Energiesystem und Verfahren zur Druckanpassung in einem Energiesystem

Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Energiesystem gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Druckanpassung in einem Energiesystem gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 10.

Energiesysteme der gattungsgemäßen Art sind im Stand der Technik bereits auf vielfältige Weise bekannt. Mit derartigen Systemen wird üblicherweise Energie für verschiedenste Anwendungsgebiete erzeugt und bereitgesteilt.

Bei einer bekannten Art solcher Energiesysteme wird in einer ersten Energiequelle Energie erzeugt. Bei der erzeugten Energie kann es sich beispielsweise um Wasserstoff H2 handeln. Der Wasserstoff wird beispielsweise mittels Elektrolyse erzeugt und in einer zweiten

Energiequelleneinrichtung, bei der es sich beispielsweise um eine Speichereinrichtung handelt, gespeichert. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine erste Betriebsweise des Energiesystems. Während des Betriebs des Energiesystems wird der Wasserstoff aus der Speichereinrichtung ausgespeichert und in einer ersten Energiesenkeneinrichtung verbraucht. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine zweite Betriebsweise des Energiesystems. Bei einer solchen ersten Energiesenkeneinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Brennstoffzelleneinrichtung. Üblicherweise sind die

vorbeschriebenen Komponenten des Energiesystems räumlich voneinander getrennt und über eine Verbindungsleitungseinrichtung miteinander verbunden. Beide vorgenannten Betriebsweisen bedürfen üblicherweise eines unterschiedlichen Druckniveaus. Während in der ersten Betriebsweise mit der Elektrolyse beispielsweise Drücke von 20 bis 60 bar vorherrschen, sind für den Betrieb der Brennstoffzelieneinrichtung in der zweiten

Betriebsweise beispielsweise Drücke von kleiner 20 bar erforderlich.

Aus diesem Grund werden bei bekannten Energiesystemen die verschiedenen

Betriebsweisen üblicherweise getrennt voneinander in voneinander getrennten

Leitungsabschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung durchgeführt. Über erste Leitungsabschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung, die allein zum Einspeichern dienen, wird der erzeugte Wasserstoff von der ersten Energiequelleneinrichtung zur zweiten

Energiequelleneinrichtung mit dem dabei anstehenden ersten Druck transportiert. Über zweite Leitungsabschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung, die allein zum Ausspeichern dienen, wird der in der zweiten Energiequelleneinrichtung gespeicherte Wasserstoff mit dem dafür erforderlichen zweiten Druck zu der ersten Energiesenkeneinrichtung transportiert und dort verbraucht.

Ein solches bekanntes Energiesystem ist beispielsweise in der DE 103 07 112 A1 offenbart. Nachteilig bei diesem bekannten Energiesystem ist, dass die Verbindungsleitungseinrichtung wegen der unterschiedlichen Drücke unterschiedliche Leitungsabschnitte aufweist, die jeweils nur in der ersten Betriebsweise oder in der zweiten Betriebsweise des

Energiesystems genutzt werden. Das ist konstruktiv aufwändig und wegen der besonderen Anforderungen an die Leitungen auch teuer. Zudem besteht das Problem, dass es, je mehr Leitungsabschnitte vorhanden sind, auch mehr Leckagen in der

Verbindungsleitungseinrichtung geben kann. Außerdem ist die Anzahl der erforderlichen Komponenten des Energiesystems hoch, was das Energiesystem zusätzlich verteuert.

Es besteht deshalb das Bedürfnis, die Anzahl der erforderlichen Komponenten im

Energiesystem zu verringern.

Grundsätzlich ist es hierzu schon bekannt geworden, bidirektionale Leitungen zu verwenden, die wahlweise in verschiedenen Richtungen durchströmt werden können. Bei solchen im allgemeinen Stand der Technik bekannten Lösungen haben die bidirektionalen Leitungen jedoch nur ein Druckniveau. Das bedeutet, dass unterschiedliche Betriebsdrücke erst nach der bidirektionalen Leitung geregelt werden, beispielsweise über separate Druckregler oder dergleichen.

Auf einem anderen technischen Gebiet, nämlich der Speicherung und des Transports von Erdgas ist in der EP 3 091 176 A1 bereits offenbart, dass ein bidirektionaler Betrieb von Gastransportleitungen in Gastransportnetzen unter Verwendung einer

Rotationsströmungsmaschine möglich ist, wodurch die Zahl der erforderlichen

Leitungsstränge reduziert werden kann. Diese Lösung lässt sich jedoch nicht ohne Weiteres auf die Energiesystem der eingangs genannten Art übertragen. Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Energiesystem der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die genannten Nachteile vermieden werden können. Insbesondere soll die Anzahl der Komponenten des Energiesystems, vorzugsweise auch die Anzahl der für die verschiedenen Betriebsweisen erforderlichen Leitungsabschnitte, so gut es geht reduziert werden. Darüber hinaus soll ein entsprechend verbessertes Verfahren zur Druckanpassung in einem Energiesystem bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Energiesystem mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 , welches den ersten Aspekt der Erfindung darstellt, sowie durch das Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen

Patentanspruch 10, welches den zweiten Aspekt der Erfindung darstellt. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem ersten Erfindungsaspekt offenbart sind, vollumfänglich auch im Zusammenhang mit dem zweiten Erfindungsaspekt, und umgekehrt, so dass hinsichtlich der Offenbarung dieser beiden Erfindungsaspekte stets vollinhaltlich auch Bezug auf den jeweils anderen

Erfindungsaspekt genommen wird.

Der grundlegende Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine

Verbindungsleitungseinrichtung mit bidirektionalen Leitungsabschnitten, insbesondere eine bidirektionale (H2-)Speicher!eitung, mit richtungsabhängigem Druckniveau sowie ein Verfahren zur Druckanpassung bereitgestellt wird.

Beim Wechsel der Betriebsweisen, beispielsweise von einem höheren Leitungsdruck zu einem geringeren Leitungsdruck, muss der Druck in der Leitung reduziert werden. Dies lässt sich mit der vorliegenden Erfindung realisieren, wobei möglichst wenig neue Komponenten erforderlich sind. Optimaler Weise erfolgt diese Umschaltung zwischen den einzelnen Betriebsweise dabei ohne Verluste, insbesondere ohne ein Freisetzen von H2.

Mit der vorliegenden Erfindung lassen sich eine Reihe von Vorteilen realisieren. So kann die Anzahl der erforderlichen Komponenten, beispielsweise von Leitungen, Armaturen,

Sensoren, Sicherheitselementen und dergleichen, reduzieren. In den sensiblen Bereichen herrscht ein geringes Druckniveau vor. Auch lassen sich Verluste, wie beispielsweise H2- Verluste, vermeiden. Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Energiesystem bereitgestellt, welches die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist.

Bei dem Energiesystem handelt es sich insbesondere um ein aus mehreren Komponenten bestehendes Ganzes, wobei die Komponenten miteinander zu einer zweckgebundenen Einheit verbunden sind. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei dem Energiesystem um ein System zum Erzeugen beziehungsweise Bereitstellen von Energie, vorzugsweise von elektrischer Energie. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf bestimmte Arten von

Energiesystemen beschränkt. Im Folgenden werden diesbezüglich verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben.

In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Energiesystem um ein Hausenergiesystem. Hausenergiesysteme sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und dienen der Versorgung von Häusern, beispielsweise von

Niedrigenergiehäusern, Passivhäusern oder Nullenergiehäusern, mit Energie in Form von Wärme und insbesondere in Form von Strom, beispielsweise Strom aus regenerativen Energiequellen wie beispielsweise Photovoitaik (PV)-Generatoren oder

Kleinwindkraftanlagen. Ein solches Hausenergiesystem schafft die Grundlage dafür, dass der Energiebedarf eines Hauses, insbesondere eines Niedrigenergiehauses, eines

Passivhauses oder eines Nullenergiehauses, sowohl hinsichtlich des Strom- als auch des Wärmebedarfs vollständig aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt werden kann und somit vollständige COrFreiheit im Betrieb besteht. Wenigstens aber kann der Strombedarf eines Hauses im Sinne einer anzustrebenden Eigenverbrauchserhöhung nahezu vollständig aus erneuerbaren Energiequellen, insbesondere mittels eines PV-Generators und/oder einer Kleinwindenergieanlage, gedeckt werden.

Ein solches Hausenergiesystem ist beispielsweise in den Patentanmeldungen WO

2017/089468 A1 und WO 2017/089469 A1 der Anmelderin offenbart und beschrieben, deren Offenbarungsgehalt in die Beschreibung der vorliegenden Patentanmeldung mit einbezogen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist ein Hausenergiesystem der genannten Art die folgenden Grundmerkmale auf:

einen DC-Einspeisepunkt, bevorzugt ausgebildet für eine Nenn-Spannung von 48 Volt, und/oder einem AC-Einspeisepunkt, bevorzugt ausgebildet für eine Spannung von 230 Volt oder 110 Volt, wobei der DC-Einspeisepunkt und/oder der AC-Einspeisepunkt im Betrieb zumindest zeitweise mit einem elektrischen Verbraucher, der eine Verbrauchs- Leistung aufweist, verbunden ist,

einen elektrisch mit dem DC-Einspeisepunkt wenigstens zeitweise verbundenen PV- Generator zum Erzeugen einer elektrischen PV-Leistung,

eine elektrisch mit dem DC-Einspeisepunkt oder mit dem AC-Einspeisepunkt wenigstens zeitweise verbundene Brennstoffzelleneinheit zum Erzeugen einer elektrischen Brennstoffzellen-Leistung,

eine elektrisch mit dem DC-Einspeisepunkt verbundene Elektrolyseeinheit zum

Erzeugen von durch die Brennstoffzelleneinheit zu verbrauchendem Wasserstoff, wobei die Elektrolyseeinheit im Betrieb mit einer elektrischen Elektrolyse- Eingangsleistung gespeist wird,

einen Wasserstofftank, insbesondere als Langzeitenergiespeicher, der mit der Brennstoffzelleneinheit und der Elektrolyseeinheit wenigstens zeitweise fluidverbunden ist und zum Speichern von mittels der Elektrolyseeinheit zu erzeugendem und durch die Brennstoffzelleneinheit zu verbrauchendem Wasserstoff ausgebildet ist, eine Speicher-Batterieeinheit, insbesondere als Kurzzeitenergiespeicher, die elektrisch mit dem DC-Einspeisepunkt verbunden oder zu verbinden ist, so dass eine elektrische PV-Leistung und eine elektrische Brennstoffzellen-Leistung in die Speicher- Batterieeinheit eingespeichert werden kann und eine elektrische Elektrolyse- Eingangsleistung und eine Verbrauchs-Leistung aus der Speicher-Batterieeinheit entnommen werden können; und

ein Steuermodul zum Steuern der Hausenergieanlage.

Das Erfindungssystem weist zunächst eine erste Energiequelleneinrichtung auf. Die erste Energiequelleneinrichtung ist dazu ausgebildet, eine Energie zu erzeugen oder

bereitzustellen. Eine Energiequelleneinrichtung zeichnet sich allgemein gesprochen insbesondere dadurch aus, dass aus ihr mehr hinausfließt als hineinfläeßt. Die Erzeugung oder Herstellung der Energie kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann die erste Energiequelleneinrichtung als Elektrolyseeinrichtung ausgebildet sein. In bevorzugter Ausgestaltung ist die erste Energiequelleneinrichtung, insbesondere in Form einer Elektrolyseeinrichtung, zur Herstellung von Wasserstoff H2 ausgebildet. Bei der Elektrolyse wird generell mittels elektrischen Stroms eine chemische Reaktion zur

Gewinnung oder Herstellung von Stoffen erzwungen. Dabei ist die Erfindung nicht auf dieses konkrete Ausführungsbeispiel beschränkt. Weiterhin weist das Energiesystem eine erste Energiesenkeneinrichtung auf. Eine

Energiesenkeneinrichtung zeichnet sich allgemein gesprochen insbesondere dadurch aus, dass in sie mehr hineinfließt als hinausfiießt. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der ersten Energiesenkeneinrichtung um eine Brennstoffzelleneinrichtung.

Brennstoffzelleneinrichtungen an sich sind dem Fachmann geläufig. Allgemein gesprochen wandeln Brennstoffzellen einen zugeführten Brennstoff, beispielsweise Wasserstoff, und ein Oxidationsmittel in elektrische Energie um. Dabei ist die Erfindung nicht auf dieses konkrete Ausführungsbeispiel beschränkt.

In weiterer Ausgestaltung weist das Energiesystem eine zweite Energiequelleneinrichtung auf. Hierbei handelt es sich bevorzugt um eine Speichereinrichtung, insbesondere um eine Hochdruckspeichereinrichtung, in der die in der ersten Energiequelleneinrichtung erzeugte Energie, beispielsweise Wasserstoff, bis zu deren Verwendung, beispielsweise in der ersten Energiesenkeneinrichtung, etwa einer Brennstoffzelleneinrichtung, gespeichert wird. Handelt es sich bei der zweiten Energiequelleneinrichtung um einen Hochdruckspeicher, ist eine Speicherung mit Drücken bis 700 bar bevorzugt.

Das Energiesystem der vorliegenden Erfindung weist eine Verbindungsleitungseinrichtung auf, über die die erste Energiequelleneirichtung mit der zweiten Energiequelleneinrichtung sowie die zweite Energiequelleneinrichtung mit der ersten Energiesenkeneinrichtung miteinander verbunden sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Energiesystem weiterhin eine zweite Energiesenkeneinrichtung auf, welche über eine Ventileinrichtung mit der

Verbindungsleitungseinrichtung verbunden ist. Bei der Ventileinrichtung handelt es sich insbesondere um ein Sperrventil, beispielsweise ein Magnetventil, mittels dessen ein

Volumenstrom abgesperrt werden kann. Bei einer Ventileinrichtung, wie sie im Kontext der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, handelt es sich bevorzugt um ein Bauelement, welches hinter einer Energiequelleneinrichtung angeordnet ist. In einer bevorzugten

Ausführungsform ist die zweite Energiesenkeneinrichtung als Mitteldruckspeichereinrichtung, insbesondere zur Zwischenspeicherung von Wasserstoff, ausgebildet. Insbesondere ist in der zweiten Energiesenkeneinrichtung eine Speicherung mir Drücken zwischen 20 und 60 bar bevorzugt. Wird eine solche zweite Energiesenkeneinrichtung verwendet, wird die in der ersten Energiequelleneirichtung erzeugte Energie, beispielsweise Wasserstoff, zunächst zu der zweiten Energiesenkeneinrichtung transportiert und dort zwischengespeichert, bevor von dort eine Speicherung in der zweiten Energiequeileneinrichtung, beispielsweise in einer Hochdruckspeichereinrichtung, erfolgt.

Die Verbindungsieitungseinrichtung umfasst bevorzugt die Gesamtheit der im Energiesystem vorhanden Leitungsabschnitte. Die Verbindungleitungseinrichtung beziehungsweise deren Leitungsabschnitte sind bevorzugt in Form von Rohrleitungen und/oder Schlauchleitungen ausgebildet. Ein Leitungsabschnitt stellt dabei bevorzugt ein Teilstück der gesamten

Verbindungsieitungseinrichtung dar. Im einfachsten Fall weist eine

Verbindungsieitungseinrichtung einen einzigen Leitungsabschnitt auf. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Verbindungsieitungseinrichtung zwei oder mehr Leitungsabschnitte aufweist. Einzelne Leitungsabschnitte können als so genannte unidirektionale

Leitungsabschnitte ausgebildet sein, was bedeutet, dass in diesen eine Strömung nur in einer Richtung erfolgt. Erfindungsgemäß sind nunmehr zumindest einzelne Abschnitte der Verbindungsieitungseinrichtung als bidirektionale Leitungsabschnitte ausgebildet. Ein bidirektionaler Leitungsabschnitt ist ein Leitungsabschnitt, der bidirektional genutzt wird, das heißt in zwei Richtungen. Ein bidirektionaler Leitungsabschnitt zeichnet sich dadurch aus, dass dieser wechselseitig genutzt wird und dass im Betrieb des Energiesystems eine Strömung in beiden Richtungen des Leitungsabschnitts erfolgt. Damit kann die Anzahl der benötigten Leitungsabschnitte deutlich reduziert werden.

Zurückkommend auf das weiter oben beschriebene Ausführungsbeispiel mit den zwei Betriebsweisen des Energiesystems ist bei Verwendung von bidirektionalen

Leitungsabschnitten beim Wechsel der Betriebsweisen eine Druckänderung, insbesondere eine Druckreduzierung erforderlich, beispielsweise von der ersten Betriebsweise Elektrolyse mit 20 bis 60 bar hin zur zweiten Betriebsweise Brennstoffzellenbetrieb bei kleiner 20 bar.

Aus diesem Grund ist die Verbindungsieitungseinrichtung erfindungsgemäß mit wenigstens einer Druckanpassungseinrichtung verbunden. Die Erfindung ist grundsätzlich nicht auf bestimmte Typen von Druckanpassungseinrichtungen beschränkt. Grundsätzlich muss die Druckanpassungseinrichtung in einer Weise ausgebiidet sein, dass sie in der Lage ist, in den bidirektionalen Leitungsabschnitten der Verbindungsieitungseinrichtung ein

richtungsabhängiges Druckniveau einzustellen. Die Druckanpassungseinrichtung dient folglich insbesondere dazu, den in den Leitungsabschnitten bei den verschiedenen

Betriebsweisen erforderlichen Druck einzustellen. In bevorzugter Ausgestaltung ist die Druckanpassungseinrichtung als Einrichtung zur Druckreduzierung in den bidirektionalen Leitungsabschnitten der

Verbindungsleitungseinrichtung ausgebiidet. Diese Funktionsweise der

Druckanpassungseinrichtung soll exemplarisch anhand des folgenden Beispiels verdeutlicht werden.

Wenn mit dem Energiesystem mittels Elektrolyse Wasserstoff hergestellt wird, der anschließend in einer Speichereinrichtung gespeichert wird, bevor er danach in einer Brennstoffzelleneinrichtung verbraucht wird, um elektrischen Strom zu erzeugen, erfolgt der Transport des in der Elektrolyseeinrichtung hergestellten Wasserstoffs zur

Speichereinrichtung in einer ersten Betriebsweise des Energiesystems über

Leitungsabschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung in einer ersten Richtung. In der zweiten Betriebsweise des Energiesystems, in der der Wasserstoff aus der

Speichereinrichtung zur Brennstoffzelleneinrichtung transportiert wird, können diese

Leitungsabschnitte ebenfalls verwendet werden, wobei der Transport dann in einer entgegengesetzten zweiten Richtung zur ersten Betriebsweise erfolgt. In der ersten

Betriebsweise herrschen in den bidirektionalen Leitungsabschnitten Drücke zwischen 20 und 60 bar vor, die mittels der Druckanpassungseinrichtung für die zweite Betriebsweise auf kleiner 20 bar reduziert werden müssen.

Zu der Druckanpassungseinrichtung werden nachfolgend einige bevorzugte

Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf diese konkreten

Ausführungsformen beschränkt ist. Grundsätzlich ausreichend ist es, wenn eine einzige Druckanpassungseinrichtung realisiert ist. Natürlich sind auch Ausführungen denkbar, in denen gleichzeitig zwei oder mehr Druckanpassungseinrichtungen realisiert sind. Bei mehreren Druckanpassungseinrichtungen können diese entweder vom selben Typus, oder aber unterschiedlich ausgebildet sein. Bevorzugt sind deshalb auch Kombinationen aus unterschiedlichen Druckanpassungseinrichtungen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Druckanpassungseinrichtung eine

Kompressoreinrichtung auf, die in der Verbindungsleitungseinrichtung angeordnet und mit einer Speichereinrichtung, insbesondere mit der zweiten Energiequelleneinrichtung, verbunden ist, In einer Ausführungsform kann die Kompressoreinrichtung mit einer eigens für die Druckanpassung vorgesehenen Speichereinrichtung verbunden sein. In einer anderen, bevorzugten Ausführungsform ist di Kompressoreinrichtung mit der zweiten

Energiequelleneinrichtung verbunden. Über die Kompressoreinrichtung wird in der

Verbindungsleitungseinrichtung, insbesondere in den bidirektionalen Leitungsabschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung befindliches Volumen in die zweite

Energiequelleneinrichtung eingespeichert. Dadurch wird das verbleibende Volumen in der Verbindungsleitungseirichtung, insbesondere in den bidirektionalen Leitungsabschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung, reduziert, wodurch sich dessen Druck darin reduziert. Im Falle einer Erzeugung von Wasserstoff kann der in der ersten Energiequelleneinrichtung erzeugte Wasserstoff, der sich mit einem Druck zwischen 20 und 60 bar in der

Verbindungsleitungseinrichtung, beispielsweise in deren bidirektionalen Leitungsabschnitten, befindet, über die Kompressoreinrichtung in der zweiten Energiequelleneinrichtung, bei der es sich bevorzugt um eine Speichereinrichtung, insbesondere eine

Hochdruckspeichereinrichtung, handelt, beziehungsweise in der weiter oben beschriebenen, eigens dafür vorgesehenen Speichereinrichtung, eingespeichert werden. Dies geschieht bevorzugt so lange, bis der Druck in der Verbindungsleitungseinrichtung, insbesondere in deren bidirektionalen Leitungsabschnitten, nur noch so groß ist, dass das Energiesystem in der zweiten Betriebsweise betrieben werden kann, das heißt bei einem Druck von kleiner 20 bar. Je nach Ausführungsbeispiel kann die Speichereinrichtung, bevorzugt die zweite Energiequelleneinrichtung, ebenfalls Bestanteil der Druckanpassungseinrichtung sein.

Beispielsweise kann es sich bei der Kompressoreinrichtung um eine eigenständige

Kompressoreinrichtung im Energiesystem handeln, die nur für den Zweck der

Druckanpassung verwendet wird. Um jedoch die Komponentenanzahl im Energiesystem so gering wie möglich zu halten, ist die Kompressoreinrichtung der

Druckanpassungseinrichtung insbesondere gleichzeitig auch diejenige

Kompressoreinrichtung, die für die Einspeicherung der in der ersten

Energiequelleneinrichtung erzeugten Energie, beispielsweise des Wasserstoffs, verwendet wird. Im letztgenannten Fall ist die Druckanpassungseinrichtung durch eine Funktionalität einer Komponente des Energiesystems realisiert, die im Betrieb des Energiesystems auch noch eine andere Funktionalität wahrnimmt. Das gilt insbesondere auch dann, wenn die zweite Energiequelleneinrichtung der Druckanpassungseinrichtung zugeordnet ist. Bei der Kompressoreinrichtung handelt es sich bevorzugt um einen Kolbenkompressor.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Druckanpassungseinrichtung als ein zusätzliches Expansionsvolumen ausgebildet, das über eine Ventileinrichtung mit der Verbindungsleitungseinrichtung verbunden ist. Dabei ist das zusätzliche Expansionsvolumen bevorzugt größer, insbesondere um ein Vielfaches größer, als das Volumen der

Verbindungsleitungseinrichtung, insbesondere als das Volumen der bidirektionalen

Leitungsabschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung. Bei dem zusätzlichen

Expansionsvolumen handelt es sich somit um ein zusätzliches Volumen, das bei Bedarf mit der Verbindungsleitungseinrichtung, insbesondere mit deren bidirektionalen

Leitungsabschnitten, verbunden werden kann. Das zusätzliche Expansionsvolumen hat bevorzugt den Druck der ersten Energiesenkeneinrichtung, beispielsweise den Druck der Brennstoffzelleneinrichtung in der ersten Betriebsweise des Energiesystems ist das zusätzliche Expansionsvolumen von der Verbindungsleitungseinrichtung über die

Ventileinrichtung, bei der es sich bevorzugt um ein Sperrventil handelt, getrennt. Ist der Betriebsdruck der zweiten Betriebsweise des Energiesystems erforderlich, kann das

Volumen über die Ventileinrichtung der Verbindungsleitungseinrichtung zugeschaltet werden. Es stellt sich nach ein Mischdruck/Leitungsdruck ein.

Gemäß noch einer anderen Ausführungsform weist das Energiesystem eine Spüleinrichtung auf, die derart bereitgestelit ist, dass sie in der Lage ist, die erste Energiequelleneinrichtung und/oder die erste Energiesenkeneinrichtung zu spülen, Die Spüfeinrichtung weist bevorzugt eine Speicherkammer auf, die man auch als Purgekammer bezeichnet, und die

beispielsweise als Faltenbaig beziehungsweise Purgebalg ausgebiidet ist. Bei dieser Ausführungsform fungiert die Spüleinrichtung, insbesondere deren Speicherkammer, als die Druckanpassungseinrichtung, wobei die Spüleinrichtung, insbesondere die Speicherkammer, über eine Ventileinrichtung, insbesondere ein Sperrventil, mit der

Verbindungsleitungseinrichtung, insbesondere mit den bidirektionalen Leitungsabschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung, verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Leitungsdruck sukzessive reduziert, beispielsweise indem Wasserstoff über die

Spüleinrichtung kontrolliert abgegeben wird. Diese Ausführungsform stellt allerdings kein geschlossenes System dar und geht mit einem Verlust von Wasserstoff einher. ln weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Energiesystems gemäß sämtlicher Ausführungsformen ist in der Verbindungsleitungseinrichtung wenigstens eine

Rückschlagventileinrichtung angeordnet, wobei die Rückschlagventileinrichtung

insbesondere ein Ende eines bidirektionalen Leitungsabschnitts markiert. Bei einer

Rückschiagventileinrichtung, wie sie im Kontext der vorliegenden Patentanmeldung beschrieben wird, handelt es sich bevorzugt um ein Bauelement, welches vor einer

Energiesenkeneinrichtung angeordnet ist. Mittels der Rückschlagventileinrichtung wird der damit verbundene Leitungsabschnitt der Verbindungsieitungseinrächtung in einer Richtung strömungstechnisch geschlossen, während der Leitungsabschnitt in der anderen Richtung strömungstechnisch freigegeben, das heißt offen, bleibt. Die Rückschlagventileinrichtung ermöglicht insbesondere, dass in der Verbindungsleitungseinrichtung befindliches Volumen aus einem bidirektionalen Leitungsabschnitt in einen unidirektionalen Leitungsabschnitt einströmen kann, von dort jedoch nicht zurückströmen kann.

In weiterer Ausgestaltung ist für die Bestimmung des in der Verbindungsleitungseinrichtung, insbesondere in deren bidirektionalen Leitungsabschnitten, herrschenden Drucks, der Verbindungsleitungseinrichtung wenigstens eine Druckmesseinrichtung zugeordnet. Die Druckmesseinrichtung kann beispielsweise als ein Drucksensor ausgebildet sein. Sie kann den Druck entweder direkt messen oder den Druck indirekt aus anderen Parametern bestimmen. Druckmesseinrichtungen sind an sich bekannt. Insbesondere ist es die Funktion der Druckmesseinrichtung, festzustellen, ob bei einer Druckanpassung durch die

Druckanpassungseinrichtung der für die zweite Betriebsweise des Energiesystems erforderliche, insbesondere geringere, Druck erreicht worden ist. Grundsätzlich ist eine Druckmesseinrichtung ausreichend. Es können jedoch auch mehrere

Druckmesseinrichtungen vorgesehen sein, die dann bevorzugt an verschiedenen Stellen im Energiesystem, insbesondere in dessen Verbindungsleitungseinrichtung, verteilt sind.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Druckanpassung bereitgestellt, welches die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 10 aufweist.

Bevorzugt wird das Verfahren in einem Energiesystem gemäß dem ersten Erfindungsaspekt ausgeführt, so dass hinsichtlich der Ausgestaltung des Verfahrens, insbesondere hinsichtlich dessen Ablauf und Funktionsweise, zur Vermeidung von Wiederholungen an dieser Stelle vollinhaltlich auch auf die Ausführungen zum ersten Erfindungsaspekt Bezug genommen und verwiesen wird. Das Verfahren dient zum Anpassen des Leitungsdrucks in einer

Verbindungsleitungseinrichtung eines Energiesystems, insbesondere eines

Hausenergiesystems, wobei das Energiesystem eine erste Energiequelleneinrichtung aufweist, die über die Verbindungsleitungseinrichtung mit einer zweiten

Energiequelleneinrichtung verbunden ist, und wobei das Energiesystem eine erste

Energiesenkeneinrichtung aufweist, die über die Verbindungsleitungseinrichtung mit der zweiten Energiequelleneinrichtung verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet:

In einer ersten Betriebsweise des Energiesystems wird von der ersten

Energiequeileneirichtung bereitgestellte Energie mit einem ersten Druck über die

Verbindungsleitungseinrichtung zur zweiten Energiequelleneinrichtung transportiert und dort gespeichert, wobei zumindest einzelne Abschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung als bidirektionale Leitungsabschnitte ausgebildet sind. In der ersten Betriebsweise herrscht in der Verbindungsleitungseinrichtung, insbesondere in den bidirektionalen Leitungsabschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung, somit der erste Druck vor. Der erste Druck liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 20 und 60 bar.

In wenigstens einer zweiten Betriebsweise des Energiesystems wird von der zweiten Energiequelleneirichtung bereitgestellte Energie mit einem zweiten Druck, der zum ersten Druck unterschiedlich ist, über die bidirektionalen Leitungsabschnitte der

Verbindungsleitungseinrichtung zur ersten Energiesenkeneinrichtung transportiert. Bei dem zweiten Druck handelt es sich insbesondere auch um denjenigen Druck, bei dem die erste Energiesenkeneinrichtung betrieben werden kann in der zweiten Betriebsweise herrscht in der Verbindungsleitungseinrichtung, insbesondere in den bidirektionalen Leitungsabschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung, somit der zweite Druck vor. Der zweite Druck beträgt vorzugsweise weniger als 20 bar.

Über eine Druckanpassungseinrichtung, die mit der Verbindungsleitungseinrichtung verbunden ist, wird je nach Betriebsweise des Energiesystems ein richtungsabhängiges Druckniveau in den bidirektionalen Leitungsabschnitten der Verbindungsieitungseinrichtung eingestellt. In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird bei einem Wechsel von der ersten Betriebsweise des Energiesystems in die zweite Betriebsweise des Energiesystems über die Druckanpassungseinrichtung der in der ersten Betriebsweise herrschende Leitungsdruck in Form des ersten Drucks in den bidirektionalen Leitungsabschnitten auf den in der zweiten Betriebsweise herrschenden Leitungsdruck in Form des zweiten Drucks reduziert. Dies geschieht insbesondere in einer Weise, dass über die Druckanpassungseinrichtung das zumindest in den bidirektionalen Abschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung befindliche Volumen so weit reduziert wird, dass das verbleibende Volumen so weit entspannt wird, dass es nur noch den zweiten Druck aufweist.

Wenn das Energiesystem eine zweite Energiesenkeneinrichtung aufweist, welche über eine Ventileinrichtung mit der Verbindungsleitungseinrichtung verbunden ist, ist das Verfahren bevorzugt so ausgebiidet, dass in der ersten Betriebsweise des Energiesystems die von der ersten EnergiequelleneirSchtung bereitgestellte Energie mit dem ersten Druck über die Verbindungsleitungseinrichtung zur zweiten Energiesenkeneinrichtung transportiert und dort zwischengespeichert wird und dass anschließend die in der zweiten

Energiesenkeneinrichtung zwischengespeicherte Energie von dort zur zweiten

Energiequelleneinrichtung transportiert und dort gespeichert wird.

Bevorzugt ist in der Verbindungsieitungseinrichtung eine Kompressoreinrichtung angeordnet, so dass das Verfahren in einer bevorzugten Weiterbildung dadurch gekennzeichnet ist, dass in der ersten Betriebsweise des Energiesystems von der ersten Energiequelleneirichtung bereitgesteilte Energie mit dem ersten Druck über die Verbindungsleitungseinrichtung zur Kompressoreinrichtung transportiert und über diese in der zweiten Energiequelleneinrichtung gespeichert wird.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform fungiert die Kompressoreinrichtung als Druckanpassungseinrichtung, wobei über die Kompressoreinrichtung je nach Betriebsweise des Energiesystems ein richtungsabhängiges Druckniveau in den bidirektionalen

Leitungsabschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung eingestellt wird. Bevorzugt wird bei einem Wechsel von der ersten Betriebsweise des Energiesystems in die zweite

Betriebsweise des Energiesystems über die Kompressoreinrichtung der in der ersten

Betriebsweise herrschende Leitungsdruck in Form des ersten Drucks in den bidirektionalen Leitungsabschnitten auf den in der zweiten Betriebsweise herrschenden Leitungsdruck in Form des zweiten Drucks in den bidirektionalen Leitungsabschnitten reduziert, indem insbesondere in der Verbindungsleitungseinrichtung befindliches Volumen über die

Kompressoreinrichtung so lange in die zweite Energiequelleneinrichtung eingelagert wird, bis der zweite Druck in den bidirektionalen Leitungsabschnitten der

Verbindungsieitungseinrichtung erreicht ist. Dies geschieht insbesondere dadurch, dass die entsprechenden Ventileinrichtungen in geeigneter Weise gestellt werden. Kommt in dem Energiesystem zusätzlich eine zweite Energiesenkeneinrichtung in Form einen

Zwischenspeichers zum Einsatz, wird bei diesem Verfahrensschritt die zweite

Energiesenkeneinrichtung durch Absperren der Ventileinrichtung bevorzugt vom Volumen in der Verbindungsleitungseinrichtung abgetrennt, da man ansonsten den Inhalt der zweiten Energiesenkeneinrichtung ebenfalls bis auf den zweiten Druck reduzieren müsste.

Natürlich ist das Verfahren auch bei den anderen weiter oben im Zusammenhang mit dem Erfindungssystem beschriebenen Ausführungsformen anwendbar, beispielsweise mittels Druckreduzierung durch ein zusätzliches Expansionsvolumen oder mittels Druckreduzierung durch eine Spüleinrichtung, so dass hinsichtlich eines solchen Verfahrensablaufs an dieser Stelle auf die entsprechenden Ausführungen weiter oben vollinhaltlich Bezug genommen und verwiesen wird.

Die vorliegende Erfindung lasst sich grundsätzlich auf alle Systeme mit bidirektional genutzter Leitung und direktionsabhängigem Druck anwenden, insbesondere auf

Speichersysteme mit separater Quelle und Senke, bevorzug auf Wasserstoff

Speichersysteme.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 in schematischer Ansicht ein erfindungsgemäßes Energiesystem, in dem das erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist;

Figur 2 den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei eine erste

Betriebsweise des Energiesystems dargestellt ist;

Figur 3 den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Übergang

zwischen der erste Betriebsweise des Energiesystems und einer zweiten Betriebsweise des Energiesystems dargestellt ist; und

Figur 4 den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die zweite

Betriebsweise des Energiesystems dargestellt ist. In den Figuren 1 bis 4 ist ein Energiesystem 10 dargestellt, welches als Hausenergiesystem eingesetzt wird in Figur 1 wird zunächst der grundsätzliche Aufbau des Energiesystems 10 beschrieben. In dem Energiesystem 10 wird das erfmdungsgemäße Verfahren zur

Druckanpassung ausgeführt. Der Ablauf des Verfahrens, der verschiedene Betriebsweisen des Energiesystems 10 umfasst, wird anhand der Figuren 2 bis 4 erläutert.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, weist das Energiesystem 10 zunächst ein erstes Untersystem 20 auf, welches als Innensystem ausgebildet ist. Das bedeutet, dass sich das erste

Untersystem 20 innerhalb des Hauses befindet. Zusätzlich weist das Energiesystem 10 ein zweites Untersystem 30 in Form eines Außensystems auf. Das bedeutet, dass sich das zweite Untersystem 30 außerhalb des Hauses befindet.

Das erste Untersystem 20 weist eine erste Energiequelleneinrichtung 21 auf, bei der es steh um eine Elektrolyseeinrichtung zur Herstellung von Wasserstoff handelt. Zudem weist das erste Untersystem 20 eine erste Energiesenkeneinrichtung 22 auf, bei der es sich um eine Brennstoffzelleneinrichtung handelt. Das zweite Untersystem 30 weist eine zweite

Energiequelleneinrichtung 31 auf, bei der es sich um eine Hochdruckspeichereinrichtung handelt. In der Hochdruckspeichereinrichtung wird der erzeugte Wasserstoff bei bis zu 700 bar gespeichert. Zusätzlich verfügt das zweite Untersystem 30 über eine zweite

Energiesenkeneinrichtung 32 in Form einer Mitteldruckspeichereinrichtung, in der der erzeugte Wasserstoff bei Drücken zwischen 20 und 30 bar zwischengespeichert wird, bevor er von dort endgültigen der Hochdruckspeichereinrichtung gespeichert wird.

Die einzelnen Komponenten des Energiesystems 10 sind über eine

Verbindungsleitungseinrichtung 40 miteinander verbunden, die aus einer Anzahl unterschiedlicher Leitungsabschnitte 40a bis 40k besteht. Eine erste Anzahl von

Leitungsabschnitten 40a bi 40e sind dabei als so genannte bidirektionale Leitungsabschnitte ausgebildet. Das bedeutet, dass die Leitungsabschnitte 40a bis 40e während des Betriebs des Energiesystems 10 in beiden Richtungen durchströmt werden.

Zum Spülen der ersten Energiequelleneinrichtung 21 und/oder der ersten

Energiesenkeneinrichtung 22 ist eine Spüleinrichtung 23 mit einer Spülkammer vorgesehen, die über einen Leitungsabschnitt 40g mit den beiden vorgenannten Komponenten verbunden ist. Der in der ersten Energiequelleneirichtung 21 mittels Elektrolyse hergestellte Wasserstoff verlässt die erste Energiequelleneinrichtung 21 über einen Leitungsabschnitt 40f, welcher in den bidirektionalen Leitungsabschnitt 40e übergeht. In den beiden Leitungsabschnitten 40f und 40e befinden sich in Strömungsrichtung des erzeugten Wasserstoffs eine

Rückschlagventileinrichtung 24 sowie nachfolgend eine Filtereinrichtung 25 und eine Trocknereinrichtung 26, in denen der erzeugte Wasserstoff gefiltert und getrocknet wird. Die Filtereinrichtung 25 und die Trocknereinrichtung 26 können sich alternativ auch im zweiten Untersystem 30 befinden.

Von der Trocknereinrichtung 26 strömt der erzeugte Wasserstoff über die bidirektionalen Leitungsabschnitte 40a und 40c zu einer weiteren Rückschlagventileinrichtung 35, welche ein Ende des Leitungsabschnitts 40c markiert. Von dort strömt der erzeugte Wasserstoff über einen Leitungsabschnitt 40h sowie 40i in die als Mitteldruckspeicher fungierende zweite Energiesenkeneinrichtung 32, welche über eine Ventileinrichtung 33, die insbesondere als Sperrventil, beispielsweise in Form eines Magnetventils, ausgebildet ist, an einem weiteren Leitungsabschnitt 40j angebunden ist. In dem Leitungsabschnitt 40j, der in der als

Hochdruckspeichereinrichtung ausgebildeten zweiten Energiequelleneinrichtung 31 endet, befindet sich vor der zweiten Energiequeileneinrichtung 31 eine Kompressoreinrichtung 34, insbesondere in Form eines Kolbenkompressors. Über die Kompressoreinrichtung 34 wird der erzeugte Wasserstoff in die zweite Energiequelleneinrichtung 31 eingespeichert. Diese Kompressoreinrichtung 34, gemeinsam mit der zweiten Energiequelleneinrichtung 31 , fungiert zudem auch als eine Druckanpassungseinrichtung 50, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommt. Der in der zweiten

Energiesenkeneinrichtung 32 zwischengespeicherte Wasserstoff wird unter Betätigung der Kompressoreinrichtung 34 in der zweiten Energiequelleneinrichtung 31 eingespeichert.

Dieser Herstellungsvorgang des Wasserstoffs bis hin zu dessen Einspeicherung in der zweiten Energiequelleneinrichtung 31 stellt eine erste Betriebsweise des Energiesystems 10 dar. Bei dieser ersten Betriebsweise des Energiesystems 10 herrscht in den bidirektionalen Leitungsabschnitten 40a bis 40e der Verbindungsleitungseinrichtung 40 ein Druck von 20 bis 60 bar. Ein solcher Druck herrscht auch in der zweiten Energiesenkeneinrichtung 32. Über die Kompressoreinrichtung 34 wird der aus der zweiten Energiesenkeneinrichtung 32, bei der es sich um einen Zwischenspeicher handelt, entnommene Wasserstoff so weit komprimiert, dass er mit Drücken von bis zu 700 bar in der zweiten Energiequeileneinrichtung 31 , bei der es sich um eine Hochdruckspeichereinrichtung handelt, eingespeichert werden kann.

Der in der zweiten Energiequelleneinrichtung 31 gespeicherte Wasserstoff wird für den Betrieb der ersten Energiesenkeneinrichtung 22 in Form der Brennstoffzelleneinrichtung verwendet. Der Betrieb der Brennstoffzelleneinrichtung erfolgt in der zweiten Betriebsweise des Energiesystems 10. Die Brennstoffzelleneinrichtung kann aber nur bei Drücken kleiner 20 bar arbeiten. In der zweiten Betriebsweise des Energiesystems 10 wird der Wassersoff über einen Leitungsabschnitt 40k aus der zweiten Energiequeileneinrichtung 31 entnommen, über eine Entspannungseinrichtung 36 in Form eines Druckminderers entspannt und über einen bidirektionalen Leitungsabschnitt 40d in den bidirektionalen Leitungsabschnitt 40a transportiert, von wo aus er über den bidirektionalen Leitungsabschnitt 40b in die als

Brennstoffzelleneinrichtung ausgebildete erste Energiesenkeneinrichtung 22 eintritt. Die Reduzierung des Drucks in den bidirektionalen Leitungsabschnitten 40a bis 40e der

Verbindungsleitungseinrichtung 40 auf einen Wert kleiner 20 bar erfolgt dabei über die Druckanpassungseinrichtung 50. Zur Messung des Drucks ist wenigstes eine

Druckmesseinrichtung 41 , beispielsweise in Form eines Drucksensors vorgesehen.

Das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Energiesystem 10 stellt einen Teilbereich eines Gesamt-Hausenergiesystems dar, bei dem es sich um ein elektrisch autarkes und

vollständig auf erneuerbaren Energien beruhendes multihybrides

Hausenergiespeichersystem handelt.

Das multihybride Hausenergiespeichersystem ermöglicht es, die von einer Photovoltaik (PV)- Anlage, einer Kleinwindkraftanlage oder dergleichen erzeugte elektrische Energie

bedarfsgesteuert auf das gesamte Jahr zu verteilen. Dabei agiert das System als

Inselsystem unabhängig vom elektrischen Netz. Vielmehr soll die Anlage die elektrische Autarkie des Hauses gewährleisten, sodass über das ganze Jahr hinweg keine elektrische Energie aus dem Stromnetz bezogen werden muss.

Die primäre Aufgabe des Hausenergiesystems ist es, die gewonnene elektrische Energie aus Photovoltaik (PV)-Modulen oder dergleichen dem Verbraucher im Haushalt verfügbar zu machen. Sekundär können bei Zeiten niedriger Last oder hoher Einstrahlung elektrische Energieüberschüsse in einem Batterie-Kurzzeit-Speicher zwischengespeichert werden.

Tertiär kann im Wasserstoff-Langzeit-Speicher die elektrische Energie als gasförmiger Wasserstoff für Zeiten niedriger Einstrahlung wie Nacht, Winter oder dergleichen mittel- bis langfristig gespeichert und mittels Brennstoffzelle wieder jederzeit bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden.

Neben energietechnischen Aufgaben fungiert das System auch als kontrollierte

Wohnraumlüftung durch ein verbautes Lüftungsgerät.

Der in der Elektrolyseeinrichtung produzierte Wasserstoff fließt über die Wasserstoffleitung in die außenaufgestellte Druckspeicheranlage.

Bei fehlender oder nicht ausreichender PV-Energie wird Energie aus der Batterie zur Deckung der Verbraucherlast entnommen. Reicht die im Kurzzeitspeicher vorrätige Energie nicht aus, kann die Brennstoffzelleinnrichtung den zusätzlichen elektrischen Energiebedarf decken. Im Brennstoffzellenbetrieb fließt der Wasserstoff über die Wasserstoffleitung aus der Druckspeicheranlage zur Brennstoffzelleneinrichtung.

Ein zeitgieicher Betrieb von Brennstoffzelleneinrichtung und Elektrolyseeinrichtung ist ausgeschlossen. Das gesamte System wird zentral über einen Energy Manager mit einem prädiktiven Energiemanagement betrieben.

Das zweite Untersystem ist prinzipiell für den Betrieb im Außenbereich vorgesehen, kann aber unter bestimmten Bedingungen auch innerhalb eines speziellen Bereichs des Hauses errichtet und betrieben werden.

Anhand der Figuren 2 bis 4 wird nachfolgend der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht.

In Figur 2 ist eine erste Betriebsweise des Energiesystems 10 dargestellt. Wenn der

Wasserstoff in der ersten Energiequelleneirichtung 21 , bei der es sich um eine

Elektrolyseeinrichtung handelt, hergestellt wird, haben die in Figur 2 fett markierten

Leitungsabschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung 40 sowie die zweite

Energiesenkeneinrichtung 32 in Form des Mitteldruckspeichers ein Druckniveau von 20 bis 60 bar. Der Druckminderer in der ersten Energiesenkeneinrichtung 22 in Form der

Brennstoffzelleneinrichtung kann aber nur Drücke bis kleiner 20 bar regeln. Daher ist bei diesem Leitungsdruck kein Brennstoffzellenbetrieb möglich. Figur 3 zeigt den Übergang von der ersten Betriebsweise des Energiesystems 10 hin zu dessen zweiter Betriebsweise. Durch Schließen der Ventileinrichtung 33, wodurch der Weg in die zweite Energiesenkeneinrichtung 32 abgeschlossen wird. Durch das Schließen der Ventileinrichtung 33 wird die zweite Energiesenkeneinrichtung zu diesem Zeitpunkt des Verfahrens von der Verbindungsleitungseinrichtung 40 abgekoppelt, so dass der Wasserstoff mit dem in der zweiten Energiesenkeneinrichtung 31 herrschenden Druck von 20 bis 60 bar mit diesem Druck in dieser verbleiben kann. Durch eine Komprimierung mittels der

Kompressoreinrichtung 34 in die zweite Energiequelleneirichtung 31 in Form der

Hochdruckspeichereinrichtung wird der Druck des reduzierten Volumens in denjenigen Leitungsabschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung 40, die fett und gestrichelt markiert sind, reduziert. Die Druckreduzierung wird durch das reduzierte Volumen beschleunigt. Ist der Brennstoffzellen-Betriebsdruck von kleiner 20 bar in den fett und gestrichelt markierten Leitungsabschnitten der Verbindungsleitungseinrichtung 40 erreicht, ist die Druckreduzierung abgeschlossen.

Figur 4 schließlich zeigt die zweite Betriebsweise des Energiesystems 10. Durch Öffnen der Ventileinrichtung 33 und Abschalten der Kompressoreinrichtung 34 ist der Ausgangszustand wiederhergestellt. Der Druck der zweiten Energiesenkeneinrichtung 32 in Form des

Mitteldruckspeichers steht jetzt bis zur Rückschlagventileinrichtung 35 und der

Kompressoreinrichtung 34 an, was durch die fett markierten Leitungsabschnitte der

Verbindungsleitungseinrichtung 40 verdeutlicht ist. Die bidirektionalen Leitungsabschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung 40 haben bis zur ersten Energiesenkeneinrichtung 22 in Form der Brennstoffzelleneinrichtung weiterhin den reduzierten Brennstoffzellen- Betriebsdruck von kleiner 20 bar, was durch die fett und gestrichelt markierten

Leitungsabschnitte der Verbindungsleitungseinrichtung 40 verdeutlicht ist. Die

Brennstoffzelleneinrichtung kann jetzt gestartet werden. Bezugszeichenliste

10 Energiesystem (Hausenergiesystem)

20 Erstes Untersystem (Innensystem)

21 Erste Energiequelieneinrichtung (Eiektrolyseeinrichtung)

22 Erste Energiesenkeneinrichtung (Brennstoffzelleneinrichtung)

23 Spüleinrichtung (Spülkammer)

24 Rückschlagventileinrichtung

25 Filtereinrichtung

26 T rocknereinrichtung

30 Zweites Untersystem (Außensystem)

31 Zweite Energiequelieneinrichtung (Hochdruckspeichereinrichtung)

32 Zweite Energiesenkeneinrichtung (Mitteldruckspeichereinrichtung)

33 Ventileinrichtung

34 Kompressoreinrichtung

35 Rückschlagventileinrichtung

36 Entspannungsvorrichtung (Druckminderer)

40 Verbindungsleitungseinrichtung

Bidirektionaler Leitungsabschnitt

Leitungsabschnitt

41 Druckmesseinrichtung

50 Druckanpassungseinrichtung