CN107003079B - 用于热能缓存的蓄能设施、具有蓄能设施的发电站和运行蓄能设施的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于热能缓存的蓄能设施(1)。在此设有封闭的存储回路(2)，其能够通过热源(14)供应热量并由用热对象(12)取用热量，并且在该存储回路中存在流体容器(3)，该流体容器通过能移位的分离元件(6)被划分成用于冷的流体的第一流体存储室(7)和用于热的流体的第二流体存储室(8)，其中，在存储回路(2)中设有至少一个泵(11)，借助于该泵能够将流体从第一流体存储室(7)输送至第二流体存储室(8)中，和/或相反。本发明还涉及一种发电站以及一种用于运行蓄能设施(1)的方法。

Description

用于热能缓存的蓄能设施、具有蓄能设施的发电站和运行蓄 能设施的方法

技术领域

本发明涉及一种用于热能缓存的蓄能设施。此外，本发明还涉及一种具有至少一个蓄能设施的发电站，特别是太阳能发电站、风能发电站或者太阳能风力发电站，以及一种用于运行蓄能设施的方法。

背景技术

在开始部分提到的蓄能设施可以应用于多个领域，用于对热能进行缓存，即，例如在第一时间段内被加载热能，并在紧随该第一时间段之后的第二时间段内释放热能。因此，借助于这种蓄能设施，可以在第一时间段内吸收由热源提供的能量。在第二时间段内，所缓存的热能被再次释放，以便例如将热能供应给用热对象。

特别是将该蓄能设施设计为，仅周期性地对所提供的热能进行缓存，以便在暂时不能提供热能时再取用所存储的热能。这种蓄能设施例如是发电站的组成部分，优选为通过可再生能源发电的发电站的组成部分。这种发电站例如可以是太阳能发电站、风能发电站或者组合发电站。后者应特别是指太阳能风力发电站。这种太阳能风力发电站具有用于从多种可再生的能源、优选为从太阳能和风能来产生电能和/或热能的设备。在此，优选使用可以提供暂时能量的可再生能源。

公知地，太阳能发电站配备有蓄能设施。例如将多余的热能缓存在盐存储器(Salzspeicher)中。但是这样做的缺点在于：存储介质(也就是盐)的温度在释放能量的过程中会降低。相应地，在使用缓存能量时产生能量的效率也会持续地降低。尽管该效率的大小在蓄能设施满载的情况下还是令人满意的，但是在蓄能设施仅稍稍释放能量的情况下，该效率就低得多，因为温度或者说相应的温差已降至极低的温度水平。

此外，在这种类型的蓄能设施中，必须始终要防止存储介质的温度下降至低于最小允许温度。如果低于最小允许温度，则存储介质会固化，这将使得蓄能设施受到不可挽回的损伤。基于这一原因，通常设计为：至少在某些时刻要使用外部热量或者说外部能量、即非太阳能产生的能量对蓄能设施加热。一般情况下是使用化石燃料(例如天然气)来提供外部能量。因此，这种盐存储器依赖于外部能量的可用性。但是，这会进一步降低蓄能设施的效率。此外，由于使用了化石能源载体，因此在加热时会释放出二氧化碳。

发明内容

本发明的目的在于提出一种蓄能设施，其相对于已知的蓄能设施是有优势的，特别是能够在具有较小的结构空间需求的同时提供较大的存储量。

本发明的目的通过一种具有如权利要求1所述特征的蓄能设施来实现。在此配设有封闭的存储回路，可以通过热源向该存储回路供应热量，并由用热对象从该存储回路中取用热量；在该存储回路中设有流体容器，该流体容器借助于可移位的分离元件被划分为用于冷流体的第一流体存储室和用于热流体的第二流体存储室，在此，在存储回路中设有至少一个泵，借助于该泵可以将流体从第一流体存储室输送至第二流体存储室中，和/或相反。

在该封闭的存储回路中存在有流体，这些流体可以借助于泵来输送并且也被称为存储流体。在存储回路中设有流体容器。优选该流体容器具有被设计为用于对所期望的能量数量或者说热量数量进行缓存的容积。除了流体容器之外，优选存储回路还配属有热源和用热对象。通过热源可以向存储回路中引入热能，也就是热量。相反地，用热对象从存储回路中取用热能或者说热量。热源和用热对象可以是独立的装置。但是也可以设计为，热源和用热对象由同一个装置构成，例如换热器等。

在流体容器中设有分离元件，该分离元件将流体容器划分成第一流体存储室和第二流体存储室。该分离元件是可移位的，从而使得第一流体存储室和第二流体存储室均分别具有可变的容积。特别是流体容器本身的总容积可通过第一流体存储室的容积和第二流体存储室的容积相加得到。第一流体存储室被设计用于冷的流体，第二流体存储室被设计用于热的流体，或者相反。

这意味着，在通过热源向存储回路供应热量的第一时间段中，是从第一流体存储室取出冷的流体，然后利用所输入的热量对该流体进行加热，即，达到较高的温度水平。随后，将被加热并因此而变热的流体输送到第二流体存储室。在此，分离元件移位，以使第一流体存储室变小，而第二流体存储室变大，更确切地说，第一流体存储室缩小了被取出的冷流体的体积，或者说第二流体存储室增大了所输入的被加热的流体的体积。

相反，如果要取用被缓存的热能，则将流体从第二流体存储室取出。该流体随后借助于用热对象被冷却，即，达到较低的温度水平。随后，将该被冷却并由此变冷的流体输送到第一流体存储室。在此，将分离元件移位，以使第一流体存储室变大，而第二流体存储室变小。在此，第一流体存储室增大了被取用的热流体的体积，或者说第二流体存储室减小了所输入的被冷却的流体的体积。

为了将流体从第一流体存储室沿着第二流体存储室的方向输送或者说输送至第二流体存储室中，或者反过来进行，设置至少一个泵。该泵位于封闭的存储回路中，优选位于流体容器之外。替代地，该泵显然也可以被集成在流体容器中。

原则上，流体容器可以具有任意的形状。特别优选流体容器沿着其纵向中心轴具有圆形的横截面。例如，如果纵向中心轴直线地延伸，则流体容器是以柱形、特别是圆柱形的形状存在。但是，纵向中心轴也可以是至少局部弯曲的，从而使得流体容器例如具有U形或者O形的形状。也就是说，流体容器在后者的情况下是环形或卵形的。在O形形状的情况下，流体容器的端侧面可以彼此直接相邻或者间隔开地设置。

流体容器也可以被构造为双U形的或者说体育场形的。在此，流体容器的两个U形分段相对置地设置，从而使得分段的自由侧边彼此相对伸出或者说彼此相对置，特别是彼此对齐。至少一对彼此相对置的侧边可以流动技术地彼此联接，优选所有彼此相对置的侧边均是这种情况。

换句话说，流体容器是体育场形的并且拥有两个分段，它们具有彼此平行的并且是直的纵向中心轴。这两个直的分段在它们各自的最靠近放置的端部上通过流体容器的具有弯曲纵向中心轴的、特别是局部圆形(例如半圆形)的分段相连接。优选该直的分段是长度相等的。附加地或替代地，弯曲的分段而言也可以是这样的。

在双U形的情况下可以设计为，分段的侧边中只有两个彼此处于流动连接中，而另两个侧边则是流动分离的。在此，流动分离的侧边的端侧面可以彼此直接相邻或者间隔开地设置。在体育场形的情况下，也可以有一个直的分段是中断的，从而在此也可以存在两个端侧面。

但是也可以将流体容器设计为环形的腔室，特别是圆环形的腔室。在这种情况下，优选在流体容器中设置多个分离元件，特别是至少两个分离元件，以便第一流体存储室在流体技术上完全与第二流体存储室分离。在环形腔室的情况下，流体容器具有连续的、即不中断的纵向中心轴。例如，至少一个设置在流体容器中的分离元件是可移位的，特别是多个分离元件中的多个或全部均被可移位地设置在流体容器中。此外可以设计为，至少一个分离元件被静止不动地设置在流体容器中，或者至少借助于合适的装置可临时地固定在流体容器中。

在流体容器为O形以及双U形或者说体育场形的情况下，特别优选的设计方案是环形腔室。在双U形的情况下，例如在每个U形分段中均设有一分离元件，在此，至少一个分离元件、特别是所有的分离元件均是可移位的。例如将分离元件设置为，其仅在所属的分段中是可移位的。就此而言，设有至少一个端部挡块，用于防止分离元件从其所属的分段进入到其他的各个分段中。在体育场形状的情况下，分离元件仅在直的分段中是可移位的，并且例如借助于至少一个端部挡块来分别防止进入到弯曲的分段中。

纵向中心轴的设置原则上是可任意选择的。例如，纵向中心轴被水平地设置，即，特别是相对于在其上或之下设置有蓄能设施的基底平行地或者至少局部平行地设置。但是原则上，流体容器的纵向中心轴只能关于基底成一任意角度地设置，特别成至少为0°且最高为90°的角度。这意味着，流体容器或者说其纵向中心轴可以被垂直地设置或者说取向。在这种情况下，纵向中心轴垂直于基底。

在这样的设置中，特别是可以利用第一流体存储室和第二流体存储室之间的流体的密度差来提高蓄能设施的效率。此外，流体容器的竖直设置或者说流体容器的纵向中心轴的相应取向，能够使得分离元件被特别可靠的引导和/或移位。

流体也可以被任意地选择。但是优选流体具有较高的热容。例如使用水作为流体。可以向水中加入至少一种添加剂，例如乙二醇等。例如，流体在压力小于标准压力的情况下存在于流体容器中。附加地或替代地，流体在存储回路中的温度始终小于流体的标准温度。优选流体的压力大于周围环境的压力，并且例如可以为至少10bar、至少25bar、至少50bar、至少75bar或者至少100bar。参照流体的标准压力，流体的压力例如可以为至少25％、至少50％、至少75％或者至少90％。就此而言，流体容器是作为流体压力容器存在的。

流体在第二流体存储室中的最大温度特别是在蓄热装置被加载的情况下，可以为至少100℃、至少150℃、至少200℃、至少250℃或者至少300℃。流体在第二流体存储室中的温度被调整为、特别是是被控制和/或调节地调整为，该温度不超过最大温度。特别优选地，最大温度被选择为：流体在其位于存储回路中时所处的压力下，即使在最大温度下也是液态的，即，不会蒸发。参照流体的标准温度，最大温度例如是至少50％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或者至少95％。

根据本发明的蓄能设施的优点在于：其具有极其小的结构空间需求，但同时又能够在冷的流体和热的流体之间实现严格的分离。也就是说，不会如经常出现的情况那样，从存储容器中取用的流体随后又被加热并重新输入存储容器中。在这种处理方式的情况下，虽然同样可以存储热能，但是存在于存储容器中的流体的温度在通过热源被加热期间只能相对缓慢地增高。

现在，如果所提供的热量并不足以实现完全加载，则可以不使存储容器中的流体达到其最大温度。但是这也导致了仅能将具有相比较而言较低温度的流体输入到用热对象中。但是对于典型的用热对象而言，例如换热器或者也可以是蒸汽涡轮机，输入其中的流体的温度或者说相对于一较低温度水平的温度差越高，则其就能够更高效地工作。

利用根据本发明的蓄能设施能够解决这一问题：通过从第一流体存储室中取出冷的流体、加热并随后输入到第二流体存储室，就可以在后者中始终存在具有几乎是先前借助于热源才能达到的温度的流体。也就是说，不会发生混入较冷的流体的情况。因此，接下来也能够始终为用热对象提供具有较高温度的流体。因此特别优选附加地设计为，流体容器相对于其外部周围环境是隔热的，即，流体容器具有隔热部，该隔热部优选将流体容器完全围合起来。

根据本发明的蓄能设施能够极其有效地且低成本地实现对热能的缓存。通过使第二流体存储室中的流体的温度基本保持不变，使得可支配的焓也基本上保持恒定。由此，关于流体容器的容积实现了较高的特定存储容量，这又导致了蓄能设施关于容量(以kWh为单位)的低成本。此外，不必为蓄能设施输入外部热量，以便能够确保可靠的运行。就此而言，该蓄能设施完全是气候中性地(klimaneutral)工作，特别是不释放二氧化碳。

如果将该蓄能设施配属给被设计为风能发电或者组合发电的发电站，则可以设置配置如下的装置：其将借助于风力产生的电能转换为热能，该热能随后被缓存在蓄能设施中。

在本发明的另一种设计方案中，流体容器是以管道的形式存在，而分离元件是以管道清洗件或者分离盘的形式存在。在此，优选管道具有如前所述的关于其纵向中心轴为圆形的横截面，但是在此，纵向中心轴可以具有任意的走向。特别是纵向中心轴是直的或者是至少局部弯曲的，从而使得管道具有同样已经陈述过的U形形状或者O形形状。

在此，流体容器的容积为封闭的存储回路的总容积的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少75％、至少80％、至少90％或者至少95％。特别优选设计为，在流体容器中存在比在存储回路的其他区域中更大的流体体积。为了能够尽可能有利地利用流体容器的结构空间，流体容器，无论是第一流体存储室还是第二流体存储室，始终是被至少大部分地填充有流体，即，至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或者至少95％或者完全地被流体填充。

在将流体容器设计为管道时，优选流体容器的长度和宽度之间存在一定的比例。流体容器的长度是指流体容器沿纵向中心轴的方向的延伸，而宽度是指流体容器的垂直于纵向中心轴的尺寸。例如，流体容器关于纵向中心轴的横截面是圆形的。在这种情况下，宽度即为流体容器的直径。优选宽度或者说直径沿着纵向中心轴特别是在流体容器的整个长度上是恒定的或者至少近似于恒定。

优选流体容器的长度明显大于宽度。例如，长度和宽度之间或者说长度和直径之间的比例至少为5、至少为10、至少为15、至少为20或者至少为25。但是很显然，流体容器也可以明显地长于以上所提到的比例。优选流体容器以管线的形式存在，即为长的管道，其长度和宽度之间或者说长度和直径之间的比例为至少50、至少75或者至少100。

如果流体容器如前述实施方式那样是体育场形的，则优选每个直的分段的长度均大于每个弯曲的分段的长度。例如，直分段的长度和弯曲分段的长度之间的比例至少为2、至少为2.5、至少为5、至少为7.5或者至少为10。

分离元件可以被设计为管道清洗件。管道清洗件通常用作管线、特别是天然气管线或石油管线的清洁或检查设备。这种管道清洗件特别是充满了流体容器的整个横截面，并因此将第一流体存储室与第二流体存储室分离开来。特别优选地，管道清洗件被设计用于两个流体存储室之间的完全或至少近似于完全的密封。在这种情况下，管道清洗件是作为分离管道清洗件存在的。

替代地，分离元件也可以被设计为分离盘。优选分离盘具有两个相互平行的面，其中一个面朝向第一流体存储室，而第二个面朝向第二流体存储室。该分离盘被设计为，第一面基本上密封地关闭第一流体存储室，第二面基本上密封地关闭第二流体存储室。由于管道清洗件的朝向流体存储室的侧面或者说端侧面可以是弯曲的或者圆形的，也就是说，这些可以作为分离盘的端侧面存在的面彼此平行地设置。在这种情况下，优选分离盘以柱体、特别是圆柱体的形式存在。

分离元件或者说管道清洗件在流体容器中的移位优选借助于流体压力进行，该流体压力由泵产生。这意味着，如果从一个存储腔室中取出流体，而另一个存储腔室被输入落体，则分离元件会自动地运动。但是显然也可以设计为，分离元件具有会造成移位的驱动装置等。特别是可以设计为，分离元件被用作泵或者泵的一部分，其在此代替前述的泵。

例如，分离元件具有驱动装置，该驱动装置为了输送流体或者说为了产生流体压力而使分离元件移位。该驱动装置可以存在于分离元件自身上，并且例如被设计为电动机。该电动机例如被有线地供电，但是优选被无线地供电。同样地，驱动装置可以包括至少一个磁体、特别是电磁体，该磁体设置于流体容器的内部或外部，并且在分离元件上产生指向分离元件的移位的磁力。

在这种实施方式中，如果分离元件被移位，则有一个流体存储室的容积减小，而另一个流体存储室的容积增大。相应地，先提到的流体存储室中的压力增大，而后提到的流体存储室中的压力则减小。这引起了流体从存在较高压力的流体存储室到具有较低压力的流体存储室的流动。

在本发明的一种优选的设计方案中，为了使第一流体存储室与第二流体存储室隔热，将分立元件构造为填充有隔热气体的中空体。在分离元件上存在有较大的温度差，因为在分离元件的一侧上邻接有冷的流体，且在相对置的一侧上邻接有热的流体。为了避免由于从热的流体朝向冷的流体的热传递而导致热损耗，为分离元件配设隔热部。

特别优选地，该隔热部以中空空间的形式存在，在该中空空间中填充有隔热气体。在此情况下，分离元件被构造为中空体。沿横截面观察，优选该中空空间延伸经过分离元件的绝大部分，特别是在仍然沿横截面观察的情况下，该中空空间的面积是分离元件或流体容器的横截面面积的至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或者至少95％。

原则上可以使用任何气体作为隔绝气体。例如氮气、特别是气态的氮气。替代地，也可以将中空空间抽真空，从而使得该中空空间作为真空中空空间存在于分离元件中。也可以设计为，设置多个在流体技术上彼此分离且并排放置的中空空间，这些中空空间或者各自是真空的，或者填充有隔热气体。

在本发明的一种扩展方案中，为了使第一流体存储室与第二流体存储室实现流体技术上的密封，分立元件具有至少一个密封唇。一方面为了确保实现流体技术的密封，另一方面也为了确保分离元件在流体容器中能够简单的移位，分离元件具有这样的密封唇，其密封地贴靠在流体容器的内轮廓上。密封唇例如从分离元件的分离体开始延伸，在此特别优选在分离体中构造有前述的中空腔室，在该中空腔室中存在隔热气体。

特别优选地，密封唇在周向方向上完全地围合分离体，即，在该方向上被构造为连续的。由此使得密封唇在周向方向上连续地贴靠在流体容器的内轮廓上。可以设计为仅存在唯一的密封唇。但是特别优选地，配设有沿轴向方向彼此间隔开设置的密封唇，特别是至少两个密封唇、至少三个密封唇或者至少四个密封唇。每个密封唇均优选以前述的方式和方法沿周向方向连续地构造而成。通过分离元件的这种设计方案，可以使两个流体存储室在流体技术上被可靠地彼此分离。这也提高了隔热性，因为存在于第一流体存储室中的冷流体与存在于第二流体存储室中的热流体不会发生混合。

在本发明的一种特别优选的设计方案中，第一流体存储室具有第一流体接口，第二流体存储室具有第二流体接口，在此，在这些流体接口上均连接有用热对象，并且与被构造为存储器卸载泵的泵流体技术地串联连接。这些流体接口用于从流体容器中取出流体或向流体容器中输入流体。也就是说，在对蓄能设施进行加载时，通过第一流体接口从第一流体存储室中取出冷的流体，将该冷的流体加热，然后通过第二流体接口输送到第二流体存储室。与之相反，为了实现卸载，通过第二流体接口将热的流体取出并冷却，随后再通过第一流体接口输送到第一流体存储室。

在流体接口上连接有热源和/或用热对象。在连接用热对象的情况下，前述的泵为存储器卸载泵，存储器卸载泵其与用热对象串联接通。因此，这种存储器卸载泵用于通过第二流体接口将流体从流体容器中输送出来，随后通过用热对象，然后通过第一流体接口又输送回流体容器中。

存储器卸载泵和用热对象被流体技术地设置在流体接口之间。换句话说，流体接口通过存储器卸载泵和用热对象彼此流体技术地连接。优选流体接口分别具有比流体容器更小的横截面或者说流动横截面。例如，在流体接口上分别在其背向流体容器的一侧联接有流体管路，这些流体管路具有比流体容器或者说管道更小的横截面。

在本发明的另一种设计方案中设计为，在流体接口上连接有热源，并且与存储器加载泵流体技术地串联接通。除了前述的设计方案之外，热源可以被附加地或替代地设计为其他的方案。热源与存储器加载泵依次排列。存储器加载泵相应地被设计为，通过第一流体接口将流体从流体容器中取出并输送经过热源，随后又通过第二流体接口输送到流体容器中。特别优选地，既存在存储器加载泵，也存在存储器卸载泵，在此，它们可以流体技术地彼此平行设置。

最后，可以将用热对象和存储器卸载泵设置在第一流体线路中，并将热源和存储器卸载泵设置与第一流体线路流体技术地平行设置的第二流体线路中。流体容器的两个流体接口在此分别既通过第一流体线路彼此流动技术地连接，也通过第二流体线路彼此流动技术地连接。在流体接口之间流动的流体可以相应地或者流动通过第一流体线路，或者流动通过第二流体线路。这取决于哪个泵被驱动，或者说取决于是应当向存储回路输入热量还是从存储回路中取出热量。

附加地或替代地，可以将用热对象和/或热源设计为换热器。可以设计为，存储回路中的流体不仅用于对热能的缓存，还可以例如用作工作回路中的工作流体和/或太阳能回路中的太阳能流体。但是，特别优选设计为，将存储回路与工作回路、太阳能回路或者这两者流动技术的完全分离。在这种情况下，用热对象例如被设计为换热器，存储回路通过该换热器与工作回路热联接。在工作回路中存在工作流体。为了与该工作流体明显地区分来，存在于存储回路中的流体也被称为存储流体。类似地，热源也可以被设计为换热器，存储回路通过该换热器与例如太阳能回路热联接。在此，在太阳能回路中存在太阳能流体。

此外，本发明还涉及一种发电站，特别是一种太阳能发电站、风能发电站或者太阳能风力发电站，其具有至少一个用于热能缓存的蓄能设施，特别是根据前述实施方式的蓄能设施。在此，蓄能设施具有封闭的存储回路，该存储回路可通过热源来提供热量，并可被用热对象取用热量，并且在该存储回路中设有流体容器，该流体容器通过可移位的分离元件被划分成用于冷流体的第一流体存储室和用于热流体的第二流体存储室，在此，在存储回路中设有至少一个泵，用于使流体能够从第一流体存储室被输送至第二流体存储室中，和/或相反。前面已经对蓄能设施和发电站的这种设计方案的优点进行了说明。无论是发电站还是蓄能设施均可以根据前述的实施方式进行扩展，在此情况下请参考前述的实施方式。

在本发明的一种特别优选的扩展方案中，第一流体存储室具有第一流体接口，第二流体存储室具有第二流体接口，在此，在这些流体接口上连接有至少一个与被构造为存储器卸载泵的泵串联接通的用热对象，在此，用热对象作为换热器存在于存储回路和具有至少一个涡轮机的工作回路之间。

如前所述地，用热对象用于从存储回路的流体中取出热量。为此目的，需要运行存储器卸载泵，其将热的流体从第二流体存储室经由用热对象输送至第一流体存储室中。用热对象被构造为换热器，用于特别是以前述的方式和方法将存储回路与工作回路热联接。因此，可以借助于该换热器和存在于存储回路中的热能对存在于工作回路中的工作流体进行加热，特别是使其蒸发和/或被过度加热。随后，工作流体可以流经涡轮机并驱动该涡轮机，以产生机械能并最终产生电能。

替代地，显然也可以使存储回路不与工作回路在流动技术地分离，或者说将工作回路看做是封闭的存储回路的一部分。在这种情况下，可以直接借助于存储器卸载泵向涡轮机供应存在于存储回路中的流体或者说存储流体。在此，优选涡轮机存在于前述的第一流体线路中。

最后，本发明还涉及一种用于运行实施热能缓存的蓄能设施的方法，特别是根据前述实施方式的蓄能设施。该蓄能设施例如可以是发电站，特别是前述的发电站的组成部分。该蓄能设施被设计为具有封闭的存储回路，该存储回路可借助于热源来输入热量，并可借助于用热对象来取出热量，并且在该存储回路中设有流体容器，该流体容器借助于可移位的分离元件被划分成用于冷流体的第一流体存储室和用于热流体的第二流体存储室，在此，在存储回路中设有至少一个泵，借助于该泵使得流体可以从第一流体存储室输送至第二流体存储室中，和/或相反。用于执行该方法的蓄能设施例如是发电站的组成部分。关于该方法、蓄能设施和发电站，还请参照说明书的其他部分。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例对本发明做进一步的说明，但并不成为对本发明的限制。其中：

图1以示意图示出了用于热能缓存的蓄能设施的第一种实施方式，和

图2以示意图示出了该蓄能设施的第二种实施方式。

具体实施方式

图1示出了用于对热能或者说热进行缓存的蓄能设施1的第一种实施方式。该蓄能设施具有封闭的存储回路2。在存储回路2中设有流体容器3，该流体容器在此被设计为管道的形式。流体容器3具有第一流体接口4和第二流体接口5。

流体容器3或者说被构造成流体容器3的管道原则上可以被任意地设计。优选其关于纵向中心轴具有圆形的横截面，在此，该纵向中心轴可以任意形式地构成。在这里所示出的实施方式中，纵向中心轴具有C形的形状，并因此使得流体容器3具有C形的形状。

在这里示出的实施方式中，优选流体容器3的未被专门标记出的纵向中心轴是水平设置的，即特别是平行于基底，蓄能设施1至少局部地、特别是完整地设置在该基底上或者在其下面。换句话说，可以将纵向中心轴设计为，垂直于重力影响(Schwerkrafteinfluss)或者说重力向量。

优选流体接口4和5是流体容器3的壁中的凹口，这些凹口的横截面明显小于流体容器3的横截面。流体接口4和5例如位于流体容器3或者说管道的端侧面上，特别是位于相对置的端侧面上。

在流体容器3中可移位地设置有分离元件6，在此，分离元件6的其他可能的设置通过附图标记6'和6”标出。分离元件6将流体容器3分离为第一流体存储室7以及第二流体存储室8。

在流体接口4和5的背向流体容器3的一侧，在这些流体接口之间流动技术地连接有第一流体线路9和第二流体线路10。在第一流体线路9中设有被构造为存储器卸载泵的泵11以及被构造为换热器的用热对象12。相反地，第二流体线路10包括被构造为存储器加载泵的泵13以及热源14。此外，各个流体线路9和10均可以配设有阀门15或16。

用热对象12用于将存储回路2热联接在工作回路17上，该工作回路在此仅示出了一部分。在工作回路17中存在有工作流体，该工作流体既流过或可以流过用热对象12或者说换热器，也流过或可以流过蒸汽涡轮机。显然，可以将工作回路17构造为存储回路2的一部分。在这种情况下，用热对象12不仅作为换热器存在，也例如作为涡轮机存在，从而能够直接利用存在于存储回路2中的流体或者说存储流体来产生机械能或电能。

热源14例如同样被设计为换热器，并且特别是用于将存储回路2热联接在太阳能回路上，在该太阳能回路中优选存在至少一个太阳能收集器。显然也可以设计为，热源14本身就是上述的至少一个太阳能收集器，并且在这种情况下，存在于存储回路2中的流体(也可以被称为存储流体)在流经第二流体线路10时将流经至少一个太阳能收集器。此外还可以看到，存储回路2拥有至少一个补偿容器18，该补偿容器例如流体技术地连接在流体容器3上。

分离元件6可移位地设置在流体容器3中，从而使得第一流体存储室7的容积和第二流体存储室8的容积是可变的。但是，特别是两个流体存储室7和8的容积的和与分离元件6的位置无关，而是始终为流体容器3所提供的用于接收流体或者说存储流体的总容积。

在蓄能设施1运行时可以设计为，或者是加载、也就是供应热能，或者是卸载、也就是取用热能。为了对蓄能设施1加载热能，需要运行存储器加载泵13，以使流体能够沿着第二流体线路1被输送。为此打开阀门16。优选同时关闭阀门15。

分离元件6首先位于附图标记6所标出的位置上。通过运行存储器加载泵13将流体从第一流体存储室7中取出，并被泵送穿过热源14到达第二流体存储室8中。通过由此在流体存储室7和8中所产生的压力差，分离元件6被移位。相应地，第二流体存储室8的容积增大，而第一流体存储室7的容积减小。也就是说，分离元件6沿着附图标记6'和6"所标记的位置的方向移位。

只要能够借助于热源14来提供热量或者说热能，存储器加载泵13优选就一直运行，或者直到蓄能设施1被最大程度地加载热能为止，即，所有存在于流体容器3中的流体已达到最大温度。在后者的情况下，分离元件6位于附图标记6"所标记的位置上。现在使存储器加载泵13退出运行，并优选关闭阀门16。

如果要从蓄能设施1中取出现在被缓存的热能，则运行存储器卸载泵11，并打开阀门15。优选同时关闭阀门16，这里应当还不是这种情况。通过运行存储器卸载泵11，将流体从第二流体存储室8中取出，并经过用热对象12输送至流体存储室7中。相应地，第一流体存储室7的容积和第二流体存储室8的容积现在以与前述的实施方式相反的方式改变。

从第二流体存储室8中取出的流体在用热对象12中被冷却。在此从流体中获取的热量用于对工作回路7中的工作流体进行加热，特别是蒸发和/或被过度加热。被加热的工作流体随后可以被考虑用于产生机械能以及最终的电能。只要用热对象12需要热能，对蓄能设施1的卸载例如就一直进行，或者直到第二流体存储室8被完全清空为止，即，分离元件6位于附图标记5所标记出的位置上。

蓄能设施1的这种设计方案的优点在于，流体容器3的结构空间相对较小。特别是不必为了接收被加热或被冷却的流体而使存储容器保持为空的。同时，分离元件6能够使存在于第一流体存储室7中的冷流体与存在于第二流体存储室8中的热流体完全或至少近乎于完全地分离。由此也能够避免热流体与冷流体的混合以及由此而产生的冷却。相应地，热流体始终具有较高的温度，这使得工作回路17能够以高效率运行。

图2示出了蓄能设施1的第二种实施方式。原则上参考第一种实施方式来说明该实施方式。下面对与第一种实施方式的区别进行说明。其中一个本质上的区别是：流体容器3的纵向中心轴19是垂直设置的，即，特别是垂直地树立于前面提到的基底上。例如，纵向中心轴19平行于重力影响或者说重力向量地延伸。

在这种情况下，流体容器3的高度例如大于其宽度和/或其深度，特别是大于其直径。在这种实施方式中，纵向中心轴19优选是直的，从而有利地使流体容器3或者说其纵向中心轴被无弯曲地构成。流体容器3例如可以借助于基础部20来固定。该流体容器可以被设置在地上，特别是被完全设置在地上，但是替代地也可以被设置在地下，特别是完全设置在地下。

分离元件6例如由分离盘构成，该分离盘优选是圆形的。该分离盘例如具有第一面21以及与该第一面相对置的第二面22。在此，第一面21朝向第一流体存储室7，第二面22朝向第二流体存储室8。面21和22优选彼此平行地延伸，特别是在流体容器3的整个横截面上延伸。

为了确保对分离元件6进行特别可靠的引导，设置支承部23。支承部23配属有分离元件6的凹口、特别是中央凹口以及引导元件24。引导元件24例如中央地设置在流体容器3中，并且优选大部分或者甚至完全地沿着流体容器的方向与流体容器相接合。首先应当这样理解引导元件24的纵向延伸部：其优选等于流体容器3的纵向延伸部或者说流体容器3的高度的至少80％、至少85％、至少90％或95％。

在该实施例中，引导元件24由管25构成，通过该管在流体存储室7和流体接口4之间实现流体连接。也就是说，流体接口4通过管25直接地或者说径直地通入流体存储室7中。与此相对的，流体接口5径直地通入流体存储室8中。借助于管25，可以将流体接口4和5设置在流体容器3的同一端侧面上。

正如根据前面第一种实施方式所描述的那样，流体接口4和5既通过第一流体线路9彼此流动连接或者说可流动连接，也通过第二流体线路10彼此流动连接或者说可流动连接。除了阀门15和16之外，附加地还可以设有阀门26和27。对于蓄能设施的加载而言，例如可以将阀门设置为，借助于泵13将流体从第一流体存储室7朝向热源14的方向输送，或者说被输送穿过热源，随后经过流体接口5输入到第二流体存储室8中。为此目的，需要打开阀门16、26并关闭阀门15、27。

与此相对的，为了对蓄能设施1进行卸载，借助于泵11将流体从第二流体存储腔室8朝向用热对象12的方向输送，或者说被输送穿过该用热对象，随后又经过流体接口4输入到第一流体存储室7中。在此，例如打开阀门15和27并优选关闭阀门16和26。

为了能够实现相应地流动引导，流体线路9和10在交叉位置28处彼此相遇。在此，阀门15被流动技术地设置在交叉位置28和用热对象12之间，而阀门16被流动技术地设置在交叉位置28和热源14之间。此外，阀门26被流动技术地设置在交叉位置28和流体接口5之间，而阀门27被流动技术地设置在交叉位置28和流体接口4之间。通过前述的对阀门15、16、26和27的设置和连接，可以在此实现所期望的流动，从而能够有选择地加载和卸载蓄能设施1。

为了确保在流体容器3内对流体进行可靠地流动引导，可以在流体接口5和流体存储室8之间流动技术地设置防浪板29或者防浪罩，被引入流体存储室8中的流体流动经过该防浪板。防浪板或者说防浪罩例如由分离壁构成，该分离壁被穿孔，因此可以说其具有用于流体的流动开口。

利用在此所提出的蓄能设施1的第二种实施方式，原则上可以实现与使用第一种实施方式相同的优点。通过将流体容器3竖直地设置，蓄能设施1能够以特别小的基础面来实现。此外，在对蓄能设施1进行加载和/或卸载时，可以利用第一流体存储室7中的冷流体和第二流体存储室8中的热流体之间的密度差。

Claims (11)

1.一种用于热能缓存的蓄能设施(1)，具有封闭的存储回路(2)，所述存储回路能借助于热源(14)被供应热量并由用热对象(12)取用热量，并且在所述存储回路中存在流体容器(3)，所述流体容器通过能移位的分离元件(6)被划分成用于冷的流体的第一流体存储室(7)和用于热的流体的第二流体存储室(8)，其中，在所述存储回路(2)中设有至少一个泵(11)，流体能够借助于所述泵从所述第一流体存储室(7)被输送至所述第二流体存储室(8)中，和/或被反过来输送，其特征在于，所述流体容器(3)作为具有水平设置且至少局部弯曲的纵向中心轴的管道存在，并且长度和宽度之间的比例至少为五。

2.根据权利要求1所述的蓄能设施，其特征在于，所述分离元件(6)作为管道清洗件或作为分离盘存在。

3.根据权利要求1所述的蓄能设施，其特征在于，为了使所述第一流体存储室(7)与所述第二流体存储室(8)隔热，所述分离元件被构造为填充有隔热气体的中空体。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄能设施，其特征在于，为了使所述第一流体存储室(7)相对于所述第二流体存储室(8)流体技术地密封，所述分离元件(6)具有至少一个密封唇。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄能设施，其特征在于，所述第一流体存储室(7)具有第一流体接口(4)，所述第二流体存储室(8)具有第二流体接口(5)，其中，所述用热对象(12)连接在所述流体接口(4，5)上，并且与被构造为存储器卸载泵的所述泵(11)流体技术地串联接通。

6.根据权利要求5所述的蓄能设施，其特征在于，所述热源(14)连接在所述流体接口(4，5)上，并且与存储器加载泵(13)流体技术地串联接通。

7.根据权利要求6所述的蓄能设施，其特征在于，所述用热对象(12)和所述存储器卸载泵设置在第一流体线路中，并且所述热源(14)和所述存储器加载泵(13)设置在流体技术地平行于所述第一流体线路(9)设置的第二流体线路(10)中。

8.一种发电站，其具有至少一个根据前述权利要求中的一项或多项所述的蓄能设施(1)。

9.根据权利要求8所述的发电站，其特征在于，所述第一流体存储室(7)具有第一流体接口(4)，所述第二流体存储室(8)具有第二流体接口(5)，其中，在所述流体接口(4，5)上连接有至少一个与被构造为存储器卸载泵的所述泵(11)串联接通的用热对象(12)，其中，所述用热对象(12)作为所述存储回路(2)和具有至少一个涡轮机的工作回路(17)之间的换热器存在。

10.根据权利要求8或9所述的发电站，其特征在于，所述发电站是一种太阳能发电站、风能发电站或者太阳能风力发电站。

11.一种运行根据权利要求1至7中的一项或多项所述的用于热能缓存的蓄能设施(1)的方法，其特征在于，所述蓄能设施(1)具有封闭的存储回路(2)，所述存储回路能借助于热源(14)被供应热量并由用热对象(12)取用热量，并且在所述存储回路中存在流体容器(3)，所述流体容器通过能移位的分离元件(6)被划分成用于冷的流体的第一流体存储室(7)和用于热的流体的第二流体存储室(8)，其中，在所述存储回路(2)中设有至少一个泵(11)，借助于所述泵将流体从所述第一流体存储室(7)输送至所述第二流体存储室(8)中，和/或被反过来输送，并且所述流体容器(3)作为具有水平设置且至少局部弯曲的纵向中心轴的管道存在，并且长度和宽度之间的比例至少为五。