[发明专利]用于对特别是停放的飞机的机载配电系统进行地面供电的移动式发电机

说明书

本发明涉及一种按照独立权利要求的前序部分所述的发电机。

从DE 8310749U已知一种这样的按照柴油电动机组构造形式的发电机。在地下电缆布线(可能是因为费用过大)不能达到的地方，使发电机驶近要进行短暂维护的停放的飞机并从外部通过座舱下方的插头接口连接到其机载配电系统上。这种情况特别是发生在较小型的机场，但对于大型装备在从登机门放下的停机坪区域的外部位置内也能经常碰到。通过这样的外部电能供应，可以在停放位置取消用于驱动机载发电机的主驱动装置或者辅助驱动装置的运行，从而避免了由此产生的环境污染。

然而这种柴油电动机组还会引起废气和噪声。飞机场上的多个、特别是夜间同时运行的柴油发电机的排放达到并超过了越来越严格的环境保护预定极限值。此外，从适宜的能量效率以及增加的燃料成本方面看，这种发电机的运行越来越不经济。

因此，本发明的目的在于解决这样的技术问题，即，提出一种该类型的发电机，它在运行性能方面设计得更加适应于未来发展。

按照本发明，上述目的通过一种依据在独立权利要求中所述重要特征而设计的发电机得以实现。

据此，针对停放的飞机的外部移动式供电系统不再是柴油驱动的电动形式，而是来自于至少一个作为移动式发电机的伽伐尼电池，因为伽伐尼电池在停机坪上的停放位置处不产生环境污染。

对于该移动式电池，可以是装备有标准化的机电接口的蓄电池，该蓄电池在其使用后被移回到设备间内，而在停用周期期间再从固定的电网补充充电。对此，特别是考虑用锂聚合物蓄电池或者锂离子蓄电池。

或者也可以使用外部的高电容量的电容器(例如电能储存单元，EESUs)代替蓄电池。

然而优选的是，依据本发明设计的移动式发电机可自给自足地运行，也就是配备有必需的设备(例如特别是有效物料储备装置以及电压转换器)的燃料电池，因为该系统与蓄电池相比具有高得多的重量能量密度和体积能量密度。燃料电池在一个封闭的系统内产生电能，没有害物质并且无噪声。如今在可以投入使用的燃料电池中所得到的效率已然明显高于汽油发动机或者柴油发动机，而且还没有考虑电动发电机运行时额外出现的损失；并且，当前各地对燃料电池的向前推进的研发工作使得人们可以预期其效率、功率密度、寿命等方面还将显著地进一步改善以及在功率上得到提升。

作为依据本发明的移动式发电机的燃料电池，特别是使用氢气驱动的以其塑料膜作为电解质的PEM-FC型(聚合物电解质燃料电池)堆，因为其操作不复杂并且可以以更好的动态影响其功率输出。用于该燃料电池工作的氢气燃料可以被液化并储存在低温储罐里，但也可以作为压缩气体被储存在气瓶、金属氢化物储存器或者毫微储存器例如碳毫微管、碳毫微纤维或者所谓的MOFs(金属有机骨架、毫微立方体)内。氧化剂是液化氧或者压缩氧气，它低温储存或者被储存在气瓶里。如果不需要高纯度的氧气，而是可以使用空气氧气来进行化学反应，则移动式发电机内的氧气储存器可用空气压缩机或者甚至用相比之下构造得轻很多的电动涡轮增压器予以替代。

为了给燃料电池补给有效物料(燃料和氧化剂)，以及为了进行例如更换燃料电池本身的维护工作，移动式发电机不需要离开机场的如燃料贮藏处的安全区域，这样的工作可以由技术维修人员现场根据指导毫无困难地完成。为了能够完全自给自足，用于获得为驱动燃料电池所储存的有效物料的装置可以在该区域内运行，例如对于PEM-FC是通过电解质被高纯度的氢气和氧气所驱动，接着通过压缩使气体液化或者根据林德(Linde)方法实现低温储存或者通过压缩气体实现高压瓶储存。然而，用于驱动PEM-FC的氢气也可以就在发电机中借助于重整器由例如送入的甲烷、甲醇或者乙醇来获取。依据本发明的发电机运行同样也是完全符合生态学要求的，因为需要使用的有效物料是可以再生获得的。

另一方面，来源于PEM-FC的DM-FC(直接甲醇)型或者DE-FC(直接乙醇)型的带有聚合物膜的燃料电池也适用于实现依据本发明的移动式发电机。在这些燃料电池中，代替氢气，直接是液态或者蒸汽状态的甲醇或者乙醇作为阳极气体被使用，从而取消了用于生产氢气的设备费用。此外特别有利的是，例如，作为电池燃料的甲醇可以从市场上已有的加油系统中得到；而对于氢气的补充还必需实现结构成本很高的安全标准。