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用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng),用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的方法,用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的控制單元以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品與流程

文檔序號(hào):41954349發(fā)布日期:2025-05-16 14:19閱讀:5來源:國(guó)知局
用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng),用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的方法,用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的控制單元以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品與流程

本公開涉及一種用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng),一種用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的方法,一種用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的控制單元以及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。


背景技術(shù):

1、為了最佳地利用可用能源,尤其是考慮到過度的、通常不必要的能源消耗的潛在影響,例如,過度的、通常不必要的能源消耗會(huì)導(dǎo)致能源生產(chǎn)中二氧化碳排放量增加,從而加劇氣候變化,現(xiàn)在比以往任何時(shí)候都更需要使用系統(tǒng)和機(jī)器來產(chǎn)生熱量,從而為其他區(qū)域(例如住宅建筑和辦公樓,還有谷倉等)供暖,其中這些系統(tǒng)和機(jī)器的主要任務(wù)是生產(chǎn)部件或提供it服務(wù)(例如計(jì)算機(jī)操作和/或儲(chǔ)存選項(xiàng)等)。

2、通常,這些機(jī)器和設(shè)施使用電能運(yùn)行,其中大部分電能通過驅(qū)動(dòng)器或大型處理器單元轉(zhuǎn)換為熱能(熱量)。這種熱能主要通過相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)作為廢熱排入環(huán)境,特別是排入外部空氣。這意味著,提供給系統(tǒng)的很大一部分能量被釋放回環(huán)境中而未使用,這意味著必須使用比必要的更多的資源來產(chǎn)生電能和為建筑物供暖。

3、例如,通過適當(dāng)設(shè)計(jì)的水冷系統(tǒng)將服務(wù)器的廢熱用于其他用途(而不是簡(jiǎn)單地將服務(wù)器的廢熱供應(yīng)到環(huán)境)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法。

4、在將這些機(jī)器和設(shè)施的廢熱用于其他用途的想法中,經(jīng)常出現(xiàn)的問題是,這些機(jī)器或設(shè)施有時(shí)不能以相同的負(fù)載(生產(chǎn)部件的一次負(fù)載或執(zhí)行計(jì)算機(jī)操作的一次負(fù)載等)連續(xù)運(yùn)行,因此無法連續(xù)產(chǎn)生熱能(作為一種二次負(fù)載)。

5、在某些情況下,機(jī)器或設(shè)施的一次負(fù)載可能會(huì)受到如此大的波動(dòng),以至于無法連續(xù)為建筑物提供熱量,因此需要一種系統(tǒng),該系統(tǒng)可以有利地利用電能和熱能的過度產(chǎn)生和產(chǎn)生不足的波動(dòng),以確保向建筑物連續(xù)供應(yīng)電能和熱能。

6、鑒于上述缺點(diǎn),基于上述現(xiàn)有技術(shù),本技術(shù)的目的是提供一種改進(jìn)的用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng),以及相應(yīng)改進(jìn)的用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的方法,從而避免已知技術(shù)方案的問題和缺點(diǎn),并且使得所產(chǎn)生的能量能夠連續(xù)使用和儲(chǔ)存。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開涉及一種用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng),一種用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的方法,一種用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的控制單元以及一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

2、具體地,為了解決上述任務(wù),提出了根據(jù)權(quán)利要求1的用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)、根據(jù)權(quán)利要求24的用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的方法、根據(jù)權(quán)利要求33的用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的控制單元以及根據(jù)權(quán)利要求34的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。從屬權(quán)利要求涉及一些示例性優(yōu)選實(shí)施例。

3、根據(jù)一個(gè)方面,提出了一種用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的示例性系統(tǒng),該系統(tǒng)具有第一能量供應(yīng)模塊,用于提供一定量的第一能量形式的能量;第一能量轉(zhuǎn)換器模塊,其具有第一一次負(fù)載依賴能量轉(zhuǎn)換器,用于將所提供的一定量的第一能量形式的能量的一部分依賴于一次負(fù)載地轉(zhuǎn)換為不同于第一能量形式的第二能量形式,以及第一能量?jī)?chǔ)存器,用于儲(chǔ)存一定量的第二能量形式的能量;消耗模塊,其具有建筑物的至少一個(gè)消耗器,用于消耗依賴于需求的一定量的第一能量形式的能量和/或依賴于需求的一定量的第二能量形式的能量;以及控制單元,用于控制系統(tǒng)的模塊;該系統(tǒng)還包括第二能量轉(zhuǎn)換器模塊,其具有第二能量轉(zhuǎn)換器,用于將一定量的所述第一能量形式的能量的另一部分轉(zhuǎn)換成不同于所述第一能量形式和所述第二能量形式的第三能量形式,其中在將一定量的所述第一能量形式的能量的另一部分轉(zhuǎn)換為所述第三能量形式的同時(shí),將一定量的所述第一能量形式的能量的所述另一部分的一部分轉(zhuǎn)換為所述第二能量形式,第二能量?jī)?chǔ)存器,用于儲(chǔ)存一定量的所述第三能量形式的能量,以及第三能量轉(zhuǎn)換器,用于將儲(chǔ)存的一定量的所述第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換為所述第一能量形式,其中,當(dāng)將所述儲(chǔ)存的一定量的所述第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換為所述第一能量形式時(shí),一定量的所述第三能量形式的能量的一部分同時(shí)轉(zhuǎn)換為所述第二能量形式。

4、具體地,控制單元可以以如下方式控制系統(tǒng)的模塊:如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生或提供的第一能量形式的能量的量大于消耗模塊所消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則以延遲的方式或同時(shí)將過量的能量?jī)?chǔ)存在用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中和用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器中;并且如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生或提供的第一能量形式的能量的量小于消耗模塊所消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則將儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的能量和儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的能量(在轉(zhuǎn)換成一定量的第一能量形式和/或第二能量形式的能量之后)以延遲的方式或同時(shí)釋放以供在消耗模塊中消耗。

5、示例性系統(tǒng)的控制單元可以有利地控制能量?jī)?chǔ)存器的儲(chǔ)存和釋放過程,使得能量?jī)?chǔ)存器的第二能量形式的儲(chǔ)存過程與能量?jī)?chǔ)存器的第三能量形式的儲(chǔ)存過程同時(shí)發(fā)生。不同能量形式的延遲儲(chǔ)存和相繼儲(chǔ)存都是可能的。這同樣適用于儲(chǔ)存器的釋放過程,其也可以定時(shí)??梢允褂酶鞣N條件作為標(biāo)準(zhǔn)/依據(jù)(例如,由于轉(zhuǎn)換時(shí)各個(gè)能量形式與另一種能量形式的效率不同或建筑物中對(duì)相應(yīng)能量形式的消耗需求等)來確定何時(shí)使哪個(gè)儲(chǔ)存器負(fù)載或釋放,以及如何負(fù)載或釋放。

6、通過示例性系統(tǒng),盡管根據(jù)一次負(fù)載將例如電能(例如,第一能量形式)轉(zhuǎn)換為例如熱能(例如,第二能量形式),這有時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的波動(dòng)很大,從而導(dǎo)致建筑物的熱能(熱量)供應(yīng)波動(dòng),但可以確保向建筑物連續(xù)供應(yīng)電能和熱能。

7、使用第三能量形式(例如化學(xué)能)作為對(duì)第一能量形式(例如電能)和/或第二能量形式(例如熱能)連續(xù)供應(yīng)需求的補(bǔ)償能量形式,對(duì)該系統(tǒng)的機(jī)器和系統(tǒng)、建筑物及其技術(shù)單元/模塊具有出乎意料的積極效果。

8、如果能量過剩(可用能量多于消耗能量),尤其是電能過剩,則可以將過剩能量轉(zhuǎn)換為化學(xué)能并儲(chǔ)存起來,以備以后使用,例如當(dāng)電能或熱能不足以供應(yīng)機(jī)器和系統(tǒng)以及建筑物時(shí)。必要時(shí),可以從儲(chǔ)存的化學(xué)能中回收電能和熱能,并有利地用于機(jī)器和系統(tǒng)以及建筑物和/或其技術(shù)單元/模塊的連續(xù)供應(yīng)。

9、除其他優(yōu)點(diǎn)之外,該方法的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是,可以在相對(duì)較小的空間中儲(chǔ)存相對(duì)大量的化學(xué)能,因?yàn)榛瘜W(xué)能(例如氫氣、甲烷等氣體)可以在適當(dāng)?shù)膲毫?例如在30-40bar的范圍內(nèi))下容易地壓縮,其中壓縮氣體以達(dá)到這些壓力水平所需的能量的量(例如用于此目的的電能的量)相對(duì)適中。

10、該方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以以多種方式使用諸如氫氣之類的氣體來回收熱能或電能。一種變體是,例如,在相應(yīng)的設(shè)備(例如在熱電聯(lián)產(chǎn)電廠中)中燃燒氫氣;另一種變體是,例如,在燃料電池中使用氫氣。

11、燃料電池中所謂的冷燃燒也產(chǎn)生約55℃的廢熱。在熱電聯(lián)產(chǎn)電廠中,廢氣溫度通常在300℃和400℃之間。在這兩種情況下,一方面在低溫至中溫范圍內(nèi)的廢熱,另一方面在高溫范圍內(nèi)的廢熱,以及電能都可以在示例性系統(tǒng)中進(jìn)一步使用。

12、可以通過各種方式確保向建筑物連續(xù)供應(yīng)電能和熱能,特別是關(guān)于還需要哪種能量形式(熱能或電能)以及何種質(zhì)量(盡管熱能的供應(yīng)或產(chǎn)生存在波動(dòng)(由于第一能量轉(zhuǎn)換器的一次負(fù)載依賴)),從而確保或支持建筑物的機(jī)器/設(shè)備(例如機(jī)床、計(jì)算單元等)以及技術(shù)單元/模塊(例如熱泵)的運(yùn)行,進(jìn)而確保或支持示例性系統(tǒng)的運(yùn)行。

13、示例性系統(tǒng)使得能夠利用各種能量形式(例如電能(例如第一能量形式)、熱能(例如第二能量形式)和化學(xué)能(例如第三能量形式))各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),有利地為建筑物提供連續(xù)供應(yīng)。例如,雖然將電能轉(zhuǎn)換為熱能具有非常高的效率,但儲(chǔ)存大量電能或熱量可能會(huì)有問題,因?yàn)檫@種儲(chǔ)存需要大量空間或其投資量導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì),而將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的效率稍差,但化學(xué)能的儲(chǔ)存(例如以氣體/燃?xì)獾男问?由于壓縮提供了在儲(chǔ)存化學(xué)能時(shí)實(shí)現(xiàn)比電能或熱能儲(chǔ)存更高的能量密度的可能性。根據(jù)能量過剩或不足的程度或?qū)μ囟芰啃问降男枨?,可以有利地使用該系統(tǒng)。

14、示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為第一能量供應(yīng)模塊具有用于產(chǎn)生一定量的第一能量形式的能量的第一能量發(fā)生器,所產(chǎn)生的一定量的第一能量形式的能量依賴于至少一個(gè)第一不連續(xù)能源,特別是可再生能源,例如太陽能和/或風(fēng)能。

15、如果電能(例如第一能量形式)由可再生能源提供,則建筑物的連續(xù)能量供應(yīng)問題變得更加復(fù)雜,因此更加清晰。當(dāng)使用可再生能源產(chǎn)生電能時(shí),建筑物屋頂或相關(guān)物業(yè)上的光伏系統(tǒng)特別受歡迎。小型風(fēng)力渦輪機(jī)解決方案(例如風(fēng)力渦輪機(jī)、垂直風(fēng)力渦輪機(jī)等)如今也可在市場(chǎng)上獲得,并且越來越受歡迎。

16、這些能源,尤其是來自太陽輻射的能量(太陽能)和來自氣流的能量(風(fēng)能)的問題在于可用性。在晚上,當(dāng)沒有陽光時(shí),無法產(chǎn)生太陽能。當(dāng)沒有風(fēng)時(shí)也會(huì)發(fā)生同樣的事情,那么將沒有風(fēng)力渦輪機(jī)可以產(chǎn)生電能以供使用。如果兩種情況一起發(fā)生,就形成了所謂的“低谷期”(“dunkelflaute”)。

17、另一個(gè)問題是,白天通常缺乏合適的消耗器,例如當(dāng)陽光充足時(shí),因此可以用于產(chǎn)生能量,尤其是在私人住戶中,因?yàn)榇蠖鄶?shù)人白天都出門工作,因此家中產(chǎn)生的能量通常不能完全用于自己的設(shè)備和輔助設(shè)備(例如照明、計(jì)算技術(shù)和打印機(jī)等)。風(fēng)能也存在類似的問題,原則上可以在白天或晚上的任何時(shí)間產(chǎn)生風(fēng)能,但只有在吹風(fēng)的時(shí)候才能產(chǎn)生風(fēng)能,理想情況下產(chǎn)生的能量也會(huì)在此時(shí)被消耗掉。

18、示例性系統(tǒng)使得從不連續(xù)能源(例如太陽輻射(使用光伏或太陽能系統(tǒng))或氣流(使用風(fēng)力渦輪機(jī)))產(chǎn)生的一定量的能量可以白天晚上都用于供應(yīng)建筑物。

19、能量過剩時(shí)用于填充能量?jī)?chǔ)存器,以補(bǔ)償光伏單元和/或風(fēng)力渦輪機(jī)能量產(chǎn)量較低時(shí)缺少的能量,特別是當(dāng)產(chǎn)生的能量少于建筑物消耗器消耗的能量時(shí)。

20、即使在使用太陽能和風(fēng)能等不連續(xù)能源來提供電能時(shí),使用化學(xué)能作為補(bǔ)償能量形式也已被證明是非常有效的,因?yàn)殡娔芄?yīng)的波動(dòng)也可以被非常有利地使用,或者可以通過上述系統(tǒng)來平衡,以確保向建筑物連續(xù)供應(yīng)電能和熱能。

21、示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為第一能量供應(yīng)模塊具有第三能量?jī)?chǔ)存器,用于儲(chǔ)存一定量的第一能量形式的能量。

22、具體地,控制單元可以以如下方式控制系統(tǒng)的模塊:如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生或提供的第一能量形式的能量的量大于消耗模塊所消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則基本上過量的能量被以延遲的方式或同時(shí)儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器、用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器和用于儲(chǔ)存第一能量形式的第三能量?jī)?chǔ)存器中;并且如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生或提供的第一能量形式的能量的量小于消耗模塊所消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則基本上儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中的、用于儲(chǔ)存第三能量形式(在將其轉(zhuǎn)換為一定量的第一能量形式和/或第二能量形式的能量之后)的第二能量?jī)?chǔ)存器中的和用于儲(chǔ)存第一能量形式的第三能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的能量被以延遲的方式或同時(shí)再次釋放以供消耗模塊消耗。

23、該示例性擴(kuò)展使得可以有利地儲(chǔ)存一定量的第一能量形式(例如電能)的能量,以便例如在電能非常過剩的情況下至少短暫地儲(chǔ)存/緩沖它們,并且將它們用于轉(zhuǎn)換為化學(xué)能,例如用于長(zhǎng)期儲(chǔ)存,或者相反地,儲(chǔ)存由化學(xué)能轉(zhuǎn)換(例如轉(zhuǎn)換為熱能)而產(chǎn)生的附加電能,并在需要時(shí)再次提供給示例性系統(tǒng)。這里,控制單元也可以根據(jù)已經(jīng)描述的儲(chǔ)存和釋放過程控制電儲(chǔ)存設(shè)備的儲(chǔ)存和釋放過程。

24、不僅可以向建筑物的一個(gè)或多個(gè)消耗模塊供應(yīng)儲(chǔ)存的和重新提供的能量,還可以向作為一次負(fù)載依賴熱發(fā)生器的機(jī)器和系統(tǒng)以及建筑物的技術(shù)單元/模塊供應(yīng)儲(chǔ)存的和重新提供的能量,因此也向整個(gè)示例性系統(tǒng)本身供應(yīng)儲(chǔ)存的和重新提供的能量。

25、示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為第一能量轉(zhuǎn)換器模塊具有第五能量?jī)?chǔ)存器,其被配置為將一定量的第二能量形式的能量轉(zhuǎn)換為一定量的第三能量形式的能量并將其儲(chǔ)存,其中第五能量?jī)?chǔ)存器被配置為將儲(chǔ)存的一定量的第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換回一定量的第二能量形式的能量。

26、第五能量?jī)?chǔ)存器可以有利地將一定量的第二能量形式的能量(例如熱能)直接轉(zhuǎn)換為一定量的第三能量形式的能量(例如化學(xué)能)并準(zhǔn)備將其儲(chǔ)存在第五能量?jī)?chǔ)存器中。此外,第五能量?jī)?chǔ)存器被配置為可逆地執(zhí)行該過程,使得儲(chǔ)存的一定量的第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換回一定量的第二能量形式的能量,并且該(第二能量形式)可以通過第五能量?jī)?chǔ)存器提供給示例性系統(tǒng)。

27、第五能量?jī)?chǔ)存器可以有利地用于所述系統(tǒng)中,因?yàn)槌诉^量的電能之外,示例性系統(tǒng)中還可能存在過量的熱能。例如,當(dāng)一次負(fù)載依賴熱發(fā)生器被充分利用并且所有其他熱儲(chǔ)存器已經(jīng)滿載,而建筑物的消耗模塊中消耗的熱量少于產(chǎn)生的熱量時(shí),就會(huì)存在這種熱過剩,因此化學(xué)熱儲(chǔ)存器可以在此被有利地使用?;瘜W(xué)熱儲(chǔ)存器的有利用途的另一示例是當(dāng)儲(chǔ)存在第三能量?jī)?chǔ)存器中的化學(xué)能被再轉(zhuǎn)換時(shí),儲(chǔ)存由第三能量轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的熱能。

28、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展示例性系統(tǒng)為將過量的不同能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述能量?jī)?chǔ)存器中、釋放儲(chǔ)存在所述能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的不同能量形式的能量以及轉(zhuǎn)換過量的或釋放的一定量的不同能量形式的能量是按照由所述控制單元控制的順序進(jìn)行的,其中所述控制單元被配置為根據(jù)所述第一一次負(fù)載依賴能量轉(zhuǎn)換器的一次負(fù)載以及所述消耗模塊對(duì)所述第一能量形式的能量的量和所述第二能量形式的能量的量的需求來控制所述順序。

29、特別地,第一能量轉(zhuǎn)換器的一次負(fù)載的容量利用率因素可以是用于控制系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù),一方面確定并因此“規(guī)劃”要產(chǎn)生的熱能的量,而且還總是保持可產(chǎn)生的熱能符合建筑物的消耗模塊的需求,并啟動(dòng)過剩熱能的適當(dāng)儲(chǔ)存,例如在熱能生產(chǎn)過剩/過度產(chǎn)生的情況下。當(dāng)然,這同樣適用于過量的電能,其也可以有利地直接儲(chǔ)存或首先轉(zhuǎn)換成另一種能量形式,例如熱能和/或化學(xué)能,并相應(yīng)地儲(chǔ)存。

30、但是在控制系統(tǒng)時(shí),也可以有利地考慮其他參數(shù),例如各個(gè)能量形式的儲(chǔ)存容量的可用性或短期提供相對(duì)大量的能量,例如大量的電能,例如用于能量密集型制造過程。

31、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展示例性系統(tǒng)為所述第一能量?jī)?chǔ)存器包括用于短期儲(chǔ)存一定量的所述第二能量形式的能量的短期儲(chǔ)存器和用于中期至長(zhǎng)期儲(chǔ)存一定量的所述第二能量形式的能量的長(zhǎng)期儲(chǔ)存器。

32、以特別有利的方式,建議提供短期儲(chǔ)存器(例如,所謂的分層儲(chǔ)存器、緩沖儲(chǔ)存器或熱緩沖器,其(例如)充滿水)結(jié)合長(zhǎng)期儲(chǔ)存器(例如所謂的季節(jié)性儲(chǔ)存器)用于儲(chǔ)存熱能。而甚至更少量的熱能(例如,除了一次負(fù)載依賴熱發(fā)生器的熱能之外,還有電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能及其在第二能量轉(zhuǎn)換器或第三能量轉(zhuǎn)換器中再轉(zhuǎn)換期間的熱能)可以很好地儲(chǔ)存在短期儲(chǔ)存器中,并且可以在一天到幾天內(nèi)釋放以供建筑物使用,大量的熱能(例如一次負(fù)載依賴熱發(fā)生器的熱能)可以儲(chǔ)存在長(zhǎng)期儲(chǔ)存器中,用于在數(shù)周至數(shù)月內(nèi)長(zhǎng)期儲(chǔ)存并釋放熱量。短期和長(zhǎng)期儲(chǔ)存器的熱量不僅可以用于建筑物供暖,當(dāng)然也可以用于加熱飲用水。

33、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展示例性系統(tǒng)為所述短期儲(chǔ)存器和所述長(zhǎng)期儲(chǔ)存器彼此直接操作連接,使得一定量的所述第二能量形式的能量能夠在所述短期儲(chǔ)存器和所述長(zhǎng)期儲(chǔ)存器之間交換。

34、通過直接操作連接,熱交換可以直接在兩個(gè)儲(chǔ)存器之間進(jìn)行,而不必首先輸送到熱網(wǎng)中,這使得熱量的傳遞更容易。例如,可以通過用輸水管或等同物直接連接兩個(gè)儲(chǔ)存器(短期儲(chǔ)存器和長(zhǎng)期儲(chǔ)存器)來實(shí)現(xiàn)直接操作連接。此外,還可以例如通過板式熱交換器進(jìn)行熱交換。

35、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展示例性系統(tǒng)為所述控制單元還被配置為控制一定量的所述第二能量形式的能量在所述第一能量?jī)?chǔ)存器中的儲(chǔ)存,使得主要將一定量的能量?jī)?chǔ)存在所述短期儲(chǔ)存器內(nèi),其次將一定量的所述第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述長(zhǎng)期儲(chǔ)存器中。

36、如前所述,最初將一定量的熱量?jī)?chǔ)存在短期儲(chǔ)存器中是有意義的(例如,在白天或晚上的剩余時(shí)間再次釋放熱量并為建筑物供暖或準(zhǔn)備熱水),同時(shí),例如,在短期儲(chǔ)存器已被充滿或至少部分充滿之后,多余的熱量可儲(chǔ)存在長(zhǎng)期儲(chǔ)存器中。然而,為了確定一定量的熱量被儲(chǔ)存的順序,也可能會(huì)考慮其他邊界條件。

37、該示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為,所述第二能量轉(zhuǎn)換器模塊的用于將所述第一能量形式轉(zhuǎn)換為所述第三能量形式的所述第二能量轉(zhuǎn)換器以及用于將所述第三能量形式轉(zhuǎn)換為所述第一能量形式的所述第三能量轉(zhuǎn)換器是一組件,所述組件被配置為執(zhí)行將所述第三能量形式轉(zhuǎn)換成所述第一能量形式的過程,作為將所述第一能量形式轉(zhuǎn)換成所述第三能量形式的可逆過程。

38、示例性系統(tǒng)的該有利實(shí)施例允許系統(tǒng)中的各個(gè)部件的總數(shù)保持得較低,從而簡(jiǎn)化了控制單元對(duì)部件的控制。特別地,如果第一能量形式到第三能量形式的轉(zhuǎn)換以及第三能量形式到第一能量形式的轉(zhuǎn)換涉及將原始能量形式直接或單級(jí)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)能量形式,則可以有利地設(shè)計(jì)示例性系統(tǒng)。

39、該示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展有第二能量供應(yīng)模塊,所述第二能量供應(yīng)模塊具有用于產(chǎn)生所述第三能量形式的第二能量發(fā)生器,所述第二能量發(fā)生器產(chǎn)生一定量的所述第三能量形式的能量依賴于不同于所述第一能源的至少一個(gè)第二能源,其中所述第二能量供應(yīng)模塊還具有用于將所述第三能量形式轉(zhuǎn)換成所述第二能量形式的第四能量轉(zhuǎn)換器。

40、該示例性系統(tǒng)可以有利地通過附加的能量供應(yīng)模塊進(jìn)行擴(kuò)展,因?yàn)槌酥暗脑偕蚩稍偕茉?例如太陽能和風(fēng)能)之外,木材現(xiàn)在也可以用作可再生原材料。該第二能量發(fā)生器可以基于需求進(jìn)行切換,因此最初通過產(chǎn)生氣體作為第三能量形式來支持系統(tǒng),然后通過將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能將熱量供給到系統(tǒng)中,例如,向短期儲(chǔ)存器和/或長(zhǎng)期儲(chǔ)存器供應(yīng)或負(fù)載熱量。此外,第五能量?jī)?chǔ)存器還可以負(fù)載熱能。例如,優(yōu)點(diǎn)是第五儲(chǔ)存器(化學(xué)熱儲(chǔ)存器)的熱量可以基于需求釋放,而第二能量發(fā)生器(例如設(shè)計(jì)為原木氣化爐)則燃燒其全部木材量并且必須在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)完全提供能量。

41、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展該示例性系統(tǒng)為所述第二能量供應(yīng)模塊具有用于儲(chǔ)存所述第二能量形式的第四能量?jī)?chǔ)存器,其中用于儲(chǔ)存所述第二能量形式的所述第四能量?jī)?chǔ)存器與用于儲(chǔ)存所述第二能量形式的所述第一能量?jī)?chǔ)存器不操作連接或者直接操作連接,以交換一定量的所述第二能量形式的能量。

42、特別地,如果第二能量供應(yīng)模塊也具有其自己的用于儲(chǔ)存熱量的能量?jī)?chǔ)存器,該能量?jī)?chǔ)存器可選地連接到短期儲(chǔ)存器,并且由此熱量可以從第二能量供應(yīng)模塊的能量?jī)?chǔ)存器傳遞至第一能量?jī)?chǔ)存器,這當(dāng)然是有利的。

43、示例性系統(tǒng)可以有利地具有與所述建筑物的所述消耗模塊的所述至少一個(gè)消耗器不同的附加消耗器,用于消耗一定量的所述第二能量形式的能量,其中所述控制單元被配置為以以下方式控制所述附加消耗器:如果用于儲(chǔ)存所述第二能量形式的所述能量?jī)?chǔ)存器(例如短期和長(zhǎng)期熱儲(chǔ)存器或化學(xué)熱儲(chǔ)存器)基本上不再具有用于附加量的所述第二能量形式的能量的任何容量,則將過量的所述第二能量形式的能量(例如,由于一次負(fù)載依賴熱發(fā)生器的容量利用和/或從電能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)換及其再轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生)提供給所述附加消耗器進(jìn)行消耗,以便減少所述系統(tǒng)中的能量總量,特別是所述第二能量形式的能量的量。

44、例如,如果系統(tǒng)中已有過多的熱能并且需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行“緊急冷卻”和/或例如所有儲(chǔ)存器已經(jīng)滿載,則該附加消耗器能夠從系統(tǒng)中移除大量的熱能(第二能量形式)。例如,可加熱的室外游泳池可用于此目的,其中大量的水被加熱,并且潛在的多余熱量可以釋放到周圍環(huán)境中。

45、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展示例性系統(tǒng)為第一能量形式是電能,第二能量形式是熱能,并且第三能量形式是化學(xué)能。

46、該示例性系統(tǒng)特別適合于電能、熱能和化學(xué)能的組合使用。如前所述,每種能量形式在生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存方面都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。取決于能源的情況或可用性(例如太陽能和風(fēng)能或來自可再生原材料(例如木材或一般植物材料)的能量)或建筑物的能量需求(例如夏季和冬季之間建筑物的能量需求的差異和/或一次負(fù)載依賴熱發(fā)生器(例如服務(wù)器/計(jì)算單元、機(jī)床、包裝系統(tǒng)等)的需求),優(yōu)先選擇一種能量形式而不是另一種能量形式是有利的。

47、示例性系統(tǒng)中每種單獨(dú)的能量形式的優(yōu)點(diǎn)可用于更有效且更面向需求地控制能量管理。

48、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展示例性系統(tǒng)為該組件是可逆燃料電池,其在一個(gè)過程中能夠?qū)⒁欢康碾娔苻D(zhuǎn)換為一定量的化學(xué)能,并且可以反向進(jìn)行該過程,將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。

49、可以有利地提供可逆燃料電池作為示例性系統(tǒng)的部件,其可以將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能(例如轉(zhuǎn)換成諸如氫、氨或甲烷的燃料氣體)并且還能夠反向地執(zhí)行該過程。這使得可以有利地在兩種能量形式之間切換,并且根據(jù)需求(例如,對(duì)能量形式的需求或?qū)χT如更好的可儲(chǔ)存性等特殊性能的需求),可以選擇(更好的)合適的能量形式并相應(yīng)地轉(zhuǎn)換或再轉(zhuǎn)換。

50、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展示例性系統(tǒng)為該系統(tǒng)還具有到公共電網(wǎng)的連接,其中控制單元被配置為允許或停止從公共電網(wǎng)向系統(tǒng)供應(yīng)電能以及允許或停止將系統(tǒng)中的電能輸送至公共電網(wǎng)。

51、通過連接到公共電網(wǎng),當(dāng)系統(tǒng)自身不能產(chǎn)生能量(例如通過太陽能和風(fēng)能,例如在所謂的“低谷期”期間)或產(chǎn)生的能量不足和/或示例性系統(tǒng)的儲(chǔ)存器基本上被清空,因此可以從系統(tǒng)外部恢復(fù)能量供應(yīng)。此外,這種連接還可以用于將額外的能量供給到系統(tǒng)中,并且如果需要的話,可以將其儲(chǔ)存起來,這是特別有利地,例如在能量的成本相對(duì)較低的情況下(例如,比較夜間電價(jià)與白天電價(jià),或當(dāng)風(fēng)能和太陽能提供特別大量綠色電力時(shí),或電力需求較少時(shí))。

52、示例性系統(tǒng)由控制單元控制,使得電能的生產(chǎn)者在任意時(shí)間產(chǎn)生的電與電能的消耗器消耗的電一樣多。例如,生產(chǎn)者可以是風(fēng)力渦輪機(jī)/光伏單元。例如,消耗器可以是技術(shù)系統(tǒng)(例如第一一次負(fù)載依賴能量轉(zhuǎn)換器或第二能量轉(zhuǎn)換器)和家用電子設(shè)備。電儲(chǔ)存器(例如第三能量?jī)?chǔ)存器)可以通過其通過控制單元的控制在不同時(shí)間吸收電力并且釋放電力的能力來調(diào)節(jié),以在電力過量時(shí)吸收電力并因此歸屬于消耗器。在電力不足的時(shí)候,即與生產(chǎn)者產(chǎn)生的電能相比,消耗器對(duì)電力/能量的消耗更高的時(shí)候,可以通過控制單元的控制將電儲(chǔ)存器調(diào)節(jié)為電力釋放到存在電力不足的水平。這意味著在示例性描述的第二種情況下,電儲(chǔ)存器可以歸屬于發(fā)電機(jī)。在這兩種情況下,向公共電網(wǎng)的電力傳輸為零。內(nèi)部電網(wǎng)繼續(xù)與公共電網(wǎng)同步以50赫茲振蕩,但沒有電力傳輸(也稱為并聯(lián)運(yùn)行)。

53、可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展示例性系統(tǒng)為系統(tǒng)具有熱泵,所述熱泵通過逆轉(zhuǎn)熱轉(zhuǎn)電過程來增加所述系統(tǒng)中的熱能的量,其中,所述熱泵使用儲(chǔ)存在所述第一能量?jī)?chǔ)存器的所述長(zhǎng)期儲(chǔ)存器中的熱能。

54、使用熱泵作為示例性系統(tǒng)的另一有利部件,可以進(jìn)一步增加能量的量(例如每升水或每立方米空氣),因?yàn)樗孓D(zhuǎn)了熱轉(zhuǎn)電過程并通過執(zhí)行額外的功來增加了熱量的量,其中額外的熱量可以有利地供應(yīng)到示例性系統(tǒng),并且特別有利地供應(yīng)到第二能量形式的儲(chǔ)存器。例如,熱泵可以使用通過轉(zhuǎn)換化學(xué)能而產(chǎn)生的電能和熱能來進(jìn)一步增加示例性系統(tǒng)中的熱量的量。

55、該示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為所述第一能量?jī)?chǔ)存器的所述長(zhǎng)期儲(chǔ)存器是季節(jié)性熱儲(chǔ)存器,特別是地盆式熱儲(chǔ)存器。

56、通過使用所謂的季節(jié)性熱儲(chǔ)存器,產(chǎn)生或轉(zhuǎn)換為第二能量形式的能量(熱量)可以儲(chǔ)存相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間,并在這段時(shí)間內(nèi)可供消耗器使用。使用土地盆式熱儲(chǔ)存器是特別有利的,因?yàn)檫@可以布置在例如建筑物的地基中,使得在建筑物內(nèi)或建筑物附近不需要額外的、更大的空間用于這種形式的季節(jié)性熱儲(chǔ)存器。此外,季節(jié)性熱儲(chǔ)存器也可以形成為多層地?zé)嵊行У牡責(zé)峒療崞?,其具有液壓輸入和提取熱能的能力,且頂部和?cè)面隔熱。

57、該示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為所述第一能量轉(zhuǎn)換器是作為一次負(fù)載執(zhí)行計(jì)算機(jī)操作的計(jì)算單元,并且通過執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)操作將依賴于一次負(fù)載的電能轉(zhuǎn)換為熱能。

58、示例性系統(tǒng)的特別有利的實(shí)施例是,諸如服務(wù)器結(jié)構(gòu)或整個(gè)數(shù)據(jù)中心的計(jì)算單元用于從電能(例如第一能量形式)產(chǎn)生或轉(zhuǎn)換熱(例如第二能量形式),一次負(fù)載是計(jì)算機(jī)操作,但作為一種二次負(fù)載,熱能是由電能產(chǎn)生的,可以供系統(tǒng)使用,特別是供應(yīng)給建筑物。

59、由于這些計(jì)算系統(tǒng)需要大量的電能,這些電能主要通過計(jì)算過程本身轉(zhuǎn)換為熱,因此使用所產(chǎn)生的熱并且例如為建筑物供暖和/或使用它來制備熱水是有利的,而不是通過冷卻系統(tǒng)將其釋放到環(huán)境中。

60、使用計(jì)算單元產(chǎn)生熱是有利的,因?yàn)樯鐣?huì)的數(shù)字化將繼續(xù)推進(jìn),因此未來將繼續(xù)需要計(jì)算能力來滿足服務(wù)器和儲(chǔ)存空間的需求。

61、具有相應(yīng)的能量密集型驅(qū)動(dòng)器、液壓?jiǎn)卧?或控制器的其他設(shè)備,例如機(jī)床、制造廠、物流系統(tǒng)等,也會(huì)產(chǎn)生大量廢熱,也可以用作一次負(fù)載依賴能量轉(zhuǎn)換器,用于依賴于一次負(fù)載地將電能轉(zhuǎn)換為熱能。

62、該示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為所述第二能量供應(yīng)模塊的所述第二能量發(fā)生器為木材氣化爐,所述第四能量轉(zhuǎn)換器為木材氣體燃燒器,其中所述木材氣化爐和木材氣體燃燒器為一個(gè)組件。

63、為了提供額外的能量,用木材氣化爐擴(kuò)展示例性系統(tǒng)是有意義的。這可以通過自熱反應(yīng)使木材氣化,從而產(chǎn)生可燃?xì)怏w,該可燃?xì)怏w用于在與木材氣化爐相關(guān)的木材氣體燃燒器中產(chǎn)生熱量。木材是可再生的,因此是用于能源生產(chǎn)的“綠色”可再生原材料之一,即使與例如風(fēng)力渦輪機(jī)或太陽能系統(tǒng)的運(yùn)行相比,它會(huì)產(chǎn)生破壞氣候的二氧化碳和細(xì)塵。與其他固體燃料鍋爐相比,當(dāng)今配備木材氣體燃燒器的現(xiàn)代木材氣化爐憑借自動(dòng)控制燃燒和電動(dòng)細(xì)塵分離器,可以實(shí)現(xiàn)非常低的污染物排放值和非常高的效率。

64、該示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為,用于儲(chǔ)存電能的第三能量?jī)?chǔ)存器是釩氧化還原液流蓄電池或鋰離子蓄電池。

65、不同類型的蓄電池可以有利地用于儲(chǔ)存電能(例如,第一能量形式),其中釩氧化還原液流蓄電池與鋰離子蓄電池相比具有顯著更高的運(yùn)行可靠性,因?yàn)樗鼈兊碾娊赓|(zhì)具有高水含量而不易燃或爆炸,因此釩氧化還原液流蓄電池可以經(jīng)受短路而不會(huì)損壞。釩氧化還原液流蓄電池還具有永久穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),就電解質(zhì)而言,理論上允許無限次充電循環(huán)而不降低充電容量。然而,也可以使用其他蓄電池,例如其他固態(tài)蓄電池,例如磷酸鐵鋰(lifepo4)蓄電池。

66、根據(jù)另一方面,提出了一種用于通過控制單元控制前述的用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的示例性方法,包括:通過第一能量供應(yīng)模塊提供一定量的第一能量形式的能量,以依賴于一次負(fù)載的方式,通過第一能量轉(zhuǎn)換器模塊的第一一次負(fù)載依賴能量轉(zhuǎn)換器將一定量的所述第一能量形式的能量的一部分轉(zhuǎn)換成不同于所述第一能量形式的第二能量形式,通過所述建筑物的消耗模塊的至少一個(gè)消耗器消耗基于需求的一定量的所述第一能量形式的能量和/或基于需求的一定量的所述第二能量形式的能量,其中,如果所述第一能量供應(yīng)模塊提供的所述第一能量形式的能量的量大于所述消耗模塊消耗的基于需求的所述第一能量形式和所述第二能量形式的能量的量,則以延遲的方式或同時(shí)將顯著過量的所述第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述第一能量轉(zhuǎn)換器模塊的所述第一能量?jī)?chǔ)存器中,通過第二能量轉(zhuǎn)換器模塊的第二能量轉(zhuǎn)換器將顯著過量的所述第一能量形式的能量轉(zhuǎn)換為不同于所述第一能量形式和所述第二能量形式的第三能量形式,其中,在將顯著過量的所述第一能量形式的能量轉(zhuǎn)換為所述第三能量形式期間,所述顯著過量的所述第一能量形式的能量的一部分同時(shí)轉(zhuǎn)換為所述第二能量形式并供給至所述第一能量?jī)?chǔ)存器進(jìn)行儲(chǔ)存,以及將一定量的所述第三能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述第二能量轉(zhuǎn)換器模塊的第二能量?jī)?chǔ)存器中,和/或如果所述第一能量供應(yīng)模塊提供的所述第一能量形式的能量的量小于所述消耗模塊消耗的所述基于需求的所述第一能量形式和所述第二能量形式的能量的量,則釋放用于儲(chǔ)存所述第二能量形式的所述第一能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量以供在所述消耗模塊中消耗,然后將用于儲(chǔ)存所述第三能量形式的所述第二能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量釋放到第三能量轉(zhuǎn)換器,以及通過所述第三能量轉(zhuǎn)換器將用于儲(chǔ)存所述第三能量形式的所述第二能量?jī)?chǔ)存器所釋放的一定量的能量轉(zhuǎn)換為一定量的所述第一能量形式的能量以供所述消耗模塊消耗,其中,當(dāng)將所述第二能量?jī)?chǔ)存器所釋放的一定量的所述第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換為所述第一能量形式的同時(shí),將所釋放的一定量的所述第三能量形式的能量的一部分轉(zhuǎn)換為所述第二能量形式并饋入到所述消耗模塊進(jìn)行消耗。

67、關(guān)于示例性系統(tǒng)已經(jīng)提到的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)然同樣可以適用于示例性方法,因此這里不再重復(fù)。

68、該示例性方法可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為通過所述第一能量供應(yīng)模塊的第一能量發(fā)生器產(chǎn)生一定量的所述第一能量形式的能量,其中,所產(chǎn)生的一定量的所述第一能量形式的能量依賴于至少第一不連續(xù)能源,特別是可再生能源,例如太陽能和/或風(fēng)能。

69、該示例性方法可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為,如果所述第一能量供應(yīng)模塊提供的所述第一能量形式的能量的量大于所述消耗模塊消耗的所述第一能量形式和所述第二能量形式的能量的量,則以延遲的方式或同時(shí)將顯著過量的所述第一能量形式的能量的一部分儲(chǔ)存在所述第一能量供應(yīng)模塊的第三能量?jī)?chǔ)存器中,將顯著過量的所述第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述第一能量轉(zhuǎn)換器模塊的所述第一能量?jī)?chǔ)存器中,通過所述第二能量轉(zhuǎn)換器模塊將所述顯著過量的所述第一能量形式的能量的另一部分轉(zhuǎn)換為所述第三能量形式,其中當(dāng)將所述顯著過量的所述第一能量形式的能量的所述另一部分轉(zhuǎn)換為所述第三能量形式時(shí),所述顯著過量的所述第一能量形式的能量的所述另一部分的一部分同時(shí)轉(zhuǎn)換為所述第二能量形式并饋送至所述第一能量?jī)?chǔ)存器進(jìn)行儲(chǔ)存,以及將一定量的所述第三能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述第二能量轉(zhuǎn)換器模塊的所述第二能量?jī)?chǔ)存器中,和/或,如果所述第一能量供應(yīng)模塊提供的所述第一能量形式的能量的量小于所述消耗模塊消耗的所述第一能量形式和所述第二能量形式的能量的量,則以延遲的方式或者同時(shí)釋放用于儲(chǔ)存所述第一能量形式的所述第三能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量以供在所述消耗模塊中消耗,釋放用于儲(chǔ)存所述第二能量形式的所述第一能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量以供在所述消耗模塊中消耗,將用于儲(chǔ)存所述第三能量形式的所述第二能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量釋放至所述第三能量轉(zhuǎn)換器,以及通過所述第三能量轉(zhuǎn)換器將用于儲(chǔ)存所述第三能量形式的所述第二能量?jī)?chǔ)存器所釋放的一定量的能量轉(zhuǎn)換為一定量的所述第一能量形式的能量以供所述消耗模塊消耗,其中,在將所述第二能量?jī)?chǔ)存器所釋放的一定量的所述第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換為所述第一能量形式的同時(shí),將所釋放的一定量的所述第三能量形式的能量的一部分轉(zhuǎn)換為所述第二能量形式并饋送到所述消耗模塊進(jìn)行消耗。

70、該示例性方法可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為將過量的不同能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述能量?jī)?chǔ)存器中、釋放儲(chǔ)存在所述能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的不同能量形式的能量以及轉(zhuǎn)換過量的或釋放的一定量的不同能量形式的能量是按照由控制單元控制的順序進(jìn)行的,其中所述控制單元被配置為根據(jù)所述第一一次負(fù)載依賴能量轉(zhuǎn)換器的一次負(fù)載以及所述消耗模塊對(duì)所述第一能量形式的能量的量和所述第二能量形式的能量的量的需求來控制所述順序。

71、該示例性方法可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為所述第一能量?jī)?chǔ)存器包括用于短期儲(chǔ)存一定量的所述第二能量形式的能量的短期儲(chǔ)存器和用于中期至長(zhǎng)期儲(chǔ)存一定量的所述第二能量形式的能量的長(zhǎng)期儲(chǔ)存器,其中所述控制單元還被配置為控制一定量的所述第二能量形式的能量在所述第一能量?jī)?chǔ)存器中的儲(chǔ)存,使得主要將一定量的能量?jī)?chǔ)存在所述短期儲(chǔ)存器內(nèi),其次將一定量的所述第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述長(zhǎng)期儲(chǔ)存器中。

72、該示例性方法可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為通過第二能量供應(yīng)模塊的第二能量發(fā)生器產(chǎn)生一定量的所述第三能量形式的能量,其中所述第二能量發(fā)生器產(chǎn)生一定量的所述第三能量形式的能量依賴于不同于所述第一能源的至少一個(gè)第二能源,通過所述第二能量供應(yīng)模塊的第四能量轉(zhuǎn)換器將產(chǎn)生的一定量的所述第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換成所述第二能量形式,以及將一定量的所述第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述第二能量供應(yīng)模塊的第四能量?jī)?chǔ)存器中,其中所述控制單元被配置為通過所述第二能量供應(yīng)模塊根據(jù)所述消耗模塊的能量需求和所述第二能源的可用性產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存一定量的能量。

73、該示例性方法可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為,如果用于儲(chǔ)存所述第二能量形式的所述能量?jī)?chǔ)存器基本上不再具有用于附加量的所述第二能量形式的能量的容量,則通過與所述建筑物的所述消耗模塊的所述至少一個(gè)消耗器不同的附加消耗器消耗過量的所述第二能量形式的能量,以減少所述系統(tǒng)中的能量總量,特別是所述第二能量形式的能量的量。

74、該示例性方法可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為,第一能量形式是電能,第二能量形式是熱能,并且第三能量形式是化學(xué)能。

75、該示例性方法可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為通過系統(tǒng)與公共電網(wǎng)的連接來允許或停止將電能從公共電網(wǎng)供應(yīng)到系統(tǒng)中,或者通過所述系統(tǒng)與所述公共電網(wǎng)的所述連接來允許或停止將電能從系統(tǒng)饋送到公共電網(wǎng)中。

76、根據(jù)另一方面,提出了一種用于控制前述的用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的示例性控制單元,其中該控制單元被配置為執(zhí)行上述類型的用于控制用于建筑物的連續(xù)的、基于需求的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的方法。

77、根據(jù)另一方面,提出了一種示例性計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品,其具有儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序,該計(jì)算機(jī)程序可在上述控制單元上或在連接到控制單元并且被配置為控制上述類型的方法的計(jì)算機(jī)中執(zhí)行。

78、根據(jù)另一示例,提出了一種用于建筑物的連續(xù)的能量供應(yīng)的示例性系統(tǒng),其具有第一能量供應(yīng)模塊,該第一能量供應(yīng)模塊具有用于產(chǎn)生一定量的第一能量形式的能量的第一能量發(fā)生器,所產(chǎn)生的一定量的第一能量形式的能量依賴于至少第一能源;第一能量轉(zhuǎn)換器模塊,其具有第一能量轉(zhuǎn)換器,用于將一定量的第一能量形式的能量的一部分轉(zhuǎn)換成與第一能量形式不同的第二能量形式,以及第一能量?jī)?chǔ)存器,用于儲(chǔ)存一定量的第二能量形式的能量;第二能量轉(zhuǎn)換器模塊,其具有第二能量轉(zhuǎn)換器,用于將一定量的第一能量形式的能量的另一部分轉(zhuǎn)換成不同于第一能量形式和第二能量形式的第三能量形式,第二能量?jī)?chǔ)存器,用于儲(chǔ)存一定量的第三能量形式的能量,以及第三能量轉(zhuǎn)換器,用于將所儲(chǔ)存的一定量的第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換為第一能量形式;消耗模塊,其具有建筑物的至少一個(gè)消耗器,用于消耗一定量的第一能量形式的能量和/或一定量的第二能量形式的能量,以及用于控制系統(tǒng)的模塊的控制單元,其中用于產(chǎn)生第一能量形式的第一能源是不連續(xù)能源。

79、具體地,控制單元可以以這樣的方式控制系統(tǒng)的模塊:如果由第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生或提供的第一能量形式的能量的量大于消耗模塊消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則基本上過量的能量被以延遲的方式或同時(shí)儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中和用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器中,并且,如果由第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生或提供的第一能量形式的能量的量小于消耗模塊消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則基本上儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的能量以及儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的能量被以延遲的方式或同時(shí)再次釋放以在消耗模塊中消耗。

80、該示例性系統(tǒng)使得能夠儲(chǔ)存相對(duì)大量的過量產(chǎn)生的電能(例如通過轉(zhuǎn)換或直接儲(chǔ)存),從而避免將這種過量的能量饋入公共電網(wǎng),這又有助于網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。如果各種能量形式(例如電能、熱能和化學(xué)能)的儲(chǔ)存基本上得到充分利用(充滿),系統(tǒng)可以通過附加消耗器(例如加熱的室外游泳池等)將大量的能量釋放到環(huán)境中,因此多余的能量被從系統(tǒng)中移除,而沒有向公共電網(wǎng)提供能量(可能導(dǎo)致公共電網(wǎng)的不穩(wěn)定)。

81、示例性系統(tǒng)的控制單元還可以有利地控制能量?jī)?chǔ)存器的儲(chǔ)存和釋放過程,使得能量?jī)?chǔ)存器的第二能量形式(電能)的儲(chǔ)存過程與能量?jī)?chǔ)存器的第三種能量形式(化學(xué)能)的儲(chǔ)存過程同時(shí)發(fā)生。不同能量形式的延遲儲(chǔ)存和相繼儲(chǔ)存都是可能的。這同樣適用于儲(chǔ)存器的釋放過程,這也可以適時(shí)控制??梢允褂酶鞣N條件作為標(biāo)準(zhǔn)/依據(jù)(例如,由于轉(zhuǎn)換時(shí)各個(gè)能量形式與其他能量形式相比的不同效率或建筑物中對(duì)相應(yīng)能量形式的消耗需求等)來確定何時(shí)使哪個(gè)儲(chǔ)存器負(fù)載或釋放,以及如何負(fù)載或釋放。

82、該示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為,第一能量供應(yīng)模塊具有用于儲(chǔ)存一定量的第一能量形式的能量的第三能量?jī)?chǔ)存器。

83、具體地,控制單元可以以這樣的方式控制系統(tǒng)的模塊:如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生或提供的第一能量形式的能量的量大于消耗模塊所消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則基本上過量的能量被以延遲的方式或同時(shí)儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中、用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器中以及用于儲(chǔ)存第一能量形式的第三能量?jī)?chǔ)存器中;且如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生或提供的第一能量形式的能量的量小于消耗模塊所消耗的第一能量形式與第二能量形式的能量的量,則基本上儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的能量、儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的能量、以及儲(chǔ)存在用于儲(chǔ)存第一能量形式的第三能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的能量被以延遲的方式或同時(shí)再次釋放以在消耗模塊中消耗。

84、該示例性系統(tǒng)可以有利地進(jìn)一步擴(kuò)展為,將第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生的過量的不同能量形式的能量?jī)?chǔ)存在所述能量?jī)?chǔ)存器中、釋放儲(chǔ)存在能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的不同能量形式的能量以及轉(zhuǎn)換釋放的一定量的不同能量形式的能量是按照由所述控制單元控制的順序進(jìn)行的,其中該順序根據(jù)產(chǎn)生、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換一定量的能量之間的效率來確定,并且其中效率較高的優(yōu)先于效率較低的。

85、特別是,考慮控制何時(shí)、如何以及將產(chǎn)生的或過量的能量(例如電能或其他兩種能量形式之一)轉(zhuǎn)換成哪種其他能量形式的不同效率,有助于優(yōu)化使用由太陽能和風(fēng)能等不連續(xù)能源產(chǎn)生的能量。

86、例如,在相對(duì)非常大的過剩能量的情況下,以較低的效率但具有更大的儲(chǔ)存容量來轉(zhuǎn)換過剩的能量可能是有意義的,而在能量過剩相對(duì)較小的情況下,以盡可能高的效率但同時(shí)具有較小的儲(chǔ)存容量來轉(zhuǎn)換過剩的能量可能更有用。

87、另外,可以考慮各種能量形式的儲(chǔ)存容量方面的可用性等參數(shù)(例如當(dāng)化學(xué)能儲(chǔ)存器已負(fù)載80%而電能儲(chǔ)存器僅負(fù)載20%時(shí),優(yōu)選繼續(xù)負(fù)載電能儲(chǔ)存器,等等)或即將到來的能量需求的變化,例如在一年中較溫暖的時(shí)期(春末至初秋),所需的熱能(熱能)比例如在一年中較冷的時(shí)期(例如,從相應(yīng)年份的夏末開始)要少,應(yīng)負(fù)載系統(tǒng)的熱儲(chǔ)存器。這對(duì)于系統(tǒng)的控制和過剩能量的處理也可以是決定性的或補(bǔ)充決定性的。

88、對(duì)于該示例性系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的進(jìn)一步有利的、示例性的進(jìn)一步擴(kuò)展,參考上述示例性系統(tǒng)的進(jìn)一步擴(kuò)展的示例。

89、根據(jù)另一示例,提出了一種用于通過控制單元控制前述的用于建筑物的連續(xù)的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的示例性方法,該方法包括:通過第一能量供應(yīng)模塊的第一能量發(fā)生器產(chǎn)生一定量的第一能量形式的能量,所產(chǎn)生的一定量的能量依賴于至少一個(gè)第一不連續(xù)能源的第一能量形式,通過第一能量轉(zhuǎn)換器模塊的第一能量轉(zhuǎn)換器將一定量的第一能量形式的能量的一部分轉(zhuǎn)換成不同于第一能量形式的第二能量形式,通過消耗模塊的建筑物的至少一個(gè)消耗器消耗一定量的第一能量形式的能量和/或一定量的第二能量形式的能量,其中,如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生的第一能量形式的能量的量大于消耗模塊消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則以延遲的方式或同時(shí)將顯著過量的第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在第一能量轉(zhuǎn)換器模塊的第一能量?jī)?chǔ)存器中,通過第二能量轉(zhuǎn)換器模塊的第二能量轉(zhuǎn)換器將顯著過量的第一能量形式的能量轉(zhuǎn)換成不同于第一能量形式和第二能量形式的第三能量形式,并且將一定量的第三能量形式的能量?jī)?chǔ)存在第二能量轉(zhuǎn)換器模塊的第二能量?jī)?chǔ)存器中,其中,如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生的第一能量形式的能量的量小于消耗模塊消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則以延遲的方式或同時(shí)釋放用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量以供在消耗模塊中消耗,釋放用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的能量至第三能量轉(zhuǎn)換器,并通過第三能量轉(zhuǎn)換器將用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器所釋放的一定量的能量轉(zhuǎn)換為一定量的第一能量形式的能量,以供在消耗模塊中消耗。

90、關(guān)于示例性系統(tǒng)的示例已經(jīng)提到的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)然可以同樣地應(yīng)用于示例性方法的示例性實(shí)施例,因此這里將不再重復(fù)它們。

91、該示例性方法可以包括,如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生的第一能量形式的能量的量大于消耗模塊消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,則以延遲的方式或同時(shí)將顯著過量的第一能量形式的能量的一部分儲(chǔ)存在第一能量供應(yīng)模塊的第三能量?jī)?chǔ)存器中,將顯著過量的第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在第一能量轉(zhuǎn)換器模塊的第一能量?jī)?chǔ)存器中,通過第二能量轉(zhuǎn)換器模塊的第二能量轉(zhuǎn)換器將顯著過量的第一能量形式的能量的另一部分轉(zhuǎn)換為第三能量形式,并且將一定量的第三能量形式的能量?jī)?chǔ)存在第二能量轉(zhuǎn)換器模塊的第二能量?jī)?chǔ)存器中,其中該示例性方法還可以包括,如果第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生的第一能量形式的能量的量小于消耗模塊消耗的第一能量形式和第二能量形式的能量的量,然后以延遲的方式或同時(shí)釋放用于儲(chǔ)存第一能量形式的第三能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量以供在消耗模塊中消耗,釋放用于儲(chǔ)存第二能量形式的第一能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量以供在消耗模塊中消耗,釋放用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器中儲(chǔ)存的一定量的能量到第三能量轉(zhuǎn)換器,以及通過第三能量轉(zhuǎn)換器將用于儲(chǔ)存第三能量形式的第二能量?jī)?chǔ)存器所釋放的一定量的能量轉(zhuǎn)換為一定量的第一能量形式的能量以供在消耗模塊中消耗。

92、在該示例性方法中,將第一能量供應(yīng)模塊產(chǎn)生的過量的各種能量形式中的能量?jī)?chǔ)存在能量?jī)?chǔ)存器中,釋放儲(chǔ)存在能量?jī)?chǔ)存器中的一定量的各種能量形式的能量,以及轉(zhuǎn)換釋放的一定量的各種能量形式的能量是按照由控制單元控制的順序發(fā)生的,其中該順序例如根據(jù)產(chǎn)生、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換一定量的能量之間的效率來確定,并且其中效率較高的優(yōu)先于效率較低的。替代地或附加地,可以例如根據(jù)產(chǎn)生、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換一定量的能量之間的成本模型來確定順序。成本模型受生產(chǎn)成本、運(yùn)營(yíng)成本和效率的影響。較低的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)成本優(yōu)先于較高的生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)成本。效率較高的優(yōu)先于效率較低的。

93、在示例性方法中,第一能量?jī)?chǔ)存器可以包括用于短期儲(chǔ)存一定量的第二能量形式的能量的短期儲(chǔ)存器和用于中期至長(zhǎng)期儲(chǔ)存一定量的第二能量形式的能量的長(zhǎng)期儲(chǔ)存器,其中短期儲(chǔ)存器和長(zhǎng)期儲(chǔ)存器彼此直接操作連接,使得控制單元可以控制短期儲(chǔ)存器和長(zhǎng)期儲(chǔ)存器之間的一定量的第二能量形式的能量的交換。

94、在示例性方法中,控制單元可以控制一定量的第二能量形式的能量在第一能量?jī)?chǔ)存器中的儲(chǔ)存,使得主要將一定量的能量?jī)?chǔ)存在短期儲(chǔ)存器內(nèi),其次將一定量的第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在長(zhǎng)期儲(chǔ)存器中。

95、該示例性方法可以包括通過第二能量供應(yīng)模塊的第二能量發(fā)生器產(chǎn)生一定量的第三能量形式的能量,其中通過第二能量發(fā)生器產(chǎn)生一定量的第三能量形式的能量依賴于與第一能源不同的至少一個(gè)第二能源,通過第二能量供應(yīng)模塊的第四能量轉(zhuǎn)換器將產(chǎn)生的一定量的第三能量形式的能量轉(zhuǎn)換成第二能量形式,以及將一定量的第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存在第二能量供應(yīng)模塊的第四能量?jī)?chǔ)存器中,其中控制單元通過第二能量供應(yīng)模塊根據(jù)系統(tǒng)的能量需求和第二能源的可用性控制一定量的能量的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存。

96、該示例性方法可以包括如果用于儲(chǔ)存第二能量形式的能量?jī)?chǔ)存器基本上不再具有用于附加量的第二能量形式的能量的任何容量,則通過與消耗模塊的建筑物的至少一個(gè)消耗器不同的附加消耗器消耗過量的第二能量形式的能量,以減少系統(tǒng)中的能量總量。

97、在示例性方法中,第一能量形式可以是電能,第二能量形式可以是熱能,并且第三能量形式可以是化學(xué)能。

98、該示例性方法可以包括通過系統(tǒng)與公共電網(wǎng)的連接來允許或停止從公共電網(wǎng)向系統(tǒng)供應(yīng)電能,或者通過系統(tǒng)與公共電網(wǎng)的連接允許或停止從系統(tǒng)向公共電網(wǎng)供應(yīng)電能。

99、根據(jù)另一示例,提出了一種用于控制前述的用于建筑物的連續(xù)的能量供應(yīng)的系統(tǒng)的示例性控制單元,其中該控制單元還被配置為執(zhí)行用于控制用于建筑物的連續(xù)的能量供應(yīng)的前述系統(tǒng)的前述方法。

100、根據(jù)另一示例,提出了一種示例性計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品,其具有儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序,該計(jì)算機(jī)程序可在上述控制單元上或在連接到控制單元并且被配置為控制上述方法的計(jì)算機(jī)中執(zhí)行。

101、下面對(duì)附圖的描述和說明描述了其他方面及其優(yōu)點(diǎn)以及上述方面和特征的優(yōu)點(diǎn)和更具體的實(shí)施選項(xiàng),但絕不是限制性的。

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