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DE102021201883A1 - Steuereinrichtung und Verfahren zur Beeinflussung eines Energieträgerstoffstroms, stationäre Nutzungseinrichtung und mobile Nutzungseinrichtung zur Nutzung eines Energieträgerstoffs - Google Patents

Steuereinrichtung und Verfahren zur Beeinflussung eines Energieträgerstoffstroms, stationäre Nutzungseinrichtung und mobile Nutzungseinrichtung zur Nutzung eines Energieträgerstoffs Download PDF

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DE102021201883A1
DE102021201883A1 DE102021201883.1A DE102021201883A DE102021201883A1 DE 102021201883 A1 DE102021201883 A1 DE 102021201883A1 DE 102021201883 A DE102021201883 A DE 102021201883A DE 102021201883 A1 DE102021201883 A1 DE 102021201883A1
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DE
Germany
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stationary
mobile
energy
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usage
Prior art date
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Application number
DE102021201883.1A
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English (en)
Inventor
Thomas Kottke
Michael Thoma
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.)
Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
Rolls Royce Solutions 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 Rolls Royce Solutions GmbH filed Critical Rolls Royce Solutions GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung (5,6) zur Beeinflussung eines Energieträgerstoffstroms eines Energieträgerstoffs zwischen einer mobilen Nutzungseinrichtung (3) und einer stationären Nutzungseinrichtung (1), mit einem Erkennungsmodul (7), das eingerichtet ist, um einen Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung (1) an Aufnahme oder Abgabe des Energieträgerstoffs zu erfassen, und mit einem Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul (9), das mit dem Erkennungsmodul (7) wirkverbunden und eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von dem durch das Erkennungsmodul (7) erkannten Bedarf ein Steuersignal zu erzeugen, das eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom zu beeinflussen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung sowie ein Verfahren zur Beeinflussung eines Energieträgerstoffstroms, eine stationäre Nutzungseinrichtung und eine mobile Nutzungseinrichtung.
  • In Konstellationen, in denen ein Energieträgerstoff sowohl in einer stationären Nutzungseinrichtung als auch in einer im Bereich der stationären Nutzungseinrichtung angeordneten mobilen Nutzungseinrichtung zur Energiewandlung genutzt wird, ist regelmäßig vorgesehen, dass der Energieträgerstoff aus einer stationären Speichereinrichtung der stationären Nutzungseinrichtung in eine mobile Speichereinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung gefördert werden kann, wenn hierzu ein Bedarf seitens der mobilen Nutzungseinrichtung besteht, beispielsweise weil die mobile Nutzungseinrichtung betankt werden soll. Darüber hinaus kann dann, wenn sowohl die mobile Nutzungseinrichtung als auch die stationäre Nutzungseinrichtung dazu eingerichtet sind, elektrische Leistung bereitzustellen, die mobile Nutzungseinrichtung bedarfsweise verwendet werden, um die stationäre Nutzungseinrichtung bei der Bereitstellung elektrischer Leistung zu unterstützen.
  • Beispielsweise erfolgt eine Stromversorgung auf in einem Hafen liegenden Schiffen in der Regel durch auf den Schiffen angeordnete Verbrennungsmotoren in Kombination mit ebenfalls auf den Schiffen angeordneten elektrischen Maschinen, die als Generatoren betrieben werden. Dies führt allerdings zu einer lokal hohen Abgasbelastung insbesondere bei großen Kreuzfahrt- und/oder Containerhäfen, aber auch bei Binnenhäfen. Um diese Belastung zu vermeiden, werden vermehrt Stromanschlüsse in den Häfen installiert, über welche die Schiffe während des Hafenaufenthalts mit elektrischer Energie versorgt werden können. Teilweise werden in solchen Häfen auch lokale Stromnetze aufgebaut, die Windkraftanlagen und/oder Photovoltaikanlagen als volatile Energiequellen aufweisen. Diese auch als Microgrids bezeichneten Stromnetze können zur Stromversorgung der Schiffe und der Hafeninfrastruktur eingesetzt werden. Um Lastschwankungen zu vermeiden, können elektrische Speicher, aber auch Stromaggregate verwendet werden, wenn durch die volatilen Energiequellen momentan zu wenig elektrische Leistung bereitgestellt wird.
  • Die Flexibilität solcher Einrichtungen ist insbesondere auch mit Blick auf die Nutzung von Energieträgerstoffen verbesserungsfähig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung sowie ein Verfahren zur Beeinflussung eines Energieträgerstoffstroms sowie eine stationäre Nutzungseinrichtung und eine mobile Nutzungseinrichtung zu schaffen, wobei insbesondere eine flexiblere Nutzung eines Energieträgerstoffs ermöglicht sein soll.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.
  • Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Steuereinrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist, um einen Energieträgerstoffstrom eines Energieträgerstoffs zwischen einer mobilen Nutzungseinrichtung und einer stationären Nutzungseinrichtung zu beeinflussen, insbesondere zu steuern. Die Steuereinrichtung weist ein Erkennungsmodul auf, das eingerichtet ist, um einen Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung an Aufnahme oder Abgabe des Energieträgerstoffs zu erfassen. Weiterhin weist die Steuereinrichtung ein Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul auf, das mit dem Erkennungsmodul wirkverbunden und eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von dem durch das Erkennungsmodul erkannten Bedarf ein Steuersignal zu erzeugen, das eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom zu beeinflussen. Mittels der Steuereinrichtung ist es somit vorteilhaft möglich, den Energieträgerstoffstrom in Abhängigkeit von dem Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung zu beeinflussen und somit insbesondere bedarfsweise den Energieträgerstoff von der mobilen Nutzungseinrichtung der stationären Nutzungseinrichtung zur Nutzung zuzuführen, oder bedarfsweise in der stationären Nutzungseinrichtung nicht genutzten Energieträgerstoff der mobilen Nutzungseinrichtung zuzuführen. Somit ist eine hochflexible Verwendung des Energieträgerstoffs möglich, wobei insbesondere die mobile Nutzungseinrichtung in die Versorgung der stationären Nutzungseinrichtung mit dem Energieträgerstoff eingebunden werden kann. Die umgekehrte Energieträgerstoffstromrichtung von der stationären Nutzungseinrichtung zu der mobilen Nutzungseinrichtung entspricht hier nicht einem konventionellen Betankungsvorgang, da der entsprechende Energieträgerstoffstrom in diese Richtung nicht durch einen Bedarf oder eine Anforderung der mobilen Nutzungseinrichtung sondern vielmehr durch einen entsprechenden Bedarf oder eine entsprechende Anforderung der stationären Nutzungseinrichtung ausgelöst wird. Vorteilhaft beeinflusst somit der Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung die Aufteilung des Energieträgerstoffs auf die mobile Nutzungseinrichtung einerseits und die stationäre Nutzungseinrichtung andererseits.
  • Die stationäre Nutzungseinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um den Energieträgerstoff zur Bereitstellung elektrischer Leistung zu nutzen. Insbesondere ist die stationäre Nutzungseinrichtung bevorzugt eingerichtet, um in dem Energieträgerstoff gebundene chemische Energie, kurz chemische Energie des Energieträgerstoffs, in elektrische Energie zu wandeln.
  • Vorzugsweise ist die mobile Nutzungseinrichtung eingerichtet, um den Energieträgerstoff zur Bereitstellung elektrischer Leistung zu nutzen. Insbesondere ist die mobile Nutzungseinrichtung bevorzugt eingerichtet, um chemische Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie zu wandeln.
  • Die mobile Nutzungseinrichtung und die stationäre Nutzungseinrichtung sind vorzugsweise elektrisch miteinander wirkverbindbar, vorzugsweise miteinander wirkverbunden, derart, dass durch die stationäre Nutzungseinrichtung bereitgestellte elektrische Leistung in der mobilen Nutzungseinrichtung genutzt werden kann, und/oder derart, dass in der mobilen Nutzungseinrichtung bereitgestellte elektrische Leistung in der stationären Nutzungseinrichtung genutzt werden kann. Besonders bevorzugt kann elektrische Leistung zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung bedarfsweise ausgetauscht werden; das heißt es kann sowohl in der mobilen Nutzungseinrichtung bereitgestellte elektrische Leistung in der stationären Nutzungseinrichtung, als auch in der stationären Nutzungseinrichtung bereitgestellte elektrische Leistung in der mobilen Nutzungseinrichtung genutzt werden.
  • Die Steuereinrichtung ist bevorzugt zusätzlich eingerichtet zur Steuerung eines elektrischen Energieflusses zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung, insbesondere um bedarfsweise elektrische Energie von der stationären Nutzungseinrichtung zu der mobilen Nutzungseinrichtung, oder umgekehrt von der mobilen Nutzungseinrichtung zu der stationären Nutzungseinrichtung zu leiten.
  • Unter einem Modul ist hier insbesondere eine hardwaretechnische und/oder softwaretechnische Implementierung einer bestimmten Funktion zu verstehen. Dabei kann ein Modul eine zumindest gedanklich, vorzugsweise auch physisch trennbare Hardwareeinheit darstellen. Ein Modul kann aber genauso auch eine untrennbar integrierte, insbesondere softwaretechnisch oder hardwaretechnisch implementierte Funktionalität sein.
  • Unter einem Energieträgerstoff wird insbesondere eine verstofflichte Energieform, insbesondere chemische Energie in Form eines Stoffs, sei es ein Reinstoff oder ein Stoffgemisch, verstanden. Der Energieträgerstoff ist in bevorzugter Ausgestaltung bei Raumtemperatur und Normaldruck, insbesondere bei 25 °C und 1013 mbar, gasförmig, das heißt ein Energieträgergas. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Energieträgerstoff ein methanhaltiges Gas, insbesondere Methan, oder ein wasserstoffhaltiges Gas, insbesondere Wasserstoff. Ein Energieträgerstoffstrom ist entsprechend insbesondere der bewegte Energieträgerstoff, insbesondere der fließende oder strömende Energieträgerstoff. Der Energieträgerstoff kann aber in bevorzugter Ausgestaltung auch ausgewählt sein aus einer Gruppe, bestehend aus Methanol, Ammoniak, und künstlichem Diesel.
  • Unter einer Nutzungseinrichtung wird allgemein insbesondere eine Einrichtung verstanden, die eingerichtet ist, um den Energieträgerstoff energetisch zu nutzen, insbesondere indem die chemische Energie des Energieträgerstoffs mittels einer Umwandlungseinrichtung in eine andere Energieform umgewandelt wird, wobei die andere Energieform bevorzugt wenigstens einem Verbraucher bereitgestellt wird. In bevorzugter Ausgestaltung ist dabei der Verbraucher Teil der Nutzungseinrichtung. Ebenfalls ist bevorzugt wenigstens ein Transportmittel zum Transport der anderen Energieform zu dem Verbraucher Teil der Nutzungseinrichtung. Die Nutzungseinrichtung weist außerdem bevorzugt eine Speichereinrichtung zur Speicherung des Energieträgerstoffs auf. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die andere Energieform elektrische Energie; das wenigstens eine Transportmittel ist insoweit bevorzugt ein elektrisches Stromnetz oder eine elektrische Stromleitung.
  • Unter einem Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung an Aufnahme des Energieträgerstoffs wird insbesondere verstanden, dass der Energieträgerstoff der stationären Nutzungseinrichtung zugeführt werden soll. Unter einem Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung an Abgabe des Energieträgerstoffs wird insbesondere verstanden, dass der stationären Nutzungseinrichtung Energieträgerstoff abgenommen werden soll.
  • Die Steuereinrichtung ist bevorzugt insbesondere durch geeignete hardwaretechnische Ausgestaltung und/oder durch eine geeignete, auf der Steuereinrichtung ablaufende Software oder ein auf der Steuereinrichtung ablaufendes Computerprogrammprodukt eingerichtet, um die oben erläuterte Funktionalität auszuführen.
  • Zur Erfindung gehört insoweit auch ein Computerprogrammprodukt, welches Anweisungen umfasst, aufgrund derer die oben beschriebene Funktionalität der Steuereinrichtung bereitgestellt wird, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Steuereinrichtung läuft.
  • Dass das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom zu beeinflussen, bedeutet insbesondere, dass es eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom zu steuern. Insbesondere ist das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul bevorzugt eingerichtet, um den Energieträgerstoffstrom zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung zu initialisieren. Zusätzlich ist das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul bevorzugt eingerichtet, um eine Richtung des Energieträgerstoffstroms zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung, insbesondere von der mobilen Nutzungseinrichtung zu der stationären Nutzungseinrichtung - oder umgekehrt - vorzugeben, vorzugsweise zu ändern. Insbesondere erfolgt diese Beeinflussung/Steuerung in Abhängigkeit von dem durch das Erkennungsmodul erkannten Bedarf durch das erzeugte Steuersignal.
  • Insbesondere ist das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul bevorzugt eingerichtet, um wenigstens eine Ventileinrichtung und/oder wenigstens eine Fördereinrichtung, insbesondere eine Pumpe, entsprechend anzusteuern, um den Energieträgerstoffstrom zu beeinflussen.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung eingerichtet zur Beeinflussung eines Energieträgerstoffstroms eines Energieträgerstoffs zwischen einer Mehrzahl von mobilen Nutzungseinrichtungen und genau einer stationären Nutzungseinrichtung, oder zwischen genau einer mobilen Nutzungseinrichtung und einer Mehrzahl von stationären Nutzungseinrichtungen, oder zwischen einer Mehrzahl von mobilen Nutzungseinrichtungen und einer Mehrzahl von stationären Nutzungseinrichtungen. Die verschiedenen Energieträgerstoffströme können so besonders flexibel und bedarfsgerecht beeinflusst werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem Mobilitätsparameter der mobilen Nutzungseinrichtung zu beeinflussen. Unter einem Mobilitätsparameter wird dabei insbesondere ein Parameter verstanden, der einen Zustand der mobilen Nutzungseinrichtung kennzeichnet, für einen Zustand der mobilen Nutzungseinrichtung charakteristisch ist, und/oder einen Zustand der mobilen Nutzungseinrichtung beeinflusst. Der Mobilitätsparameter ist somit insbesondere ein Betriebsparameter der mobilen Nutzungseinrichtung. Vorteilhaft kann durch Berücksichtigen des wenigstens einen Mobilitätsparameters neben dem Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung auch ein Bedarf der mobilen Nutzungseinrichtung in Bezug auf den Energieträgerstoff berücksichtigt werden. Somit kann der Energieträgerstoff noch flexibler und zugleich besonders effizient zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung aufgeteilt werden.
  • Ist die Steuereinrichtung - wie im Folgenden noch erläutert - als stationäre Steuereinrichtung ausgebildet -, weist sie bevorzugt ein Parameter-Empfangsmodul auf, das eingerichtet ist, um den wenigstens einen Mobilitätsparameter von der mobilen Nutzungseinrichtung zu erhalten, insbesondere zu empfangen. Ist dagegen die Steuereinrichtung - wie ebenfalls im Folgenden noch erläutert - als mobile Steuereinrichtung ausgebildet und insbesondere der mobilen Nutzungseinrichtung zugeordnet, ist sie vorzugsweise eingerichtet, um den wenigstens einen Mobilitätsparameter auf andere Weise, insbesondere mittels wenigstens eines Sensors, insbesondere an der mobilen Nutzungseinrichtung zu erfassen, und/oder um den wenigstens einen Mobilitätsparameter selbst zu generieren.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Mobilitätsparameter ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Speicherzustand einer mobilen Speichereinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung; einem momentanen Energieträgerstoffverbrauch einer mobilen Umwandlungseinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung; einem - insbesondere prognostizierten - Trennzeitpunkt, zu dem eine Trennung einer stoffübertragenden Verbindung zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung vorgenommen wird; einem vorbestimmten Soll-Speicherfüllstand der mobilen Speichereinrichtung, und einer Wetterlage am Ort der mobilen Nutzungseinrichtung und/oder entlang einer vorbestimmten Bewegungsroute für die mobile Nutzungseinrichtung. Die hier ausdrücklich genannten Mobilitätsparameter haben jeweils einen Einfluss auf den momentanen oder zukünftigen Bedarf der mobilen Nutzungseinrichtung an dem Energieträgerstoff. Es ist daher vorteilhaft, zumindest einen dieser Mobilitätsparameter, bevorzugt alle diese Mobilitätsparameter, in der Steuereinrichtung zur Beeinflussung des Energieträgerstoffstroms heranzuziehen. Insbesondere kann so vorteilhaft vermieden werden, dass die mobile Speichereinrichtung zu dem Trennzeitpunkt einen zu geringen Speicherfüllstand, das heißt eine zu geringe Menge an dem Energieträgerstoff, aufweist, was einen sicheren Betrieb der mobilen Nutzungseinrichtung unabhängig von der stationären Nutzungseinrichtung beeinträchtigen würde.
  • Die mobile Speichereinrichtung ist vorzugsweise ein Tank. Der Trennzeitpunkt ist vorzugsweise ein Abfahrtszeitpunkt der mobilen Nutzungseinrichtung von der stationären Nutzungseinrichtung, insbesondere der Zeitpunkt eines Auslaufens eines Schiffs aus einem Hafen. Der vorbestimmte Soll-Speicherfüllstand ist vorzugsweise ein Speicherfüllstand der mobilen Speichereinrichtung, den diese insbesondere zu dem Trennzeitpunkt aufweisen soll, insbesondere um zu gewährleisten, dass die mobile Nutzungseinrichtung eine vorbestimmte Bewegungsroute ohne Beeinträchtigung absolvieren kann. Die Wetterlage am Ort der mobilen Nutzungseinrichtung und/oder entlang der vorbestimmten Bewegungsroute hat insbesondere Einfluss auf den Energieträgerstoffverbrauch der mobilen Umwandlungseinrichtung.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung als stationäre Steuereinrichtung ausgebildet ist. Das Erkennungsmodul ist dabei eingerichtet, um den Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung zu ermitteln. Insbesondere ist die stationäre Steuereinrichtung bevorzugt der stationären Nutzungseinrichtung zugeordnet. Insbesondere ist bevorzugt die stationäre Steuereinrichtung die Steuereinrichtung der stationären Nutzungseinrichtung. In vorteilhafter Weise kann so die Steuereinrichtung unmittelbar die stationäre Nutzungseinrichtung überwachen sowie deren Bedarf an Energieträgerstoff - bevorzugt auch vorausschauend - ermitteln und entsprechend den Energieträgerstoffstrom steuern.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung als mobile Steuereinrichtung eingerichtet und der mobilen Nutzungseinrichtung zugeordnet ist. Insbesondere ist die Steuereinrichtung bevorzugt die Steuereinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung, insbesondere eine zentrale Steuereinrichtung oder ein zentrales Steuergerät der mobilen Nutzungseinrichtung. Das Erkennungsmodul weist bevorzugt ein Empfangsmodul auf, das eingerichtet ist, um ein Anforderungssignal von der stationären Nutzungseinrichtung zu empfangen. Außerdem weist das Erkennungsmodul bevorzugt ein Interpretationsmodul auf, das eingerichtet ist, um das Anforderungssignal darauf zu prüfen, ob die stationäre Nutzungseinrichtung - mit dem Anforderungssignal - eine Abgabe oder eine Annahme - durch die mobile Nutzungseinrichtung - des Energieträgerstoffs anfordert. Das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul ist dabei eingerichtet, um den Energieträgerstoffstrom in Abhängigkeit von dem durch das Interpretationsmodul geprüften Anforderungssignal zu beeinflussen. Insbesondere ist das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul eingerichtet, um den Energieträgerstoffstrom in Abhängigkeit von einem Prüfergebnis des Interpretationsmoduls zu beeinflussen. Vorteilhaft kann auf diese Weise der Energieträgerstoffstrom lokal in der mobilen Nutzungseinrichtung und gleichwohl abhängig von dem Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung beeinflusst, insbesondere gesteuert werden. Die Steuerung des Energieträgerstoffstroms erfolgt dabei insbesondere - bis auf das Anforderungssignal - unabhängig von einer Steuerung der stationären Nutzungseinrichtung.
  • Das Anforderungssignal kann in vorteilhafter Weise als einfaches logisches Signal ausgestaltet sein, insbesondere indem beispielsweise eine Anforderung zur Abgabe von Energieträgerstoff durch einen im Vergleich zu Masse auf einem positiven Spannungsniveau liegenden Signalpegel angezeigt wird, wobei eine Anforderung zur Annahme des Energieträgerstoffs durch ein im Vergleich zu Masse negatives Spannungsniveau des Signalpegels gekennzeichnet ist - oder umgekehrt. Das Interpretationsmodul kann dabei insbesondere als einfacher Diskriminator oder Komparator ausgebildet sein, der eingerichtet ist, um das Spannungsniveau des Signalpegels des Anforderungssignals festzustellen. Insbesondere kann das Interpretationsmodul in das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul integriert sein, sei es als hardwaretechnische Komponente oder Baugruppe, oder als Softwarefunktion. Selbstverständlich ist aber auch eine komplexere Ausgestaltung des Anforderungssignals und entsprechend auch des Interpretationsmoduls möglich.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine stationäre Nutzungseinrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist zur Nutzung des Energieträgerstoffs, wobei die stationäre Nutzungseinrichtung eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung oder eine Steuereinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Außerdem weist die stationäre Nutzungseinrichtung eine stationäre Verbindungseinrichtung auf, die eingerichtet ist, um die stationäre Nutzungseinrichtung, insbesondere eine stationäre Speichereinrichtung der stationären Nutzungseinrichtung, die eingerichtet ist zur Speicherung des Energieträgerstoffs, stoffübertragend, das heißt insbesondere strömungstechnisch, mit einer mobilen Nutzungseinrichtung, insbesondere mit einer mobilen Speichereinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung, zu verbinden. In Zusammenhang mit der stationären Nutzungseinrichtung verwirklichen sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Steuereinrichtung erläutert wurden.
  • Die stationäre Nutzungseinrichtung ist vorzugsweise weiter eingerichtet, um elektrisch mit der mobilen Nutzungseinrichtung verbunden zu werden, insbesondere um elektrische Leistung zwischen der stationären Nutzungseinrichtung und der mobilen Nutzungseinrichtung bedarfsweise auszutauschen.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die stationäre Nutzungseinrichtung eine stationäre Umwandlungseinrichtung zur Umwandlung von chemischer Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie aufweist, sowie wenigstens eine volatile Energiequelle elektrischer Energie, wobei die stationäre Umwandlungseinrichtung und die volatile Energiequelle über ein elektrisches Stromnetz miteinander und mit wenigstens einem Verbraucher leistungsübertragend verbunden sind.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist auch eine mobile Umwandlungseinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung, die eingerichtet ist zur Umwandlung von chemischer Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie, mit demselben elektrischen Stromnetz leistungsübertragend verbunden.
  • Das Erkennungsmodul der Steuereinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um den Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Zustandsparameter der volatilen Energiequelle, von einem Speicherfüllstand der stationären Energiespeichereinrichtung, und von einem Lastzustand des wenigstens einen Verbrauchers zu ermitteln. Auf diese Weise kann der Energieträgerstoff insbesondere bevorzugt in Abhängigkeit von einem momentanen Zustand der volatilen Energiequelle im Vergleich zu einem momentanen Lastzustand des wenigstens einen Verbrauchers und insbesondere unter Berücksichtigung des Speicherfüllstands des stationären Energiespeichers auf die mobile Nutzungseinrichtung und die stationäre Nutzungseinrichtung aufgeteilt werden.
  • In bevorzugter Ausgestaltung ist der Zustandsparameter ein Parameter, der charakteristisch ist dafür, wieviel Energie die volatile Energiequelle momentan bereitstellen kann. Handelt es sich bei der volatilen Energiequelle um eine Windkraft- oder Photovoltaikanlage, kann der Zustandsparameter beispielsweise eine momentane Wetterlage sein oder von einer momentanen Wetterlage abhängen.
  • Insbesondere ist das Erkennungsmodul bevorzugt eingerichtet, um einen Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung an Aufnahme des Energieträgerstoffs zu erkennen, wenn der Speicherfüllstand der stationären Energiespeichereinrichtung einen unteren Schwellwert unterschreitet, und zugleich der Zustandsparameter der volatilen Energiequelle im Verhältnis zu dem momentanen Lastzustand des wenigstens einen Verbrauchers anzeigt, dass die volatile Energiequelle zu wenig elektrische Energie liefert, um den wenigstens einen Verbraucher zu betreiben. Es kann dann Energieträgerstoff von der mobilen Nutzungseinrichtung an die stationäre Nutzungseinrichtung übertragen werden, um dort in der stationären Umwandlungseinrichtung chemische Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie umwandeln und diese dem wenigstens einen Verbraucher zuführen zu können. Umgekehrt kann das Erkennungsmodul einen Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung an Abgabe des Energieträgerstoffs erkennen, wenn insbesondere der momentane Speicherfüllstand der stationären Energiespeichereinrichtung einen oberen Schwellenwert überschreitet und zugleich der Zustandsparameter der volatilen Energiequelle im Verhältnis zu dem momentanen Lastzustand des wenigstens einen Verbrauchers anzeigt, dass die volatile Energiequelle mehr elektrische Energie bereitstellt, als der wenigstens eine Verbraucher benötigt. Es kann dann mittels der überschießenden, durch die volatile Energiequelle bereitgestellten elektrischen Energie bevorzugt in einer geeigneten Einrichtung, insbesondere in der stationären Umwandlungseinrichtung, Energieträgerstoff erzeugt werden, der dann insbesondere in der mobilen Speichereinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung gespeichert werden kann.
  • In besonders bevorzugter Ausgestaltung weist hierzu die stationäre Nutzungseinrichtung einen Elektrolyseur auf, der eingerichtet ist, um elektrische Energie aus dem elektrischen Stromnetz in chemische Energie insbesondere in Form des Energieträgerstoffs, zu wandeln. Insbesondere ist der Elektrolyseur bevorzugt eingerichtet, um mittels Zufuhr elektrischer Energie Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, wobei der derart erzeugte Wasserstoff als Energieträgerstoff verwendet oder weiter zu dem Energieträgerstoff verarbeitet, beispielsweise in Methan oder Methanol umgewandelt wird. Vorzugsweise ist die stationäre Umwandlungseinrichtung als Elektrolyseur betreibbar.
  • In bevorzugter Ausgestaltung weist die stationäre Nutzungseinrichtung zusätzlich ein Kraftwerk auf, sei es ein Kleinkraftwerk oder ein größeres Kraftwerk, um elektrische Leistung bereitzustellen. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Kohlekraftwerk, ein Gaskraftwerk, ein Kernkraftwerk oder eine andere Art konventionelles Kraftwerk handeln.
  • Die stationäre Nutzungseinrichtung ist vorzugsweise eine Hafeninfrastruktur zur Energieversorgung eines Hafens, insbesondere eines Kreuzfahrthafens, eines Containerhafens, und/oder eines Binnenhafens. Das elektrische Stromnetz ist vorzugsweise ein Klein-Stromnetz oder lokales Stromnetz, insbesondere ein sogenanntes Microgrid.
  • Die volatile Energiequelle ist insbesondere eine erneuerbare oder regenerative Energiequelle, in bevorzugter Ausgestaltung eine Windkraftanlage oder eine Photovoltaikanlage.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine mobile Nutzungseinrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist zur Nutzung des Energieträgerstoffs. Die mobile Nutzungseinrichtung weist dabei eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung oder eine Steuereinrichtung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele auf, sowie außerdem eine mobile Verbindungseinrichtung, die eingerichtet ist, um die mobile Nutzungseinrichtung, insbesondere eine mobile Speichereinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung, die eingerichtet ist zur Speicherung des Energieträgerstoffs, stoffübertragend, insbesondere strömungstechnisch, mit einer stationären Nutzungseinrichtung, insbesondere einer stationären Speichereinrichtung der stationären Nutzungseinrichtung, zu verbinden. In Zusammenhang mit der mobilen Nutzungseinrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der stationären Nutzungseinrichtung und der Steuereinrichtung erläutert wurden.
  • Die mobile Nutzungseinrichtung weist bevorzugt außerdem eine mobile Umwandlungseinrichtung auf, die eingerichtet ist zur Umwandlung von chemischer Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie.
  • Die mobile Nutzungseinrichtung ist bevorzugt außerdem eingerichtet, um elektrisch mit der stationären Nutzungseinrichtung wirkverbunden zu werden, insbesondere so, dass elektrische Leistung zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung ausgetauscht werden kann.
  • Die mobile Nutzungseinrichtung weist bevorzugt wenigstens einen Verbraucher auf, der mit der mobilen Umwandlungseinrichtung elektrisch leistungsübertragend verbunden ist. Dabei kann es sich insbesondere um einen Verbraucher in einem Bordnetz, besonders bevorzugt um eine Klimatisierungseinrichtung, der mobilen Nutzungseinrichtung handeln.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mobile Nutzungseinrichtung als Fahrzeug, in besonders bevorzugter Ausgestaltung als Schifffahrzeug, insbesondere als Yacht, Kreuzfahrtschiff, Containerschiff oder Binnenschiff, ausgebildet ist. Dabei verwirklichen sich in besonderer Weise die bereits zuvor genannten Vorteile, insbesondere in Kombination mit einer als Hafeninfrastruktur ausgebildeten stationären Nutzungseinrichtung.
  • Wenigstens eine Umwandlungseinrichtung, ausgewählt aus der mobilen Umwandlungseinrichtung und der stationären Umwandlungseinrichtung, ist in bevorzugter Ausgestaltung als Brennstoffzelle ausgebildet. Bevorzugt sind sowohl die mobile Umwandlungseinrichtung als auch die stationäre Umwandlungseinrichtung jeweils als Brennstoffzelle ausgebildet.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zur Beeinflussung, insbesondere Steuerung, eines Energieträgerstoffstroms zwischen einer mobilen Nutzungseinrichtung und einer stationären Nutzungseinrichtung geschaffen wird, wobei ein Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung an Aufnahme oder Abgabe des Energieträgerstoffs erfasst wird, und wobei der Energieträgerstoffstrom in Abhängigkeit von dem erfassten Bedarf beeinflusst, insbesondere gesteuert wird. In Zusammenhang mit dem Verfahren verwirklichen sich insbesondere die bereits in Zusammenhang mit der Steuereinrichtung, der stationären Nutzungseinrichtung und der mobilen Nutzungseinrichtung erläuterten Vorteile.
  • Der Energieträgerstoff wird vorzugsweise in der stationären Nutzungseinrichtung verwertet, insbesondere zur Erzeugung elektrischer Leistung verwendet. Insbesondere wird bevorzugt chemische Energie des Energieträgerstoffs in der stationären Nutzungseinrichtung in elektrische Energie gewandelt.
  • Vorzugsweise wird auch in der mobilen Nutzungseinrichtung chemische Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie gewandelt.
  • Vorzugsweise wird elektrische Leistung zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung ausgetauscht.
  • Vorzugsweise wird der Energieträgerstoffstrom zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem Mobilitätsparameter der mobilen Nutzungseinrichtung beeinflusst, wobei der Mobilitätsparameter bevorzugt ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Speicherfüllstand einer mobilen Speichereinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung; einem momentanen Energieträgerstoffverbrauch einer mobilen Umwandlungseinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung; einem - insbesondere prognostizierten - Trennzeitpunkt der Trennung einer stoffübertragenden Verbindung zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung und der stationären Nutzungseinrichtung, insbesondere einem Abfahrtzeitpunkt der mobilen Nutzungseinrichtung von der stationären Nutzungseinrichtung; einem vorbestimmten Soll-Speicherfüllstand der mobilen Speichereinrichtung; und einer Wetterlage am Ort der mobilen Nutzungseinrichtung und/oder entlang einer vorbestimmten Bewegungsroute der mobilen Nutzungseinrichtung.
  • Bevorzugt wird der Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Zustandsparameter einer volatilen Energiequelle, einem Speicherfüllstand einer stationären Energiespeichereinrichtung der stationären Nutzungseinrichtung, und einem Lastzustand von wenigstens einem mit einer stationären Umwandlungseinrichtung der stationären Nutzungseinrichtung elektrisch verbundenen Verbraucher ermittelt.
  • Insbesondere wenn ein Schiff längere Zeit in einem Hafen liegt, kann dessen Speichereinrichtung zur Speicherung, auch Zwischenspeicherung, des Energieträgerstoffs genutzt werden.
  • Die mobile Umwandlungseinrichtung des Schiffs kann als Generator für Regelenergie oder Grundlasterzeugung in dem elektrischen Stromnetz des Hafens genutzt werden.
  • An Bord des Schiffes erzeugte, überschüssige elektrische Leistung kann in das Stromnetz des Hafens eingespeist werden, beispielsweise bei einem Überschuss elektrischer Leistung aufgrund von Kraft-Wärmekopplung an Bord des Schiffs, insbesondere bei Wärmeführung.
  • Wird in der Hafeninfrastruktur zu viel elektrische Energie regenerativ bereitgestellt, kann über den Elektrolyseur der Energieträgerstoff erzeugt und in der stationären Speichereinrichtung und/oder in der mobilen Speichereinrichtung eingelagert werden. Ebenso kann, wenn zu wenig elektrische Energie an Land regenerativ bereitgestellt wird, der in der mobilen Speichereinrichtung vorhandene Energieträgerstoff für die Stromerzeugung durch die stationäre Umwandlungseinrichtung an Land genutzt werden.
  • Dabei muss beachtet werden, dass zum Auslaufen des Schiffs die erforderliche Menge an Energieträgerstoff an Bord ist. Dies kann bevorzugt durch ein Umpumpen des Energieträgerstoffs zwischen der mobilen Speichereinrichtung und der stationären Speichereinrichtung erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Energieträgerstoff auch zwischen verschiedenen mobilen Speichereinrichtungen, oder zwischen der mobilen Speichereinrichtung und verschiedenen stationären Speichereinrichtungen, oder zwischen verschiedenen mobilen Speichereinrichtungen und der stationären Speichereinrichtung, oder zwischen verschiedenen mobilen Speichereinrichtungen und verschiedenen stationären Speichereinrichtungen umgepumpt werden.
  • Es ist auch möglich, dass bei einem zu hohen Überschuss an Energieträgerstoff der überschüssige Energieträgerstoff zu günstigen Konditionen auf dem Markt angeboten wird. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn sowohl die mobile Speichereinrichtung als auch die stationäre Speichereinrichtung einen Speicherfüllstand oberhalb vorbestimmter Schwellenwerte aufweisen.
  • Es ist auch möglich, den Energieträgerstoff insbesondere mittels des Elektrolyseurs in optimalen Betriebsmodi zu erzeugen unter Berücksichtigung einer Wettervorhersage, des Ablegezeitpunkts des Schiffs und der gewünschten Speicherfüllstände.
  • Ebenso kann, wenn bekannt ist, wann mehrere für die Stromerzeugung nutzbare Schiffe vor Anker liegen, ein solcher Zeitpunkt für die Revision anderer Energieerzeugungsanlagen wie beispielsweise der stationären Umwandlungseinrichtung oder eines zusätzlichen Kraftwerks genutzt werden.
  • Die mobilen Umwandlungseinrichtungen der Schiffe können auch als zusätzliche Stromaggregate eingesetzt werden. Dabei können sie als Grundlast- oder Regelenergiequellen betrachtet werden. Wenn die regenerativ erzeugte Energie nicht ausreicht, können durch das Energiemanagement die mobilen Umwandlungseinrichtungen als Energiequellen genutzt werden. Der dazu benötigte Energieträgerstoff kann aus den mobilen Speichereinrichtungen oder aus der stationären Speichereinrichtung entnommen werden.
  • Die hier vorgeschlagenen Vorgehensweisen sind nicht nur für verstofflichte Energie, das heißt für den Energieträgerstoff, sondern auch direkt für Strom, insbesondere in Zusammenhang mit Batteriespeichern an Land oder auf Schiffen, anwendbar.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer stationären Nutzungseinrichtung mit einem Ausführungsbeispiel einer mobilen Nutzungseinrichtung sowie Ausführungsbeispielen von Steuereinrichtungen zur Steuerung eines Energieträgerstoffstroms.
  • Die einzige Fig. zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer stationären Nutzungseinrichtung 1, eingerichtet zur Nutzung eines Energieträgerstoffs, in Kombination mit einem Ausführungsbeispiel einer mobilen Nutzungseinrichtung 3, die ebenfalls eingerichtet ist zur Nutzung des Energieträgerstoffs. Die Figur zeigt ergänzend auch noch eine weitere mobile Nutzungseinrichtung 3.
  • Die stationäre Nutzungseinrichtung 1 weist eine erste, als stationäre Steuereinrichtung ausgebildete Steuereinrichtung 5 auf, die eingerichtet ist zur Beeinflussung, insbesondere Steuerung, eines Energieträgerstoffstroms des Energieträgerstoffs zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung 3 und der stationären Nutzungseinrichtung 1. Die erste Steuereinrichtung 5 weist ein Erkennungsmodul 7 auf, das eingerichtet ist, um einen Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung 1 an Aufnahme oder Abgabe des Energieträgerstoffs zu erfassen. Sie weist außerdem ein Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul 9 auf, das mit dem Erkennungsmodul 7 wirkverbunden und eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von dem durch das Erkennungsmodul 7 erkannten Bedarf ein Steuersignal zu erzeugen, das eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom zu beeinflussen, insbesondere zu steuern, vorzugsweise zu initialisieren, und/oder eine Richtung des Energieträgerstoffstroms vorzugeben. Insbesondere ist das Steuersignal bevorzugt eingerichtet zur Ansteuerung hierfür geeigneter, nicht dargestellter Ventileinrichtungen und/oder Fördereinrichtungen, insbesondere Pumpen.
  • Insbesondere ist das Erkennungsmodul 7 der ersten Steuereinrichtung 5 eingerichtet, um den Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung 1 zu ermitteln.
  • Die mobile Nutzungseinrichtung 3 weist eine zweite Steuereinrichtung 6 auf, die ebenfalls eingerichtet ist zur Beeinflussung, insbesondere Steuerung, des Energieträgerstoffstroms zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung 3 und der stationären Nutzungseinrichtung 1. Die zweite Steuereinrichtung 6 ist eine mobile Steuereinrichtung, die hier insbesondere der mobilen Nutzungseinrichtung 3 zugeordnet und ganz besonders bevorzugt die zentrale Steuereinrichtung der mobilen Nutzungseinrichtung 3 ist. Auch diese zweite Steuereinrichtung 6 weist ein Erkennungsmodul 7 und ein Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul 9 auf. Dabei weist das Erkennungsmodul 7 der zweiten Steuereinrichtung 6 ein Empfangsmodul 11 auf, das eingerichtet ist um ein Anforderungssignal von der stationären Nutzungseinrichtung 1, insbesondere von der ersten Steuereinrichtung 5, zu empfangen, sowie außerdem ein Interpretationsmodul 13, das eingerichtet ist, um das Anforderungssignal darauf zu prüfen, ob die stationäre Nutzungseinrichtung 1 eine Abgabe oder eine Annahme des Energieträgerstoffs durch die mobile Nutzungseinrichtung 3 anfordert. Das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul 9 der zweiten Steuereinrichtung 6 ist insbesondere eingerichtet, um den Energieträgerstoffstrom in Abhängigkeit von dem durch das Interpretationsmodul 13 geprüften Anforderungssignal zu beeinflussen, insbesondere zu steuern. Dabei ist es bevorzugt ebenfalls eingerichtet, um entsprechende Ventileinrichtungen und/oder Fördereinrichtungen, insbesondere Pumpen, geeignet anzusteuern.
  • Die stationäre Nutzungseinrichtung 1 weist außerdem eine stationäre Verbindungseinrichtung 15 auf, die eingerichtet ist, um die stationäre Nutzungseinrichtung 1 stoffübertragend, das heißt insbesondere strömungstechnisch, mit der mobilen Nutzungseinrichtung 3 zu verbinden, insbesondere um eine stationäre Speichereinrichtung 17 der stationären Nutzungseinrichtung 1 mit einer mobilen Speichereinrichtung 19 der mobilen Nutzungseinrichtung 3 stoffübertragend, insbesondere strömungstechnisch zu verbinden. Die Speichereinrichtungen 17, 19 sind dabei jeweils eingerichtet zur Speicherung des Energieträgerstoffs.
  • In entsprechender Weise weist bevorzugt auch die mobile Nutzungseinrichtung 3 eine mobile Verbindungseinrichtung 21 zur stoffübertragenden Verbindung der mobilen Speichereinrichtung 19 mit der stationären Speichereinrichtung 17 auf.
  • Die stationäre Nutzungseinrichtung 1 weist außerdem eine stationäre Umwandlungseinrichtung 23 auf, die eingerichtet ist zur Umwandlung von chemischer Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie. Entsprechend weist die mobile Nutzungseinrichtung 3 eine mobile Umwandlungseinrichtung 25 auf, die eingerichtet ist zur Umwandlung chemischer Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie.
  • Die Umwandlungseinrichtungen 23, 25 sind bevorzugt als Brennstoffzellen ausgebildet.
  • Vorzugsweise sind die stationäre Nutzungseinrichtung 1 und die mobile Nutzungseinrichtung 3 elektrisch derart miteinander verbunden, dass elektrische Leistung zwischen der stationären Nutzungseinrichtung 1 und der mobilen Nutzungseinrichtung 3 ausgetauscht werden kann. Die Steuereinrichtungen 5, 6 sind bevorzugt eingerichtet, um den Austausch von elektrischer Leistung zwischen der stationären Nutzungseinrichtung 1 und der mobilen Nutzungseinrichtung 3 bedarfsweise zu steuern.
  • Zumindest eine Steuereinrichtung 5, 6, ausgewählt aus der ersten Steuereinrichtung 5 und der zweiten Steuereinrichtung 6, ist bevorzugt eingerichtet, um den Energieträgerstoffstrom zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem Mobilitätsparameter der mobilen Nutzungseinrichtung 3 zu beeinflussen. Insbesondere ist das entsprechende Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul 9 der entsprechenden Steuereinrichtung 5, 6 derart ausgebildet. Bevorzugt sind beide Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodule 9 der Steuereinrichtungen 5, 6 in dieser Weise ausgebildet.
  • Der wenigstens eine Mobilitätsparameter ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Speicherfüllstand der mobilen Speichereinrichtung 19; einem momentanen Energieträgerstoffverbrauch der mobilen Umwandlungseinrichtung 25; einem insbesondere prognostizierten Trennzeitpunkt der Trennung der stoffübertragenden Verbindung zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung 3 und der stationären Nutzungseinrichtung 1, insbesondere einem prognostizierten oder planmäßigen Abfahrtszeitpunkt der mobilen Nutzungseinrichtung 3 von der stationären Nutzungseinrichtung 1; einem vorbestimmten Soll-Speicherfüllstand der mobilen Speichereinrichtung 19, und einer Wetterlage im Bereich der mobilen Nutzungseinrichtung 3 und/oder entlang einer vorbestimmten Bewegungsroute der mobilen Nutzungseinrichtung 3.
  • Die stationäre Nutzungseinrichtung 1 weist außerdem bevorzugt wenigstens eine volatile Energiequelle 27 als Quelle elektrischer Energie, insbesondere - wie hier dargestellt - eine Windkraftanlage, und/oder eine Photovoltaikanlage, auf, sowie wenigstens einen elektrischen Verbraucher 29, wobei die stationäre Umwandlungseinrichtung 23, die volatile Energiequelle 27 und der wenigstens eine Verbraucher 29 über ein elektrisches Stromnetz 31 leistungsübertragend verbunden sind. Vorzugsweise ist auch die mobile Umwandlungseinrichtung 25 leistungsübertragend mit demselben Stromnetz 31 elektrisch verbunden.
  • Das Erkennungsmodul 7 der ersten Steuereinrichtung 5 ist insbesondere eingerichtet, um den Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung 1 in Abhängigkeit von einem Zustandsparameter der volatilen Energiequelle 27, einem Speicherfüllstand der stationären Energiespeichereinrichtung 17, und einem Lastzustand des wenigstens einen Verbrauchers 29 zu ermitteln.
  • Die stationäre Nutzungseinrichtung 1 ist vorzugsweise eine Hafeninfrastruktur eines Hafens, insbesondere zur Versorgung des Hafens mit elektrischer Leistung.
  • Die mobile Nutzungseinrichtung 3 ist vorzugsweise ein Fahrzeug 33, insbesondere ein Schifffahrzeug.
  • Der elektrische Verbraucher 29 ist hier beispielhaft ein Hafenkran 37.
  • Die stationäre Umwandlungseinrichtung 23 kann bevorzugt als Elektrolyseur betrieben werden, wenn ein Überschuss an elektrischer Energie in dem Stromnetz 31 vorhanden ist, um diesen Überschuss an elektrischer Energie in chemische Energie in Form des Energieträgerstoffs zu wandeln.
  • In bevorzugter Ausgestaltung weist die stationäre Nutzungseinrichtung 1 zusätzlich noch ein Kraftwerk 39 zur Bereitstellung elektrischer Leistung auf, wobei das Kraftwerk 39 mit dem Stromnetz 31 elektrisch leistungsübertragend verbunden ist. Das Kraftwerk 39 kann dabei als konventionelles Kraftwerk, insbesondere Kohlekraftwerk, Gaskraftwerk, Kernkraftwerk oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein.
  • Im Rahmen eines Verfahrens zur Beeinflussung des Energieträgerstoffstroms zwischen der stationären Nutzungseinrichtung 1 und der mobilen Nutzungseinrichtung 3 wird bevorzugt ein Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung 1 an Aufnahme oder Abgabe des Energieträgerstoffs erfasst, und der Energieträgerstoffstrom wird in Abhängigkeit von dem erfassten Bedarf beeinflusst, insbesondere gesteuert.

Claims (10)

  1. Steuereinrichtung (5,6) zur Beeinflussung eines Energieträgerstoffstroms eines Energieträgerstoffs zwischen einer mobilen Nutzungseinrichtung (3) und einer stationären Nutzungseinrichtung (1), mit - einem Erkennungsmodul (7), das eingerichtet ist, um einen Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung (1) an Aufnahme oder Abgabe des Energieträgerstoffs zu erfassen, und mit - einem Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul (9), das mit dem Erkennungsmodul (7) wirkverbunden und eingerichtet ist, um in Abhängigkeit von dem durch das Erkennungsmodul (7) erkannten Bedarf ein Steuersignal zu erzeugen, das eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom zu beeinflussen.
  2. Steuereinrichtung (5,6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul (9) eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom zusätzlich in Abhängigkeit von wenigstens einem Mobilitätsparameter der mobilen Nutzungseinrichtung (3) zu beeinflussen.
  3. Steuereinrichtung (5,6) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Mobilitätsparameter ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Speicherfüllstand einer mobilen Speichereinrichtung (19) der mobilen Nutzungseinrichtung (3); einem momentanen Energieträgerstoffverbrauch einer mobilen Umwandlungseinrichtung (25) der mobilen Nutzungseinrichtung (3); einem Trennzeitpunkt der Trennung einer stoffübertragenden Verbindung zwischen der mobilen Nutzungseinrichtung (3) und der stationären Nutzungseinrichtung (1); einem vorbestimmten Soll-Speicherfüllstand der mobilen Speichereinrichtung (19); und einer Wetterlage im Bereich der mobilen Nutzungseinrichtung (3) und/oder entlang einer vorbestimmten Bewegungsroute der mobilen Nutzungseinrichtung (3).
  4. Steuereinrichtung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (5) als stationäre Steuereinrichtung (5) ausgebildet ist, wobei das Erkennungsmodul (7) eingerichtet ist, um den Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung (1) zu ermitteln.
  5. Steuereinrichtung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (6) als mobile Steuereinrichtung (6) eingerichtet und der mobilen Nutzungseinrichtung (3) zugeordnet ist, wobei das Erkennungsmodul (7) ein Empfangsmodul (11) aufweist, das eingerichtet ist, um ein Anforderungssignal von der stationären Nutzungseinrichtung (1) zu empfangen, wobei das Erkennungsmodul (7) außerdem ein Interpretationsmodul (13) aufweist, das eingerichtet ist, um das Anforderungssignal darauf zu prüfen, ob die stationäre Nutzungseinrichtung (1) eine Abgabe oder eine Annahme des Energieträgerstoffs anfordert, und wobei das Energieträgerstoffstrom-Steuerungsmodul (9) eingerichtet ist, um den Energieträgerstoffstrom in Abhängigkeit von dem durch das Interpretationsmodul (13) geprüften Anforderungssignal zu beeinflussen.
  6. Stationäre Nutzungseinrichtung (1) zur Nutzung eines Energieträgerstoffs, mit einer Steuereinrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, und mit einer stationären Verbindungseinrichtung (15), die eingerichtet ist, um die stationäre Nutzungseinrichtung (1) stoffübertragend mit einer mobilen Nutzungseinrichtung (3) zu verbinden.
  7. Stationäre Nutzungseinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Nutzungseinrichtung (1) eine stationäre Speichereinrichtung (17) zur Speicherung des Energieträgerstoffs, eine stationäre Umwandlungseinrichtung (23) zur Umwandlung von chemischer Energie des Energieträgerstoffs in elektrische Energie, und wenigstens eine volatile Energiequelle (27) elektrischer Energie aufweist, wobei die stationäre Umwandlungseinrichtung (23) und die volatile Energiequelle (27) über ein elektrisches Stromnetz (31) miteinander und mit wenigstens einem Verbraucher (29) leistungsübertragend verbunden sind, wobei das Erkennungsmodul (7) bevorzugt eingerichtet ist, um den Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung (1) in Abhängigkeit von einem Zustandsparameter der volatilen Energiequelle (27), einem Speicherfüllstand der stationären Energiespeichereinrichtung (17) und einem Lastzustand des wenigstens einen Verbrauchers (29) zu ermitteln.
  8. Mobile Nutzungseinrichtung (3) zur Nutzung eines Energieträgerstoffs, mit einer Steuereinrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, und mit einer mobilen Verbindungseinrichtung (21), die eingerichtet ist, um die mobile Nutzungseinrichtung (3) stoffübertragend mit einer stationären Nutzungseinrichtung (1) zu verbinden.
  9. Mobile Nutzungseinrichtung (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Nutzungseinrichtung (3) als Fahrzeug, insbesondere als Schifffahrzeug, ausgebildet ist.
  10. Verfahren zur Beeinflussung eines Energieträgerstoffstroms zwischen einer stationären Nutzungseinrichtung (1) und einer mobilen Nutzungseinrichtung (3), wobei ein Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung (1) an Aufnahme oder Abgabe des Energieträgerstoffs erfasst wird, und wobei der Energieträgerstoffstrom in Abhängigkeit von dem erfassten Bedarf der stationären Nutzungseinrichtung (1) beeinflusst wird.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE202013100814U1 (de) 2013-01-11 2014-04-14 Becker Marine Systems Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Erzeugung von Energie
DE102014015872A1 (de) 2014-10-25 2016-04-28 Audi Ag Entnahmevorrichtung für ein gasförmiges Brennmittel zum Betanken eines Kraftfahrzeugs mit komprimiertem gasförmigem Brennmittel

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