124497 A DE102020124497 A DE 102020124497A DE 102020124497 A1 DE102020124497 A1 DE 102020124497A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
energy
generated
hydrogen
electrolysers
storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020124497.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolf-Dieter Longrée
Peter Rischmüller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
I S T Int Strategies & Tech GmbH
I S T Int Strategies & Technologies GmbH
Original Assignee
I S T Int Strategies & Tech GmbH
I S T Int Strategies & Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by I S T Int Strategies & Tech GmbH, I S T Int Strategies & Technologies GmbH filed Critical I S T Int Strategies & Tech GmbH
Publication of DE102020124497A1 publication Critical patent/DE102020124497A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/02Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M16/00Structural combinations of different types of electrochemical generators
    • H01M16/003Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers
    • H01M16/006Structural combinations of different types of electrochemical generators of fuel cells with other electrochemical devices, e.g. capacitors, electrolysers of fuel cells with rechargeable batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0656Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by electrochemical means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J15/00Systems for storing electric energy
    • H02J15/008Systems for storing electric energy using hydrogen as energy vector
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/10Fuel cells in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/40Combination of fuel cells with other energy production systems
    • H01M2250/402Combination of fuel cell with other electric generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28The renewable source being wind energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/30The power source being a fuel cell
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/40Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation wherein a plurality of decentralised, dispersed or local energy generation technologies are operated simultaneously
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10Applications of fuel cells in buildings
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/133Renewable energy sources, e.g. sunlight

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Ein System (1) zur Energieerzeugung und Energiemanagement, umfasst folgende Baueinheiten:- eine oder mehrere Windkraftanlagen (2) und/oder ein oder mehrere Solarpanele (3) zur Erzeugung von Energie,- ein Umspannwerk (6) zur Leitung von Energie in ein Stromnetz (7) und/oder zu einem oder mehreren Elektrolyseuren (8),- ein oder mehrere Elektrolyseure (8) zur Erzeugung von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aus Wasser (H2O),- ein Frischwasservorrat (9), der mit dem einen oder mehreren Elektrolyseuren (8) in Strömungsverbindung steht,- ein Vorratsbehälter (10) zur Kompression und Lagerung des erzeugten Sauerstoffs,- einem Vorratsbehälter (11) zur Kompression und Lagerung des erzeugten Wasserstoffs,- einer Abfüllstation (13) zur Abgabe des erzeugten Wasserstoffs an Fahrzeuge oder an ein Erdgasnetz,- eine oder mehrere Brennstoffzellen (14), die in Verbindung mit dem Vorratsbehälter (10) zur Kompression und Lagerung des erzeugten Sauerstoffs sowie dem Vorratsbehälter (11) zur Kompression und Lagerung des erzeugten Wasserstoffs stehen und die erzeugte Energie an das Umspannwerk (6) weitergeben können und- mehrere 20', 40', 45' HC, 45' PW oder 53' HC Container im Wesentlichen von Quaderform mit jeweils einem Innenraum, wobei das Umspannwerk (6), der eine oder die mehreren Elektrolyseure (8), der Frischwasservorrat (9), die Vorratsbehälter (10, 11), die Abfüllstation (13) und die eine oder mehreren Brennstoffzellen (14) auf die Innenräume der mehreren Container verteilt in diesen angeordnet sind.A system (1) for energy generation and energy management comprises the following structural units: one or more wind turbines (2) and / or one or more solar panels (3) for generating energy, - a transformer station (6) for conducting energy into a power grid (7) and / or to one or more electrolysers (8), - one or more electrolysers (8) for generating hydrogen (H2) and oxygen (O2) from water (H2O), - a fresh water supply (9), which with the one or more electrolysers (8) is in flow connection, - a storage container (10) for compressing and storing the generated oxygen, - a storage container (11) for compressing and storing the generated hydrogen, - a filling station (13) for dispensing the generated Hydrogen to vehicles or to a natural gas network, - one or more fuel cells (14), which in connection with the storage container (10) for compression and storage of the generated oxygen and the storage container (11) for compression and un d storage of the generated hydrogen and can pass the generated energy on to the substation (6) and- several 20 ', 40', 45 'HC, 45' PW or 53 'HC containers essentially of cuboid shape each with an interior space, whereby the Substation (6) that distributes one or more electrolysers (8), the fresh water supply (9), the storage containers (10, 11), the filling station (13) and the one or more fuel cells (14) to the interiors of the several containers are arranged in these.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Energieerzeugung und Energiemanagement mit mehreren Baueinheiten.The present invention relates to a system for energy generation and energy management with a plurality of structural units.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die Auswirkungen des Klimawandels sind weltweit immer stärker zu spüren. Die Verwendung von erneuerbaren Energien stellt eine Möglichkeit dar, um den Kohlenstoffdioxid-Ausstoß (CO2 Ausstoß) zu senken und damit der Hauptursache für den Klimawandel entgegenzuwirken.The effects of climate change can be felt more and more around the world. The use of renewable energies is one way of reducing carbon dioxide emissions (CO 2 emissions) and thus counteracting the main cause of climate change.

Erneuerbare Energien, wie beispielsweise Windkraft und Photovoltaik, werden heute mittels Windkraftanlagen bzw. Solarpanelen zur Erzeugung von Energie verwendet. Dabei kann die gewonnene Energie in Stromnetze eingespeist oder zur Erzeugung weiterer Produkte, beispielsweise zur Erzeugung von Wasserstoff, verwendet werden.Renewable energies, such as wind power and photovoltaics, are used today to generate energy by means of wind turbines or solar panels. The energy obtained can be fed into power grids or used to generate other products, such as hydrogen.

Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der DE 20 2010 001 737 U1 beschrieben und dient der Erzeugung von Wasserstoff zum Betanken von mit Wasserstoff betriebenen Kraftfahrzeugen. Die von der autonomen Anlage benötigte Energie stammt aus einer Windkraftanlage und weiteren regenerativen Komponenten. Die aus dem Betrieb dieser Anlage resultierenden weiteren Produkte, wie Sauerstoff und Wärme, sind für eine wirtschaftliche Nutzung vorgesehen.Such a system is for example in the DE 20 2010 001 737 U1 and is used to generate hydrogen for refueling hydrogen-powered vehicles. The energy required by the autonomous system comes from a wind turbine and other regenerative components. The other products resulting from the operation of this plant, such as oxygen and heat, are intended for economic use.

Typischerweise werden derartige Anlagen im Hinblick auf eine zu liefernde Energiemenge ausgelegt und entsprechend konfiguriert. Eine einmal errichtete Anlage kann nachträglich nur mit hohem Aufwand geändert, bewegt oder ergänzt werden.Typically, such systems are designed with a view to the amount of energy to be delivered and configured accordingly. Once a system has been set up, it can only be changed, moved or supplemented at a later date with great effort.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Energieerzeugung bereitzustellen, das eine flexible Nutzung ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to provide a system for generating energy that enables flexible use.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die Aufgabe wird von einem System, umfassend die Merkmale gemäß Patentanspruch 1, gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschreiben.The object is achieved by a system comprising the features according to claim 1. Preferred embodiments are described in the subclaims.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das System eine oder mehrere Windkraftanlagen und/oder ein oder mehrere Solarpanele zur Erzeugung von Energie und ein Umspannwerk zur Leitung von Energie in ein Stromnetz und/oder zu einem oder mehreren Elektrolyseuren. Das System umfasst weiter ein oder mehrere Elektrolyseure zur Erzeugung von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aus Wasser (H2O), einen Frischwasservorrat, der mit dem einen oder mehreren Elektrolyseuren in Strömungsverbindung steht, ein Vorratsbehälter zur Kompression und Lagerung des erzeugten Sauerstoffs und einen Vorratsbehälter zur Kompression und Lagerung des erzeugten Wasserstoffs. Eine Abfüllstation zur Abgabe des erzeugten Wasserstoffs an Fahrzeuge oder an ein Erdgasnetz ist ebenfalls vorgesehen. Das System umfasst weiter eine oder mehrere Brennstoffzellen, die in Verbindung mit dem Vorratsbehälter zur Kompression und Lagerung des erzeugten Sauerstoffs sowie dem Vorratsbehälter zur Kompression und Lagerung des erzeugten Wasserstoffs stehen und die erzeugte Energie an das Umspannwerk weitergeben können. Ebenfalls Teil des erfindungsgemäßen Systems sind mehrere 20', 40', 45' HC, 45' PW oder 53' HC Container im Wesentlichen von Quaderform mit jeweils einem Innenraum. Das Umspannwerk, der eine oder die mehreren Elektrolyseure, der Frischwasservorrat, der Vorratsbehälter, die Abfüllstation und die eine oder mehreren Brennstoffzellen sind auf die Innenräume der mehreren Container verteilt in diesen angeordnet.According to the present invention, the system comprises one or more wind turbines and / or one or more solar panels for generating energy and a substation for conducting energy into a power grid and / or to one or more electrolysers. The system further comprises one or more electrolysers for generating hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) from water (H 2 O), a fresh water supply that is in flow connection with the one or more electrolysers, a storage container for compression and storage of the generated oxygen and a storage container for compression and storage of the generated hydrogen. A filling station for delivering the generated hydrogen to vehicles or to a natural gas network is also planned. The system further comprises one or more fuel cells which are connected to the storage container for compressing and storing the generated oxygen and the storage container for compressing and storing the generated hydrogen and which can pass the generated energy on to the substation. Also part of the system according to the invention are several 20 ', 40', 45 'HC, 45' PW or 53 'HC containers, essentially of cuboid shape, each with an interior space. The substation, the one or more electrolysers, the fresh water supply, the storage container, the filling station and the one or more fuel cells are distributed over the interiors of the several containers.

Das erfindungsgemäße System leistet einen wesentlichen Beitrag zur Reduktion des CO2 Ausstoßes, indem es Energie, die aus erneuerbaren Energien gewonnen wurde, in unterschiedlichen Formen zur Verfügung stellt. Die mittels Windkraft und/oder Photovoltaik erzeugte Energie kann über das Umspannwerk direkt in ein Stromnetz eingespeist werden. Alternativ oder zusätzlich kann die gewonnene Energie zur Erzeugung von Wasserstoff verwendet werden, der beispielsweise in vorhandene Erdgasnetze eingespeist und/oder anderweitig in flüssiger oder gasförmiger Form, bspw. an Fahrzeuge, abgegeben wird. Die Einspeisung des produzierten Wasserstoffs in vorhandene Erdgasnetze ermöglicht beispielsweise einen harmonischen Übergang von dem fossilen Energieträger Erdgas zum nachhaltigen Wasserstoff. Des Weiteren stehen Brennstoffzellen zur Verfügung, die beispielsweise vorhandenen Wasserstoff in Strom umwandeln können, der dann über das Umspannwerk in ein Stromnetz eingespeist werden kann. Das erfindungsgemäße System stellt die vollständige und effiziente Verbindung von der nachhaltigen Stromerzeugung mit der Erzeugung des umweltfreundlichen Wasserstoffs (H2) dar. Darüber hinaus kann Sauerstoff (O2), der bei der Produktion des Wasserstoffs (H2) entsteht für medizinische Zwecke verwendet werden.The system according to the invention makes a significant contribution to the reduction of CO 2 emissions by making energy obtained from renewable energies available in various forms. The energy generated by wind power and / or photovoltaics can be fed directly into a power grid via the substation. Alternatively or additionally, the energy obtained can be used to generate hydrogen, which is fed into existing natural gas networks, for example, and / or otherwise given off in liquid or gaseous form, for example to vehicles. Feeding the hydrogen produced into existing natural gas networks enables, for example, a harmonious transition from the fossil fuel natural gas to sustainable hydrogen. Furthermore, fuel cells are available that can, for example, convert existing hydrogen into electricity, which can then be fed into a power grid via the substation. The system according to the invention represents the complete and efficient combination of sustainable power generation with the generation of environmentally friendly hydrogen (H 2 ). In addition, oxygen (O 2 ), which is produced during the production of hydrogen (H 2 ), can be used for medical purposes .

Die Verwendung von insbesondere standardisierten 20', 40', 45' HC, 45' PW oder 53' HC Containern ermöglicht einen modularen Aufbau des Systems. Die einzelnen Container sind einfach mittels Schiff, LKW oder Flugzeug/Hubschrauber auch an abgelegene Orte leicht zu transportieren. Die einzelnen Container können bei Aufbau des Systems nebeneinander oder aufeinander angeordnet werden. Einzelne Container können bei Beschädigung der darin angeordneten Baueinheiten einfach ausgetauscht werden. Die Container schützen die darin angeordneten Baueinheiten vor Umgebungseinflüssen. Das erfindungsgemäße System ist daher auch für den Einsatz in Regionen mit rauen klimatischen Bedingungen, beispielsweise in der Wüste, dem Gebirge oder in kalten Klimaregionen, geeignet.The use of in particular standardized 20 ', 40', 45 'HC, 45' PW or 53 'HC containers enables a modular structure of the system. The individual containers can be easily transported to remote locations by ship, truck or airplane / helicopter. The individual containers can be used when building the system next to each other or on top of each other. Individual containers can easily be exchanged if the structural units arranged therein are damaged. The containers protect the structural units arranged therein from environmental influences. The system according to the invention is therefore also suitable for use in regions with harsh climatic conditions, for example in the desert, the mountains or in cold climatic regions.

Die Baueinheiten des Systems können jeweils einzeln oder zusammen mit weiteren Baueinheiten des Systems in einem Container angeordnet sein. Optional ergibt sich so eine Anzahl von etwa 10 Containern pro System.The structural units of the system can each be arranged individually or together with other structural units of the system in a container. This optionally results in a number of around 10 containers per system.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist jeder Innenraum der Container durch eine Bodenwand, vier Seitenwände und eine Deckenwand definiert, wobei das eine oder die mehreren Solarpanele in oder auf einer der Seitenwände und/oder der Deckenwand angeordnet und derart ausrichtbar sind, dass Sonnenstrahlung auf die ein oder mehrere Solarpanele trifft. Dadurch wird eine flexible Aufstellung der Container ermöglicht. Da die Solarpanele nicht gesondert sondern mit dem Container aufgestellt werden, verkürzt sich die benötigte Zeit zum Aufbauen des Systems. Es ist ebenfalls denkbar, eine automatische Ausrichtungseinrichtung vorzusehen, die die Solarpanele automatisch nach dem aktuellen Sonnenstand ausrichtet und so einen möglichst effizienten Betrieb der Solarpanele ermöglicht.According to one embodiment of the invention, each interior space of the container is defined by a bottom wall, four side walls and a top wall, wherein the one or more solar panels are arranged in or on one of the side walls and / or the top wall and can be directed in such a way that solar radiation hits the one or hits several solar panels. This enables the containers to be set up flexibly. Since the solar panels are not set up separately but with the container, the time required to set up the system is reduced. It is also conceivable to provide an automatic alignment device which automatically aligns the solar panels according to the current position of the sun and thus enables the solar panels to be operated as efficiently as possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Windkraftanlagen und/oder ein oder mehrere Solarpanele außerhalb der Container angeordnet und mit dem Umspannwerk elektrisch verbunden. Dies ermöglicht eine individuelle Anpassung der Anzahl der Windkraftanlagen an die benötigte Energiemenge des verwendeten Systems.According to a further embodiment, the wind power plants and / or one or more solar panels are arranged outside the container and are electrically connected to the substation. This enables the number of wind turbines to be individually adapted to the amount of energy required by the system used.

Bevorzugt sind die Windkraftanlagen und/oder ein oder mehrere Solarpanele modular aufgebaut und mobil ausgebildet. Dies ermöglicht einen einfachen Transport und Aufbau der Windkraftanlagen und/oder der Solarpanelen. Darüber hinaus können dadurch beschädigte Windkraftanlagen und/oder Solarpanele oder Teile davon einfach ausgetauscht und repariert werden. Dies verringert die Ausfallzeit des erfindungsgemäßen Systems bei beispielsweise beschädigten Windkraftanlagen und/oder Solarpanelen.The wind power plants and / or one or more solar panels are preferably constructed in a modular manner and designed to be mobile. This enables easy transport and construction of the wind power plants and / or the solar panels. In addition, damaged wind turbines and / or solar panels or parts thereof can be easily replaced and repaired as a result. This reduces the downtime of the system according to the invention in the case of damaged wind turbines and / or solar panels, for example.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Abfüllstation ausgebildet, Wasserstoff in fluider, insbesondere flüssiger Form abzugeben. Der Wasserstoff kann beispielsweise in Druckbehältern abgefüllt und dort gespeichert werden oder in Metallhydridtanks gespeichert werden. Daneben ist es ebenso möglich, den Wasserstoff von der Abfüllstation an eine Tankstelle weiterzuleiten, an der beispielsweise Fahrzeuge Wasserstoff tanken können.According to one embodiment of the invention, the filling station is designed to deliver hydrogen in fluid, in particular liquid, form. The hydrogen can, for example, be filled into pressure vessels and stored there or stored in metal hydride tanks. In addition, it is also possible to forward the hydrogen from the filling station to a filling station where, for example, vehicles can fill up with hydrogen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das System zusätzlich Wärmetauscher, um die bei der Elektrolyse anfallende Wärme mit einem Medium an Industrie oder Haushalte weiterzuleiten. Dadurch kann Wärme, die ebenfalls bei der Produktion des Wasserstoffs entsteht, beispielsweise als Fernwärme, für die Wärmeversorgung von Industrie und/oder Haushalten eingesetzt werden.According to a further embodiment of the invention, the system additionally comprises heat exchangers in order to pass the heat generated during electrolysis on to industry or households with a medium. As a result, heat that is also generated during the production of hydrogen, for example as district heating, can be used to supply industry and / or households with heat.

Die obige Aufgabe wird ebenfalls von einer Anordnung, umfassend die Merkmale des Patentanspruchs 7, gelöst.The above object is also achieved by an arrangement comprising the features of claim 7.

Erfindungsgemäß umfasst die Anordnung mehrere der oben beschriebenen Systeme. Dadurch kann die von der Anordnung bereitgestellte Energie an die individuellen Bedürfnisse der Abnehmer angepasst werden. Eine einmal in Betrieb genommen Anordnung kann durch Ergänzung eines oder mehrere zusätzlicher Systeme an einen gestiegenen Energiebedarf des oder der Abnehmer nachträglich angepasst werden. Sollte die Anordnung ursprünglich für einen Energiebedarf geplant und gebaut worden sein, der sich nachträglich verringert, können einzelne nicht mehr benötigte Systeme schnell und einfach abgebaut werden. According to the invention, the arrangement comprises several of the systems described above. As a result, the energy provided by the arrangement can be adapted to the individual needs of the consumer. Once an arrangement has been put into operation, one or more additional systems can be subsequently adapted to an increased energy requirement of the customer (s). If the arrangement was originally planned and built for an energy requirement that is subsequently reduced, individual systems that are no longer required can be dismantled quickly and easily.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Systeme derart miteinander verbunden, dass sie parallel betrieben werden. Bevorzugt verfügt jedes System über gesonderte Windkraftanlagen und/oder Solarpanele. Die durch die jeweiligen Systeme erzeugte Energie in Form von Strom und/oder Wasserstoff wird in diesem Fall gebündelt beispielsweise in Netze eingespeist oder in Vorratsbehältern gespeichert. Es ist aber ebenso denkbar, dass die einzelnen Systeme der Anordnung eine oder mehrere Windkraftanlagen gemeinsam benutzen und die mittels der einen oder mehreren Windkraftanlagen gewonnen Energie auf die einzelnen Systeme aufgeteilt werden. Die dann durch die jeweiligen Systeme erzeugte Energie in Form von Strom oder Wasserstoff wird dann ebenfalls gebündelt beispielsweise in Netze eingespeist oder in Vorratsbehältern gespeichert.According to one embodiment of the invention, the systems are connected to one another in such a way that they are operated in parallel. Each system preferably has separate wind turbines and / or solar panels. The energy generated by the respective systems in the form of electricity and / or hydrogen is bundled in this case, for example, fed into networks or stored in storage tanks. However, it is also conceivable that the individual systems of the arrangement share one or more wind power plants and that the energy obtained by means of the one or more wind power plants is distributed to the individual systems. The energy then generated by the respective systems in the form of electricity or hydrogen is then also bundled, for example, fed into networks or stored in storage tanks.

Bevorzugt weist die Anordnung zwei, bevorzugt vier, weiter bevorzugt sechs, weiter bevorzugt sieben, insbesondere bevorzugt 10 Systeme auf. Bevorzugt kann ein System eine Leistung von ca. 10.000 MWh/a bereitstellen. Durch Verwendung mehrere Systeme kann die Gesamtleistung der Anordnung dadurch bei sieben verwendeten Systemen auf ca. 70.000 MWh/a oder bei Verwendung von 10 Systemen auf ca. 100.000 MWh/a erhöht werden.The arrangement preferably has two, preferably four, more preferably six, more preferably seven, particularly preferably 10 systems. A system can preferably provide an output of approx. 10,000 MWh / a. By using several systems, the total output of the arrangement can be increased to approx. 70,000 MWh / a with seven systems used or to approx. 100,000 MWh / a when using 10 systems.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wir im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben, die in den Figuren dargestellt ist, in denen:

  • 1 eine schematische Darstellung der Baueinheiten eines erfindungsgemäßen Systems und
  • 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Systems an dessen Einsatzort zeigt.
The invention is described below with reference to an exemplary embodiment, which is shown in the figures, in which:
  • 1 a schematic representation of the structural units of a system according to the invention and
  • 2 shows a schematic representation of the structure of a system at its place of use.

1 zeigt den grundlegenden Aufbau eines erfindungsgemäßen Systems 1 zur Energieerzeugung und Energiemanagement in einer schematischen Darstellung. Das System 1 umfasst mindestens eine Windkraftanlage 2 und/oder mindestens ein Solarpanel 3, die mittels Wind 4 und/oder Sonne 5 Energie erzeugen. 1 shows the basic structure of a system according to the invention 1 for energy generation and energy management in a schematic representation. The system 1 includes at least one wind turbine 2 and / or at least one solar panel 3rd that means wind 4th and / or sun 5 Generate energy.

Das System 1 umfasst weiter ein Umspannwerk 6 zur Leitung von Energie in ein Stromnetz 7 und/oder zu einem oder mehreren Elektrolyseuren 8 zur Erzeugung von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aus Wasser (H2O).The system 1 further comprises a substation 6th for conducting energy into a power grid 7th and / or to one or more electrolysers 8th to generate hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) from water (H 2 O).

Ein Frischwasservorrat 9 des Systems 1 steht mit dem Elektrolyseur 8 in Strömungsverbindung. Der Elektrolyseur 8 ist weiter mit einem ersten Vorratsbehälter 10 zur Kompression und Lagerung des erzeugten Sauerstoffs (O2) sowie einem zweiten Vorratsbehälter 11 zur Kompression und Lagerung des erzeugten Wasserstoffs (H2) verbunden.A fresh water supply 9 of the system 1 stands with the electrolyzer 8th in flow connection. The electrolyzer 8th is next to a first reservoir 10 for compression and storage of the generated oxygen (O 2 ) and a second storage container 11 connected for compression and storage of the generated hydrogen (H 2 ).

Das System 1 umfasst zusätzlich Wärmetauscher (nicht dargestellt), um die bei der Elektrolyse anfallende Wärme mit einem Medium, beispielsweise Heizwasser, an Industrie oder Haushalte über einen Wärmeleitung 12 weiterzuleiten.The system 1 additionally comprises heat exchangers (not shown) to transfer the heat generated during electrolysis with a medium, for example heating water, to industry or households via a heat conduction 12th forward.

Das System 1 umfasst weiter eine Abfüllstation 13 zur Abgabe des erzeugten Wasserstoffs an Fahrzeuge oder an ein Erdgasnetz (nicht dargestellt) sowie eine oder mehrere Brennstoffzellen 14, die in Verbindung mit dem ersten Vorratsbehälter 10 sowie dem zweiten Vorratsbehälter 11 stehen und die erzeugte elektrische Energie an das Umspannwerk 6 weitergeben können. Die Abfüllstation 13 kann ausgebildet sein, Wasserstoff in fluider, insbesondere flüssiger Form abzugeben.The system 1 further comprises a filling station 13th for delivering the generated hydrogen to vehicles or to a natural gas network (not shown) and one or more fuel cells 14th that is in connection with the first storage container 10 and the second storage container 11 stand and the generated electrical energy to the substation 6th can pass on. The filling station 13th can be designed to deliver hydrogen in fluid, in particular liquid, form.

Die Windkraftanlage 2, das Solarpanel 3, das Umspannwerk 6, der eine oder die mehreren Elektrolyseure 8, der Frischwasservorrat 9, der erste Vorratsbehälter 10, der zweite Vorratsbehälter 11, die Abfüllstation 13 und die eine oder mehreren Brennstoffzellen 14 bilden jeweils Baueinheiten des Systems 1.The wind turbine 2 , the solar panel 3rd , the substation 6th , the one or more electrolysers 8th , the fresh water supply 9 , the first storage container 10 , the second storage container 11 , the filling station 13th and the one or more fuel cells 14th each form structural units of the system 1 .

Das System 1 umfasst weiter mehrere 20', 40', 45' HC, 45' PW oder 53' HC Container 4, im Wesentlichen von Quaderform mit jeweils einem Innenraum (nicht dargestellt). Jeder Innenraum der Container ist durch eine Bodenwand, vier Seitenwände und eine Deckenwand definiert.The system 1 further comprises several 20 ', 40', 45 'HC, 45' PW or 53 'HC containers 4th , essentially of cuboid shape, each with an interior space (not shown). Each interior space of the container is defined by a bottom wall, four side walls and a top wall.

Das Umspannwerk 6, der eine oder die mehreren Elektrolyseure 8, der Frischwasservorrat 9, der erste Vorratsbehälter 10 und der zweite Vorratsbehälter 11, die Abfüllstation 13 und die eine oder mehreren Brennstoffzellen 14 sind auf die Innenräume der mehreren Container verteilt und in diesen angeordnet. Die genannten Baueinheiten des Systems 1 können jeweils einzeln oder zusammen mit weiteren Baueinheiten des Systems 1 in einem Container angeordnet sein. Die Container können an ihren Boden-, Seiten- und/oder Deckenwänden Anschlüsse aufweisen, die ein Verbinden der Container und der darin befindlichen Baueinheiten ermöglicht. Solche Anschlüsse können beispielsweise Stecker zur Übertragung der erzeugten elektrischen Energie oder Gas-und/oder Fluid-Verbindungen zur Übertragung eines Gas-oder Fluidstroms sein.The substation 6th , the one or more electrolysers 8th , the fresh water supply 9 , the first storage container 10 and the second reservoir 11 , the filling station 13th and the one or more fuel cells 14th are distributed over the interiors of the multiple containers and arranged in them. The mentioned structural units of the system 1 can be used individually or together with other components of the system 1 be arranged in a container. The containers can have connections on their bottom, side and / or ceiling walls which enable the container and the structural units located therein to be connected. Such connections can be, for example, plugs for transmitting the generated electrical energy or gas and / or fluid connections for transmitting a gas or fluid flow.

Das eine oder die mehreren Solarpanele 3 können in oder auf einer der Seitenwände und/oder der Deckenwand eines Containers angeordnet und derart ausrichtbar sein, dass Sonnenstrahlung auf die ein oder mehreren Solarpanele 3 trifft.One or more solar panels 3rd can be arranged in or on one of the side walls and / or the top wall of a container and can be aligned in such a way that solar radiation hits the one or more solar panels 3rd meets.

Im Folgenden wir die Funktionsweise des Systems mit Bezug auf 1 erläutert:

  • Mittels der Windkraftanlage 2 und dem Solarpanel 3 wird elektrischer Strom erzeugt und über das Umspannwerk 6 zum örtlichen Stromnetz 7 sowie optional zu einem oder mehreren Elektrolyseuren 8 geleitet. Ein Großteil des erzeugten Stroms wird in das örtliche Stromnetz 7 als Hauptabnehmer eingespeist. Überschussstrom wird bevorzugt an den oder die Elektrolyseure 8 weitergeleitet.
In the following we will explain how the system works with reference to 1 explained:
  • By means of the wind turbine 2 and the solar panel 3rd Electric power is generated and via the substation 6th to the local power grid 7th and optionally to one or more electrolysers 8th directed. Much of the electricity generated is fed into the local electricity grid 7th fed in as the main consumer. Excess current is preferred to the electrolyzer (s) 8th forwarded.

Der Elektrolyseur 8 spaltet das aus dem Frischwasservorrat 9 zugeführte Frischwasser (H2O) in die Komponenten Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) auf, die jeweils als Gas anfallen. Die bei der Elektrolyse anfallende Wärme wird per Wärmeaustausch mittels der Wärmetauscher mit einem Medium, z.B. Heizwasser, an Industrie oder Haushalte weitergeleitet. Dieser Wärmeaustausch (Abkühlung) ist vor einer Kompression der beiden Gase (Wasserstoff und Sauerstoff) notwendig, um die Kompressionsenergie zu verringern.The electrolyzer 8th splits that out of the fresh water supply 9 supplied fresh water (H 2 O) into the components hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ), each of which occurs as a gas. The heat generated during electrolysis is transferred to industry or households by means of heat exchangers with a medium such as heating water. This heat exchange (cooling) is necessary before the two gases (hydrogen and oxygen) are compressed in order to reduce the compression energy.

Der Wasserstoff wird komprimiert und anschließend in Druckbehälter oder Metallhydridtanks abgefüllt und darin gelagert und/oder in ein nahes Erdgasnetz eingespeist.The hydrogen is compressed and then filled into pressure vessels or metal hydride tanks and stored therein and / or fed into a nearby natural gas network.

Der in Behälter abgefüllte Wasserstoff kann in einem entsprechenden Fuhrpark in PKWs oder LKWs zum Antrieb verwendet und/oder als Redundanz zur Stromerzeugung in Brennstoffzellen 14 eingespeist werden, wobei der erzeugte Strom über das Umspannwerk 6 ins Stromnetz 7 eingespeist wird. Der Sauerstoff wird ebenfalls komprimiert, eventuell zu Medizinzwecken gereinigt, und in Druckflaschen abgefüllt.The hydrogen filled into containers can be used in a corresponding fleet of vehicles in cars or trucks for propulsion and / or as redundancy for generating electricity in fuel cells 14th are fed in, with the generated electricity via the substation 6th into the power grid 7th is fed in. The oxygen is also compressed, possibly purified for medical purposes, and filled into pressure bottles.

2 zeigt den Aufbau eines Systems 1 an dessen Einsatzort in einer schematischen Darstellung. Zur Verdeutlichung wurde das System 1 durch eine gestrichelte Linie 15 kenntlich gemacht, die dieses umgibt. 2 shows the structure of a system 1 at its place of use in a schematic representation. The system was used for clarity 1 by a dashed line 15th marked that surrounds this.

Die Windkraftanlage 2 und die Solarpanelene 3 sind außerhalb von Containern 16 des Systems 1 angeordnet und mit dem Umspannwerk 6 (1) elektrisch verbunden. Die Windkraftanlage 2 und/oder die Solarpanele 3 können optional modular aufgebaut und mobil ausgebildet sind. Bevorzugt können Sie ebenfalls in Containern transportiert werden.The wind turbine 2 and the solar panels 3rd are outside of containers 16 of the system 1 arranged and connected to the substation 6th ( 1 ) electrically connected. The wind turbine 2 and / or the solar panels 3rd can optionally be modular and designed to be mobile. They can also preferably be transported in containers.

Ein Großteil der Baueinheiten des Systems 1, wie beispielsweise die Elektrolyseure 8 (1) zur Erzeugung von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aus Wasser (H2O), sind in den einander gegenüberliegenden Containern 16 angeordnet, die in 2 rechts neben den Solarpanelen 3 positioniert sind.Most of the building blocks of the system 1 such as the electrolysers 8th ( 1 ) for the production of hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) from water (H 2 O), are in the opposite containers 16 arranged in 2 to the right of the solar panels 3rd are positioned.

In einem weiteren Container 16 ist die Abfüllstation 13 vorgesehen. Die Abfüllstation 13 kann mit einer Tankstelle 17 verbunden sein, an der Fahrzeuge mit dem erzeugten Wasserstoff (H2) befüllt werden können. Der erzeugte Wasserstoff (H2) kann ebenso in dafür geeigneten Behältnissen 18, beispielsweise in Wasserstoffflaschen, an einer dafür vorgesehenen Lagerstelle 19 gelagert werden. Bevorzugt liegen die Tankstelle 17 sowie die Lagerstelle 19 zur besseren Erreichbarkeit direkt an einer Straße 20.In another container 16 is the filling station 13th intended. The filling station 13th can with a gas station 17th connected to the vehicles with the generated hydrogen (H 2 ) can be filled. The generated hydrogen (H 2 ) can also be stored in suitable containers 18th , for example in hydrogen bottles, at a storage location provided for this purpose 19th be stored. The petrol station is preferred 17th as well as the depository 19th for better accessibility directly on a street 20th .

Das System wird von einer oder mehreren Kontrollstationen 21 überwacht und gesteuert, die direkt am Einsatzort des Systems 1 oder entfernt davon angeordnet sind. Die Kontrollstationen 21 sind mit dem System 1 entweder direkt oder mittels einer geeigneten Kommunikationseinrichtung, beispielsweise über das Internet, verbunden.The system is controlled by one or more control stations 21 monitored and controlled directly at the place where the system is used 1 or are arranged remotely therefrom. The control stations 21 are with the system 1 either directly or by means of a suitable communication device, for example via the Internet.

Das System 1 kann einen Parkplatz 22 beispielsweise für Fahrzeuge der Mitarbeiter oder von Besuchern umfassen.The system 1 can have a parking space 22nd for example for vehicles belonging to employees or visitors.

Optional können zusätzlich zu dem System 1 weitere Systeme (nicht dargestellt) am Einsatzort angeordnet werden. Die mehren Systeme bilden dann zusammen eine erfindungsgemäße Anordnung. Sämtliche Systeme sind bevorzugt derart miteinander verbunden, dass sie parallel betrieben werden. Ein Parallelbetrieb der Systeme kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die von den Umspannwerken der einzelnen Systeme erzeugte elektrische Energie vor Einspeisung in das örtliche Stromnetz 7 (1) gebündelt wird. Auch der durch die mehreren Systeme erzeugte Wasserstoff kann vor Abgabe an das Erdgasnetz zusammengeführt werden. Optional kann die von den Systemen benötigte Energie zentral in einem Windpark, umfassend mehrere Windkraftanlagen, und/oder einem Solarpark, umfassend mehrere Solarpanele, erzeugt und dann auf die mehreren Systeme verteilt werden. Es ist aber ebenso möglich, dass die einzelnen Systeme jeweils über ein oder mehrere Windraftanlagen und/oder Solarpanele verfügen.Optionally, in addition to the system 1 further systems (not shown) can be arranged at the place of use. The multiple systems then together form an arrangement according to the invention. All systems are preferably connected to one another in such a way that they are operated in parallel. The systems can be operated in parallel, for example, in that the electrical energy generated by the substations of the individual systems is fed into the local power grid 7th ( 1 ) is bundled. The hydrogen generated by the multiple systems can also be merged before being released into the natural gas network. Optionally, the energy required by the systems can be generated centrally in a wind park, comprising several wind turbines, and / or a solar park, comprising several solar panels, and then distributed to the several systems. However, it is also possible that the individual systems each have one or more wind power plants and / or solar panels.

Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Anordnung zwei, vier, sechs, sieben, oder 10 Systeme zur Energieerzeugung und Energiemanagement auf. Jedes System produziert eine Leistung von ca. 10.000 MWh/a. Durch Verwendung mehrere Systeme kann die Gesamtleistung der Anordnung dadurch bei beispielsweise sieben verwendeten Systemen auf 70.000 MWh/a oder bei Verwendung von 10 Systemen auf 100.000 MWh/a erhöht werden.The arrangement according to the invention preferably has two, four, six, seven or 10 systems for energy generation and energy management. Each system produces an output of approx. 10,000 MWh / a. By using several systems, the total output of the arrangement can be increased to 70,000 MWh / a with, for example, seven systems used, or to 100,000 MWh / a when using 10 systems.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Systemsystem
22
WindkraftanlageWind turbine
33
SolarpanelenSolar panels
44th
Windwind
55
SonneSun
66th
UmspannwerkSubstation
77th
Stromnetzpower grid
88th
ElektrolyseurElectrolyzer
99
Frischwasservorrat (Wasser)Fresh water supply (water)
1010
Erster Vorratsbehälter (Sauerstoff)First storage tank (oxygen)
1111
Zweiter Vorratsbehälter (Wasserstoff)Second storage tank (hydrogen)
1212th
WärmeleitungConduction
1313th
AbfüllstationFilling station
1414th
BrennstoffzellenFuel cells
1515th
Gestrichelte LinieDashed line
1616
ContainerContainer
1717th
TankstelleGas station
1818th
Behältnis (für Wasserstoff)Container (for hydrogen)
1919th
Lagerstelle (für Wasserstoff)Storage point (for hydrogen)
2020th
StraßeStreet
2121st
KontrollstationControl station
2222nd
Parkplatzparking spot

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 202010001737 U1 [0004]DE 202010001737 U1 [0004]

Claims (9)

System zur Energieerzeugung und Energiemanagement, umfassend folgende Baueinheiten: - eine oder mehrere Windkraftanlagen (2) und/oder ein oder mehrere Solarpanele (3) zur Erzeugung von Energie, - ein Umspannwerk (6) zur Leitung von Energie in ein Stromnetz (7) und/oder zu einem oder mehreren Elektrolyseuren (8), - ein oder mehrere Elektrolyseure (8) zur Erzeugung von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) aus Wasser (H2O), - ein Frischwasservorrat (9), der mit dem einen oder mehreren Elektrolyseuren (8) in Strömungsverbindung steht, - ein Vorratsbehälter (10) zur Kompression und Lagerung des erzeugten Sauerstoffs, - einem Vorratsbehälter (11) zur Lagerung des erzeugten Wasserstoffs, - einer Abfüllstation (13) zur Abgabe des erzeugten Wasserstoffs an Fahrzeuge oder an ein Erdgasnetz, - eine oder mehrere Brennstoffzellen (14), die in Verbindung mit dem Vorratsbehälter (10) zur Kompression und Lagerung des erzeugten Sauerstoffs sowie dem Vorratsbehälter (11) zur Kompression und Lagerung des erzeugten Wasserstoffs stehen und die erzeugte Energie an das Umspannwerk (6) weitergeben können und - mehrere 20', 40', 45' HC, 45' PW oder 53' HC Container (16) im Wesentlichen von Quaderform mit jeweils einem Innenraum, wobei das Umspannwerk (6), der eine oder die mehreren Elektrolyseure (8), der Frischwasservorrat (9), die Vorratsbehälter (10, 11), die Abfüllstation (13) und die eine oder mehreren Brennstoffzellen (14) auf die Innenräume der mehreren Container (16) verteilt in diesen angeordnet sind. System for energy generation and energy management, comprising the following structural units: - one or more wind turbines (2) and / or one or more solar panels (3) for generating energy, - a substation (6) for conducting energy into a power grid (7) and / or to one or more electrolysers (8), - one or more electrolysers (8) for generating hydrogen (H 2 ) and oxygen (O 2 ) from water (H 2 O), - a fresh water supply (9), which with to which one or more electrolysers (8) is in flow connection, - a storage container (10) for compressing and storing the generated oxygen, - a storage container (11) for storing the generated hydrogen, - a filling station (13) for dispensing the generated hydrogen Vehicles or to a natural gas network, - one or more fuel cells (14), which in connection with the storage container (10) for compression and storage of the generated oxygen and the storage container (11) for compression and storage ng of the generated hydrogen and can pass the generated energy on to the substation (6) and - several 20 ', 40', 45 'HC, 45' PW or 53 'HC containers (16), essentially of cuboid shape, each with an interior, the substation (6), the one or more electrolysers (8), the fresh water supply (9), the storage containers (10, 11), the filling station (13) and the one or more fuel cells (14) on the interiors of the several Containers (16) are arranged distributed in these. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Innenraum der Container (16) durch eine Bodenwand, vier Seitenwände und eine Deckenwand definiert ist und, dass das eine oder die mehreren Solarpanele (3) in oder auf einer der Seitenwände und/oder der Deckenwand angeordnet und derart ausrichtbar sind, dass Sonnenstrahlung auf die ein oder mehrere Solarpanele treffen.System according to Claim 1 , characterized in that each interior of the container (16) is defined by a bottom wall, four side walls and a top wall and that the one or more solar panels (3) are arranged in or on one of the side walls and / or the top wall and can be aligned in this way are that solar radiation hits the one or more solar panels. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkraftanlagen (2) und/oder ein oder mehrere Solarpanele (3) außerhalb der Container (16) angeordnet und mit dem Umspannwerk (6) elektrisch verbunden sind.System according to Claim 1 , characterized in that the wind power plants (2) and / or one or more solar panels (3) are arranged outside the container (16) and are electrically connected to the substation (6). System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Windkraftanlagen (2) und/oder ein oder mehrere Solarpanele (3) modular aufgebaut und mobil ausgebildet sind.System according to Claim 3 , characterized in that the wind power plants (2) and / or one or more solar panels (3) are modular and designed to be mobile. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfüllstation (13) ausgebildet ist, Wasserstoff in fluider Form abzugeben.System according to one of the preceding claims, characterized in that the filling station (13) is designed to deliver hydrogen in fluid form. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System (1) zusätzlich Wärmetauscher umfasst, um die bei der Elektrolyse anfallende Wärme mit einem Medium an Industrie oder Haushalte weiterzuleiten.System according to one of the preceding claims, characterized in that the system (1) additionally comprises heat exchangers in order to pass the heat generated during the electrolysis with a medium to industry or households. Anordnung umfassend mehrere Systeme (1) nach einem der Ansprüche 1-6.Arrangement comprising several systems (1) according to one of the Claims 1 - 6th . Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Systeme (1) derart miteinander verbunden sind, dass sie parallel betrieben werden.Arrangement according to Claim 7 , characterized in that the systems (1) are connected to one another in such a way that they are operated in parallel. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zwei, bevorzugt vier, weiter bevorzugt sechs, weiter bevorzugt sieben, insbesondere bevorzugt 10 Systeme (1) aufweist.Arrangement according to one of the Claims 6 or 7th , characterized in that the arrangement has two, preferably four, more preferably six, more preferably seven, particularly preferably 10 systems (1).
DE102020124497.5A 2019-09-19 2020-09-21 System for energy generation and energy management Pending DE102020124497A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202019003849.3U DE202019003849U1 (en) 2019-09-19 2019-09-19 System for energy generation and energy management
DE202019003849.3 2019-09-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020124497A1 true DE102020124497A1 (en) 2021-03-25

Family

ID=71079702

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202019003849.3U Active DE202019003849U1 (en) 2019-09-19 2019-09-19 System for energy generation and energy management
DE102020124497.5A Pending DE102020124497A1 (en) 2019-09-19 2020-09-21 System for energy generation and energy management

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202019003849.3U Active DE202019003849U1 (en) 2019-09-19 2019-09-19 System for energy generation and energy management

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE202019003849U1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220112107A1 (en) * 2020-10-12 2022-04-14 David Haberman Integrated System For Water Treatment Energized By Sustainable Hydrogen
DE102022204834A1 (en) 2022-05-17 2023-11-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Water electrolyzer system

Also Published As

Publication number Publication date
DE202019003849U1 (en) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006010111A1 (en) Energy supplying device for building using solar energy as source, has two solar cells, for converting solar energy into electrical and heat energy and fuel cell blocks connected with hydrogen storage device for generating electrical energy
DE202010011567U1 (en) Mobile electricity charging station
DE102018007001A1 (en) Process for the decentralized generation of electrical energy for electromobility
DE102012217710A1 (en) Ferry for traveling at short distance, has super capacitor exhibiting energy store for supplying energy, and charging device that charges energy store with external energy, where energy store is connected with direct current bus
DE102020124497A1 (en) System for energy generation and energy management
DE102018125238A1 (en) Wind turbine for the generation and buffering of electrical energy, module and module system
DE202018105845U1 (en) Wind turbine for generating and buffering electrical energy, module and module system
DE102017206996A1 (en) Multifunctional tank system
DE102019002882A1 (en) Method for refueling vehicles powered by hydrogen
DE102012022029A1 (en) Method and device for providing electrical energy to a consumer
DE202019102516U1 (en) energy system
DE102017120256B4 (en) Traction energy hybrid charging arrangement
DE102017110392A1 (en) System for simultaneous storage and charging of multiple traction batteries for electric vehicles
DE102019124271A1 (en) Charger station for an electric motor vehicle
EP3805427A1 (en) Apparatus and method to fuel a vehicle
DE202020000061U1 (en) Mobile petrol stations for supplying consumers, in particular of electric motor vehicles, with electrical power and hydrogen gas, generated from renewable energies, in particular from wind, solar and hydropower
EP2998385B1 (en) Method for producing hydrogen
DE102021128416A1 (en) Device for supplying hydrogen
DE202015106668U1 (en) Autonomous and self-sufficient plant for hydrogen production and storage
DE102022201918A1 (en) Metallurgical production plant and method for its operation
DE102009015727A1 (en) Energy storage device for supplying electrical energy to e.g. Otto-engine of passenger car, has connection elements arranged such that energy is transmitted based on symmetrical plane and independent of position of device in retaining unit
DE102023102503A1 (en) Large-scale system for the production of green hydrogen
EP4366114A1 (en) Installation for the autonomous and uninterrupted provision of hydrogen
DE102021104041A1 (en) Supply system for electricity and heat
EP3944983A1 (en) Gas tank station