CH693918A5 - Verfahren zur Steuerung einer Brennstoffzellenanordnung. - Google Patents

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CH693918A5
CH693918A5 CH01856/99A CH185699A CH693918A5 CH 693918 A5 CH693918 A5 CH 693918A5 CH 01856/99 A CH01856/99 A CH 01856/99A CH 185699 A CH185699 A CH 185699A CH 693918 A5 CH693918 A5 CH 693918A5
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Reinhold Kehl
Martin Bielski
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Vaillant Gmbh
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Brennstoffzellenanordnung zur Versorgung eines Hausnetzes gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie auf ein Hausnetz zur Durchführung dieses Verfahrens.
Drehstromzähler werden heute dazu benutzt, Energieflüsse vom öffentlichen Netz in ein Hausnetz zu bestimmen und daraus Daten für die Kostenrechnung mit einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen zu gewinnen. Bei Hausnetzen, in denen fotovoltaische Elemente enthalten sind, aber auch bei Hausnetzen der eingangs erwähnten Art, sind Arbeitszähler im Einsatz, die getrennt Strombezug und Strom-einspeisung in das öffentliche Netz erfassen. Dies geschieht ebenfalls nur zum Zweck der späteren Abrechnung und hat keinen Einfluss auf die Steuerung des im Haushaltsnetz integrierten Stromerzeugers.
Bei Hausnetzen mit fotovoltaischen Elementen, deren Primärenergie, das Sonnenlicht, kostenlos ist, stört der in der Regel sehr erhebliche Tarifunterschied zwischen Energiebezug aus dem öffentlichen Netz und der Einspeisung in ein solches nicht. Anders verhält es sich bei elektrischen Energieerzeugern, bei denen der Einsatz der notwendigen Primärenergie mit Kosten verbunden ist, wie dies bei Brennstoffzellen der Fall ist.
Bei solchen ergeben sich bei einer Einspeisung in ein öffentliches Netz meist höhere Kosten für das eingesetzte Brenngas, z.B. Methan, als die einer Einspeisung von Überschussstrom in ein öffentliches Netz vom Elektrizitätsversorgungsunternehmen vergütet wird.
Ziel der Erfindung ist es, bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das einen optimalen Einsatz der für den Betrieb der Brennstoffzellenanordnung erforderlichen Primärenergie ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist sichergestellt, dass ein Einsatz von Primärenergie in einem die Deckung des Bedarfs an elektrischer Energie des Hausnetzes hinausgehenden Ausmass vermieden werden kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Hausnetz zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens anzugeben.
Bei einem Hausnetz gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 2 werden die Massnahmen gemäss dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 vorgesehen.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen kann vermieden werden, dass bei abnehmendem elektrischem Energiebedarf des Hausnetzes die Belastung der Brennstoffzellen auf einem zu hohen Niveau gehalten wird und elektrische Energie in das öffentliche Netz eingespeist wird.
Dabei ergibt sich bei den Massnahmen gemäss dem Anspruch 2 eine in konstruktiver Hinsicht sehr einfache Lösung. Allerdings ist eine solche Lösung nur dann zweckmässig, wenn der Arbeits-Zähler eine ausreichend hohe Genauigkeit aufweist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können bei einem Hausnetz gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 3 die kennzeichnenden Merkmale dieses Anspruches vorgesehen sein.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen kann die Steuerung der Brennstoffzellen mit hoher Genauigkeit erfolgen und rasch auf Änderungen in der Belastung des elektrischen Hausnetzes reagieren.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein erfindungsgemässes Hausnetz zeigt.
Ein erfindungsgemässes Hausnetz 8 weist Brennstoffzellen 5 auf, denen die üblichen, jedoch nicht dargestellten Hilfsaggregate, wie Reformer u. dgl. zugeordnet sind.
An eine elektrische Ausleitung 11 der Brennstoffzellen 5 sind ein elektronisches Stellglied 6 und ein Wechselrichter 7 angeschlossen, der das Hausnetz 8 speist.
Den Brennstoffzellen 5 ist eine Steuerung 1 zugeordnet. Diese ist über Steuerleitungen 12, 13 mit einem in einer zu den Brennstoffzellen 5 führenden Gasleitung 14 angeordneten Stellventil 3 zur Steuerung der Gaszufuhr und einem in einer Wasserleitung 15, die ebenfalls zu den Brennstoffzellen 5 bzw. deren Reformer führt, angeordneten Stellventil 4 verbunden.
Weiter ist die Steuerung 1 über eine Signalleitung 16, über die der Belastung der Brennstoffzellen 5 entsprechende Signale übertragen werden, und über eine weitere Signalleitung 2 mit einem mit einem Vor-/Rücklaufzähler 17 kombinierten Leistungsmesser 9 verbunden.
An diesem Leistungsmesser 9 ist ein öffentliches Netz 10 angeschlossen, wobei der Leistungsmesser 9 die momentane in das Hausnetz 8 eingespeiste Leistung oder die in das öffentliche Netz 10 aus dem Hausnetz 8 eingespeiste Leistung erfasst, wobei der zugeord nete Vor-/Rücklaufzähler 17 entsprechend vorwärts bzw. rückwärts zählt und entsprechende Sig-nale über eine Leitung 18 an die Steuerung 1 liefert.
Diese Steuerung regelt die Belastung bzw. die Stromerzeugung der Brennstoffzellen 5 durch entsprechendes Stellen der Stellventile 3 und 4 in der Weise, dass die Stromerzeugung gedrosselt wird, sobald elektrische Leistung aus dem Hausnetz 8 in das öffentliche Netz gespeist wird. Die Absenkung der Stromerzeugung der Brennstoffzellen 5 erfolgt dabei in einem solchen Ausmass, dass der Bedarf an elektrischer Energie für das Hausnetz 8 noch vollständig von den Brennstoffzellen 5 gedeckt wird. Dies erfolgt in der Weise, dass die Zufuhr von Gas und Wasser zu den Brennstoffzellen 5 mittels der Stellventile 3 und 4 gedrosselt wird.

Claims (3)

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennstoffzellenanordnung (5) zur Versorgung eines Hausnetzes (8), das mit einem öffentlichen elektrischen Netz (10) verbunden ist, wobei die in das Hausnetz (8) eingespeiste Energie gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellenanordnung (5) in Abhängigkeit vom momentanen Leistungsbedarf des Hausnetzes (8) geregelt wird.
2. Hausnetz zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, das mit einer die Zufuhr von Gas und Wasser steuernden Regelung versehenen Brennstoffzellenanordnung (5) gespeist ist und mit einem öffentlichen elektrischen Netz (10) verbunden ist, wobei ein Arbeits-Zähler (9) zur Ermittlung der elektrischen Arbeit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeits-Zähler (9) über eine Leitung (18) mit der Regelung (1) verbunden ist, die den Betrieb der Brennstoffzellenanordnung (5) in Abhängigkeit vom Leistungsbedarf des Hausnetzes (8) steuert.
3. Hausnetz zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, das mit einer die Zufuhr von Gas und Wasser steuernden Regelung versehenen Brennstoffzellenanordnung (5) ge speist ist und mit einem öffentlichen Netz (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leistungsmesser (9), der mit einem richtungsabhängigen Zähler (17) kombiniert ist, vorgesehen ist, der mit der Regelung (1) verbunden ist.
CH01856/99A 1998-10-16 1999-10-13 Verfahren zur Steuerung einer Brennstoffzellenanordnung. CH693918A5 (de)

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