DE102004044646B4

DE102004044646B4 - Brennstoffzellen-System als primäre elektrische Energieversorgung für Luftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102004044646B4
Application number: DE102004044646A
Authority: DE
Inventors: Hubert Gans
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2024-09-16
Also published as: US8137854B2; US20060138278A1; DE102004044646A1

Abstract

Energieversorgungssystem an Bord eines Luftfahrzeuges, umfassend:
eine Brennstoffzellen-Anordnung;
eine elektrische Energieverteilungseinrichtung (2); und
eine Regeleinheit (5);
wobei die Brennstoffzellen-Anordnung zumindest ein Brennstoffzellen-Modul (1) umfasst;
wobei die Brennstoffzellen-Anordnung zur Bereitstellung von elektrischer Energie an die elektrische Energieverteilungseinrichtung (2) ausgeführt ist;
wobei die elektrische Energieverteilungseinrichtung (2) zur Verteilung der bereitgestellten Energie an elektrische Verbraucher ausgeführt ist;
wobei die Regeleinheit (5) über eine erste Signalstrecke (16) mit der elektrischen Energieverteilungseinrichtung (2) verbunden ist;
wobei die Regeleinheit (5) ferner über eine zweite Signalstrecke (17) mit dem zumindest einem Brennstoffzellen-Modul (1) verbunden ist;
wobei die elektrische Energieverteilungseinrichtung (2) zur Übertragung von Signalen an die Regeleinheit (5) ausgeführt ist;
wobei die Regeleinheit (5) zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Energieverteilungseinrichtung (2) über die erste Signalstrecke (16) ausgeführt ist; und
wobei es sich bei dem Luftfahrzeug um ein Luftfahrzeug mit einem Starter-Generator (3) je Triebwerk ohne...

Description

Die Erfindung betrifft die Energieversorgung für Flugzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Energieversorgungssystem an Bord eines Luftfahrzeugs.
In modernen Luftfahrzeugen werden verschiedene Arten der Übertragung von Energie für die Versorgung der Flugzeugsysteme verwendet. Neben elektrischer Energie liefern die Haupttriebwerke auch pneumatische sowie hydraulische Energie mittels der entsprechenden Medien an das Flugzeug. Die Hilfsturbine liefert in der Regel pneumatische und elektrische Energie für den Start der Triebwerke und den Betrieb des Flugzeuges am Boden und im Notfall.
Die Hydraulik- und Zapfluftsysteme, die über weite Strecken durch das Flugzeug geführt werden, weisen eine ganze Reihe von Nachteilen auf. Bei Zapfluftsystemen ist ein hoher konstruktiver Aufwand erforderlich, z. B. für die Betätigung der pneumatischen Ventile und für Zwischenkühler. Der Wartungsaufwand am Triebwerk und im Flugzeug ist dabei hoch. Die Kabinenklimatisierungssysteme, die mit Zapfluft betrieben werden, haben einen geringen Wirkungsgrad. Die hydraulischen Systeme der Luftfahrzeuge erfordern einen beträchtlichen Wartungsaufwand.
Die Energie, welche für den Betrieb von (zukünftigen) voll-elektrischen Bordsysteme notwendig ist, kann durch mehrere vom Triebwerk angetriebene Generatoren bereitgestellt werden. Diese zusätzlichen Generatoren führen jedoch in der Regel dazu, dass der Geräteträger entsprechend stark mechanisch belastet wird. Alternativ zur Installation an einen Geräteträger können die Triebwerksgeneratoren an die Triebswerkswellen direkt angekoppelt werden. Allerdings führen beide Konzepte zu einem schweren, wenig effizienten, schlecht regelbaren sowie wartungsunfreundlichen Triebwerk.
DE 198 21 952 C2 betrifft eine Energieversorgungseinheit an Bord eines Luftfahrzeuges, welche eine Brennstoffzelle aufweist, welche elektrischen Strom erzeugt und mittels derer Gasgeneratoren ersetzt werden.
WO 2004/037641 A2 offenbart ein sekundäres Energieversorgungssystem in einem Flugzeug, welches Energieversorgungssystem mittels zwei Starter/Generatoreinheiten je Triebwerk elektrische Energie für eine Vielzahl von Flugzeugsystemen bereitstellt.
DE 31 26 149 A1 betrifft ein elektrisches Flugzeugtriebwerkstart- und Generatorsystem in einem Flugzeug, welches System einen Synchrongenerator aufweist, der eingerichtet ist, im Startbetrieb als Motor zum Flugzeugtriebwerk-Starten beizutragen. Nach dem Start als Erzeuger elektrischer Energie für elektrische Lasten im Flugzeug bereitzustellen.
DE 23 43 839 A betrifft ein Anlassgetriebe zur Verwendung zwischen einem Flugzeugtriebwerk und einem Generator. Bei vorgegebener Drehzahl wird der Generator als Synchronmotor betrieben und liefert Energie zum Anlassen des Triebwerks. Wenn das Triebwerk die Leerlaufdrehzahl erreicht hat, wird der Generator als Generator betrieben.
US 2003/0230671 A1 betrifft ein Flugzeug, welches eine Brennstoffzelle aufweist, die einen Propeller des Flugzeugs antreibt.
DE 196 17 915 C2 betrifft eine Anordnung zur Energieverteilung in einem Flugzeug, welche eine Energiesteuerungseinheit aufweist, die eine Prioritätsmatrix umfasst.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Energieversorgungssystem an Bord von Luftfahrzeugen anzugeben, welches unter anderem eine erhöhte Sicherheit bietet.
Diese Aufgabe wird durch ein Energieversorgungssystems an Bord eines Luftfahrzeuges gelöst, welches eine Brennstoffzellen-Anordnung und eine elektrische Energieverteilungseinrichtung sowie eine Regeleinheit umfasst, wobei die Brennstoffzellen-Anordnung zumindest ein Brennstoffzellen-Modul umfasst. Die Brennstoffzellen-Anordnung ist hierbei zur Bereitstellung von elektrischer Energie an die elektrische Energieverteilungseinrichtung ausgeführt, wobei die elektrische Energieverteilungseinrichtung zur Verteilung der bereitgestellten Energie an elektrische Verbraucher ausgeführt ist, wobei die Regeleinheit über eine erste Signalstrecke mit der elektrischen Energieverteilungseinrichtung verbunden ist, wobei die Regeleinheit ferner über eine zweite Signalstrecke mit dem zumindest einem Brennstoffzellen-Modul verbunden ist, wobei die elektrische Energieverteilungseinrichtung zur Übertragung von Signalen an die Regeleinheit ausgeführt ist, wobei die Regeleinheit zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Energieverteilungseinrichtung über die erste Signalstrecke ausgeführt ist, und wobei es sich bei dem Luftfahrzeug um ein Luftfahrzeug mit einem Starter-Generator je Triebwerk ohne weitere Haupttriebwerksgeneratoren handelt.
Indem in das bordinterne Energieversorgungssystem Brennstoffzellen integriert werden, ist es beispielsweise möglich, den Wirkungsgrad der bordinternen Energieerzeugung zu erhöhen und somit letztendlich den Kraftstoffverbrauch während des Fluges zu vermindern. Die Brennstoffzellen können Hochspannungs-Gleichstromsysteme direkt mit Gleichstrom versorgen. Das Brennstoffzellensystem weist eine geringere Schadstoffemission auf als eine vergleichsweise Hilfsgasturbine und erzeugt dabei deutlich weniger Lärm.
Weiterhin kann sich dadurch der Wartungsaufwand der Haupttriebwerke vermindern. Ebenso kann sich dadurch das Gewicht der Haupttriebwerke vermindern. Aufgrund der fehlenden Haupttriebswerksgeneratoren kann der Wirkungsgrad und das Nebenstromverhältnis des Triebwerks erhöht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Regeleinheit des Energieversorgungssystems über eine erste Signalstrecke mit der elektrischen Energieverteilungseinrichtung verbunden, wobei die Regeleinheit zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Energieverteilungseinrichtung über die erste Signalstrecke ausgeführt ist.
Vorteilhafterweise ist somit eine Möglichkeit zur individuellen Regelung oder Steuerung der Energieversorgung für die jeweiligen elektrischen Verbraucher, welche mit der elektrischen Energieversorgungseinrichtung verbunden sind, möglich, so dass ein zentrales Energiemanagement durchführbar ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Regeleinheit ein Priorisierungsmittel auf, wobei das Priorisierungsmittel zur Aufstellung einer Rangliste der elektrischen Verbraucher ausgeführt ist. Die Regeleinheit ist hierbei zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Energieverteilungseinrichtung über die erste Signalstrecke derart ausgeführt, dass die bereitstehende Energie an die elektrischen Verbraucher entsprechend der Rangliste der elektrischen Verbraucher verteilbar ist.
Somit ist eine Optimierung des Energiemanagements möglich, derart, dass Verbraucher mit hoher Priorität in jedem Fall mit ausreichender elektrischer Energie versorgt werden, während im Falle eines Versorgungsengpasses lediglich weniger wichtige Verbraucher, also Verbraucher, die weiter unten in der Rangliste stehen, evtl. mit einer unzureichenden Energiemenge versorgt werden. Hierdurch ist auch im Falle einer zeitweisen Energieunterversorgung des Gesamtnetzes immer noch eine ausreichende Energieversorgung der priorisierten Verbraucher gewährleistet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrische Energieverteilungseinrichtung zur Übertragung von Signalen an die Regeleinheit ausgeführt, wobei die Regeleinheit über eine zweite Signalstrecke mit dem zumindest einen Brennstoffzellen-Modul verbunden ist und wobei die Regeleinheit über die zweite Signalstrecke das zumindest eine Brennstoffzellen-Modul steuert oder regelt.
Vorteilhafterweise wird damit ein bordinternes Energieversorgungssystem angegeben, welches eine Energieverteilungseinrichtung aufweist, die mit der entsprechenden Regeleinheit Rücksprache halten kann. Beispielsweise kann es sich bei den hierbei übertragenen Signalen um Informationen bezüglich einem zukünftigen Energiebedarf eines bestimmten Verbrauchers handeln. Als Reaktion darauf kann die Regeleinheit beispielsweise über die zweite Signalstrecke das zumindest eine Brennstoffzellen-Modul weiter hochfahren oder auch entsprechend drosseln.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungder Erfindung umfasst das Energieversorgungssystem weiterhin einen Starter-Generator, wobei der Starter-Generator zur Erzeugung von Energie ausgeführt ist und wobei der Starter-Generator zur zumindest teilweisen Abgabe seiner erzeugten Energie an die elektrische Energieverteilungseinrichtung ausgeführt ist.
Vorteilhafterweise wird der Energieverteilungseinrichtung somit auch dann elektrische Energie geliefert, wenn keine der Brennstoffzellen-Module in Betrieb sind. Weiterhin können Spitzen im Energiebedarf, welche von den Brennstoffzellen-Modulen nicht abgedeckt werden können, durch die Starter-Generatorenenergie abgedeckt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Starter-Generator auf einer Welle eines Kerntriebwerks integriert, so dass ein Geräteträger nicht erforderlich ist.
Vorteilhafterweise werden hierdurch die Anforderungen an die Statik der Primärstruktur des Flugzeugs reduziert. Weiterhin kann durch Einsparung des Geräteträgers das Gesamtgewicht des Flugzeuges maßgeblich reduziert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die elektrischen Verbraucher ausgewählt aus der Gruppe umfassend elektrische Kabinenklimatisierung, elektrische Flügelenteisung und elektrische Gondelenteisung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
1 zeigt eine elektrische Energieversorgung für Luftfahrzeuge mit von den Triebwerken angetriebenen Generatoren.
2 zeigt ein Brennstoffzellen-System als primäre elektrische Energieversorgung für Luftfahrzeuge gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 zeigt den Einbau eines Brennstoffzellen-Systems in ein Luftfahrzeug mit vollelektrischen Bordsystemen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Energieversorgung für Luftfahrzeuge mit Generatoren, welche von den Triebwerken angetrieben werden. Die Energieversorgung besteht hierbei maßgeblich aus einem elektrischen Bordnetz 15, einer Energieverteilung 2 und elektrischen Generatoren des Triebwerks 19–22. Die elektrischen Generatoren 19–22 werden hierbei über das Triebwerk angetrieben und erzeugen elektrische Energie, welche sie über Versorgungsleitungen 14 an die Energieverteilungseinrichtung 2 abgeben. Bei den Triebwerksgeneratoren 19 und 20 handelt es sich um den ersten und den zweiten Triebwerksgenerator des ersten Triebwerks. Bei den Triebwerksgeneratoren 21, 22 handelt es sich um den ersten und zweiten Generator des zweiten Triebwerks (die Triebwerke sind in 1 nicht dargestellt). Weiterhin ist eine Hilfsgasturbine 18 über Versorgungsleitung 27 an die Energieverteilung 2 angeschlossen. Die vier Triebwerksgeneratoren 19–22 und die Hilfsgasturbine 18 sind über entsprechende Signalstrecken 25, 26, 24 mit der Energieverteilungseinrichtung 2 verbunden und können somit von der Energieverteilungseinrichtung 2 angesteuert werden.
Weiterhin weist das Energieversorgungssystem einen ersten Starter-Generator 3 und einen zweiten Starter-Generator 28 auf, welche über Verbraucheranschlüsse 150, 155 mit dem elektrischen Bordnetz 15 verbunden sind. Beide Starter-Generatoren 3, 28 können über Versorgungsleitungen 29, 30 Energie an die Energieverteilung 2 abgeben.
Weiterhin sind elektrische Verbraucher 4, 11, 12, 13 über Verbraucheranschlüsse 151, 152, 153, 154 an das Bordnetz 15 angeschlossen. Das Bordnetz wird hierbei über die Energieverteilung 2 und den entsprechenden Anschluss 156 mit Energie versorgt.
2 zeigt ein Energieversorgungssystem mit einem Brennstoffzellen-System als primäre elektrische Energieversorgung für Luftfahrzeuge in Form einer schematischen Darstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Energieversorgungssystem umfasst hierbei im wesentlichen ein elektrisches Bordnetz 15, eine elektrische Energieverteilungseinrichtung 2 und eine Brennstoffzellen-Anordnung 1, 9, 10. Weiterhin umfasst das Energieversorgungssystem eine zentrale Brennstoffzellen-Regelung 5.
Die zentrale Brennstoffzellen-Regelung (auch Regelungseinheit, Regeleinheit, Steuereinheit oder zentrale Steuereinheit genannt) 5 ist hierbei über zweite Signalstrecken 17 mit den einzelnen Brennstoffzellen-Modulen 1, 9, 10 verbunden und kann somit die Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10 einzeln ansteuern bzw. regeln.
Weiterhin ist die Regelungseinheit 5 über eine erste Signalstrecke 16 mit der elektrischen Energieverteilungseinrichtung (auch Energieverteilungseinheit oder Energieverteilung genannt) 2 verbunden, so dass die Steuereinheit 5 die Energieverteilungseinheit 2 entsprechend ansteuern oder regeln kann. Weiterhin kann ein Informationsaustausch zwischen Energieverteilungseinrichtung 2 und Regeleinheit 5 stattfinden, welcher beispielsweise Informationen bezüglich zukünftig zu erwartendem Energieverbrauch einzelner Verbraucher 4, 11, 12, 13 umfasst. Somit ist es beispielsweise möglich, dass die zentrale Steuereinheit 5 zukünftig zu erwartende Energieverbrauchsspitzen durch entsprechendes Hochregeln einzelner Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10 entgegentritt bzw. bei zukünftigem zu erwartenden geringem Energieverbrauch die Leistung der Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10 entsprechend herunterregelt. Somit ist die Energieversorgung an Bord des Luftfahrzeuges mit hoher Wahrscheinlichkeit gewährleistet. Bei geringem Energieverbrauch kann die Leistung der Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10 entsprechend heruntergeregelt werden, was zu einer effektiven Rohstoffeinsparung führt.
Natürlich ist es hinsichtlich der Versorgungssicherheit an Bord des Luftfahrzeuges möglich, einzelne Bauteile redundant auszuführen. So können beispielsweise mehrere zentrale Versorgungseinheiten 5 vorgesehen sein, welche beispielsweise an verschiedenen Orten des Flugzeuges untergebracht sind, so dass die Möglichkeit eines Systemsausfalls minimiert wird.
Weiterhin ist es möglich, ein Überangebot an einzelnen Brennstoffzellen-Modulen 1, 9, 10 bereitzustellen, so dass auch überhöhter Energieverbrauch stets befriedigt werden kann, selbst wenn einzelne Brennstoffzellen-Module ausfallen sollten.
Weiterhin umfasst das Energieversorgungssystem einen Starter-Generator 3, welcher über Verbraucheranschluss 155 an das Bordnetz 15 angeschlossen ist. Weiterhin ist der Starter-Generator 3 über elektrische Versorgungsleitung 14 an die Energieverteilung 2 angeschlossen. Somit ist es möglich, dass der Starter-Generator 3 einerseits Energie an die Energieverteilung 2 bereitstellt, falls beispielsweise unvorhergesehene Energieverbrauchsspitzen nicht alleine von den Brennstoffzellen-Modulen 1, 9, 10 abgedeckt werden können, und andererseits, beispielsweise beim Triebwerksstart, vom elektrischen Bordnetz 15 aus versorgt wird.
Das elektrische Bordnetz 15 wird von der Energieverteilung 2 über Anschluss 156 mit elektrischer Energie beliefert und versorgt über Verbraucheranschlüsse 151–154 die entsprechenden Verbraucher 4, 11, 12, 13. Bei diesen Verbrauchern kann es sich beispielsweise um eine elektrische Kabinenklimatisierung, elektrische Flügelenteisung und elektrische Gondelenteisung handeln. Weiterhin kann ein Triebwerk oder ein Triebwerkssystem des Luftfahrzeugs über die Energieverteilung 2 und das elektrische Bordnetz 15 oder aber auch direkt über einzelne Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10 mit Energie versorgt werden (nicht gezeigt in 2).
Die zentrale Regeleinheit 5 weist weiterhin ein sogenanntes Priorisierungsmittel auf (nicht dargestellt in 2). Durch diese Priorisierungsmittel kann, beispielsweise in Kommunikation mit der Energieverteilung 2 und den einzelnen Brennstoffzellen-Modulen 1, 9, 10, eine Rangliste der elektrischen Verbraucher 4, 11, 12, 13 aufgestellt werden. Die Rangliste bestimmt hierbei die Priorität, mit der die einzelnen Verbraucher 4, 11, 12, 13 mit Energie versorgt werden sollen. Beispielsweise kann im Fall einer eventuellen Mangelversorgung mit Energie der prioritätsschwächste Verbraucher (beispielsweise ein Filmprojektor zur Unterhaltung der Fluggäste) von der Energieversorgung getrennt werden. Prioritätshöhere Verbraucher hingegen werden entsprechend der Rangliste bevorzugt mit Energie versorgt, so dass hier eine ausreichende Energieversorgung auch in Notfällen sichergestellt ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Einbaus eines Energieversorgungssystems mit verschiedenen Brennstoffzellen-Modulen als primäre elektrische Energieversorgung in einem Luftfahrzeug mit vollelektrischen Bordsystemen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in 3 zu erkennen, weist das Luftfahrzeug 23 mehrere Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10, eine elektrische Energieverteilung 2, ein elektrisches Bordnetz 15 und Versorgungsleitungen 14 für die Energieverteilung 2 auf.
Die elektrischen Flugzeugsysteme, wie beispielsweise die elektrische Kabinenklimatisierung 6, die elektrische Flügelenteisung 7, die elektrische Gondelenteisung 8 und der Starter-Generator 3 des Triebwerks bzw. die einzelnen Triebwerke oder Triebwerksysteme werden primär mit dem erfindungsgemäßen Energieversorgungssystem versorgt. Dem elektrischen Bordnetz 15 wird hierbei Energie über die elektrische Energieverteilung 2 bereitgestellt, welche über Versorgungsleitungen 14 mit den Brennstoffzellen-Modulen 1, 9, 10 verbunden ist.
Die primären Energieerzeuger sind die Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10, die zusammen mit der Regeleinheit 5 ein Brennstoffzellen-System ausbilden. Außerdem kann mittels Starter-Generatoren 3 der Triebwerke während der Flugmission zusätzliche elektrische Energie an das elektrische Energieverteilungssystem 2 abgegeben werden. Eine Brennstoffzellen-Regeleinheit 5 empfängt Signale der Energieverteilung 2 und regelt die Brennstoffzellen- Module 1, 9, 10. Die Anzahl und Lage der dargestellten Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10, Regler, Bordnetze, Versorgungsleitungen sowie Energieverteiler ist dabei für die Erfindung nicht maßgeblich, sondern kann entsprechend der gewünschten Ausfallsicherheit sowie anderer Kriterien bestimmt werden.
Die Energieverteilung enthält entsprechend eines Ausführungsbeispiels der Erfindung eine Regelung der Energiebereitstellung abhängig von der Bedeutung der einzelnen Energieverbraucher (nicht dargestellt in 3). Beispiele für elektrische Verbraucher sind Kabinenklimatisierung inkl. Druckhaltung, die Flügel- und Gondelenteisung 7, 8, sowie der Starter-Generator 3. Weitere elektrische Bordsysteme sind wegen der besseren Übersichtlichkeit von 3 nicht dargestellt.
Bei dem in 3 dargestellten Flugzeug kann es sich beispielsweise um ein vollelektrisches Luftfahrzeug mit einem Starter-Generator 3 ohne weitere Haupttriebwerksgeneratoren handeln. Der Starter-Generator 3 ist hierbei auf einer Welle des Kerntriebwerks integriert, so dass ein Geräteträger nicht erforderlich ist.
Verschiedene Typen von Brennstoffzellen haben unterschiedliche Wirkungsgrade. Diese sind besser, als der elektrische Wirkungsgrad, der mit Hilfsgasturbinen gemäß dem Stand der Technik erzielt werden kann. Der elektrische Wirkungsgrad der Brennstoffzellen-Module 1, 9, 10 ist in der Regel größer, als der von Triebwerksgeneratoren. Während der Flugmission kann mit der erfindungsgemäßen effizienten Energieerzeugung durch die Brennstoffzellen in Verbindung mit effizienteren elektrischen Bordsystemen der Kraftstoffverbrauch vermindert werden. Das bedeutet, dass die Erfindung es ermöglicht, alle Vorteile von vollelektrischen Bordsystemen (Vereinheitlichung, einfache elektrische Leitungen, hohe Effizienz, Wartbarkeit, Zuverlässigkeit) mit weniger Kraftstoffverbrauch zu verbinden. Brennstoffzellen können Hochspannungs-Gleichstromsysteme direkt mit Gleichstrom versorgen. Das Brennstoffzellen-System weist eine geringere Schadstoffemission auf als eine entsprechende Hilfsgasturbine und erzeugt dabei deutlich weniger Lärm.
Dabei werden die Triebwerke deutlich vereinfacht und können effizienter Schub erzeugen. Die Triebwerke haben deutlich weniger Schnittstellen mit dem Flugzeug. Ihre Regelung wird vereinfacht und muss nicht mehr die energetischen Anforderungen der Flugzeugsysteme mitberücksichtigen. Ein Geräteträger ist nicht mehr erforderlich, wenn der Starter-Generator 3 auf der Welle des Kerntriebwerks integriert wird.
Falls beispielsweise Triebwerke mit magnetischer Wellenlagerung Verwendung finden, kann der damit zusammenhängende erhöhte Energieverbrauch durch das erfindungsgemäße Energieversorgungssystem gedeckt werden.
Durch den Einsatz eines Energieversorgungssystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann sich der Wartungsaufwand des gesamten Flugzeuges deutlich vermindern.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung und dem erfindungsgemäßen Prinzip auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungsformen Gebrauch macht.
Ergänzend sei darauf hinzuweisen, dass „umfassend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten

Claims

Energieversorgungssystem an Bord eines Luftfahrzeuges, umfassend: eine Brennstoffzellen-Anordnung; eine elektrische Energieverteilungseinrichtung (2); und eine Regeleinheit (5); wobei die Brennstoffzellen-Anordnung zumindest ein Brennstoffzellen-Modul (1) umfasst; wobei die Brennstoffzellen-Anordnung zur Bereitstellung von elektrischer Energie an die elektrische Energieverteilungseinrichtung (2) ausgeführt ist; wobei die elektrische Energieverteilungseinrichtung (2) zur Verteilung der bereitgestellten Energie an elektrische Verbraucher ausgeführt ist; wobei die Regeleinheit (5) über eine erste Signalstrecke (16) mit der elektrischen Energieverteilungseinrichtung (2) verbunden ist; wobei die Regeleinheit (5) ferner über eine zweite Signalstrecke (17) mit dem zumindest einem Brennstoffzellen-Modul (1) verbunden ist; wobei die elektrische Energieverteilungseinrichtung (2) zur Übertragung von Signalen an die Regeleinheit (5) ausgeführt ist; wobei die Regeleinheit (5) zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Energieverteilungseinrichtung (2) über die erste Signalstrecke (16) ausgeführt ist; und wobei es sich bei dem Luftfahrzeug um ein Luftfahrzeug mit einem Starter-Generator (3) je Triebwerk ohne weitere Haupttriebwerksgeneratoren handelt.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 1, wobei die Regeleinheit (5) ein Priorisierungsmittel aufweist; wobei das Priorisierungsmittel zur Aufstellung einer Rangliste der elektrischen Verbraucher ausgeführt ist; und wobei die Regeleinheit (5) zur Steuerung oder Regelung der elektrischen Energieverteilungseinrichtung (2) über die erste Signalstrecke (16) derart ausgeführt ist, dass die bereitstehende Energie an die elektrischen Verbraucher entsprechend der Rangliste der elektrischen Verbraucher verteilbar ist.
Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Regeleinheit (5) über die zweite Signalstrecke (17) das zumindest eine Brennstoffzellen-Modul (1) steuert oder regelt.
Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Starter-Generator (3) zur zumindest teilweisen Abgabe seiner erzeugten Energie an die elektrische Energieverteilungseinrichtung (2) ausgeführt ist.
Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Starter-Generator (3) auf einer Welle eines Kerntriebwerks integriert ist, so dass ein Geräteträger nicht erforderlich ist.
Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrischen Verbraucher ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend elektrische Kabinenklimatisierung, elektrische Flügelenteisung, elektrische Gondelenteisung.
Energieversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrische Energieverteilungseinrichtung (2) oder die Brennstoffzellen-Anordnung derart ausgeführt ist, dass durch sie ein Triebwerk oder ein Triebwerksystem des Luftfahrzeugs mit Energie versorgbar ist.