MITTLER, Dorian, Mirko, Alexander (Katzenbachstrasse 37, Stuttgart, 70563, DE)
MITTLER, Dorian, Mirko, Alexander (Katzenbachstrasse 37, Stuttgart, 70563, DE)
| Ansprüche Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (100) mit einer Photovoltaikanlage (10) mit flächigen Photovoltaikelementen (12), die unter oberseitiger Sonnenbestrahlung (S) elektrische Energie erzeugen, die in ein Stromnetz (14) eingespeist wird und/ oder einer Stromspeichereinheit zugeführt wird, wobei - unterhalb der Photo voltaikelemente (12) jeweils ein Kühlregister (20) angeordnet ist, das über einen Wärmepumpenkreislauf (34) mit einer ersten Wärmepumpe (36) in Kommunikationsverbindung steht, wobei das Kühlregister (20) die bei Betrieb des Photovoltaikelements (12) entstehende Prozesswärme der ersten Wärmepumpe (36) zuführt, - die erste Wärmepumpe (36) mit einem ersten Trägermediumkreislauf (22) mit einem ersten Trägermedium in Kommunikationsverbindung steht, - in dem ersten Trägermediumkreislauf (22) eine Wärmespeichereinheit (24) mit einem Wärmespeichermedium angeordnet ist, wobei die Wärmeenergie des ersten Trägermediums innerhalb der Wärmespeichereinheit (24) auf das Wärmespeichermedium übertragen wird, und - zumindest ein weiterer Wärmeverbraucherkreislauf (30) mit einem zweiten Trägermedium mit der Wärmespeichereinheit (24) in Kommunikätions Verbindung steht und die Wärmeenergie des Wärmespeichermediums bedarfsweise auf das zweite Trägermedium des weiteren Wärmeverbraucherkreislaufs (30) übertragen wird, - dadurch gekennzeichnet, dass folgende Merkmale in Kombination vorhanden sind: - der weitere Wärmeverbraucherkreislauf (30) an eine Dampferzeugungseinheit (42) angeschlossen ist, die mit einem Dampfkreislauf (44) in Kommunikationsverbindung steht, wobei innerhalb des Dampfkreislaufs (44) eine Dampfturbine (46) angeordnet ist, - die Dampfturbine (46) einen Generator (48) zur Stromerzeugung antreibt oder die Dampfturbine (46) ein Stickstoffverflüssigungsaggregat (50) antreibt, das den Stickstoff der Umgebungsluft verflüssigt, und eine Stickstoffspeichereinheit (52) vorhanden ist, in der der erzeugte flüssige Stickstoff entnehmbar gespeichert wird, - die Dampfturbine (46) umschaltbar ist, derart dass sie mit dem Dampf des Dampfkreislaufs (44) oder mit aus der Stickstoffspeichereinheit (52) entnommenen Stickstoff, der über einen Verdampfer (76) geführt ist, angetrieben wird, - eine Kollektoreinrichtung (86) mit einem Kollektorprofil (87) und Kollektorspiegel (88) vorhanden ist, die über einen zweiten Trägermediumkreislauf (92) an einen vierten Wärmetauscher (90) angeschlossen ist und der vierte Wärmetauscher (90) über einen zweiten Wärmeverbraucherkreislauf (94) an die Dampfererzeugungseinheit (42) angeschlossen ist, wobei eine Steuereinheit (84) vorhanden ist, die den zweiten Wärmeverbraucherkreislauf (94) zu- oder abschaltet. Kraft-Wärme-Kopplungsanlage nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, dass - unterhalb des Kühlregisters (20) eine Isolationsschicht (26) angeordnet ist. Kraft- Wärme-Kopplungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, - dadurch gekennzeichnet, dass - der erste Trägermediumkreislauf (22) innerhalb der Wärmespeichereinheit (24) einen ersten Wärmetauscher (28) aufweist. Kraft- Wärme-Kopplungsanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, - dadurch gekennzeichnet, dass - der weitere Wärmeverbraucherkreislauf (30) innerhalb der Wärmespeichereinheit (24) einen zweiten Wärmetauscher (32) aufweist. Kraft-Wärme-Kopplungsanlage nach Anspruch 1, - dadurch gekennzeichnet, dass - innerhalb des ersten Trägerkreislaufs (22) eine erste Umwälzpumpe (18) vorhanden ist. 06. Kraft- Wärme-Kopplungsanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, - dadurch gekennzeichnet, dass - der weitere Wärmeverbraucherkreislauf (30.1) innerhalb einer Raumheizung eingesetzt wird. 07. Kraft-Wärme-Kopplungsanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, - dadurch gekennzeichnet, dass - der weitere Wärme verbraucherkreislauf (30.3) innerhalb einer Warmwasseraufbereitungsanlage eingesetzt wird. 08. Kraft- Wärme-Kopplungsanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, - dadurch gekennzeichnet, dass - der weitere Wärmeverbraucherkreislauf (30.2) über eine Wärmepumpe (40) an die Dampferzeugungseinheit (42) angeschlossen ist. 09. Kraft-Wärme-Kopplungsanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, - dadurch gekennzeichnet, dass - das Kollektorprofil (87) als Röhreneinrichtung ausgebildet ist. 10. Kraft-Wärme-Kopplungsanlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, - dadurch gekennzeichnet, dass - an den vierten Wärmetauscher (90) ein zweiter Wärmespeicher (82) angeschlossen ist. |
Kraft- Wärme-Kopplungsanlage
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraft-Wärme-Kopplungsanlage mit einer Photovoltaikanlage mit flächigen Photovoltaikelementen, die unter oberseitiger Sonnenbestrahlung elektrische Energie erzeugen, die in ein Stromnetz eingespeist wird und/ oder einer Stromspeichereinheit zugeführt wird, wobei das Kühlregister die bei Betrieb des Photovoltaikelements entstehende Prozesswärme der ersten Wärmepumpe zuführt, die erste Wärmepumpe mit einem ersten Trägermediumkreislauf mit einem ersten Trägermedium in Kommunikationsverbindung steht, in dem ersten Trägermediumkreislauf eine Wärmespeichereinheit mit einem
Wärmespeichermedium angeordnet ist, wobei die Wärmeenergie des ersten Trägermediums innerhalb der Wärmespeichereinheit auf das Wärmespeichermedium übertragen wird, und zumindest ein weiterer Wärmeverbraucherkreislauf mit einem zweiten Trägermedium mit der Wärmespeichereinheit in
Kommunikations Verbindung steht und die Wärmeenergie des Wärmespeichermediums bedarfsweise auf das zweite Trägermedium des weiteren Wärmeverbraucherkreislaufs übertragen wird.
STAND DER TECHNIK
Es ist bekannt, zur Umsetzung der Sonnenenergie in elektrische Energie
Photovoltaikanlagen einzusetzen. Die flächigen Photovoltaikelemente derartiger Photovoltaikanlagen werden beispielsweise auf zur Sonne hin ausgerichteten Dachflächen von Gebäuden montiert. An die Photovoltaikelemente sind
Wechselrichter angeschlossen, die ermöglichen, dass die durch das
Photovoltaikelement erzeugte elektrische Energie in ein Stromnetz eingespeist werden kann. Bei dem Betrieb von Photovoltaikelementen entsteht eine nicht unerhebliche Prozesswärme. Da die Wechselrichter nur bis zu einer bestimmten maximalen Temperatur (zum Beispiel 65°) arbeiten können, werden diese bei überschreiten der Maximaltemperatur abgeschaltet, um sie vor Beschädigung zu beschützen. Darunter leidet die Effizienz der gesamten Anlage.
-1-
BESTÄTIGUNGSKOPIE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden
Erfindung das technische Problem beziehungsweise die Aufgabe zugrunde die Effizienz einer Kraft- Wärme-Kopplungsanlage mit einer Photovoltaikanlage der eingangs genannten Art zu verbessern.
Die erfindungsgemäße Kraft- Wärme-Kopplungsanlage ist durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen sind in den von dem unabhängigen Anspruch 1 direkt oder indirekt abhängigen Ansprüche angegeben.
Die erfindungsgemäße Kraft- Wärme-Kopplungsanlage zeichnet sich demgemäß dadurch aus, dass der weitere Wärmeverbraucherkreislauf an eine Dampferzeugungseinheit angeschlossen ist, die mit einem Dampfkreislauf in Kommunikationsverbindung steht, wobei innerhalb des Dampfkreislaufs eine Dampfturbine angeordnet ist, die Dampfturbine einen Generator zur Stromerzeugung antreibt oder die Dampfturbine ein Stickstoffverflüssigungsaggregat antreibt, das den Stickstoff der Umgebungsluft verflüssigt, und eine Stickstoffspeichereinheit vorhanden ist, in der der erzeugte flüssige Stickstoff entnehmbar gespeichert wird, die Dampfturbine umschaltbar ist, derart dass sie mit dem Dampf des Dampfkreislaufs oder mit aus der Stickstoffspeichereinheit entnommenen Stickstoff, der über einen Verdampfer geführt ist, angetrieben wird, eine Kollektoreinrichtung mit einem Kollektorprofil und Kollektorspiegel vorhanden ist, die über einen zweiten Trägermediumkreislauf an einen vierten Wärmetauscher angeschlossen ist und der vierte Wärmetauscher über einen zweiten Wärme Verbraucher kreislauf an die Dampferzeugungseinheit angeschlossen ist, wobei eine Steuereinheit vorhanden ist, die den zweiten Wärmeverbraucherkreislauf zu- oder abschaltet.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung liegt darin, die beim Betrieb der Photovoltaikelemente entstehende Prozesswärme abzuführen und energetisch zu verwerten. Dies hat einerseits den Effekt, dass die Effizienz der Stromerzeugung der Photovoltaikelemente verbessert wird, da die Abschaltung der Wechselrichter infolge Überschreiten der maximalen Betriebstemperatur weitestgehend verhindert werden kann. Des Weiteren wird diese abgezogene Prozesswärme einer
Wärmespeichereinheit zugeführt, die dann wiederum die gespeicherte Wärme ' bedarfsweise unterschiedlichen Verbraucherkreisläufen, unter anderem auch einer Dampferzeugungseinheit, zuführt. Zur Steigerung der Effizienz ist zusätzlich eine zuschaltbare Sonnenkollektoreinrichtung vorhanden, deren Energiegewinnung ebenfalls der Dampferzeugungseinheit zugeführt wird.
Die erste Wärmepumpe dient dazu, dass in der Wärmespeichereinheit eine
Temperatur von 60° bis 70°C (Celsius) erreicht wird.
Zur Erhöhung der Effizienz ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung möglich, unterhalb des Kühlregisters eine Isolationsschicht anzuordnen.
Bevorzugt wird die Wärmeenergieübertragung von dem ersten Trägermedium auf den Speicherträgermedium mittels eines ersten Wärmetauschers durchgeführt. Ebenso kann die Wärmeenergieübertragung von dem Speichermedium auf die weiteren Wärmeverbraucherkreisläufe innerhalb des Wärmespeichers durch jeweils einen weiteren zweiten Wärmetauscher erfolgen.
Zur Steuerung der Temperaturverhältnisse in dem ersten Trägermediumkreislauf ist es besonders vorteilhaft eine erste Umwälzpumpe einzusetzen, die bevorzugt von einem innerhalb des ersten Trägermediumskreislaufs und an der
Wärmespeichereinheit vorhandenen Thermostat beaufschlagt beziehungsweise geschaltet wird. Die Leistung der Umwälzpumpe kann in vorteilhafter Art und Weise variabel eingestellt werden.
Als weiterer Wärmeverbraucherkreislauf kommt beispielsweise ein Kreislauf für eine Raumheizung oder eine Warm Wasseraufbereitung in Frage.
Des Weiteren kann der weitere Wärmeverbraucherkreislauf einer Wärmepumpe zugeführt werden, wobei gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung an die Wärmepumpe eine Dampferzeugungseinheit angeschlossen ist, die mit einem Dampfkreislauf in Kommunikationsverbindung steht, und in dem Dampfkreislauf eine Dampfturbine angeordnet ist, die von dem erzeugten Dampf beaufschlagt wird.
Die Dampfturbine kann beispielsweise an einen Generator zur Stromerzeugung angeschlossen sein.
In einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung treibt die Dampfturbine ein Stickstoffverflüssigungsaggregat an, das den Stickstoff der Umgebungsluft verflüssigt, wobei eine Stickstoffspeichereinheit vorhanden ist, in der der erzeugte flüssige Stickstoff entnehmbar gespeichert wird.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anlage zeichnet sich dadurch aus, dass die Dampfturbine umschaltbar ist, derart dass sie mit dem Dampf des Dampfkreislaufs oder mit aus der Stickstoffspeichereinheit
entnommenen Stickstoff, der über einen Verdampfer geführt ist, angetrieben wird. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, dass die Dampfturbine bei Nacht oder wenn keine Wärme anderweitig abgenommen wird durch den zuvor erzeugten Stickstoff angetrieben wird und so über den Generator Strom ins Netz eingespeist werden kann, ohne dass Prozesswärme von den Photovoltaikelementen benötigt wird beziehungsweise dass diese Prozesswärme nicht zur Verfügung steht.
Das Kollektorprofil ist bevorzugt als Röhreneinrichtung ausgebildet.
In vorteilhafter Art und Weise ist an die vierte Wärmetauschereinheit ein zweiter Wärmespeicher angeschlossen.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Die Merkmale der Ansprüche können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, insoweit sie sich nicht offensichtlich gegenseitig ausschließen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten
Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der
Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
Fig. 1 stark schematisierte Darstellung einer Kraft- Wärme-Kopplungsanlage mit einer Photovoltaikanlage mit einem ersten Trägermediumkreislauf, dem die Prozesswärme der Photovoltaikanlage zugeführt wird, und der diese Prozesswärme innerhalb einer Speichereinheit speichert, wobei an der Speichereinheit zumindest ein weiterer Wärmeverbraucherkreislauf angeschlossen ist und eine Sonnenkollektoreinrichtung und
Fig. 2 stark schematisierte erweiterte Darstellung einer Kraft- Wärme-Kopplungsanlage mit einer Photovoltaikanlage gemäß Fig. 1, wobei vor dem ersten Trägermediumkreislauf eine erste Wärmepumpe geschaltet ist und insgesamt drei weitere Wärmeverbraucherkreisläufe für eine Raumheizung, eine Wärmepumpe und eine Warmwasseraufbereitung angeschlossen sind, wobei die Wärmepumpe und die Sonnenkollektoreinrichtung an eine Dampferzeugungseinheit angeschlossen sind, deren Dampf einer Dampfturbine zugeführt wird.
WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
In Fig. 1 ist stark schematisiert eine Kraft- Wärme-Kopplungsanlage 100 mit einer Photovoltaikanlage 10 mit einem beispielshaft dargestellten Photovoltaikelement 12 angegeben, das oberseitig von Sonnenstrahlen S beaufschlagt wird. Das
Photovoltaikelement 12 steht leitungsmäßig mit einem Wechselrichter 16 in
Verbindung, der die durch das Photovoltaikelement 12 erzeugte elektrische Energie in ein in Fig. 1 symbolisch dargestellte Stromnetz 14 einspeist.
Auf der Unterseite des Photovoltaikelements 12 ist ein Kühlregister 20 angeordnet, das über einen Wärmepumpenkreislauf 34 mit einer ersten Wärmepumpe 36 in Kommunikationsverbindung steht. Die erste, in Fig. 1 stark schematisierte dargestellte Wärmepumpe 36 ist weiterhin in einen ersten Trägermediumkreislauf 22 mit einem Vorlauf VI und einem Rücklauf Rl eingebunden, wobei der erste Trägermediumkreislauf 22 bereichsweise innerhalb einer mit einem
Wärmespeichermedium gefüllten Wärmespeichereinheit 24 geführt ist. Die erste Wärmepumpe 36 dient dazu, in der Wärmespeichereinheit 24 eine Temperatur von ca. 60° bis 70°C (Celsius) zu erreichen.
Innerhalb der Wärmespeichereinheit 24 weist der erste Trägermediumkreislauf 22 einen ersten Wärmetauscher 28 auf.
An die Wärmespeichereinheit 24 ist in Fig. 1 schematisch ein weiterer
Wärmeverbraucherkreislauf 30 mit seinem Vorlauf V2 und seinem Rücklauf R2 angeschlossen, wobei der weitere Wärmeverbraucherkreislauf 30 innerhalb der Wärmespeichereinheit 24 einen zweiten Wärmetauscher 32 aufweist. Der weitere Wärme verbraucherkreislauf 30 ist - gegebenenfalls über eine Wärmepumpe - an eine Dampferzeugungseinheit 52 angeschlossen, die über einen
Dampfkreislauf 44 mit Vorlauf V4 und Rücklauf R4 an eine Dampfturbine 46 angeschlossen ist, mittels derer ein Generator 48 betreibbar ist.
Des Weiteren ist an die Dampferzeugungseinheit eine Sonnenkollektoreinrichtung 86 über einen dritten Wärmetauscher 90 angeschlossen, was anhand der Fig. 2 weiter unten beschrieben werden wird.
Bei Betrieb der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage 100 arbeitet diese wie folgt. Die in dem Photovoltaikelement 12 stehende Prozesswärme wird durch das Kühlregister 20 auf das erste Trägermedium des ersten Trägermediümkreislaufs 22 übertragen. Über den ersten Wärmetauscher 28 wird die Wärmeenergie des ersten
Trägermediums innerhalb der Wärmespeichereinheit 24 auf das
Wärmespeichermedium übertragen.
Mittels des zweiten Wärmetauschers 32 wird bedarfsweise die Wärmeenergie des Wärmespeichermediums der Wärmespeichereinheit 24 auf das zweite
Trägermedium des weiteren Verbraucherkreislaufs 30 übertragen.
Durch eine derartige Anlage wird einerseits Prozesswärme des Photovoltaik- elements 12 genutzt und gleichzeitig das Photovoltaikelement 12 gekühlt, so dass ein Ausfall beziehungsweise ein Ausschalten des Wechselrichters 16 infolge zu hoher Temperatur weitestgehend vermieden werden kann.
In Fig. 2 ist stark schematisiert die Kraft- Wärme-Kopplungsanlage mit einer Photo- voltaikanlage gemäß Fig. 1 mit weiteren Details dargestellt, wobei insgesamt drei weitere Wärmeverbraucherkreisläufe 30.1, 30.2, 30.3 vorhanden sind, die jeweils innerhalb der Wärmespeichereinheit 24 entsprechende zweite Wärmetauscher 32.1, 32.2, 32.3 besitzen. Gleiche Bauteile tragen dasselbe Bezugszeichen und werden nicht nochmals erläutert.
In dem Vorlauf VI des ersten Trägermediumkreislaufs 22 ist eine in ihrer Leistung regelbare Umwälzpumpe 18 mit nachgeordnetem Rückschlagventil 54 geschaltet. Des Weiteren ist ein Thermostat 56 vorhanden, der die Temperatur im Vorlauf VI, im Rücklauf Rl des ersten Trägermediumkreislaufs 22 und die Temperatur des Speichermediums innerhalb der Wärmespeichereinheit 24 misst, und dabei in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur die Leistung der Umwälzpumpe 18 einstellt. Der Thermostat 56 überwacht auch die maximal zulässige Temperatur.
Im Rücklauf Rl des ersten Trägermediumskreislaufs 22 ist weiterhin ein
Ausdehnungsbehälter 28 mit vorgeschaltetem Überdruckventil 60 angeschlossen.
Im rechten oberen Bereich im Inneren der Wärmespeichereinheit 24 ist ein erster zweiter Wärmetauscher 32.1 eines ersten weiteren Wärmeverbraucherkreislaufs
30.1 vorhanden, der beispielsweise für eine Raumheizung eingesetzt wird.
Darunter ist ein zweiter zweiter Wärmetauscher 32.2 eines zweiten weiteren Wärmeverbraucherkreislaufs 30.2 (Kältemittelkreislauf) angeordnet, der zu einer Wärmepumpe 40 gehört.
Darunter ist schließlich ein dritter zweiter Wärmetauscher 32.3 vorhanden, der zu einem dritten weiteren Wärmeverbraucherkreislauf 30.3 führt, der beispielsweise für eine Warmwasseraufbereitung eingesetzt wird. Die Vorläufe und Rückläufe der drei weiteren Wärme verbraucherkreisläufe sind jeweils mit V21, V22, V23 beziehungsweise R21, R22 und R23 angegeben. An die Wärmespeichereinheit 24 ist ein weiterer Ausdehnungsbehälter 72 angeschlossen.
Der Vorlauf V22 des zweiten weiteren Wärmeverbraucherkreislaufs 30.2 wird innerhalb der Wärmepumpe 40 einem Kompressor 62 zugeführt, wobei zwischen Eingang und Ausgang des Kompressors 62 ein Bypassventil 64 geschaltet ist. Im weiteren Verlauf des zweiten Wärmeverbraucherkreislaufs 30.2 wird dieser einer Dampferzeugungseinheit 42 zugeführt, wobei die Temperatur des zweiten
Trägermediums (Kältemittel) des zweiten Wärmeverbraucherkreislaufs 30.2 über einen dritten Wärmetauscher 66 auf das Dampfdruckmedium der
Dampf erzeugungseinheit 42 übetragen wird. An die Dampf erzeugungseinheit ist ein Dampfkreislauf 44 mit einem Vorlauf V4 und einem Rücklauf R4
angeschlossen. Über den Rücklauf R2 wird das zweite Trägermedium des weiteren zweiten Wärmeverbraucherkreislaufs 30.2 dem Wärmetauscher 32.2 wieder zugeführt. Im Rücklauf R22 des zweiten weiteren Wärmeverbraucherkreislaufs
30.2 ist ein Expansionsventil angeordnet.
Der Vorlauf V4 des Dampfkreislaufs 44 wird auf eine Dampfturbine 46 geführt und anschließend das entstehenden Kondensat auf einen Kondensatspeicher 68 geleitet. Eine Pumpe 70 im Rücklauf R4 des Dampfkreislaufs 44 führt das Kondensat in die Dampferzeugungseinheit 42 zurück.
Die Dampfturbine 46 treibt einen Generator 48 an, der die erzeugte elektrische Energie in ein Netz einspeist.
Alternativ (gestrichelte Darstellung in Fig. 2) oder zusätzlich kann die
Dampfturbine 46 ein Stickstoffverflüssigungsaggregat 50 antreiben, das der Umgebungsluft Stickstoff entzieht und verflüssigt. Anschließend wird der flüssige Stickstoff entnehmbar an einer Stickstoffspeichereinheit 52 gelagert. Der flüssige Stickstoff kann beispielsweise zum Antrieb von Stickstoffmotoren eingesetzt werden, wobei derartige Stickstoffmotoren sehr umweltverträglich sind, da keine umweltschädigende Gase entstehen.
Die Dampfturbine 46 ist so ausgebildet, dass sie wahlweise mit dem Dampf des Dampfkreislaufs 44 oder mit Stickstoff betrieben werden kann. Hierzu ist die Dampfturbine 46 bezüglich der Wahl des Betriebsmediums umschaltbar ausgebildet. In Fig. 2 ist die Dampfturbine 46 über einen Verdampfer 76 mit der Stickstoffspeichereinheit 52 verbunden. Steuerungsbauteile, die den
Umschaltvorgang steuern sind in Fig. 2 nicht dargestellt. Durch die umschaltbare Dampfturbine 46 ist es möglich, dass bei Nacht, dass heißt bei nicht Aktivität der Photovoltaikelemente 12, oder wenn keine Wärme anderweitig abgenommen wird über den Generator 48 Strom erzeugt wird, der im Netz eingespeist wird.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt drei Beispiele für an die
Wärmespeichereinheit 24 anschließbare weitere Verbraucherkreisläufe 30.1, 30.2, 30.3. Es können noch weitere Wärmeverbraucherkreisläufe für andere Zwecke problemlos angeordnet werden.
In Fig. 2 ist oberhalb der Dampferzeugungseinheit 42 eine Sonnenkollektoreinrich- tung 86 mit einem Kollektorspiegel 88 und einem Kollektorhohlprofil 87 dargestellt, die über einen zweiten Trägermediumkreislauf 92 mit Vorlauf V2 und Rücklauf R3 an einen vierten Wärmetauscher 90 angeschlossen ist. Im zweiten Trägermediumkreislauf 92 ist eine zweite Pumpe 78 angeordnet. Der vierte Wärmetauscher 90 steht über einen zweiten Wärmeverbraucherkreislauf 94 mit einem Vorlauf V5 und einem Rücklauf R5 mit der Dampferzeugungseinheit 42 in Kommunikationsverbindung. Über eine Steuereinheit 84 kann der zweite Wärmeverbraucherkreislauf 94 der Dampferzeugungseinheit 42 zu- oder abgeschaltet werden. Des Weiteren ist an den vierten Wärmetauscher 90 über einen Kreislauf mit dritter Pumpe 80 ein zweiter Wärmespeicher 82 angeschlossen, in dem Wärmeenergie bedarfsweise gespeichert und wieder abgerufen werden kann. Die Zuschaltung der SonnenkoUektoreinrichtung 86 auf die Dampferzeugungseinheit 42 verbessert den Wirkungsgrad der gesamten Kraft-Wärme-Kopplungsanlage 100. Sowohl die zweite Pumpe 78 als auch die dritte Pumpe 80 sind temperaturgesteuert. Insgesamt liegt somit eine Photovoltaikanlage mit Kraft- Wärme-Kopplung vor, die einen hohen Wirkungsgrad besitzt und mittels derer in einfacher Art und Weise praktisch nahe zu ohne Umweltbelastungen große Strommengen produziert werden können.
Die dargestellte Kraft- Wärme-Kopplungsanlage 100 zeigt gegenüber den
bekannten Photovoltaikanlagen eine deutlich verbesserte Effizienz. Neben der längeren möglichen Betriebsdauer der Photovoltaikanlage als solcher (das
Überschreiten der Maximältemperatur für den Ausfall des Wechselrichters wird verhindert) wird die entstehende Prozesswärme für weitere Wärmeverbraucherkreisläufe genutzt. Der Einsatz einer zusätzlichen SonnenkoUektoreinrichtung steigert die Effizienz der Anlage zusätzlich.