DE10055973A1

DE10055973A1 - Process for regulating and smoothing the power output of an offshore power station e.g. wind farm comprises converting stored hydrogen and oxygen or air enriched with oxygen into electrical

Info

Publication number: DE10055973A1
Application number: DE10055973A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Krokoszinski; Lothar Heinemann; Guntram Scheible
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 2000-11-11
Filing date: 2000-11-11
Publication date: 2002-05-23

Abstract

Process for regulating and smoothing the power output of an offshore power station close to the coast comprises producing oxygen and hydrogen in the gas state by electrolysis; storing the hydrogen produced and optionally the oxygen produced in a storage unit; converting the stored hydrogen and oxygen or air enriched with oxygen into electrical energy; and injecting the electrical power into a collecting rail (8) which connects the power units (1) and the energy storage devices (10) to momentarily smooth and raise the total power output in addition to the power of the power station. An Independent claim is also included for a device for regulating and smoothing the power output of an offshore power station close to the coast. Preferred Features: A low or high pressure electrolysis process is used for producing gaseous oxygen and hydrogen, in which the oxygen and hydrogen are pre-compressed in separate compressors (11) before being fed to the storage devices.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur last- oder bedarfsabhängi gen Regelung und Glättung der Ausgangsleistung eines küstennahen Hochsee- Kraftwerks (Offshore-Kraftwerk), insbesondere eines Hochsee-Windkraftwerks oder -Windparks, aber auch eines Strömungs-, Wellen- oder Gezeitenkraftwerks.The invention relates to a method and a device for load- or demand-dependent regulation and smoothing of the output power of a coastal offshore Power plant (offshore power plant), in particular an offshore wind power plant or -Wind parks, but also a current, wave or tidal power plant.

Die Erschließung und Nutzbarmachung erneuerbarer Energiequellen, wie beispielswei se der Wind- und Gezeitenenergie, unter Verwendung von geeigneten Windparks aber auch von Strömungs- und Gezeitenkraftwerken gewinnt in Zeiten nuklearer Abrüstung, im Sinne einer Abkehr und eines allmählichen Abbaus von bestehenden Nuklearkraft werken sowie vor dem Hintergrund sich langfristig erschöpfender fossiler Brennstoffe, wie beispielsweise Steinkohle, Braunkohle, Erdöl und Erdgas sowie einer stetig anstei genden Umweltbelastung durch Abgase und Verbrennungsrückstände und den daraus resultierenden Folgen, wie beispielsweise dem Treibhauseffekt, immer mehr an Be deutung. Küstennahe Hochsee-Kraftwerke (Offshore-Kraftwerke), insbesondere Hoch see-Windparks in großem Maßstab, Gezeitenkraftwerke oder Strömungskraftwerke, werden hierbei als wirtschaftliche und umweltfreundliche Kraftwerkstypen der Zukunft eingeschätzt. Da bei der Nutzung erneuerbarer Energiequellen, insbesondere der Wind-, Strömungs- und Gezeitenenergie, die Energieumwandlung unabhängig vom je weiligen Bedarf erfolgt, stellt sich in diesem Zusammenhang die Frage nach einer Mög lichkeit die Ausgangsleistung eines Kraftwerks bei maximaler Leistungsumwandlung des Kraftwerks dem jeweiligen Bedarf anzupassen. Ein bekanntes Verfahren eine be darfsabhängige Regelung der Ausgangsleistung einer Kraftwerksanlage zu gewährleisten besteht darin, ein Kraftwerk aus mehreren einzelnen, hinsichtlich ihrer Leistung kleineren, zu einem Verbund gekoppelten Kraftwerksanlagen aufzubauen und die An zahl der im Betrieb befindlichen Anlagen abhängig vom jeweiligen Bedarf zu variieren, um auf diese Weise die Gesamtausgangsleistung des Kraftwerks kontrolliert zu verän dern. Ein Prozedere, das sich insbesondere bei Windparks bewährt hat. Nachteilig führt ein solches Vorgehen jedoch dazu, daß nicht der volle Leistungsumfang oder das volle Leistungsvermögen des Kraftwerks genutzt und demgemäß naturgegebene Ressour cen, beispielsweise Wind- oder Gezeitenenergie, sowie damit zu erwirtschaftende Ge winne vergeudet werden. Zu beachten ist weiterhin, daß bereits erstellte Kraftanlagen, die sich aus vorgenannten Gründen nicht im Betrieb befinden, auch keinen Gewinn er wirtschaften, jedoch dennoch Unterhaltungskosten verursachen. Nachteilig wirken sich auch die bei einer größeren Anzahl von leistungsschwächeren Kraftanlagen anfallenden Installationskosten aus. In Anbetracht der vorgenannten Sachverhalte erscheint dem gemäß ein solches Vorgehen zur bedarfsabhängigen Regelung der Ausgangsleistung eines Kraftwerks als wenig effizient und vergleichsweise unwirtschaftlich. Darüber hin aus ist zu beachten, daß sich durch Abschalten einzelner Kraftanlagen zwar die Aus gangsleistung einer, viele einzelne Kraftanlagen aufweisende, leistungsstarke Großan lage variieren läßt, bei kleineren und mittleren Leistungsklassen, die sich im Bereich von wenigen hundert Kilowatt bis zu mehreren zehn Megawatt bewegen, mit nur weni gen einzelnen Kraftanlagen, eine entsprechende Regelung jedoch nur sehr schwer verwirklichen läßt.The development and utilization of renewable energy sources, such as wind and tidal energy, but using suitable wind farms also of current and tidal power plants wins in times of nuclear disarmament, in the sense of turning away and gradually reducing existing nuclear power works and against the background of long-term depletion of fossil fuels, such as hard coal, lignite, petroleum and natural gas as well as a steady increase environmental pollution caused by exhaust gases and combustion residues and the resulting resulting consequences, such as the greenhouse effect, more and more of Be interpretation. Offshore power plants (offshore power plants), especially high seas large-scale see wind farms, tidal power plants or current power plants, will be the economic and environmentally friendly types of power plants of the future estimated. Because when using renewable energy sources, especially the Wind, current and tidal energy, the energy conversion independent of each If there is a need, the question of a possibility arises in this context the output power of a power plant with maximum power conversion of the power plant to adapt to the respective needs. A known method be to ensure that the output power of a power plant is dependent on requirements consists of a power plant made up of several individual, in terms of their performance to build smaller, interconnected power plants and the An to vary the number of plants in operation depending on the respective need, in order to change the total output of the power plant in a controlled manner countries. A procedure that has proven itself particularly in wind farms. Disadvantageous leads such an approach, however, means that not the full scope of services or the full Power capacity of the power plant used and accordingly natural resource cen, for example wind or tidal energy, as well as ge to be generated with it would be wasted. It should also be noted that existing power plants, which are not in operation for the aforementioned reasons, also no profit economize, but still incur maintenance costs. Have a disadvantage also those that occur with a larger number of less powerful power plants Installation costs. In view of the above, the appears according to such a procedure for the demand-dependent regulation of the output power of a power plant as inefficient and comparatively uneconomical. Beyond that It should be noted that switching off individual power plants does cause the off power output of a large, high-performance large plant with many individual power plants location can vary, with small and medium performance classes, which are in the range move from a few hundred kilowatts to several tens of megawatts, with just a few against individual power plants, but a corresponding regulation is very difficult can be realized.

Obschon Windkraftanlagen mit zu den umweltfreundlichsten und am weit verbreitetsten Energiewandlern gehören, werden ihnen auf dem Festland auch einige negative Eigen schaften nachgesagt, wie beispielsweise eine vergleichsweise hohe Lärmbelästigung durch die sich im Wind drehenden Rotoren, eine erhöhte Blitzeinschlagwahrscheinlich keit in unmittelbarer Umgebung von Windkraftanlagen sowie eine Verschandelung der Umgebung durch ihren üblicherweise ca. 10 bis 100 m hohen Mast, auf dessen Spitze eine Gondel zur Aufnahme und Befestigung eines Getriebes und eines Generators so wie einer Windturbine mit einem Rotor, mit meist ein bis drei Rotorblättern sitzt, der über eine Rotorwelle mit dem Getriebe verbunden ist. Eine technische Lösung, der Negativschlagzeilen Herr zu werden, bietet die Konzeption und der Aufbau von küsten nahen Hochsee-Windkraftanlagen und -Windparks, deren Lärmbelästigung in Abwe senheit unmittelbar benachbarter Ansiedlungen vergleichsweise niedrig ausfällt und deren erhöhtes Blitzeinschlagrisiko keinerlei Gefährdung für Mensch und Tier bedeutet. Although wind turbines are among the most environmentally friendly and widely used Belonging to energy converters, they also have some negative properties on the mainland said, such as a comparatively high noise pollution due to the rotors rotating in the wind, an increased lightning strike is likely in the immediate vicinity of wind turbines and a deterioration of the Environment by their usually about 10 to 100 m high mast, on the top a nacelle for receiving and attaching a gearbox and a generator like a wind turbine with a rotor, usually with one to three rotor blades, the is connected to the gearbox via a rotor shaft. A technical solution that Negotiating headlines offers the conception and construction of coasts nearby offshore wind turbines and wind farms, whose noise pollution in Abwe of neighboring settlements is comparatively low and whose increased risk of lightning strikes does not pose any risk to humans or animals.

Auch der Aspekt einer Verschandelung der Umwelt wirkt abseits von Naturschutz-, Siedlungs- und Ballungsräumen vergleichsweise gering. Demgegenüber stehen einer auf See in Küstennähe befindlichen Windkraftanlage vergleichsweise starke Winde bzw. Winde mit einer vergleichsweise großen Windstärke und damit nahezu unbe grenzte Energieressourcen zur Verfügung. Windkraftanlagen arbeiten in den meisten Fällen bei einer Festfrequenz von 50 Hz und unter ständiger Kopplung an ein öffentli ches Versorgungsnetz oder an ein Inselnetz. Die technische Konzeption und Auslegung einer Windkraftanlage wird hierbei maßgeblich durch die geforderte Leistungsmarge der Anlage, die sich im Bereich von wenigen Kilowatt bis hin zu einigen Megawatt bewegen kann, sowie den Umgebungsbedingungen ihres Standortes bestimmt. Reicht zum Bei spiel bei entsprechenden standortbedingten Witterungsverhältnissen eine Blattwinkel verstellung der Rotorblätter nicht mehr aus, um auftretende Windstärkeunterschiede auszugleichen, so kann für gewöhnlich nicht die volle zur Verfügung stehende Windkraft genutzt werden, wodurch eine vergleichsweise große Energiemenge ungenutzt verloren geht. Es sind Windkraftanlagen bekannt, die durch eine getriebelose Ankopplung des Generators an den Rotor variable Rotor- und Generatordrehzahlen, unterstützt durch eine intelligente Generatorregelung mit "Maximum Power Point Tracking", d. h. ein Re geln auf maximale Ausnutzung der momentanen Windstärke, eine effiziente Nutzung der jeweilig auftretenden Windkräfte erlauben. Insbesondere angesichts der techni schen Möglichkeiten einer maximalen Leistungsumwandlung der Kraftanlagen und so mit einer effizienten Energieerzeugung stellt sich jedoch weiterhin das Problem einer bedarfsabhängigen Regelung ohne nennenswerte Energie- oder Leistungseinbußen, da bei verminderter Energie- oder Leistungsentnahme aus der Windkraftanlage die maxi mal mögliche Leistungswandlung nicht vorgenommen werden kann.The aspect of environmental degradation also works outside of nature conservation, Settlement and metropolitan areas are comparatively small. There is one against it comparatively strong winds at sea near the coast or winds with a comparatively large wind force and thus almost unrelated limited energy resources available. Wind turbines work in most Cases at a fixed frequency of 50 Hz and with constant coupling to a public ch supply network or to an island network. The technical conception and design A wind turbine is largely determined by the required performance margin System that range from a few kilowatts to a few megawatts can, as well as the environmental conditions of your location. Enough for the play a blade angle in appropriate location-related weather conditions adjustment of the rotor blades no longer to compensate for differences in wind strength to balance, so usually the full available wind power be used, whereby a comparatively large amount of energy is lost unused goes. There are known wind turbines, which by a gearless coupling of the Generator to the rotor variable rotor and generator speeds, supported by intelligent generator control with "maximum power point tracking", d. H. a re apply to maximum utilization of the current wind force, efficient use allow the wind forces to occur. Especially in view of the techni possibilities of maximum power conversion of the power plants and such with efficient energy generation, however, the problem of Demand-based regulation without any significant loss of energy or performance, because with reduced energy or power consumption from the wind turbine, the maxi times possible power conversion can not be made.

Eine aus dem Bereich der Hausanlagentechnik bekannte Möglichkeit der effizienten Nutzung und Verwertung von Sonnenenergie betrifft eine mittelfristige, reversible Ener giezwischenspeicherung in geeigneten Akkumulatoren, beispielsweise zur Pufferung eines schwankenden Energiebedarfs, wenn zeitweilig eine größere Energiemenge be reitsteht als vom Verbraucher gefordert wird oder um durch Witterung oder Tageszeit bedingte Schwankungen der Sonneneinstrahlung auszugleichen. Auch hier erfolgt die Leistungsumwandlung unabhängig vom jeweiligen Bedarf, jedoch abhängig von den natürlichen Gegebenheiten. A well-known possibility of efficient from the area of house plant technology The use and utilization of solar energy concerns a medium-term, reversible energy intermediate storage in suitable accumulators, for example for buffering a fluctuating energy requirement if a larger amount of energy is temporarily available is standing as required by the consumer or by weather or time of day to compensate for fluctuations in solar radiation. This is also done here Power conversion independent of the respective need, but depending on the natural conditions.

Im Gegensatz zu Windkraftanlagen, die vergleichsweise stark fluktuierenden Natur kräften bzw. Windstärken unterworfen sind, nutzen Gezeiten- oder Strömungskraftwer ke zyklisch oder stetig fließende Wassermassen, wie beispielsweise den Golfstrom oder Ebbe und Flut und die damit einhergehenden Kräfte, um mit ihrer Hilfe Turbinen mit entsprechenden Generatoren anzutreiben und auf diese Weise in einem kontinuierli chen Prozeß elektrische Energie zu erzeugen. In einem Gezeitenkraftwerk werden bei spielsweise die durch die Relativbewegung von Sonne, Erde und Mond auf die Ozeane ausgeübten Anziehungskräfte bzw. der durch die Anziehungskräfte an den Küsten zy klisch auftretende Tidenhub, in Form von Ebbe und Flut spür- und sichtbar, zum Antrieb einer Wasserturbine zur Erzeugung elektrischer Energie bzw. zur Umwandlung von potentieller in elektrische Energie genutzt. Auch hier erfolgt die Energieproduktion un abhängig vom jeweiligen Bedarf des gespeisten Netzes, so daß auch hier zur Erlan gung eines möglichst hohen Wirkungsgrades einer Gezeitenkraftanlage sowie hinsicht lich einer maximalen Ausnutzung der vorherrschenden Gesetzmäßigkeiten eine be darfsabhängige Regelung der Ausgangsleistung, beispielsweise mittels Zwischenspei cherung zeitweilig auftretender Energieüberschüsse wünschenswert wäre.In contrast to wind turbines, the comparatively strongly fluctuating nature are subject to forces or wind forces, use tidal or flow power ke cyclically or continuously flowing water masses, such as the Gulf Stream or Ebb and flow and the associated forces to use with their turbines to drive corresponding generators and in this way in a continuous Chen process to generate electrical energy. In a tidal power plant for example, by the relative movement of the sun, earth and moon on the oceans Attracted forces or the zy cliché tidal range, felt and visible in the form of ebb and flow, to drive a water turbine for generating electrical energy or for converting potentially used in electrical energy. The energy production takes place here too depending on the respective needs of the fed network, so that here too the Erlan the highest possible efficiency of a tidal power plant and with regard Lich maximum exploitation of the prevailing laws regulation of the output power as required, for example by means of a buffer intermittent surpluses of energy would be desirable.

Für eine zeitlich begrenzte Energiespeicherung kommen eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme in Betracht, die sich entsprechend ihren physikalisch chemischen Ausgestal tungen in vier Kategorien gliedern lassen:
A large number of different systems can be considered for temporary energy storage, which can be divided into four categories according to their physico-chemical configurations:

- Mechanical storage, such as flywheel storage or "fly wheel "
- Hydropower storage ("pumped hydro")
- Electrical storage such. B. batteries, capacitor banks and superconducting Magnetic energy storage (SMES)
- Chemical energy storage, for example on hydrogen, methane or pro panbasis

Mechanische Speicher, ausgeführt als Schwungmassenspeicher oder "flywheel", sind zur Energiezwischenspeicherung nur bedingt geeignet, da sie selbst bei großer Masse und/oder hohen Drehgeschwindigkeiten mittelfristig nur einen vergleichsweise geringen Energiebetrag aufnehmen und speichern können. Mechanical stores, designed as flywheel stores, are only suitable to a limited extent for intermediate energy storage, as it is even with a large mass and / or high rotational speeds only a comparatively low one in the medium term Can absorb and store the amount of energy.

Ähnlich verhält es sich im Falle eines Wasserkraftspeichers. Zwar stellen Wasser kraftspeicher einen überaus umweltfreundlichen Speichertyp dar, bedingen jedoch auf grund der geringen potentiellen Energie von Wasser, ca. 4905 Ws pro m³ und Meter Höhendifferenz ein vergleichsweise großes Fassungsvermögen bzw. große Wasser menge und/oder große Höhenlage. So müßte, wollte man über eine Zeitdauer von 10 h eine Leistung von 1 MW also eine Energiemenge von 10 MWh speichern, unter der An nahme eines Wirkungsgrades von nahezu 100%, ein in 100 m tiefem Wasser stehen des Becken mit den Maßen 72 m × 100 m × 100 m = 720.000 m³ leer gepumpt werden. Wird ein in einer Berglandschaft angesiedeltes Staubecken als Pumpspeicherwerk ge nutzt, so muß die erzeugte Energie mitunter über große Entfernungen vom küstenna hen Hochsee-Kraftwerk an das Pumpspeicherwerk übertragen werden, was einen er heblichen technischen Aufwand, energetische Verluste und demgemäß hohe Kosten bedeutet.The situation is similar in the case of a hydropower store. Water energy storage systems represent an extremely environmentally friendly type of storage, but due to the low potential energy of water, approx. 4905 Ws per m ³ and meter height difference, they require a comparatively large capacity or large amount of water and / or high altitude. So you would have to save a power of 1 MW over a period of 10 h, an amount of energy of 10 MWh, assuming an efficiency of almost 100%, standing in 100 m deep water of the pool with the dimensions 72 m × 100 m × 100 m = 720,000 m ^{3 are} pumped empty. If a reservoir located in a mountain landscape is used as a pumped storage plant, the energy generated must sometimes be transferred over long distances from the offshore power plant near the coast to the pumped storage plant, which means considerable technical effort, energy losses and accordingly high costs.

Supraleitende Magnetische Energiespeicher besitzen trotz ihrer guten dynamischen Eigenschaften, ebenso wie Akkumulatoren und Kondensatoren, eine geringe Speicher kapazität, verbunden mit einem immensen technischen Aufwand. Dieser begründet sich nicht zuletzt in aufwendigen Kühlungsmaßnahmen der supraleitenden Bauelemente und bedingt demgemäß hohe Herstellungs- und Betriebskosten.Despite their good dynamic, superconducting magnetic energy stores have Properties, like accumulators and capacitors, have a low memory capacity combined with immense technical effort. This is justified not least in complex cooling measures for the superconducting components and accordingly requires high manufacturing and operating costs.

Am wirtschaftlichsten und folglich auch am erfolgversprechendsten scheint demgegen über der Einsatz chemischer Energiespeicher, beispielsweise auf Wasserstoff-, Methan- oder Propanbasis, zu sein, deren maßgeblich auftretende Schwierigkeiten zunächst in einer geeigneten kompakten und zuverlässigen Art der Speicherung sowie der Trans portart des entsprechenden Mediums zu suchen waren.On the other hand, it seems the most economical and therefore the most promising on the use of chemical energy storage, for example on hydrogen, methane or propane base, the main difficulties that arise in a suitable compact and reliable type of storage as well as the trans portart of the corresponding medium.

Da die Herstellung von Methan und höheren Kohlenwasserstoffen vergleichsweise komplexe, von Druck und Temperatur abhängige Verfahren erforderlich macht, die nur wenig praktikabel erscheinen, wird insbesondere einem mit Wasserstoff als Speicher medium gestalteten Energiespeicher ein vergleichsweise hohes wirtschaftliches Poten tial zugesprochen. Das Ausgangsmaterial Wasser findet sich in den Weltmeeren in na hezu unerschöpflicher Menge, weshalb insbesondere bei küstennahen Hochsee- Kraftwerken (Offshore-Kraftwerken) von etwaig auftretenden Versorgungsengpässen oder Transportproblemen abgesehen werden kann. Auch das Problem der Speicherung von Wasserstoff wurde mittels der folgenden Techniken weitgehend gelöst, hierzu bietet sich an:
Since the production of methane and higher hydrocarbons requires comparatively complex, pressure and temperature-dependent processes that appear to be of little practical value, a comparatively high economic potential is in particular attributed to an energy store designed with hydrogen as a storage medium. The raw material water is found in almost inexhaustible quantities in the world's oceans, which is why, particularly in the case of offshore power plants near the coast, there can be no supply bottlenecks or transport problems. The problem of storing hydrogen has also been largely solved using the following techniques:

- Liquefaction (including containerized liquid hydrogen transport)
- Pressurized gas pipelines (since 1938, 3.5 MPa, length 215 km)
- Pressurized gas storage in the form of pressurized gas or pressure tanks or bottles
- Depth storage in underground pore storage, aquifers, salt or Rock caverns (ICI, England)
- Metal hydride storage (e.g. magnesium or nickel-based alloys)
- Graphite nanofiber memory (Nordeastern University of Boston)

Vorteilhaft besitzt Wasserstoff eine vergleichsweise hohe Energiedichte, die beispiels weise bei Verwendung eines Metallhydridspeichers, wie sie bevorzugt in der Fahr zeugtechnik eingesetzt werden, ca. 2,7 kWh pro Liter beträgt. Insbesondere im Bereich der erneuerbaren Energien erscheint ein Wasserstoffspeicher als besonders vielver sprechend, da hier zur Produktion des notwendigen Wasserstoffs keinerlei fossile Brennstoffe verbraucht werden und bei der sich an die Speicherung anschließenden Umwandlung des Wasserstoffs mit reinem Sauerstoff oder einem reinen Sauer stoff/Luftsauerstoff-Gemisch keinerlei Abgase oder Verbrennungsrückstände erzeugt werden. Für den Verbrennungsvorgang bzw. die Wasserstoff/Sauerstoff-Umwandlung und die damit verbundene Umwandlung von chemischer in elektrische Energie lassen sich sowohl Brennstoffzellen als auch Verbrennungsmotoren mit angekoppelten Gene ratoren, wie sie beispielsweise in der Automobiltechnik eingesetzt werden, verwenden.Hydrogen advantageously has a comparatively high energy density, for example wise when using a metal hydride storage, as preferred in driving tool technology are used, is about 2.7 kWh per liter. Especially in the area In terms of renewable energies, hydrogen storage appears to be particularly widespread speaking, since here no fossil to produce the necessary hydrogen Fuels are consumed and in the subsequent to the storage Conversion of hydrogen with pure oxygen or a pure acid no mixture of exhaust gases or combustion residues become. For the combustion process or the hydrogen / oxygen conversion and the associated conversion from chemical to electrical energy both fuel cells and internal combustion engines with linked genes rators, such as those used in automotive engineering.

Ein auf dem Festland eingesetztes Wind-Wasserstoff-System ist aus dem World Wide- Web von der Internetseite http:/ /www.dri.edu/Projekts/Energy/NewEnergy.html mit dem Titel "RE- NEWABLE, HYDROGEN-BASED ENERGY FOR ISOLATED COMMUNITIES WORLDWIDE" bekannt. Die hier gezeigte Anordnung, aus mehreren einzelnen Wind kraftanlagen, verfügt zusätzlich über entsprechende zentrale Einrichtungen zur Was serstofferzeugung und -speicherung, sowie eine oder mehrere Brenstoffzellenanord nungen zur direkten Erzeugung elektrischer Energie aus Wasserstoff. Ziel der dort vor gestellten Anlage ist es, durch Energiezwischenspeicherung in chemischer Form eine witterungsunabhängige elektrische Versorgung abgelegener oder schwer zugänglicher Gebiete zu gewährleisten, wobei die gespeicherten Wasserstoffreserven auch zum Antrieb entsprechend ausgerüsteter Fahrzeuge verwendet werden können. Ein Überblick über die weltweit stattfindenden Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet landgestützter "Autarke Wind-Wasserstoff-Systeme" und die in diesem Zusammenhang auftretenden Schwierigkeiten ist über die Internetadresse http:/ /www.hydrogen.org/Wissen/autarke.htm zu er halten.A wind-hydrogen system used on the mainland is from the World Wide Web from the website http: / /www.dri.edu/Projekte/Energy/NewEnergy.html with the title "RE- NEWABLE, HYDROGEN-BASED ENERGY FOR ISOLATED COMMUNITIES WORLDWIDE ". The arrangement shown here, consisting of several individual winds power plants, also has appropriate central facilities for what Fuel production and storage, as well as one or more fuel cell arrangement solutions for the direct generation of electrical energy from hydrogen. Aim of there before is a plant, through energy storage in chemical form Weather-independent electrical supply for remote or difficult to access Ensure areas, with the stored hydrogen reserves also used to drive appropriately equipped vehicles can be used. An overview about the worldwide research activities in the field of land-based "Autonomous wind-hydrogen systems" and those that occur in this context Difficulties can be found via the Internet address http: / /www.hydrogen.org/Wissen/autarke.htm hold.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Bereich der erneuerbaren Energiequellen, bei maximal möglicher Leistungsumwandlung eine verlustarme und effiziente Glättung sowie last- oder bedarfsabhängige Regelung der elektrischen Ausgangsleistung eines küstennahen Hochsee-Kraftwerks (Offshore-Kraftwerk), insbesondere eines küstenna hen Hochsee-Windkraftwerks zu ermöglichen.The invention is based, in the field of renewable energy sources, low-loss and efficient smoothing with the maximum possible power conversion as well as load- or demand-dependent regulation of the electrical output power of a offshore power plant (offshore power plant), in particular a coastal one to enable high sea wind power plants.

Diese Aufgabenstellung wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur bedarfsab hängigen Regelung und Glättung, im Sinne einer Verbesserung der Spannungsqualität, der Ausgangsleistung eines küstennahen Hochsee-Kraftwerks, insbesondere eines Hochsee-Windkraftwerks oder -Windparks, mit mehreren separat regel- und steuerba ren und über eine gemeinsame Kraftwerksammelschiene zu einem Verbund gekoppelte Kraftanlagen, durch reversible vor Ort Speicherung zeitweilig auftretender Energie- oder Leistungsüberschüsse in chemischer Form gelöst.This task is accomplished by a method and a device for needs pending regulation and smoothing, in terms of improving the voltage quality, the output power of an offshore power plant, especially one Offshore wind power plant or wind farm, with several separately regulatable and controllable ren and coupled to a network via a common power plant busbar Power plants, through reversible on-site storage of temporarily occurring energy or excess performance in chemical form.

Ein erfindungsgemäßes küstennahes Hochsee-Kraftwerk (Offshore-Kraftwerk), insbe sondere ein Hochsee-Windpark, besitzt mindestens eine Kraftanlage, mit Wind- oder Wasserturbine und angekoppeltem Generator, sowie mindestens eine Energiespeicher vorrichtung, die ihrerseits wiederum mindestens eine Einrichtung zur Wasseraufberei tung und zur Wasserelektrolyse, zwecks Erzeugung von maßgeblich Wasserstoff-, aber auch Sauerstoffgas aus Wasser, mindestens je eine Vorrichtung zur Speicherung des erzeugten Wasserstoff- und gegebenenfalls des erzeugten Sauerstoffgases sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie aus der Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff aufweist und die über ein elektrisches Leitungsnetz an den Generator einer oder mehrerer Hochsee-Kraftanlagen gekoppelt ist und in Zeiten eines vorherr schenden Leistungsüberschusses, zum Beispiel bei reduzierter Last oder geringem Be darf, die überschüssige Energie oder Leistung dazu aufgewendet wird, mittels Was serelektrolyse Wasserstoff und Sauerstoffgas zu erzeugen und das entstehende Was serstoffgas sowie gegebenenfalls das Sauerstoffgas, falls erforderlich über zwischengeschaltete Verdichtereinrichtungen, in einer oder mehreren Vorrichtungen zur Spei cherung, beispielsweise in Druckgasspeicher oder Metallhydridspeicher, die vorzugs weise unterhalb der Wasseroberfläche im Sockel- oder Fundamentbereich der Energie speichervorrichtung untergebracht sind, zu speichern. Auch ein über eine vorbestimmte Leistungsobergrenze, die beispielsweise abhängig vom Standort und der Kapazität der Anlage festgesetzt werden kann, hinausgehender Leistungsüberschuß kann zwecks Reduktion der Leistungsauslegung und damit der Kosten der nachfolgenden elektri schen Einrichtungen sowie der Übertragungsstrecke bzw. des Verbindungsnetzes, in mindestens eine Vorrichtung zur Wasserelektrolyse geleitet und zur Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoffgas sowie dessen Speicherung verwendet werden. Vorteil haft lassen sich auch zeitweilig über einen durch eine Regeleinrichtung festgelegten Wert der Ausgangsleistung hinausgehende Leistungsspitzen in mindestens eine Vor richtung zur Wasserelektrolyse umleiten und dort zur Erzeugung von Wasserstoff- und Sauerstoffgas sowie dessen Speicherung nutzen, um auf diese Weise eine Glättung der Ausgangsleistung und eine Verbesserung der "Power Quality" zu bewirken.An offshore power plant (offshore power plant) near the coast, in particular in particular an offshore wind farm, has at least one power plant, with wind or Water turbine and coupled generator, as well as at least one energy storage device, which in turn has at least one device for water treatment tion and for water electrolysis, for the purpose of generating significantly hydrogen, but also oxygen gas from water, at least one device each for storing the generated hydrogen and possibly the generated oxygen gas and a Device for generating electrical energy from the conversion of hydrogen and has oxygen and to the generator via an electrical line network one or more offshore power plants is coupled and in times of a prev excess power, for example with a reduced load or low load may, the excess energy or power is spent by means of what Serelectrolysis to generate hydrogen and oxygen gas and the resulting what hydrogen gas and, if necessary, the oxygen gas, if necessary via intermediate Compressor devices, in one or more devices for storage Securing, for example in compressed gas storage or metal hydride storage, the preferred wise below the water surface in the base or foundation area of the energy Storage device are housed to store. Also one over a predetermined one Performance cap, which depends for example on the location and the capacity of the Plant can be assessed, excess performance surplus can in purpose Reduction of the power design and thus the costs of the subsequent electri facilities as well as the transmission line or the connection network, in passed at least one device for water electrolysis and for the production of Hydrogen and oxygen gas and its storage can be used. benefit can also be held temporarily via a control device Value of the output power exceeding power peaks in at least one pre redirect direction to water electrolysis and there to generate hydrogen and Use oxygen gas and its storage in order to smoothen the Output power and an improvement in "Power Quality" to effect.

In Zeiten eines Bedarfs, einer erhöhten Last oder einer verminderten Produktion, bei spielsweise bei flautenbedingten Ausfällen oder starken Leistungsschwankungen, wird eine bedarfsabhängige Menge des gespeicherten Wasserstoffs und eine entsprechen de Menge gespeicherter Sauerstoff, mit gespeichertem Sauerstoff angereicherte Luft oder nur Luft, vorzugsweise einer oder mehreren Brennstoffzellenanordnungen zur Umwandlung oder aber einem wasserstoffertüchtigten Verbrennungsmotor oder einer wasserstoffertüchtigten Gasturbine zur Verbrennung zugeführt. Der Verbrennungsmotor oder die Gasturbine sind mit einem weiteren Generator gekoppelt, der die, durch die Verbrennung erzeugte mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Der von der Brennstoffzellenanordnung oder dem Generator erzeugte Strom wird daraufhin in die Kraftwerksammelschiene eingespeist, wobei die zur Einspeisung des Brennstoff zellenstromes oder des vom Wasserstoffmotor oder der Gasturbine erzeugten Genera torstromes in die Kraftwerksammelschiene notwendige Leistungswandlung mittels zwi schengeschalteter Konverter erfolgt.In times of need, increased load or reduced production, at for example in the event of downtimes caused by downtimes or strong fluctuations in performance a demand-dependent amount of hydrogen stored and one de Amount of stored oxygen, air enriched with stored oxygen or only air, preferably one or more fuel cell arrangements for Conversion or a hydrogen-fueled internal combustion engine or fed hydrogen-capable gas turbine for combustion. The internal combustion engine or the gas turbine is coupled to a further generator, which, through which Combustion converts mechanical energy into electrical energy. The of the fuel cell assembly or the generator current is then in the power plant busbar is fed, with the for feeding the fuel cell current or the genera generated by the hydrogen engine or the gas turbine Torstromes in the power station busbar necessary power conversion by means of two switched converter takes place.

Die technischen Anlagen der Energiespeichervorrichtung sind in einem begehbaren Bauwerk untergebracht, welches ein tragendes, aus Wartungsgründen begehbares Sockelelement, in dem sich beispielsweise die Drucktanks befinden, sowie einen auf dem Sockelelement befindlichen begehbaren, wasserdichter Schutz- oder Geräteraum, in dem sich beispielsweise die Brennstoffzellen, Verbrennungsmotoren, Gasturbinen, Generatoren, Wasserspeicher und -aufbereitungsanlagen, die zur Wasserelektrolyse erforderlichen Einrichtungen sowie eine computergesteuerte vollautomatische Steuer- und Regeleinrichtung, die alle elektrischen Einrichtungen zur Spannungs- und Strom wandlung, die Wasserstoffproduktion, die Meerwasseraufbereitung, Pumpen und ent sprechende Geräte zur Wasserentnahme aus dem Meer, den Wasserstoffverbrauch sowie die Netzeinspeisung überwacht und kontrolliert, befinden, aufweist.The technical systems of the energy storage device are accessible Structure housed, which is a load-bearing, accessible for maintenance reasons Base element in which, for example, the pressure tanks are located, as well as one walk-in, waterproof protective or equipment room located on the base element, in which, for example, the fuel cells, internal combustion engines, gas turbines, Generators, water storage and treatment plants used for water electrolysis necessary facilities as well as a computer-controlled fully automatic control and control device, all electrical devices for voltage and current conversion, hydrogen production, sea water treatment, pumps and ent talking devices for taking water from the sea, hydrogen consumption as well as the grid feed monitored and controlled, located, has.

Genanntes Verfahren und die Vorrichtung erlauben eine effiziente und wirtschaftliche Verwertung und Nutzung naturgegebener Ressourcen aus dem Bereich der erneuerba ren Energiequellen, indem im Zusammenspiel mehrerer, über eine Kraftwerk sammelschiene gekoppelter Kraftanlagen eine bedarfsabhängige Regelung und Glät tung der an ein Strom- oder Versorgungsnetz abgegebenen Ausgangsleistung sowie eine Verbesserung und Optimierung der Spannungsqualität des Kraftwerks derart er folgt, daß die von einzelnen Kraftanlagen oder Gruppen von Kraftanlagen bereitgestell ten, zeitweilig ungenutzten Energiemengen mittels Elektrolyseverfahren in chemischer Form auf Wasserstoffbasis zwischengespeichert, bei Bedarf, zum Beispiel mittels Brennstoffzellen, in elektrische Energie rücküberführt und unter Zwischenschaltung ge eigneter technischer Hilfsmittel über die Kraftwerksammelschiene der momentanen Kraftwerksleistung hinzugefügt und in ein entsprechendes Versorgungsnetz eingespeist werden.The named method and the device allow an efficient and economical Utilization and use of natural resources from the area of renewable energy energy sources, by interacting with several, via a power plant Busbar coupled power plants a demand-based control and smoothing the output power delivered to a power or supply network, and such an improvement and optimization of the voltage quality of the power plant follows that provided by individual power plants or groups of power plants th, temporarily unused amounts of energy by means of electrolysis in chemical Hydrogen-based mold temporarily stored, if necessary, for example by means of Fuel cells, converted back into electrical energy and ge interposed own technical aids via the power plant busbar of the current one Power plant output added and fed into a corresponding supply network become.

Der besondere Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemä ßen Vorrichtung besteht darin, daß im Bereich der erneuerbaren Energiequellen, bei maximaler Leistungsumwandlung und optimierter Betriebsmittelausnutzung eine vom jeweiligen Bedarf abhängige Leistungseinspeisung ins Versorgungsnetz ohne Vergeu dung naturgegebener Ressourcen erfolgt; das heißt, daß bei Bedarf eine mittelfristig gespeicherte Energiemenge zur Deckung oder zumindest teilweisen Befriedigung eines vorliegenden Bedarfs genutzt wird, wohingegen im umgekehrten Fall zeitweilig erzeugte Energieüberhänge mittelfristig zwischengespeichert und bei Bedarf wieder abgerufen werden können. Auch witterungsbedingte Einbrüche in der Leistungsumwandlung der Kraftanlage können durch Zugriff auf mittelfristig gespeicherte Energiereserven bedarfs- oder lastabhängig gepuffert und zumindest teilweise ausgeglichen werden. Darüber hinaus ermöglicht die bedarfsabhängige Regelung einen geregelten Ausgleich sowohl netzseitig auftretender Bedarfs- oder Lastschwankungen als auch generatorseitig auf tretender Leistungsschwankungen.The particular advantage of the method according to the invention and that of the invention ß device is that in the field of renewable energy sources maximum power conversion and optimized resource utilization one from Depending on the demand, power can be fed into the supply network without waste creation of natural resources; that is, if necessary a medium term stored amount of energy to cover or at least partially satisfy a existing demand is used, whereas in the reverse case temporarily generated Energy surpluses are temporarily stored in the medium term and called up again when required can be. Also weather-related drops in the power conversion of the By accessing energy reserves stored in the medium term, power plants can be or buffered depending on the load and at least partially compensated. About that In addition, the demand-based regulation enables a regulated compensation both on the grid side occurring demand or load fluctuations as well as on the generator side occurring fluctuations in performance.

Auch die Verwendung von Wasserstoff als Energiespeichermedium ist im Hinblick auf die Verwendung in Hochsee-Kraftanlagen, nicht zuletzt aufgrund seiner nahezu unbe grenzten Verfügbarkeit und seiner einfachen Erzeugung, vorzugsweise durch Um wandlung von Wasser, auch von aufbereitetem Meerwasser, mittels Wasserelektrolyse verfahren, seiner vergleichsweise einfachen Lagerung und den damit verbundenen ge ringen Kosten von besonderem Vorteil. Zudem besitzt Wasserstoff eine sehr hohe Energiedichte, etwa 1/3 des Brennwertes von Methan, ist dabei jedoch sehr viel einfa cher herzustellen, da Meerwasser für die Elektrolyse nahezu unbegrenzt verfügbar ist. Die Möglichkeit der Gewinnung von Wasserstoff aus aufbereitetem Meerwasser, wobei mehrheitlich lediglich die Verdampfungsverluste des, beispielsweise in der Brennstoff zellenanordnung, beim Umwandlungsprozeß gebildeten Wassers, das in einem Kreis lauf den Vorrichtungen zur Wasserelektrolyse zurückgeführt und dort erneut zerlegt wird, ausgeglichen werden müssen, sowie die Verwendung von Wasserstoff als Spei chermedium machen ein erfindungsgemäß ausgebildetes küstennahes Hochsee- Kraftwerk und insbesondere ein Hochsee-Windkraftwerk zu einem autarken und um weltfreundlichen Energielieferanten mit geringem Wartungsaufwand.The use of hydrogen as an energy storage medium is also considered the use in offshore power plants, not least because of its almost unbe limited availability and its simple generation, preferably by order Conversion of water, including processed sea water, using water electrolysis procedure, its comparatively simple storage and the associated ge wrestle costs of particular advantage. In addition, hydrogen has a very high one Energy density, about 1/3 of the calorific value of methane, is very simple to produce because seawater for electrolysis is almost unlimited. The possibility of obtaining hydrogen from treated sea water, being mostly only the evaporation losses of, for example, the fuel cell arrangement, during the conversion process, water formed in a circle run back to the devices for water electrolysis and dismantled there again will have to be balanced, as well as the use of hydrogen as storage medium make an offshore ocean-going Power plant and in particular an offshore wind power plant to a self-sufficient and around world-friendly energy suppliers with low maintenance.

Durch reversible Energiezwischenspeicherung in chemischer Form läßt sich der Wir kungsgrad oder die Effizienz einer sich ändernden Naturgewalten unterworfenen Kraft werksanlage erhöhen und ihre Ausgangsleistung, innerhalb gewisser Grenzen, die bei spielsweise durch die leistungsbezogene Größe der Vorrichtungen zur Wasserelektro lyse und der Brennstoffzellenanordnung gegeben sind, an einen vorgegebenen Sollwert einer übergeordneten Regelung oder an den jeweiligen Bedarf der Abnehmer anpas sen. In Fällen wo eine bedarfsgerechte Netzeinspeisung nicht mehr erreicht werden kann, läßt sich somit wenigstens eine garantierte Mindestleistung gewährleisten. Dar über hinaus erlaubt der Prozeß der erfindungsgemäßen Energiezwischenspeicherung bei maximaler Leistungsumwandlung eine last- oder bedarfsabhängige Regelung der Ausgangsleistung auch leistungsbezogen vergleichsweise kleiner Hochsee-Kraftwerke, ja sogar einzelner Kraftanlagen. Durch die Möglichkeit der Pufferung der Überschußlei stung einzelner Kraftanlagen läßt sich bereits vor der Einspeisung in die Kraftwerksammelschiene eine Harmonisierung der Einzelbeiträge bzw. die Einstellung eines gemeinsamen Mittelwertes herbeiführen und somit die "Power Quality" bzw. Span nungsqualität des Gesamtkraftwerks verbessern. Multipliziert man vorgenannten Mittel wert mit der Anzahl der Kraftanlagen so ergibt sich daraus die Gesamtausgangsleistung des Gesamtkraftwerks. Durch Nutzung der auf Wasserstoffbasis gespeicherten Ener giereserven kann die Gesamtausgangsleistung an den jeweiligen Bedarf oder die Last des Netzes oder auch den Tagesgang der Last oder des Bedarfs angepaßt werden.Reversible energy storage in chemical form allows us to degree of efficiency or the efficiency of a force subject to changing natural forces plant and increase its output power, within certain limits, at for example, by the performance-related size of the devices for water electro lysis and the fuel cell arrangement are given to a predetermined setpoint a higher-level regulation or adapt to the respective needs of the customers sen. In cases where a needs-based grid feed-in can no longer be achieved can guarantee at least a guaranteed minimum performance. Dar in addition, the process of energy intermediate storage according to the invention allows with maximum power conversion, a load- or demand-dependent regulation of the Output power also related to comparatively small offshore power plants, even individual power plants. Due to the possibility of buffering the surplus le Individual power plants can be installed even before they are fed into the power plant busbar harmonization of individual contributions or the discontinuation of one bring about a common mean and thus the "power quality" or span Improve the quality of the overall power plant. Multiplying the above means value with the number of power plants, this gives the total output of the entire power plant. By using the hydrogen stored energy The total output power can be based on the respective demand or load of the network or the daily course of the load or the need to be adjusted.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht in der Verwendung eines Hoch druckelektrolyseverfahrens, indem hier keine weitere Verdichtung der entstehenden Gase, Wasserstoff und gegebenenfalls Sauerstoff, mehr nötig ist und demgemäß auf den Einsatz von mechanischen und damit anfälligen Verdichtereinrichtungen verzichtet werden kann. Die Gase können direkt aus der Elektrolysevorrichtung oder dem Elek trolyseur in die entsprechenden Druckgasspeicher, beispielsweise Drucktanks, geleitet werden.An advantageous embodiment of the invention consists in the use of a high pressure electrolysis process by no further compression of the resulting Gases, hydrogen and possibly oxygen, more is necessary and accordingly dispenses with the use of mechanical and therefore vulnerable compressor devices can be. The gases can be taken directly from the electrolysis device or the elec trolyser in the corresponding compressed gas storage, for example pressure tanks become.

Von Vorteil bei der Verwendung eines Elektrolyseverfahrens, insbesondere eines Hochdruckelektrolyseverfahrens, in Kombination mit Brennstoffzellen, gegebenenfalls kombiniert in nur einem Gerät, der sog. regenerativen Brennstoffzelle, zur Erzeugung des zur Energiespeicherung notwendigen Wasserstoffs sowie im Umkehrprozeß zu dessen Umwandlung und damit der Umwandlung von in chemischer Form gespeicher ter Energie in elektrische Energie, erscheint der Sachverhalt, daß hier keinerlei mecha nische Verschleißerscheinungen bei der Gaserzeugung und -umwandlung zu erwarten sind und demgemäß die Betriebs- und Wartungskosten vergleichsweise niedrig ausfal len. Die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wartung stellt sich hier lediglich hinsichtlich von Abnutzungserscheinungen der Hilfseinrichtungen und der Elektroden des Elektroly seurs sowie der Brennstoffzellenanordnung.This is an advantage when using an electrolysis process, especially one High pressure electrolysis process, in combination with fuel cells, if necessary combined in one device, the so-called regenerative fuel cell, for generation of the hydrogen necessary for energy storage as well as in the reverse process its conversion and thus the conversion of stored in chemical form ter energy into electrical energy, the fact appears that here no mecha signs of wear and tear to be expected during gas generation and conversion are and accordingly the operating and maintenance costs are comparatively low len. The need for regular maintenance only arises here of wear and tear of the auxiliary devices and the electrodes of the electrolyte seurs and the fuel cell arrangement.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Figurenbeschreibungen und den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the figure descriptions and the dependent claims.

Die weitere Erläuterung und Darlegung der Erfindung erfolgt anhand von einigen Zeich nungen und Ausführungsbeispielen. The further explanation and presentation of the invention is based on a few characters tion and examples.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 Funktionsprinzip eines küstennahen Hochsee-Kraftwerks, mit mehreren einzelnen Kraftanlagen mit jeweils eigener Energiespeichervorrichtung zur bedarfsabhängigen Regelung der Kraftwerkausgangsleistung Fig. 1 functional principle of an offshore power plant near the coast, with several individual power plants, each with its own energy storage device for the demand-dependent control of the power plant output

Fig. 2 Zwei Ausführungsbeispiele küstennaher Hochsee-Windkraftanlagen mit jeweils eigener Energiespeichervorrichtung Fig. 2 Two embodiments of offshore wind turbines near the coast, each with its own energy storage device

Fig. 3 Ausführungsbeispiel eines küstennahen Hochsee-Windkraftwerks mit mehreren einzelnen Kraftanlagen und gemeinsam genutzter Energiespei chervorrichtung Fig. 3 embodiment of a coastal offshore wind power plant with several individual power plants and shared energy storage device

Fig. 4 Ausführungsbeispiel eines küstennahen Hochsee-Windkraftwerks mit mehreren einzelnen Kraftanlagen und einer gemeinsam genutzten, als Schwimmer ausgestalteten Energiespeichervorrichtung Fig. 4 embodiment of a coastal offshore wind power plant with several individual power plants and a shared energy storage device designed as a float

Fig. 5a Als geschlossener schwimmfähiger Hohlkörper ausgebildeter Schwimmer Fig. 5a designed as a closed buoyant hollow body float

Fig. 5b Als Schwimmer ausgestaltete Energiespeichervorrichtung mit zusätzlichen angekoppelten Schwimmern mit Drucktanks zur Erweiterung der Spei cherkapazität der Energiespeichervorrichtung. Fig. 5b designed as a float energy storage device with additional coupled floats with pressure tanks to expand the storage capacity of the energy storage device.

Fig. 6 Leistungsumwandlung einer einzelnen Windkraftanlage Fig. 6 power conversion of a single wind turbine

Fig. 7 Leistungsumwandlung eines Gesamtkraftwerks Fig. 7 power conversion of an entire power plant

Die in den Zeichnungen verwendeten Schraffuren dienen lediglich einer besseren Un terscheidbarkeit und Kennzeichnung der einzelnen Elemente, sind jedoch nicht stell vertretend für bestimmte Materialklassen zu sehen. Die im Rahmen der Figurenbe schreibung angeführten Rohrleitungs- und Verbindungssysteme wurden der besseren Übersichtlichkeit halber nur partiell in die jeweilige Zeichnung eingetragen, sind jedoch als gegeben vorauszusetzen. The hatchings used in the drawings only serve a better Un Distinctness and labeling of the individual elements, however, are not important representative of certain material classes. The part of the figure Pipe and connection systems listed were the better For the sake of clarity, they are only partially entered in the respective drawing, but are to be assumed as given.

Gemäß dem in Fig. 1 dargelegten Sachverhalt besitzt ein erfindungsgemäßes küsten nahes Hochsee-Kraftwerk mindestens eine, bevorzugt jedoch zwei oder mehr, separat regel- und steuerbare Kraftanlagen 1 mit einer oder mehreren Turbinen mit angekop pelten Generatoren G zur Erzeugung elektrischer Energie durch die Nutzung von Na turkräften, beispielsweise Wind- oder Gezeitenkräfte, sowie mindestens einer Energie speichervorrichtung 10. Im Falle eines Hochsee-Windkraftwerks handelt es sich hierbei um einzelne Windkraftanlagen mit jeweils einem mehrere zehn Meter hohen Mast, einer Gondel sowie einer entsprechenden Windturbine mit Rotor und Generator G. Die ein zelnen Kraftanlagen 1 sowie die Energiespeichervorrichtungen 10 sind ausgangsseitig über die Kraftwerksammelschiene 8 miteinander verbunden, so daß auf diese Weise die Ausgangsleistung jeder einzelnen Kraftanlage 1 sowie der zugehörigen Energie speichervorrichtung 10 anteilig zur Gesamtausgangsleistung des Kraftwerks beitragen. Im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt jede einzelne Kraftanlage 1 für sich eine eigene Energiespeichervorrichtung 10 mit einem ins Meer führenden Rohrleitungs system 12, zur Aufnahme und, unter Zwischenschaltung einer Vorrichtung zur Meer wasseraufbereitung 20 (vgl. Fig. 2a und 2b), Zumischung von aufbereitetem Meerwas ser in den Wasserrückstrom 13 aus der Wasserstoff/Sauerstoff-Reaktion bzw. -Umwandlung in den vorzugsweise Brennstoffzellenanordnungen 3 an eine oder mehre re Vorrichtungen zur Wasserelektrolyse bzw. Elektrolyseure 2, um bei Bedarf, mittels Elektrolyseverfahren, gasförmigen Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen. Die er zeugten Gase, insbesondere aber das Wasserstoffgas, werden sodann getrennt von einander, falls kein Hochdruckelektrolyseverfahren eingesetzt wird, über zwischenge schaltete Verdichtereinrichtungen 11 in entsprechende Druckgasspeicher, insbesonde re Drucktanks 6 u. 7, die vorzugsweise unterhalb der Wasseroberfläche angeordnet sind, geleitet und dort mittelfristig zwischengespeichert. Jede Kraftanlage 1 mit Energie speichervorrichtung 10 besitzt demgemäß jeweils einen oder mehrere separate Was serstoff 6 und Sauerstofftanks 7. Grundsätzlich kann jedoch, beispielsweise zur Nut zung des gesamten für die Speicherung zur Verfügung stehenden Volumens für die Wasserstoff-Speicherung und damit zur Erhöhung der Wasserstoff-Speicherkapazität der Energiespeichervorrichtung 10, auch auf die Speicherung des erzeugten Sauer stoffgases und damit auf die Verwendung von Sauerstofftanks 7 verzichtetet werden, da ein später auftretender Sauerstoffbedarf auch mittels Luftsauerstoff gedeckt werden kann. Hierzu sind entsprechende Vorrichtungen, wie beispielsweise Pumpen, Ansaug vorrichtungen und Filter, vorzusehen. According to the facts set out in Fig. 1, an offshore near-sea power plant according to the invention has at least one, but preferably two or more, separately controllable and controllable power plants 1 with one or more turbines with coupled generators G for generating electrical energy through the use of Natural forces, for example wind or tidal forces, and at least one energy storage device 10 . In the case of an offshore wind power plant, these are individual wind power plants, each with a mast several tens of meters high, a gondola and a corresponding wind turbine with rotor and generator G. The individual power plants 1 and the energy storage devices 10 are connected to one another on the output side via the power plant busbar 8 connected so that in this way the output power of each individual power plant 1 and the associated energy storage device 10 contribute to the total output power of the power plant. In the embodiment shown in FIG. 1, each individual power plant 1 has its own energy storage device 10 with a piping system 12 leading into the sea, for receiving and, with the interposition of a device for sea water treatment 20 (see FIGS. 2a and 2b), admixing of treated sea water in the water backflow 13 from the hydrogen / oxygen reaction or conversion in the preferably fuel cell arrangements 3 to one or more devices for water electrolysis or electrolysers 2 , in order to generate gaseous hydrogen and oxygen if necessary by means of electrolysis processes , The gases he produced, but especially the hydrogen gas, are then separated from each other, if no high-pressure electrolysis process is used, via intermediate compressor devices 11 in corresponding compressed gas storage, in particular pressure tanks 6 and. 7, which are preferably arranged below the water surface, conducted and temporarily stored there in the medium term. Each power plant 1 with energy storage device 10 accordingly has one or more separate What serstoff 6 and oxygen tanks 7th Basically, however, for example to use the entire volume available for storage for hydrogen storage and thus to increase the hydrogen storage capacity of energy storage device 10 , also on the storage of the generated oxygen gas and thus on the use of oxygen tanks 7 can be dispensed with, since a later oxygen requirement can also be met with atmospheric oxygen. Appropriate devices such as pumps, suction devices and filters are to be provided for this purpose.

Alle vorhandenen Wasserstoff- 6 und Sauerstofftanks 7 sind über ein geeignetes Rohrleitungssystem mit den Elektrolyseuren 2, die über ein weiteres Rohrleitungssy stem 12 und mindestens eine zwischengeschaltete Meerwasseraufbereitungsanlage 20 mit dem Meer verbunden sind, sowie über weitere zwischengeschaltete technische An lagen mit mindestens einer Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff, vorzugsweise eine oder mehrere Brennstoffzellenanord nungen 3, in welche im Bedarfsfalle die freigesetzten Gase eingeleitet und umgewan delt werden, verbunden. Statt der Brennstoffzellen lassen sich auch geeignete, wasser stoffertüchtigte Verbrennungsmotoren mit entsprechend angekoppelten Generatoren zur Umwandlung von mechanischer in elektrische Leistung verwenden. Die mittels die ses Prozesses erzeugte elektrische Leistung wird unter Zwischenschaltung geeigneter Konverter 4 in die Sammelschiene 8 des Kraftwerks eingespeist, wo sie anteilig zur Ge samtausgangsleistung des Kraftwerks beiträgt.All existing hydrogen 6 and oxygen tanks 7 are via a suitable piping system with the electrolysers 2 , which are connected to the sea via a further piping system 12 and at least one intermediate sea water treatment system 20 , and via further intermediate technical systems with at least one device for generation of electrical energy from hydrogen and oxygen, preferably one or more fuel cell arrangements 3 , into which, if necessary, the released gases are introduced and converted. Instead of fuel cells, suitable hydrogen-fueled internal combustion engines with correspondingly connected generators can be used to convert mechanical to electrical power. The electrical power generated by this process is fed with the interposition of suitable converters 4 into the busbar 8 of the power plant, where it contributes to the total output power of the power plant.

Fig. 2a und Fig. 2b zeigen Schnitte zweier alternativer Ausgestaltungsformen einer er findungsgemäßen küstennahen Hochsee-Windkraftanlage 31 mit Energiespeicher vorrichtung 10, deren funktionaler Aufbau jedoch mit dem in Fig. 1 beschriebenen Grundschema in allen wesentlichen Punkten übereinstimmt. Beide Figuren zeigen je weils einen Schnitt einer aus mehreren Komponenten aufgebauten Hochsee- Windkraftanlage 31 mit Energiespeichervorrichtung 10, mit einem mehrheitlich im Was ser befindlichen, tragenden Sockelelement 22, mindestens einem auf dem Sockelele ment 22 befindlichen Schutz- bzw. Geräteraum 23 und abschließend einem mehrere Meter hohen Mast 24, auf dessen Spitze eine Gondel 25 zur Aufnahme und Befesti gung eines Generators G sowie einer Windturbine mit einem Rotor, im hier gezeigten Beispiel mit zwei Rotorblättern 26, sitzt. Das Sockelelement ist, wie in Fig. 2a zu se hen, als Turm, Hohlzylinder oder Röhre aus geeignetem, meerwasserbeständigem Material mit kreisförmiger, elliptischer oder polygoner Grundfläche ausgestaltet. Die dem Meeresboden abgewandte Seite des Hohlzylinders oder der Röhre wird hierbei gegebenenfalls durch eine Deckplatte entsprechender Geometrie verschlossen bzw. formschlüssig begrenzt. Das Sockelelement 22 ist mit der dem Meeresboden zuge wandten Seite mit einem in den Meeresboden eingelassenen Fundament 30 fest ver bunden, um das durch Meeresboden, Röhre und Deckplatte eingeschlossene Volumen hermetisch gegen das umgebende Meerwasser abzuschließen. Eine andere Möglichkeit besteht darin das Sockelelement 22 auf beiden Seiten, durch jeweils eine Deck platte, hermetisch zu verschließen und mit der Unterseite an einem geeigneten Funda ment 30 auf dem Meeresgrund oder -boden zu befestigen. Das Sockelelement 22 ist so zu dimensionieren, daß es sowohl die zur Energiespeichervorrichtung 10 gehörigen Wasserstoff- 6 und gegebenenfalls Sauerstofftanks 7 als auch die entsprechenden Ver dichtereinrichtungen 11 sowie die notwendigen Rohrleitungs- und Verbindungssysteme aufnehmen kann. Auch geeignete verschließbare Versorgungs- und Wartungsschächte, Zugänge sowie Verbindungstunnel und -schächte zwischen den einzelnen Elementen der Kraftanlage sowie von ihrem Innern in den Außenbereich sind hierbei in geeigneter Weise in die Konstruktion zu integrieren. Fig. 2a and Fig. 2b show sections of two alternative embodiments of an inventive he nearshore offshore wind turbine 31 with energy storage device 10 , the functional structure of which corresponds to the basic scheme described in Fig. 1 in all essential respects. Both figures show a section of a multi-component offshore wind turbine 31 with an energy storage device 10 , with a majority of what is located in the water-carrying base element 22 , at least one element 22 located on the base element 22, and finally one or more space 23 Meter-high mast 24 , on the top of which a gondola 25 for receiving and fastening a generator G and a wind turbine with a rotor, in the example shown here with two rotor blades 26 , is seated. The base element, as seen in FIG. 2a, is designed as a tower, hollow cylinder or tube made of a suitable, seawater-resistant material with a circular, elliptical or polygonal base area. The side of the hollow cylinder or the tube facing away from the sea floor is optionally closed or limited in a form-fitting manner by a cover plate of appropriate geometry. The base element 22 is firmly connected to the side facing the seabed with a foundation 30 embedded in the seabed to hermetically seal the volume enclosed by the seabed, tube and cover plate against the surrounding seawater. Another possibility is the base element 22 on both sides, hermetically sealed by a cover plate and fastened with the underside to a suitable foundation 30 on the seabed or bottom. The base element 22 is to be dimensioned such that it can hold both the hydrogen 6 and possibly the oxygen tanks 7 belonging to the energy storage device 10 and also the corresponding sealing devices 11 and the necessary piping and connection systems. Suitable, lockable supply and maintenance shafts, entrances, as well as connecting tunnels and shafts between the individual elements of the power plant and from the inside to the outside are to be integrated into the construction in a suitable manner.

Alternativ zu Fig. 2a ist auch eine offene Bauweise des Sockelelementes 22 (vgl. Fig. 2b) möglich, wie man sie zum Beispiel von Ölbohrinseln in der Nordsee her kennt. Das Sockelelement 22 ist in diesem Fall, wie in Fig. 2b zu sehen, offen gestaltet, das heißt Meerwasser kann es durchströmen, so daß geringere Auftriebskräfte auf das Sockele lement 22 wirken als im vorher geschilderten Ausführungsbeispiel von Fig. 2a. Das Sockelelement 22 kann in einem solchen Fall beispielsweise in Form einer Säulen- oder Pfeilerkonstruktion ausgebildet werden, deren tragende Elemente, eine über dem Mee resspiegel bzw. der Wasseroberfläche befindliche Deckplatte 29 starr mit einem auf dem Meeresboden befindlichen und mit diesem fest verankerten Fundament 30 verbin den. Alternativ hierzu lassen sich die tragenden Elemente, Pfeiler oder Stützen, auch teilweise in den Meeresboden versenken und über entsprechende Fundamente fest mit diesem verankern. Die tragenden Stützpfeiler müssen hierbei nicht senkrecht zum Fun dament 30, der Deckplatte 29 oder dem Meeresboden ausgerichtet sein, sondern kön nen mit diesen geeignete Winkel einschließen. Auch die in Fig. 2b dargestellte Ausfüh rung ist möglich. Hier bestehen die tragenden Elemente aus zwei kongruenten Seiten teilen 28, die spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind und entsprechend der Pfeilerkonstruktion eine oberhalb der Wasseroberfläche befindliche Deckplatte 29 starr mit einem anteilig in den Meeresboden eingelassenen und fest mit diesem verankerten Fundament 30 verbinden. Wie in Fig. 2b zu erkennen, schließen auch hier die Seiten teile 28 mit der Deckenplatte 29 und dem Fundament 30 entsprechende Winkel ein. Die beiden Seitenteile 28, Deckenplatte 29 und Fundament 30 bilden demgemäß einen ge genüber eintretendem Meerwasser und Luft auf zwei Seiten begrenzten und auf zwei Seiten offenen Raum. Wie anhand von Fig. 2b zu erkennen, werden bei dieser Konstruktion die notwendigen Wasserstoff- 6 und gegebenenfalls Sauerstofftanks 7 mit ent sprechendem Rohrleitungs- und Versorgungssystem in geeigneter Weise im Bereich des Sockelelementes 22 an dessen tragenden Elementen befestigt. Konstruktionsbe dingt ist hierbei darauf zu achten, daß sowohl die Speichertanks als auch die entspre chenden Rohrleitungs- und Versorgungssysteme aus vorzugsweise Meerwasser be ständigem Material bestehen und entsprechend den Anforderungen und Umgebungs bedingungen konzipiert werden. Sowohl in Fig. 2a als auch in Fig. 2b befindet sich bau gleich auf der dem Meeresboden abgewandten Seite der Deckplatte 29 oder des Soc kelelementes 22, je nach Ausgestaltung der Kraftanlage 1 bzw. Energiespeichervor richtung 10, mindestens ein weiteres Element in Form eines Schutz- oder Geräteraums 23, beispielsweise ein Container, zur Aufnahme weiterer technischer Anlagenelemente. Dieser Schutzraum 23 ist derart konzipiert, daß er die in ihm befindlichen technischen Einrichtungen und Geräte vor äußeren Witterungseinflüssen und insbesondere vor Spritz- und Meerwasser schützt. Der Schutzraum 23 beherbergt hierbei einen maßgeb lichen Teil der Energiespeichervorrichtung 10 der jeweiligen Kraftwerksanlage 1, insbe sondere der Windkraftanlage 31, inklusive beispielsweise der Meerwasseraufberei tungsanlage 20, der Elektrolysezelle 2, der Brennstoffzelle 3, der Konverter 4, Gas-, Wasser- und elektrische Versorgungsleitungen sowie entsprechende Steuer- und Re geleinrichtungen. Jeder Schutzraum 23 besitzt ein ins offene Meer führendes Rohrlei tungssystem 12, zur Aufnahme und Weiterleitung von Meerwasser, unter Zwischen schaltung einer Meerwasseraufbereitungsanlage 20 in den Wasserrückstrom 13 aus den Brennstoffzellen 3, an eine oder mehrere Elektrolysezellen bzw. Elektrolyseure 2, um mit ihrer Hilfe bei Bedarf mittels Elektrolyseverfahren aus Wasser gasförmigen Wasserstoff und Sauerstoff zu erzeugen. Die zum Betrieb der Elektrolyseure 2 notwen dige Energie wird von einer, auf dem Dach des Schutzraumes 23 oder ihm benachbart auf der Deckplatte 29 des Sockelelementes befindlichen, Windkraftanlage 31 erzeugt. Diese besitzt im wesentlichen einen vorzugsweise mehrere zehn Meter hohen Mast 24 auf dessen Spitze eine Gondel 25 zur Aufnahme und Befestigung eines Generators G sowie einer Windturbine mit einem Rotor, mit meist ein bis drei, im hier vorliegenden Fall zwei, Rotorblättern 26 sitzt. Die durch Elektrolyse erzeugten Gase, zumindest je doch der Wasserstoff, werden, bei Nichtverwendung eines Hochdruckelektrolysever fahren durch Zwischenschaltung geeigneter Verdichtereinrichtungen 11, in Drucktanks 6 u. 7, die unterhalb der Wasseroberfläche im Sockelelement 22 der Kraftanlage ange ordnet sind, vgl. Fig. 2a und Fig. 2b, geleitet und dort mittelfristig zwischengespeichert. As an alternative to FIG. 2a, an open construction of the base element 22 (cf. FIG. 2b) is also possible, as is known, for example, from oil rigs in the North Sea. The base element 22 is in this case, as seen in Fig. 2b, open design, that is, sea water can flow through it, so that lower buoyancy forces act on the base element 22 than in the previously described embodiment of Fig. 2a. The base element 22 can be formed in such a case, for example in the form of a column or pillar construction, the supporting elements, a cover plate 29 located above the sea level or the water surface rigidly connected to a foundation 30 located on the sea floor and firmly anchored to it the. As an alternative to this, the load-bearing elements, pillars or supports can also be partially submerged in the sea floor and firmly anchored to it using appropriate foundations. The supporting pillars need not be aligned perpendicular to the fun dament 30 , the cover plate 29 or the sea floor, but can include suitable angles with these. The Ausfüh tion shown in Fig. 2b is possible. Here, the load-bearing elements consist of two congruent sides parts 28, which are arranged mirror-symmetrically to one another and, in accordance with the pillar construction, rigidly connect a cover plate 29 located above the water surface to a foundation 30 that is partially embedded in the sea floor and firmly anchored to it. As can be seen in Fig. 2b, here also the side parts 28 with the ceiling plate 29 and the foundation 30 corresponding angles. The two side parts 28 , ceiling plate 29 and foundation 30 accordingly form a ge compared to entering sea water and air on two sides limited and open on two sides space. As can be seen from FIG. 2b, in this construction the necessary hydrogen 6 and possibly oxygen tanks 7 are fastened with a corresponding piping and supply system in a suitable manner in the area of the base element 22 to its supporting elements. In terms of construction, it is important to ensure that both the storage tanks and the corresponding piping and supply systems consist of preferably seawater and are designed in accordance with the requirements and environmental conditions. Both in Fig. 2a and in Fig. 2b is the same construction on the side facing away from the sea floor of the cover plate 29 or Soc kelelementes 22 , depending on the design of the power plant 1 or Energiespeicherervor device 10 , at least one further element in the form of protection - Or equipment room 23 , for example a container, for receiving further technical system elements. This shelter 23 is designed in such a way that it protects the technical equipment and devices located in it from external weather influences and in particular from spray and sea water. The shelter 23 houses a significant part of the energy storage device 10 of the respective power plant 1 , in particular the wind power plant 31 , including for example the sea water treatment plant 20 , the electrolysis cell 2 , the fuel cell 3 , the converter 4 , gas, water and electrical supply lines as well as corresponding control and regulating devices. Each shelter 23 has a pipe system leading into the open sea 12 , for receiving and forwarding sea water, with the interposition of a sea water treatment system 20 in the water return flow 13 from the fuel cells 3 , to one or more electrolysis cells or electrolysers 2 , with their help To generate gaseous hydrogen and oxygen from water using electrolysis processes. The energy required to operate the electrolysers 2 is generated by a wind turbine 31 located on the roof of the shelter 23 or adjacent to it on the cover plate 29 of the base element. This essentially has a mast 24, preferably several tens of meters high, on the tip of which a nacelle 25 for receiving and fastening a generator G and a wind turbine with a rotor, usually with one to three, in the present case two, rotor blades 26 is seated. The gases generated by electrolysis, at least depending on the hydrogen, are, when not using a high-pressure electrolysis process by interposing suitable compressor devices 11 , in pressure tanks 6 and. 7, which are arranged below the water surface in the base element 22 of the power plant, cf. Fig. 2a and Fig. 2b, directed and temporarily stored there in the medium term.

Die Verdichtereinrichtungen 11 können, wie in Fig. 2a zu sehen beispielsweise in un mittelbarer Nähe der Speichertanks 6 u. 7 angebracht, oder aber im Schutz- bzw. Ge räteraum 23 untergebracht werden.The compressor devices 11 can, as can be seen in FIG. 2a, for example in the immediate vicinity of the storage tanks 6 u. 7 attached, or can be accommodated in the protection or Ge equipment room 23 .

Auch eine Anordnung ohne entsprechende Verdichtereinrichtungen 11 bei Verwendung eines Hochdruckelektrolyseverfahrens, wie in Fig. 2b angedeutet, ist möglich. Wie gemäß Fig. 2a und Fig. 2b zu erkennen, besitzt hier jede Windkraftanlage 31 mit Energiespeichervorrichtung 10 jeweils einen oder mehrere separate Wasserstoff- 6 und Sauerstofftanks 7, wobei letztere jedoch nicht zwingend notwendig sind. Alle vorhande nen Wasserstoff- 6 und Sauerstofftanks 7 verfügen über ein Rohrleitungssystem, wel ches sie bevorzugt mit einer oder mehreren im Schutz- bzw. Geräteraum 23 befindli chen Brennstoffzellenanordnungen 3, in welche die Gase eingeleitet und umgewandelt werden, verbindet. Statt einer oder mehrerer Brennstoffzellenanordnungen 3, lassen sich zur Umwandlung der in chemischer Form gespeicherten Energie auch wasserstoff ertüchtigte Verbrennungsmotoren und/oder Turbinen mit entsprechend angekoppelten Generatoren verwenden.An arrangement without corresponding compressor devices 11 when using a high-pressure electrolysis process, as indicated in FIG. 2b, is also possible. As can be seen in Fig. 2a and Fig. 2b respectively has here each wind turbine 31 to power storage device 10 includes one or more separate hydrogen 6 and oxygen tank 7, but not the latter are imperative. All existing NEN 6 and oxygen tanks 7 have a piping system, which preferably connects them to one or more fuel cell assemblies 3 located in the protective or equipment room 23 , into which the gases are introduced and converted. Instead of one or more fuel cell arrangements 3 , hydrogen-enhanced internal combustion engines and / or turbines with correspondingly coupled generators can also be used to convert the energy stored in chemical form.

Eine vorteilhafte und wirtschaftliche Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen küsten nahen Hochsee-Windparks ist in Fig. 3 wiedergegeben. Anstatt jede einzelne Wind kraftanlage 31 separat mit jeweils einer eigenen Energiespeichervorrichtung 10, inklusi ve Elektrolyseur 2, Verdichtereinrichtungen 11, Brennstoffzelle 3, Drucktanks 6 u. 7 auszurüsten, wird eine zentrale Energiespeichervorrichtung 10 in Form einer Technikin sel 33 erstellt, in der die zur reversiblen Energiespeicherung erforderlichen Vorrichtun gen untergebracht und entsprechend der geforderten Speicherkapazität ausgelegt bzw. dimensioniert sind. Die Technikinsel 33 weist hierbei ein mehrheitlich im Wasser befind liches Sockelelement 22, gegebenenfalls mit Deckplatte auf, das gemäß den Beschrei bungen von Fig. 2a und Fig. 2b ausgestaltet ist, sowie einen Geräte- bzw. Schutzraum 23, der auf dem Sockelelement 22 bzw. seiner Deckplatte aufgesetzt ist. Die in Fig. 3 dargelegte Technikinsel 33, mit Sockelelement 22, gegebenenfalls Deckplatte und Schutzraum 23, entspricht der gemäß Fig. 2a beschriebenen Ausführung. Ergänzend ist in Fig. 3 das Dach des Schutz- bzw. Geräteraumes 23 als Hubschrauberlandeplatz 34, mit eingezeichnetem Hubschrauber 35, ausgeführt. Darüber hinaus ist die im Innern der hier gezeigten Technikinsel 33 untergebrachte Energiespeichervorrichtung 10 lei stungsbezogen so dimensioniert, daß sie in die Lage versetzt ist, zumindest teilweise, die überschüssige Energie von mehreren, im hier gezeigten Beispiel vier, sie umringenden, im Wasser aufgestellten und auf dem Meeresgrund fest verankerten Windkraftan lagen 31 in chemischer Form zwischenzuspeichern und bei Bedarf wieder in elektrische Energie rückzuwandeln. Die Windkraftanlagen 31 sind über geeignete elektrische Ver bindungen und zwischengeschaltete Konverter 4 sowohl mit einem oder mehreren Elektrolyseuren 2 als auch mit der Kraftwerksammelschiene 8 verbunden. Die in Fig. 3 gezeigten Windkraftanlagen 31 weisen wie in Fig. 2a und 2b einen mehrere zehn Meter hohen Mast 24, eine Gondel 25 sowie einen Rotor 26, mit entsprechenden technischen Einrichtungen auf und können somit vorteilhaft dem bekannten und üblichen Konstrukti onsprinzip küstennaher Hochsee-Windkraftanlagen entsprechen.An advantageous and economical embodiment of a near sea offshore wind farm according to the invention is shown in FIG. 3. Instead of each individual wind power plant 31 separately, each with its own energy storage device 10 , including electrolyser 2 , compressor devices 11 , fuel cell 3 , pressure tanks 6 and. 7 equip, a central energy storage device 10 is created in the form of a Technikin sel 33 in which the devices required for reversible energy storage are accommodated and are designed or dimensioned in accordance with the required storage capacity. The technique island 33 in this case has a predominantly befind pending in the water base member 22, optionally with a cover plate on which, according to the descrip descriptions of FIGS. 2a and Fig. Configured 2b, and a device or protect space 23 on the base member 22 or is attached to its cover plate. The technology island 33 shown in FIG. 3, with base element 22 , optionally cover plate and protective space 23 , corresponds to the embodiment described in FIG. 2a. In addition, the roof of the protection or equipment room 23 is designed as a helipad 34 with the helicopter 35 shown in FIG. 3. In addition, the energy storage device 10 housed in the interior of the technology island 33 shown here is dimensioned in relation to the power in such a way that it is able, at least in part, to dispose of the excess energy of a plurality of four, in the example shown here, surrounding it, placed in the water and on the seabed firmly anchored Windkraftan were latch 31 in chemical form and reconvert back to electrical energy when required. The wind turbines 31 are connected via suitable electrical connections and intermediate converters 4 to both one or more electrolyzers 2 and to the power station busbar 8 . The wind turbines 31 shown in FIG. 3, as in FIGS. 2a and 2b, have a mast 24 several meters high, a nacelle 25 and a rotor 26 , with corresponding technical facilities and can thus advantageously be based on the known and customary construction principle of offshore offshore Correspond to wind turbines.

Eine alternative Ausgestaltung der Technikinsel 33 zeigt Fig. 4. Hier ist die Technikinsel 33 als Schwimmer 40 ausgelegt. An die Stelle des Sockelelementes 22 von Fig. 3 tritt eine schwimmende Plattform 41, deren Schwimmtanks 42 vorzugsweise als Druck tanks, zur Aufnahme von gasförmigem Wasserstoff und Sauerstoff ausgestaltet sind. Somit entfällt der Konstruktions- und Ausführungsaufwand für ein Fundament 30 im Meeresboden und die damit verbundenen Kosten. Die Drucktanks 42 der jeweiligen Gasart sind untereinander zwecks Gasaustausch verbunden. Auf der Plattform 41 be findet sich der begehbare Schutz- oder Geräteraum 23 mit weiteren zur reversiblen Energiespeicherung erforderlichen technischen Anlagen, wie beispielsweise mehrere Elektrolyseure 2 und Brennstoffzellenanordnungen 3. Das Dach des Schutzraumes 23 ist als Hubschrauberlandeplatz 34, mit eingezeichnetem Hubschrauber 35, ausgebildet, um bei notwendigen Wartungs- und Reparaturarbeiten über entsprechende Klappen, Luken oder Türen im Dach oder den Seiten des Schutzraumes 23 sowie gegebenen falls der schwimmenden Plattform 41 einen vergleichsweise einfachen Zugang zum Schwimmer 40 sowie den technischen Einrichtungen zu ermöglichen und zu gewährlei sten. Die Plattform 41 wird mittels geeigneter Verankerungselemente 43, beispielsweise Stahltrossen oder Ketten, die vorzugsweise am Meeresesboden oder den Masten 24 bzw. den Fundamenten der Windkraftanlagen 31 verankert werden, auf Position gehal ten und fixiert.An alternative embodiment of the technology island 33 is shown in FIG. 4. Here, the technology island 33 is designed as a float 40 . In place of the base element 22 of FIG. 3, there is a floating platform 41 , the floating tanks 42 of which are preferably designed as pressure tanks for receiving gaseous hydrogen and oxygen. This eliminates the design and execution effort for a foundation 30 in the seabed and the associated costs. The pressure tanks 42 of the respective gas type are connected to one another for the purpose of gas exchange. On the platform 41 there is the walk-in protective or equipment room 23 with further technical systems required for reversible energy storage, such as several electrolysers 2 and fuel cell arrangements 3 . The roof of the shelter 23 is designed as a helipad 34 , with the helicopter 35 shown, in order to provide comparatively easy access if maintenance and repair work is required via corresponding hatches, hatches or doors in the roof or the sides of the shelter 23 and, if appropriate, the floating platform 41 to enable and guarantee the float 40 and the technical facilities. The platform 41 is held in position and fixed by means of suitable anchoring elements 43 , for example steel cables or chains, which are preferably anchored on the seabed or the masts 24 or the foundations of the wind turbines 31 .

Die schwimmende Plattform 41 kann auch, wie in Fig. 5a zu sehen, als vollständig ge schlossener Hohlkörper 50, dessen hermetisch gegen Spritz- und Meerwasser ge schützter Innenraum zur Aufnahme der Drucktanks 42 vorbereitet ist, ausgestaltet sein. The floating platform 41 can also, as can be seen in FIG. 5a, be configured as a completely closed hollow body 50 , the interior of which is hermetically protected against spray and sea water and is prepared for receiving the pressure tanks 42 .

Vorteilhaft läßt sich eine als Schwimmer 40 ausgestaltete Technikinsel, wie in Fig. 5b dargestellt, durch eine oder mehrere schwimmende Drucktankinseln 51, die eine schwimmende Plattform mit entsprechenden Schwimmtanks 42, die vorzugsweise auch als Drucktanks dienen, sowie falls erforderlich weiteren separaten Vorrichtungen zur Speicherung von gasförmigem Wasserstoff 6 und gegebenenfalls Sauerstoff 7, erwei tern, um die Gasspeicherkapazität, insbesondere die Wasserstoff-Speicherkapazität, an den Energiespeicherbedarf anzupassen. Die Drucktanks 42 der Drucktankinsel 51 der jeweiligen Gasart sind sowohl untereinander, als auch über entsprechende Gasleitun gen 53 mit den jeweiligen Vorrichtung zur Speicherung von Wasserstoff 6 und Sauer stoff 7 der Energiespeichervorrichtung 10 zwecks Gasaustausch verbunden. Die Drucktankinsel 51 ist über Verbindungselemente 52, insbesondere Ketten, Stahltrosse und Verbindungsstangen, an dem Schwimmer 40 mit der Energiespeichervorrichtung 10 verankert.Advantageously, a technology island designed as a float 40 , as shown in Fig. 5b, by one or more floating pressure tank islands 51 , which have a floating platform with corresponding floating tanks 42 , which preferably also serve as pressure tanks, and, if necessary, further separate devices for storing gaseous hydrogen 6 and optionally oxygen 7 , expand to adapt the gas storage capacity, in particular the hydrogen storage capacity, to the energy storage requirement. The pressure tanks 42 of the pressure tank island 51 of the respective gas type are connected both to one another and to the respective device for storing hydrogen 6 and oxygen 7 of the energy storage device 10 for the purpose of gas exchange, as well as via corresponding gas lines 53 . The pressure tank island 51 is anchored to the float 40 with the energy storage device 10 via connecting elements 52 , in particular chains, steel cables and connecting rods.

Im Hinblick darauf, daß insbesondere für eine längerfristige Speicherung großer Ener giemengen ein, im Verhältnis zur Zwischenspeicherung kurzfristig auftretender Lei stungsspitzen zur Verbesserung der "Power Quality" bzw. der Güte der angebotenen elektrischen Leistung, vergleichsweise großes Tank- oder Speichervolumen benötigt wird, erscheint gerade diese Möglichkeit als besonders wertvoll.In view of the fact that especially for long-term storage of large energy amount in relation to the temporary storage of lei occurring at short notice performance peaks to improve the "Power Quality" or the quality of the offered electrical power, comparatively large tank or storage volume required this option appears to be particularly valuable.

Fig. 6 zeigt schematisch die zeitabhängig aufgezeichnete Leistungsumwandlung einer küstennahen Hochsee-Windkraftanlage 31. Hier aufgetragen findet sich die Leistung P einer einzelnen Windkraftanlage 31 als Funktion der Zeit t. Die von der Windkraftanlage 31 kontinuierlich zu erbringende, geforderte mittlere Leistung ist durch die durchgezo gene Linie 60 verdeutlicht. Die zum jeweiligen Zeitpunkt von der Windkraftanlage 31 mittels Windkraft erzeugte elektrische Leistung, die natürlichen Schwankungen, die zum Beispiel durch eine sich ändernde Windstärke oder -richtung verursacht werden, ist durch die gestrichelte Linie 61 wiedergegeben. Markieren die gepunkteten Flächen 63 Energiedefizite, die durch eine Umwandlung von in chemischer Form gespeicherten Energiereserven in elektrische Energie auszugleichen sind, so markieren die karierten Flächen 64 Energieüberschüsse, die in chemischer Form in der Energiespeichervor richtung 10 der Windkraftanlage 31 zeitweilig zwischengespeichert und in Bedarfszei ten, siehe hierzu die gepunkteten Bereiche 63, wieder in elektrische Energie rücküber führt werden. Funktioniert diese Art der bedarfsabhängigen Regelung der Ausgangsleistung bereits bei einer einzelnen Kraftanlage 1 mit Energiespeichervorrichtung 10, so entfaltet sie ihre volle Stärke erst bei mehreren im Verbund zusammengeschlossenen Kraftanlagen 1, insbesondere bei mehreren im Verbund zusammengeschlossenen Windkraftanlagen 31. FIG. 6 schematically shows the power conversion, recorded as a function of time, of a coastal offshore wind power plant 31 . Plotted here is the power P of an individual wind turbine 31 as a function of time t. The required average power to be continuously provided by the wind turbine 31 is illustrated by the solid line 60 . The dashed line 61 shows the electrical power generated by the wind power plant 31 by means of wind power at the respective time, the natural fluctuations which are caused, for example, by a changing wind strength or direction. If the dotted areas 63 mark energy deficits which are to be compensated for by converting energy reserves stored in chemical form into electrical energy, then the checkered areas 64 mark excess energy which is stored temporarily in chemical form in energy storage device 10 of wind turbine 31 and in times of need, see here the dotted areas 63 , which are lead back into electrical energy. If this type of demand-dependent regulation of the output power already works in the case of a single power plant 1 with energy storage device 10 , it only develops its full strength in several power plants 1 connected together, in particular in several wind power plants 31 connected together.

Die im Laufe eines Tages, in Abhängigkeit der Uhrzeit, aufgezeichnete Ausgangslei stung eines Windkraftwerks mit mehreren einzelnen Windkraftanlagen 31 ist in Fig. 7 schematisch dargelegt. Die jeweilige Ausgangsleistung mehrerer im Verbund zu einem Kraftwerk zusammengeschlossener Windkraftanlagen 31 ohne Energiespeichervor richtung 10 ist in Fig. 7 in Form einer gestrichelten Linie 70 wiedergegeben. Der jeweili ge Bedarf ist in Form einer durchgezogenen Linie 71 dargestellt. Wie zu sehen über steigt im Verlauf eines Tages der Bedarf zeitweilig, insbesondere in den frühen Mor genstunden und am späten Abend, die durch die Windkraftanlage 31 bereitgestellte Leistung. Umgekehrt treten jedoch Zeitabschnitte auf, in denen die durch die Windkraft anlagen 31 erbrachte Gesamtleistung den Bedarf vergleichsweise deutlich übersteigt. Die in solchen Zeiten erwirtschaftete überschüssige Energie geht jedoch ungenutzt verloren wenn der Energieüberhang nicht erfindungsgemäß zeitweilig in chemischer Form zwischengespeichert und zu Bedarfszeiten, hier insbesondere in den frühen Mor genstunden und am späten Abend, in elektrische Energie rücküberführt und ins Netz eingespeist wird.The output power recorded in the course of a day, depending on the time, of a wind power plant with a plurality of individual wind power plants 31 is shown schematically in FIG. 7. The respective output power of several wind turbines 31 combined in a power plant without energy storage device 10 is shown in FIG. 7 in the form of a dashed line 70 . The respective ge requirement is shown in the form of a solid line 71 . As can be seen, during the course of a day, the demand temporarily increases, in particular in the early morning hours and late in the evening, the power provided by the wind turbine 31 . Conversely, however, periods occur in which the total power provided by the wind power plants 31 comparatively significantly exceeds the demand. However, the excess energy generated in such times is lost unused if the excess energy is not temporarily stored in chemical form according to the invention and is returned to electrical energy and fed into the grid at times of need, particularly in the early morning hours and late in the evening.

Auf diese Weise läßt sich durch den Einsatz einer oder mehrerer zentral oder dezentral installierter Energiespeichervorrichtungen 10 eine bedarfsabhängige Regelung bzw. eine bedarfsabhängig geregelte Anhebung und Glättung sowie eine betriebsmittelab hängige Begrenzung der Ausgangsleistung eines aus einem oder mehreren einzelnen, über eine Kraftwerksammelschiene 8 miteinander verbundenen Kraftanlagen 1, insbe sondere küstennahe Hochsee-Windkraftanlagen 31, aufgebauten Kraftwerks bei maxi maler Leistungsumwandlung und optimierter Betriebsmittelausnutzung ohne Vergeu dung naturgegebener Ressourcen realisieren.In this way, the use of one or more centrally or decentrally installed energy storage devices 10 enables a demand-dependent regulation or a demand-dependent controlled increase and smoothing as well as a resource-dependent limitation of the output power of one or more individual power plants 1 connected to one another via a power plant busbar 8 , especially offshore offshore wind turbines 31 , built power plant with maximum power conversion and optimized use of resources without wasting natural resources.

Claims

1.Procedure for regulating and smoothing the output power of a nearshore offshore power plant (offshore power plant), in particular an offshore wind farm, with several individual power plants ( 1 ), a temporary excess of power being used to ensure that one or more, in the area of the power plants ( 1 ) and associated with them energy storage devices ( 10 ),

a) oxygen and hydrogen are each generated in gaseous state by means of water electrolysis processes,
b) the hydrogen and possibly also the generated oxygen gas are stored in a device for separate storage,
c) if necessary, stored hydrogen and stored oxygen or air or air enriched with stored oxygen, one or more devices ( 3 ) for converting the energy stored in chemical form into electrical energy, converted into electrical energy and
d) the indirectly generated electrical power for the instantaneous smoothing and for the demand-controlled increase of the total output power in addition to the instantaneous power of the power plants ( 1 ), fed into a power plant busbar ( 8 ) connecting all power plants ( 1 ) and energy storage devices ( 10 ) and fed into the energy network or is supplied to consumers.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the production of gaseous oxygen and hydrogen, a low-pressure electrofusion process is used, in which the oxygen and hydrogen gas prior to introduction into at least a device for separate storage of the gaseous hydrogen ( 6 ) and oxygen ( 7 ) are precompressed in separate compressor devices ( 11 ).

3. The method according to claim 1, characterized in that for the production of gas shaped oxygen and hydrogen used a high pressure electrolysis process becomes.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the generated hydrogen and possibly the generated oxygen gas in one Compressed gas storage can be stored with at least one pressure tank each.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an over a surplus of power exceeding a predetermined upper power limit, to reduce the power rating of all electrical equipment of the Transmission path or the connection network, in at least one device directed to water electrolysis and to the production of hydrogen and oxygen gas and its storage is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that about a value of the output, in particular determined by a control device power exceeding power peaks for smoothing the output power in min least directed a device for water electrolysis and for the generation of Hydrogen and oxygen gas and its storage can be used.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the water used for water electrolysis is partially removed from the sea and processed in at least one device for sea water treatment ( 20 ), before one or more devices for water electrolysis ( 2 ) is fed.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the power used for energy storage is generated by at least one wind turbine ( 31 ).

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the for Energy storage used power by at least one flow force plant, in particular a tidal power plant, is generated.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the for Energy storage applied power by at least one wave force location is generated.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the back-conversion of the energy stored in chemical form into electrical energy is carried out in at least one fuel cell arrangement ( 3 ).

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the Water electrolysis and the reconversion of those stored in chemical form Energy in at least one combination device from the electrolyzer or pre direction of water electrolysis and fuel cell arrangement, d. H. a regenera tive fuel cell.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the Reconversion of the energy stored in chemical form into at least one nem hydrogen-compatible internal combustion engine with connected generator follows.

14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the Reconversion of the energy stored in chemical form into at least one ner hydrogen-capable gas turbine with coupled generator.

15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the from the conversion of energy stored in chemical form into electrical energy Energy generated water collected, the devices for water electrolysis managed and, if necessary, supplemented by treated sea water.

16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that a computer-controlled fully automatic control and regulating device all electrical Devices for voltage and current conversion, hydrogen production, the Sea water treatment, pumps and corresponding devices for water extraction from the sea, monitors hydrogen consumption and grid feed-in, controls and regulates as well as with higher-level systems for network control cates.

17.Device for regulating and smoothing the output power of an offshore power plant near the coast (offshore power plant), in particular an offshore wind farm, with several individual power plants, the excess power generated by one or more power plants in a time interval being reversible in chemical form at least one, be sensitive in the area of the power plants and this associated energy storage device ( 10 ) can be fed, and are present

a) at least one device for sea water treatment ( 20 ),
b) at least one device ( 2 ) for generating gaseous hydrogen and gaseous oxygen by means of water electrolysis,
c) at least one device for storing the gaseous hydrogen ( 6 ) and optionally the gaseous oxygen ( 7 ),
d) at least one device for converting the energy stored in chemical form into electrical energy ( 3 ), the stored hydrogen and stored oxygen or air enriched with stored oxygen or air, if required, for converting energy stored in chemical form into electrical energy ( 3 ) is fed,
e) converter ( 4 ) for current and voltage conversion, the energy generated in the conversion device ( 3 ), and
f) a power station busbar ( 8 ) connecting all power plants ( 1 ) and energy storage devices ( 10 ).

18. The apparatus according to claim 17, characterized in that it has a piping system ( 12 ), optionally with intermediate pumps, valves, measuring and monitoring devices, which the open sea with the devices for the treatment of sea water ( 20 ), these with the Devices for the production of gaseous hydrogen and gaseous oxygen ( 2 ) and the devices for converting the energy stored in chemical form into electrical energy with the devices for water electrolysis ( 2 ).

19. Device according to one of claims 17 or 18, characterized in that it comprises a pipeline system, optionally with intermediary pumps, valves, measuring and monitoring devices, which the devices for water electrolysis ( 2 ) with the devices for storing the gaseous gene Hydrogen ( 6 ) and optionally oxygen ( 7 ) and this connects with the devices ( 3 ) for converting energy stored in chemical form into electrical energy.

20. Device according to one of claims 17 to 19, characterized in that it has an electrical connection network with intermediate converters ( 4 ) for current and voltage conversion, which the generators (G) of the respective gene power plant with the electrical devices of the corresponding energy Storage device ( 10 ) and the power station busbar ( 8 ) connects.

21. Device according to one of claims 17 to 20, characterized in that at least one power plant ( 1 ) is a wind power plant ( 31 ) with a mast several meters high ( 24 ), a nacelle ( 25 ) and a wind turbine with rotor ( 26 ) and Ge generator (G) is.

22. Device according to one of claims 17 to 21, characterized in that at least one power plant ( 1 ) is a flow power plant, in particular a Ge time power plant, with at least one underwater turbine and a generator (G).

23. Device according to one of claims 17 to 22, characterized in that at least one power plant ( 1 ) is a wave power plant.

24. Device according to one of claims 17 to 23, characterized in that at least two power plants ( 1 ) have a common energy storage device ( 10 ).

25. Device according to one of claims 17 to 23, characterized in that each de power plant has at least one energy storage device ( 10 ).

26. The device according to one of claims 17 to 25, characterized in that for Generation of hydrogen and oxygen from water using high pressure electrolysis device is inserted.

27. The device according to one of claims 17 to 25, characterized in that a low-pressure electroly sevvorrichtung with downstream compressor means ( 11 ) is used to generate hydrogen and oxygen from water.

28. Device according to one of claims 17 to 27, characterized in that the energy storage device ( 10 ) has a, partially protruding from the water base element ( 22 ) with at least one resting above the water surface, waterproof protective or equipment room ( 23 ) ,

29. Device according to one of claims 17 to 28, characterized in that the devices for water electrolysis ( 2 ), for converting the hydrogen and oxygen gas ( 3 ) and all electrical devices for voltage and current conversion, for sea water treatment ( 20 ) and for control in the protection room ( 23 ).

30. Device according to one of claims 17 to 29, characterized in that the base element ( 22 ) is designed as anchored in or on the sea floor, optionally tapering upwards, hollow cylinder or tower with a circular, elliptical or polygonal base area.

31. The device according to any one of claims 17 to 30, characterized in that the interior of the base element ( 22 ) is walkable, but is protected from splashing and sea water.

32. Device according to one of claims 17 to 30, characterized in that the base element ( 22 ) is designed for a flow of sea water.

33. Device according to one of claims 17 to 32, characterized in that the devices necessary for storing hydrogen and possibly oxygen are located in or on the base element ( 22 ) of the power plant ( 1 ) or the energy storage device ( 10 ).

34. Device according to one of claims 17 to 29, characterized in that the base element ( 22 ) of the energy storage device ( 10 ) as a float or floating platform ( 41 ) with floating tanks ( 42 ) and devices for receiving the hydrogen and optionally generated Oxygen gas is designed.

35. Device according to one of claims 17 to 34, characterized in that it has at least one pressure tank island ( 51 ) designed as a floating platform ( 41 ), with floating tanks ( 42 ) and devices for storing the gaseous water ( 6 ) and optionally oxygen ( 7 ), which are connected via gas lines ( 53 ) to the respective devices for storing the gaseous hydrogen ( 6 ) and possibly oxygen ( 7 ) of the energy storage device ( 10 ).

36. Apparatus according to claim 35, characterized in that the pressure tank island ( 51 ) is anchored via connecting elements ( 52 ) on the energy storage device ( 10 ).

37. Device according to one of claims 34 to 36, characterized in that the floating tanks ( 42 ) are designed for receiving the generated hydrogen and, if appropriate, oxygen gas.

38. Device according to one of claims 34 to 36, characterized in that at least one floating platform ( 41 ) as a closed floatable hollow body ( 50 ), in the cavity of which, protected from sea water, the devices for storing the gaseous hydrogen ( 6 ) and optionally oxygen ( 7 ), are designed.

39. Device according to one of claims 34 to 38, characterized in that the float ( 40 ) or the floating platforms ( 41 ), by means of anchoring elements, in particular steel cables or chains ( 43 ), who held the position.

40. Device according to one of claims 17 to 39, characterized in that at least one device for storing the gaseous hydrogen ( 6 ) and optionally oxygen ( 7 ) has a compressed gas storage with at least one pressure tank.

41. Device according to one of claims 17 to 40, characterized in that the inside of the shelter ( 23 ) is accessible, but the technical systems located in it are protected against splashing water and sea water.

42. Device according to one of claims 17 to 41, characterized in that egg ne computer-controlled, fully automatic control and regulation device available is all the electrical devices for voltage and current conversion that Hydrogen production, sea water treatment, pumps and the like Devices for water withdrawal from the sea, the hydrogen consumption as well as the Grid feed monitored and controlled as well as with higher-level systems for Network control communicates.

43. Device according to one of claims 17 to 42, characterized in that a Water buffer storage is used, in which the hydrogen / oxygen Conversion water is temporarily stored.

44. Device according to one of claims 17 to 43, characterized in that for the water electrolysis and the reconversion of the stored in chemical form secured energy at least one combination device of electrolyzer and Fuel cell assembly, i. H. a regenerative fuel cell is used.

45. Device according to one of claims 17 to 44, characterized in that for the conversion of the energy stored in chemical form into electrical Energy at least one hydrogen-fueled internal combustion engine with attached peltem generator is used.

46. Device according to one of claims 17 to 45, characterized in that for the conversion of the energy stored in chemical form into electrical Energy at least one hydrogen-capable gas turbine with a coupled Ge nerator is used.

47. Apparatus according to claim 21, characterized in that the mast ( 24 ) of the wind turbine ( 31 ), on the tip of which the nacelle ( 25 ) with the wind turbine, rotor ( 26 ) and generator (G) is anchored in the seabed.

48. Apparatus according to claim 21, characterized in that the wind turbine ( 31 ) on the base element ( 22 ), its cover plate ( 29 ) or the roof ( 34 ) of the shelter ( 23 ) is set up and fastened.

49. Device according to one of claims 17 to 48, characterized in that the energy storage device ( 10 ) has a boat dock.

50. Device according to one of claims 17 to 49, characterized in that the energy storage device ( 10 ) has a helicopter landing pad ( 34 ).