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Wasser und Strom sind wesentliche Anforderungen zur Existenz­sicherung von Menschen entlang der Äquatorial­zone. Starke Sonnen­ein­strahlung und fehlende Versorgungs­netze schaffen existenz­bedrohende Lebens­verhältnisse.

Mit der autarken Versorgungs­station für Wasser und Strom können diese Grund­bedürfnisse zum Teil gedeckt werden.

Die Versorgungsstation besteht aus:

• Funktionale Hülle mit autarker Energieversorgung
• Pumpenstation
• Wärmespeicher
• Abfüllstation
• Zubehör

Die funktionale Hülle ist die wesentliche Basis für das autarke System der Versorgungs­station. Vergleichbar mit den Sonnen­segeln einer Raum­station werden die autarken Energie­erzeugungs­systeme aus der funktionalen Hülle ausgefahren.
Die Versorgungs­systeme bestehen aus innovativen Thermo­Photo­Voltaik-Modulen (TPV) der Duropan GmbH. Durch die aktive Kühlung der Photo­Voltaik-Module über ein Kapillar­system, verbunden mit thermo­elektrischen Generatoren und dem integrierten Energie­speicher, können bis zu 15 kW elektrische Leistung erzeugt werden.

Das System ist auf eine Betriebs­spannung von 12 Volt (Kleinspannung) ausgelegt, um während des Betriebs die Unfall­gefahr zu minimieren.

Je nach Anforderung wird unter der funktionalen Hülle zunächst die Pump­station für das Wasser untergebracht. Das Mundloch für die Wasser­förderung ist so angebracht, dass sie durch die Hülle abgedeckt wird und vor manipulativem Zugriff weitest­gehend geschützt ist.

Durch die Kühlung der Photo­Voltaik-Zellen wird die Infrarot­energie der Sonne gespeichert. Hierbei können im weiteren Verlauf zwei energetisch unter­schiedliche Varianten verfolgt werden.

1. Das frische Wasser wird zur Kühlung der Module verwendet und dann direkt im erwärmten Zustand weiter genutzt.
2. Das frische Wasser wird zur Kühlung genutzt und zirkuliert in einem gesonderten Kreislauf und wird dann mit eine Temperatur von über 60 °C gespeichert.

Auch ein Mix zwischen beiden Wegen ist denkbar. Dabei sind die Größe der Warm­wasser­speicher je nach Bedarf zu bestimmen und werden im Wesentlichen durch die verfügbare Brunnen­kapazität begrenzt.

Die Füllstation kann nach den Wünschen des Betreibers frei konfiguriert werden.

Zubehör:

Als Zubehör stehen diverse handels­übliche Verbraucher auf 12 Volt Basis zur Verfügung:

• Transportable Elektro­energie­speicher
• Differenz-Heißwasserbereiter um die Kochstufe zu erreichen
• Stationäre und mobile LED Beleuchtungs­technik
• Powerbank-Ladestation für Handy
• Kommunikations­technik (Radio, Fernseher, etc.)
• Kühl­kompressoren
• Kühlschränke
• Impfstoffkühler
• Etc.

Der Aufbau und der Betrieb der Versorgungs­stationen werden markt­wirtschaftlich organisiert. Hierzu gehören auch Service und Wartung.

39 Aussteller aus Industrie, Wissenschaft und Forschung waren durch die Schaeffler-Gruppe zur Open Inspiration 2017 eingeladen.
Duropan gehörte zu den geladenen Gästen und konnte so ihre neuesten Entwicklungen einem technisch qualifizierten Fachpublikum vorstellen. Im Mittelpunkt der intensiven Gespräche, sowohl mit Mitarbeitern der Schaeffler AG, als auch anderen Ausstellern, standen Fragen zur vorgestellten Entwicklung und einer möglichen Zusammenarbeit bei deren wirtschaftlicher Nutzung.

Keine Zukunft ohne Innovationen
„Innovationen sind wesentliche Voraussetzung zur Absicherung unserer Zukunft. Neue Ideen zu Produkten und Dienstleistungen entstehen bevorzugt durch den intensiven Austausch von kreativen Menschen unterschiedlicher Disziplinen und Einrichtungen. Unsere Veranstaltung Open Inspiration fördert und intensiviert gezielt diesen Kontakt zum Nutzen von Schaeffler und seinen Partnern, deshalb freue ich mich sehr über den auch in diesem Jahr sehr großen Zuspruch“, sagte Prof. Dr.-Ing. Peter Gutzmer, Stellvertretender Vorsitzender des Vorstands und Vorstand Technologie.
Über 600 Schaeffler-Mitarbeiter tauschten sich mit den Ausstellern zu den vier Megatrends Urbanisierung, Digitalisierung, Globalisierung und Klimawandel aus. Dabei wurden bewusst auch Entwicklungen präsentiert, die vom aktuellen Tagesgeschäft von Schaeffler weit entfernt sind. Prof. Dr.-Ing. Tim Hosenfeldt, Leiter Zentrale Innovation bei Schaeffler, betonte in seiner Rede: „Das entscheidende und allerwichtigste für erfolgreiche Innovationen im digitalen Zeitalter sind Menschen, die mit Offenheit und Begeisterung über Unternehmensgrenzen hinweg zusammenarbeiten.“

Bei dem innovativen ThermoManagementBoard (TMB) handelt es sich um eine fluid­durch­strömte Platte, die zum Wärme­manage­ment an sensiblen Bau­gruppen (elektrisch, mechanisch, elektronisch, etc.) eingesetzt werden kann. Durch Kapillar­netze im Inneren des TMB wird eine flächenhafte Ab- bzw. Zuleitung von Wärme oder Kälte ermöglicht. Anschließend steht die (Abfall-) Wärme in einem fluid­gebundenen Zustand zur Verfügung.

Das ThermoManagementBoard kann durch Kombi­nation mit thermo­elektrischen Modulen (TEG) auch zur Erzeugung von Strom aus Abwärme genutzt werden. Zwei Kombi­nations­möglich­keiten sind dabei der Thermische Transmitter (TT = TMB + TEG) und das ThermoPhotoVoltaik-System (TPV = TMB + TEG + PV).

Über die weitere Verwendung der fluid­gebundenen Wärme/Kälte gibt es nur wenige Vorstellungen und Lösungen.

Durch die Kombination der Systeme mit gekapselten PCM-Materialien in neuartigen Wärmes­peichern kann die Rest­wärme nutzbar gestaltet werden. Der im Fluid­kreis­lauf befindliche PCM-Speicher nimmt die Restwärme auf und kann sie zu einem späteren Zeitpunkt wieder freisetzen.

Die Kombination von Wärme­speichern mit dem ThermoManagementBoard hat mehrere Vorteile:

1. Die gespeicherte Wärme kann verschiedenen Verwendungs­zwecken zugeführt werden (z. B. Warm­wasser­erzeugung, Kälte­erzeugung aus Wärme, Rück­verstromung mittels Thermo­elektrik)
2. Das Kühlmedium für den Thermischen Transmitter bzw. das ThermoPhotoVoltaik-System kann über eine lange Zeit temperatur­mäßig konstant gehalten werden.

Der Thermo­speicher (TS) wird aus einer runden Säule (Zylinder) aufgebaut. Im inneren des Zylinders sind die gekapselten PCM-Speichermodule angeordnet. PCM's mit verschiedenen aktiven Temperatur­bereichen können geschickt kombiniert werden. Der Aufbau des Thermo­speichers ist so gewählt, dass sich das Fluid kreisend durch den Zylinder bewegt. Das Temperatur­niveau aus dem TMB und die anschließende Verwendung der Wärme bestimmen die Auswahl der PCMSalze. Inline Temperatur­fühler überwachen den Prozess der wärme­technischen Be- und Entladung des Speichers. Somit kann eine optimale Nutzung der Wärme gewährleistet werden.