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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2277273

Autonome Stromversorgungssysteme

Autonome Stromversorgungssysteme

Name des Erfinders: Karic Zia Ramizovich
Der Name des Patentinhabers: Karic Zia Ramizovich
Adresse für die Korrespondenz :. 129626, Moskau, Kuchin Spur, 12, kv.1, ZR Karichevu
Startdatum des Patents: 2004.11.25

Die Erfindung betrifft die autonome Stromversorgungsanlage (FPSE) einzelne Objekte von der Übertragungsleitung gelöscht. Gemäß der Erfindung ASEP eine externe Stromquelle, elektrochemischen Generator (EKG) auf Basis von Brennstoffzellen, Batteriepack, der Zelle und Wasserstoff und Sauerstoffflaschen sind Hochdruck, verbunden durch Leitungen und Ventile mit den entsprechenden Gas Hohlräume TE-EKG und Elektrolyseur, zur gleichen Zeit wie TE-EKG gemacht liefert alkalische Brennstoffzellen mit Elektrolytkreislauf wird als alkalische Elektrolyseur Elektrolysezelle entnommen, wobei die Brennstoffzelle und Elektrolyseur ECG einen gemeinsamen Elektrolyt-Zirkulationspfad aufweisen. Schaltung zirkulierende Elektrolyt-Brennstoffzelle mit ECG Elektrolyttank, die für Veränderungen in dem Elektrolytvolumen in der Brennstoffzelle in dem Verdünnungsmodus, die Umwälzpumpe, Wärmetauscher und Ventilsystem zu kompensieren Elektrolytzirkulationsschleife zu der Brennstoffzelle zu der Zelle oder ECG zu verbinden. Im Ausgangszustand ist das freie Volumen des Elektrolyttank 1,1 ÷ 1,2 Volumina Wasser in der Brennstoffzelle durch eine elektrochemische Reaktion bei voller Verbrauch von Wasserstoff und Sauerstoff gebildet wird, die in Zylinder sind. Als eine externe Stromquelle eine erneuerbare Energiequelle genommen, die als Solarpanel oder einer Windkraftanlage, entweder, und beide werden können. TE mit EKG-Elektrolyt-Temperatursensor in der Betriebssteuerschaltung Umwälzpumpe enthalten ausgestattet. Das technische Ergebnis der Erfindung ist, einen zuverlässigen Betrieb in dem ASEP bereitzustellen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der autonomen Energieversorgungssysteme (ASEP) einzelner Gebäude oder Objekte aus der Netzleitung entfernt, nämlich die ASEP, einschließlich erneuerbarer Energiequellen als externe Stromquelle, elektrochemischen Generator (EKG), eine Batterie, ein Elektrolyseur und Zylinder für die Lagerung Reaktanden die (Wasserstoff und Sauerstoff).

Bekannt FPSE umfassend elektrische Netzwerk-Übertragungsleitung als eine externe Energiequelle, ECH basiert Brennstoffzelle (FC) des Polymerelektrolyten, einen Inverter zum Umwandeln und Kraftübertragung von der ECG in einem elektrischen Netz, wobei die Zelle, der Wandler elektrolytische Gleichstrom aus dem Stromnetz zu versorgen, Zylinder zur Wasserstoffspeicherung und Systemventile den Zylinder mit dem ECG, dann in die Zelle zu verbinden (siehe. US Pat. US №6660417, cl. H 01 M 8/18, 2003).

Der Nachteil dabei ist, FPSE seine Befestigung an das Stromnetz, und ein schlechter mit der Verwendung von komplexen Systemen verbunden Zuverlässigkeit ein Gleichgewicht von Wasser und Wärme in einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle zu gewährleisten, sondern auch die Notwendigkeit einer speziell präparierten Wasser Elektrolyseur zu verwenden.

B 60 L 7 Bekannte ASEP für dieselelektrische Lokomotiven, einschließlich eines Diesel-elektrischen Generator als eine externe Energiequelle, EKG-basierte Brennstoffzelle, Elektrolyseur, Wasserstoffspeicherflaschen für Sauerstoff, Wassertank (siehe US Pat.. Kanada №2371297, cl. / 00, 2002).

Der Nachteil dieser ASEP ist eine knappe Ressource der Arbeit und geringe Zuverlässigkeit in Verbindung mit einem begrenzten Angebot an Dieselkraftstoff und Wasser und niedrigen Diesel-elektrischen Generator Zuverlässigkeit.

Von den bekannten ASEP am nächsten die wesentlichen Merkmale und erreichte technische Ergebnis ASEP ist eine externe Stromquelle, EKG-basierte Brennstoffzelle mit einem festen Polymer-Elektrolyt, der Batteriezelle mit einem festen Polymer-Elektrolyt, und Wasserstoff und Sauerstoff durch Leitungen und Ventile verbunden Tanks relevanten Gas Hohlräume TE-EKG und Elektrolyseur (siehe. Das US-Patent. US №6610193, Kl. H 01 M 6/00, 2003).

Der Nachteil dieser ASEP ist ein beschränktes Gebiet der Verwendung mit der Notwendigkeit einer externen Wasserquelle verbunden sind, und die Komplexität ihrer Struktur und der Betrieb der Technik mit der Notwendigkeit der Reinigung von Wasser aus einer externen Wasserquelle verbraucht verbunden.

Die Aufgabe der Erfindung ist, einen zuverlässigen Betrieb in dem ASEP, ohne diese Nachteile zu schaffen.

Das versicherungstechnische Ergebnis in diesem ASEP erreicht hat eine externe Stromquelle, EKG-basierte Brennstoffzelle, eine Batterie, die Zelle und Wasserstoff und Sauerstoff durch Leitungen und Ventile mit den entsprechenden Gas Hohlräume TE-EKG und Elektrolyseur, zur gleichen Zeit verbunden Tanks als TE-EKG-alkalischen Brennstoffzellen genommen mit einem Alkali-Elektrolyt-Zirkulationskreislauf wird als alkalische Elektrolyseur Elektrolysezelle entnommen, wobei die Brennstoffzelle und Elektrolyseur ECG alkalischen Elektrolyten einen gemeinsamen Weg aufweisen. Verwendung der alkalischen Brennstoffzelle ECG und Elektrolyseur kann stark die Regelung und Technologie ASEP Betrieb zu vereinfachen, weil sie von dem alkalischen Elektrolyten Schleife kombiniert werden können, eine Zirkulationspumpe, benötigt keine externe Wasserquelle und das System der Behandlung, die den Bereich der möglichen Verwendung von ASEP erweitert.

Vorteilhafterweise ist mit Sensoren Grenzwerte der oberen und unteren Drücke geeignet, die Wasserstoff und Sauerstoffflaschen wurden. Auf der unteren werden die maximal zulässigen Druckwert TE ECG Last getrennt, wird die Zelle mit einer externen Stromquelle zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff, und die alkalische Elektrolytzirkulationssystem wird von der Brennstoffzelle zu dem ECG und Elektrolyseur verbunden ist, getrennt verbunden.

Vorteilhafterweise wurde der Zirkulationsschleife eines alkalischen Elektrolytbrennstoffzelle ECH mit einem Elektrolyttank, der für Änderungen im Elektrolytvolumen zu kompensieren, die auftritt, wenn die Brennstoffzelle als Ergebnis der Verdünnungswasser in der Brennstoffzelle während der elektrochemischen Reaktion gebildet wird, eine Zirkulationspumpe, ein Wärmetauscher und ein System von Ventilen zum Verbinden der Zirkulationsschleife alkalischen Elektrolyten zu der Brennstoffzelle zu der Zelle oder ECG.

Das Vorhandensein dieser Einheiten ermöglicht die Regelung und Technologie ASEP betreiben und zu verbessern, die Zuverlässigkeit ihres Betriebs, wie die Arbeit der TE-EKG in einem Modus der Verdünnung zu vereinfachen nicht ein komplexes System zu entfernen und die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts von Wasser benötigen. Das Vorhandensein von gemeinsamen alkalischen Elektrolyt-Zirkulationskreislauf und dem Ventilsystem verbunden werden kann, abhängig von der Betriebsart, die Elektrolytzirkulationskreis TE an die ECG oder an eine Zelle.

Es ist ratsam, dass im Anfangszustand das freie Volumen des Elektrolyttank auf 1,1 ÷ 1,2 Volumina Wasser gebildet in der Brennstoffzelle durch eine elektrochemische Reaktion bei voller Verbrauch von Wasserstoff und Sauerstoff entspricht, die in Zylinder sind.

Das Vorhandensein des freien Volumens in dem Elektrolyttank vereinfacht die ASEP Regelung, denn ohne zusätzliche Geräte (Sensoren, Aktoren, etc.) können Sie in einer alkalischen Elektrolytkreislauf das ganze Wasser in dem Prozess der EKG vor der vollständigen Verbrauch von Wasserstoff und Sauerstoff aus der gebildete zu sparen Zylinder, falls notwendig, und dann in einer Elektrolysezelle verwendet werden, um Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen.

Es ist ratsam, dass eine externe Stromquelle für erneuerbare Energien gemacht: Solarpanel, eine Windkraftanlage entweder und beide. Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen ermöglicht ASEP in entlegenen Gebieten, wo es keine Stromnetz Übertragungsleitungen und als die Energie der Sonnenstrahlung und Windenergie eingesetzt. Darüber hinaus sind diese Energiequellen umweltfreundlich und nicht Schäden an der Umwelt verursachen.

Vorteilhafterweise wurden die Brennstoffzellenelektrolyt ECG mit einem Temperatursensor ausgestattet, enthalten eine Zirkulationspumpe in der Steuerschaltung. Das Vorhandensein eines Temperaturfühlers liefert die erforderliche Temperatur, die durch eine Änderung der Betriebsart der Zirkulationspumpe bei der Temperatur-Sensorsignal aufrechterhalten wird.

Dirigiert Stand der Technik Analyse hat gezeigt, dass die beanspruchte Kombination von wesentlichen Merkmale, die in den Ansprüchen, ist nicht bekannt. Dies erlaubt die Schlussfolgerung, dass es für das Kriterium "Neuheit" angemessen ist.

Um die Einhaltung der beanspruchten Erfindung zu überprüfen, das Kriterium der "erfinderischen Tätigkeit" durchgeführt, eine weitere Suche nach dem Stand der Technik, um Zeichen zu erkennen, die mit den Besonderheiten des Prototyps der beanspruchten technischen Lösung zusammenfallen. Es wird festgestellt, dass die beanspruchte technische Lösung soll nicht explizit aus dem Stand der Technik. Daher trifft die beanspruchte Erfindung das Kriterium der "erfinderischen Tätigkeit".

Die Zeichnung zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Funktionsschaltung FPSE.

Autonome Stromversorgungssysteme

ASEP umfasst eine externe elektrische Stromquelle 1, beispielsweise ein Solarpanel oder einer Windkraftanlage, ECH 2 Batterie 3, die Zelle 4 die pH 5 und Sauerstoff 6 Zylinder, Rohre 7 und die Ventile 8, 9 für den entsprechenden Gashohlräume TE ECG und Elektrolyseur verbindet, Sensoren obere und untere Grenzwerte von Drücken von Wasserstoff und Sauerstoff von 17, 18 bzw. 10 Elektrolyt-Zirkulationskreislauf mit dem Behälter 11, die Pumpe eine Zirkulations 12, 13 Wärmetauscher und Ventilsystem 14 mit einer Elektrolytzirkulationsschleife 2 TE ECG oder an eine Zellkontrolle 4. Arbeits zu verbinden ECG Temperatur TE 2 mit einem Temperatursensor 15 versehen, der Pumpe 16 in der Steuerschaltung enthalten ist 12. die Kapazität des Elektrolyten 11 in dem Anfangszustand ist das freie Volumen, 1.1-1.2 gleichen Volumen Wasser in der Brennstoffzelle durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoff mit vollständigen Verbrauch gebildet und Sauerstoff befindet sich in Zylinder 5, 6.

ASEP funktioniert wie folgt

Wasserstoff und Sauerstoff aus den Zylindern 5 und 6, die jeweils über die Ventile 8 und 9 über die Leitungen 7 zugeführt, in jeweilige Hohlräume TE ECG. ECG erzeugt einen elektrischen Strom, der dem Verbraucher zugeführt wird (nicht dargestellt). TE ECG zeichnet sich durch die Wärmeunterdrückungsschleife Zirkulation des Elektrolyten 10 und wird in dem Wärmeaustauscher 13. Der sich ergebende Reaktionswasser sammelt sich in dem Elektrolyttank in die Umgebung abgegeben, wodurch es in Volumen und die Verdünnung zu erhöhen. Das freie Volumen des Elektrolyttanks in den Ausgangszustand wird 5 auf dem erforderlichen Stromverbrauch von ASEP und Stammreagens in Zylindern ausgewählt basierend, 6. Wenn die Ausgaben den gesamten Bestand von Reagenzien für die Signalsensoren niedriger die maximal zulässige Druck 17 Werte, 18 durch die Ventile 14 des Elektrolytzirkulationssystems von der Brennstoffzelle getrennt wird und das EKG 4 mit der Zelle verbunden ist, und dann in die Zelle 4 wird Strom von der externen Stromquelle 1. der alkalische Elektrolyt elektrolysiert wird, zugeführt wird, Sauerstoff und Wasserstoff gebildet werden, in den Zylindern angesammelt 5 und 6 jeweils die Ventile 8, 9 aus den getrennten Zylindern TE ECG. Beim Auslösen 10 der obere Sensor maximal zulässigen Druck Reagenzien Elektrolytkreislauf wird aus dem Elektrolyseur 4 getrennt und mit der Brennstoffzelle verbunden ECG. Die externe Stromquelle wird von der Batterie 3 aus den Elektrolyseur 1 4. Strom Verbraucher während der Schaltkomponenten ASEP erzeugten getrennt.

Basierend auf dem Vorstehenden kann der Schluss gezogen werden, dass die angebliche ASEP kann mit dem Erreichen der beanspruchten technischen Ergebnis in der Praxis realisiert werden, das heißt, es erfüllt das Kriterium der "industrielle Anwendbarkeit".

FORDERUNGEN

1. Unabhängige Energieversorgungssystem eine externe Stromquelle umfassend, bezogen auf elektrochemischen Generator Brennstoffzellenbatterie, elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff und Sauerstoffflaschen durch Rohre verbunden sind und entsprechende Ventile mit Brenngashohlräume Elemente des elektrochemischen Generators und der Elektrolyseur, dadurch gekennzeichnet, dass die elektro~~POS=TRUNC Brennstoffzellengenerator alkalische Brennstoffzellen mit Elektrolytkreislauf genommen wird als alkalische Elektrolyseur Elektrolysezelle entnommen, wobei die elektrochemische Brennstoffzellengenerator und der Elektrolyseur Elektrolyt eine gemeinsame Schaltung aufweisen.

2. Stand-alone Stromversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstoff und Sauerstoffflaschen mit Sensoren der oberen und unteren Maximalwerte zulässigen Druck ausgerüstet sind.

3. Unabhängige Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, wobei die Elektrolytzirkulationsschleife elektrochemischen Brennstoffzellengenerator mit einem Elektrolyttank vorgesehen ist, die für Veränderungen in dem Volumen des Elektrolyten zu kompensieren, der auftritt, wenn die Brennstoffzelle als Ergebnis der Verdünnungswasser in der Brennstoffzelle während der elektrochemischen gebildet Reaktion, eine Umwälzpumpe, einen Wärmetauscher und ein System von Ventilen, die Elektrolytzirkulationspfad zu den Brennstoffzellen des elektrochemischen Generator oder an der Zelle zu verbinden.

4. Unabhängige Energieversorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Anfangszustand das freie Volumen des Elektrolyttank 1,1 ÷ 1,2 Volumina Wasser in der Brennstoffzelle durch eine elektrochemische Reaktion von Wasserstoff mit dem vollen und des Sauerstoffverbrauchs, gebildet ist abgefüllte .

5. Unabhängige Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Energiequelle erneuerbarer Energie entnommen wird.

6. Unabhängige Energieversorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch als eine erneuerbare Stromquelle genommen Solarbatterie aus.

7. Eine unabhängige Energieversorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch als erneuerbare Stromquelle genommen Windkraftanlage aus.

8. Stand-alone-Stromversorgungssystem nach Anspruch 4, wobei als eine erneuerbare Stromquelle Solarpanel und Windkraftanlage genommen.

9. unabhängigen Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzellen-Elektrolyt elektrochemischen Generator mit einem Temperatursensor in der Betriebssteuerschaltung der Zirkulationspumpe enthalten bereitgestellt.

Druckversion
Erscheinungsdatum 11.02.2007gg