Patent DE-102021002312-A1 (DE)
Title: Simulation zur Produktion von Wasserstoff und grüner Energie um erneuerbare Energien als Primärenergieträger zu validieren
Inventor: KRAUSE RAINER
IPC: G06Q50/06
Filed: 2021-05-03
Abstract: Der provisorische Patententwurf zeigt die Bedürfnisse und Anforderungen auf, um eine konstante Energieversorgung des Stromnetzes durch die ausschließliche Nutzung erneuerbarer Energiequellen zu ermöglichen. Damit soll gezeigt werden, dass erneuerbare Energiequellen als Primärenergieträger anstelle der heute genutzten Atom-, Kohle- und Gaskraftwerke genutzt werden können.Der Patententwurf verwendet aktuelle Solar- und Windkraftanlagendaten, die für Simulationen verwendet werden, die wiederum die Verwendung von erneuerbaren Energien als Primärquellen demonstrieren.Die tatsächlichen Solar- und Windkraftanlagendaten bestimmen den Einspeisepunkt, der in das Netz eingespeist werden soll. Das Simulationsmodell, mit dem zugrundeliegenden Algorithmus, hilft, die zusätzliche Solar- und Wind- oder im Allgemeinen erneuerbare Kraftwerksgröße zu bestimmen, die benötigt wird, um den für die Energieerzeugung erforderlichen Wasserstoff zu erzeugen, falls die erneuerbare Energiequelle alleine dazu nicht in der Lage ist. Der erzeugte Wasserstoff wird in sicheren Tanks gespeichert, wo er in einem späteren Prozess wiederverwendet wird, um bei Bedarf elektrische Energie zu erzeugen. Im Folgenden wird der Prozessablauf visualisiert, beginnend mit der Energieerzeugung durch eine Solar- und Windkraftanlage. Die Solar- und Windenergie wird dann aufgeteilt, wobei ein Teil direkt in das Stromnetz eingespeist wird, während ein erheblicher Teil für die Wasserstoffproduktion verwendet wird. Der Wasserstoff wird dann so gespeichert, dass er später zur Erzeugung elektrischer Energie (grüner Energie) genutzt werden kann, die dann direkt ins Netz eingespeist wird.Der Aufbau muss so konfiguriert und dimensioniert werden, dass eine konstante Energieversorgung in das Netz sichergestellt ist, dies mit Hilfe eines im Dokument gezeigten Simulationsmodells.Die Wasserstoff- und grüne elektrische Energieerzeugung unter Verwendung von Wasserstoff wird mit handelsüblichen Materialien und Komponenten realisiert. Die Wasserstoffproduktionseinheiten, hier als Basiseinheiten bezeichnet, können in Containern zwischen 20' und 40' integriert. Ebenso können für die wasserstoffbasierten Energieerzeugungseinheiten (Brennstoffzellen) alle benötigten Geräte in einem Container installiert werden. Dies gibt uns die Flexibilität, die Container dort zu platzieren, wo sie benötigt werden, insbesondere an dezentralen Standorten. Wobei die Wasserstoffproduktion sowie die Herstellung grüner Energie auch in festen Installationen realisiert werden können.Die Wasserstofferzeugung zur Speicherung von Energieträgern ist nur dann sinnvoll, wenn erneuerbare Energiequellen zur Energieversorgung der Produktion genutzt werden. Die Wasserstoffproduktion muss so klein wie möglich dimensioniert werden, um Kosten und Verluste für eine wirtschaftliche Anwendung zu verwalten.Das Dokument diskutiert verschiedene Lösungen zur Erzeugung von Wasserstoff unter Verwendung von Sonnenenergie, Windenergie oder einer Kombination aus beidem. Es wird auch diskutiert, die verschiedenen Lösungen zu verwenden, um dem Netz ein konstantes Energieniveau (konstanter Einspeisepunkt) zur Verfügung zu stellen. Dies ist eine Grundvoraussetzung, wenn erneuerbare Energien eine Primärenergiequelle sein sollen. Außerdem ist es wichtig, erneuerbare Energiequellen zur Herstellung von Wasserstoff zu nutzen! Dies, um grünen Wasserstoff und daraus wieder grüne Energie zu produzieren.Wichtig ist es, dass die Simulationsumgebung ermöglicht den gesamten Installationsaufwand bezüglich Ressourcen, Kosten, Aufwand, Durchsatz und Effizienz sowie vor allem Zuverlässigkeit, dass konstanter Einspeisepunkt garantiert ist, zu optimieren.