DE102004039626A1

DE102004039626A1 - Speichervorrichtung für thermische Energie und Verfahren zur Speicherung von thermischer Energie

Info

Publication number: DE102004039626A1
Application number: DE102004039626A
Authority: DE
Inventors: Wolf-Dieter Dr. Steinmann
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-08-11
Also published as: DE102004039626B4

Abstract

Es wird eine Speichervorrichtung für thermische Energie vorgeschlagen, welche mindestens einen Tank für fließfähiges Speichermedium umfaßt, wobei der mindestens eine Tank mindestens eine erste Kammer für Speichermedium, welches zur Wärmeabgabe vorgesehen ist, und eine zweite Kammer für Speichermedium, welches zur Wärmeaufnahme vorgesehen ist, aufweist, und wobei das Verhältnis der Volumina der ersten Kammer und der zweiten Kammer variabel einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Speichervorrichtung für thermische Energie.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Speicherung von thermischer Energie mittels eines fließfähigen Speichermediums.
Bei thermischen Prozessen kann eine zeitliche Differenz zwischen Energieangebot und Energiebedarf bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Speichervorrichtung für thermische Energie und ein Speicherverfahren für thermische Energie bereitzustellen, welche bzw. welches sich auf einfache Weise einsetzen läßt.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Speichervorrichtung für thermische Energie erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Tank für fließfähiges Speichermedium vorgesehen ist, wobei der mindestens eine Tank mindestens eine erste Kammer für Speichermedium, welches zur Wärmeabgabe vorgesehen ist, und eine zweite Kammer für Speichermedium, welches zur Wärmeaufnahme vorgesehen ist, aufweist, und wobei das Verhältnis der Volumina der ersten Kammer und der zweiten Kammer variabel einstellbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich Arbeitsmedien zur direkten Wärmeaufnahme einsetzen, welche als Speichermedien nicht geeignet sind. Beispielsweise ist bei Wasserdampf die volumetrische Energiedichte zu gering, um diesen als Speichermedium einsetzen zu können. Wärmeträgeröle, welche bei hohen Temperaturen als Arbeitsmedium eingesetzt werden, sind zu teuer, um diese als Speichermedium zu verwenden. Durch die erfindungsgemäße Speichervorrichtung läßt sich eine Trennung zwischen Arbeitsmedium und Speichermedium durchführen, wobei sich die thermische Energie effektiv speichern läßt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird "heißes" Speichermedium (welches zur Wärmeabgabe vorgesehen ist) und "kaltes" Speichermedium (welches zur Wärmeaufnahme vorgesehen ist) in dem gleichen Tank aufbewahrt, welcher dazu mindestens zwei getrennte Kammern aufweist. Durch Einstellung des Verhältnisses der Volumina der ersten Kammer und der zweiten Kammer relativ zueinander wird die gespeicherte Wärmemenge eingestellt, d. h. der Ladezustand des Systems eingestellt. Dadurch läßt sich das Gesamtvolumen gering halten, da in dem selben Tank ein Heißbereich und ein Kaltbereich gebildet ist. Es müssen insbesondere nicht getrennte Tanks für den Heißbereich und den Kaltbereich vorgesehen werden. Durch die Verringerung des Gesamtvolumens bei der erfindungsgemäßen Lösung im Vergleich zu einer Zweitank-Lösung (mit getrenntem Heißbereich-Tank und Kaltbereich-Tank) sind die Wärmeverluste verringert.

Es läßt sich insbesondere erreichen, daß das Speichermediumvolumen in dem Tank mit der ersten Kammer und der zweiten Kammer im wesentlichen konstant ist (somit wird auch das ganze Volumen ausgenutzt). Dadurch lassen sich die Investitionskosten insbesondere im Vergleich zu einer Zweitank-Lösung verringern. Weiterhin ist die Oberfläche minimiert, so daß Probleme durch Erstarrung des Speichermediums (welches insbesondere bei Salzen als Speichermedium oberhalb von ca. 220°C auftreten kann) vermieden sind.

Das thermische Beladen und Entladen der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung, welches insbesondere mittels des Transports von Speichermedium zwischen den Kammern erfolgt, bewirkt bei der erfindungsgemäßen Lösung keine Gasvolumenänderung, so daß die mit einer Gasvolumenänderung verbundenen Wärmeverluste minimiert sind.

Auch Probleme bei der Befüllung der Speichervorrichtung sind vermieden, da die erfindungsgemäße Speichervorrichtung permanent befüllt betrieben werden kann. Insbesondere läßt sich die Speichervorrichtung mit einem mindestens näherungsweise konstanten Befüllungspegel betreiben; bei konventionellen Speichervorrichtungen ist bei kleinen Befüllungspegeln die Oberfläche im Vergleich zu dem Volumen sehr groß und es treten hohe Wärmeverluste auf. Bei der erfindungsgemäßen Lösung läßt sich dieses Verhältnis mindestens näherungsweise konstant halten.

Bei der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung ist es auch möglich, einen Wärmeübertrager in den Tank zu integrieren. Dadurch lassen sich Wärmeverluste aufgrund des Speichermediumtransports gering halten. Weiterhin ist es bei dieser Lösung auch nicht notwendig, Zuleitungen und Ableitungen für Speichermedium zu einem Wärmeübertrager für den Nichtbetrieb der Speichervorrichtung zu entleeren.

Durch die erfindungsgemäße Lösung läßt sich ein Tank mit einer Temperaturschichtung einsetzen, wobei die Temperaturschichtung durch die Kammerunterteilung erfolgt. Diese Temperaturschichtung muß nicht durch eine vergrößerte Höhe des Tanks erzielt werden. Solch eine vergrößerte Höhe könnte zu konstruktiven Problemen führen.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verhältnis der Volumina der ersten Kammer und der zweiten Kammer so einstellbar ist, daß bei Volumenvergrößerung der einen Kammer das Volumen der anderen Kammer abnimmt. Dadurch läßt sich die Menge an Speichermedium in dem Tank mindestens näherungsweise konstant halten. Es läßt sich dadurch eine einfache Entladung bzw. Beladung mit Wärmeübertragung an ein Arbeitsmedium bzw. von einem Arbeitsmedium erreichen. Das Verhältnis der Oberfläche zum Volumen bleibt im wesentlichen konstant, so daß Wärmeverluste verringert sind. Weiterhin sind thermische Verluste aufgrund der Beladung und Entladung eines Gasvolumens minimiert.

Es ist dann besonders günstig, wenn das Verhältnis der Volumina der ersten Kammer und der zweiten Kammer derart einstellbar ist, daß bei Volumenvergrößerung der einen Kammer eine proportionale Volumenverringerung der anderen Kammer erfolgt. Dadurch läßt sich auf einfache Weise der Speichermediuminhalt in den Tank im wesentlichen konstant halten.

Eine Einstellbarkeit des Verhältnisses der Volumina der ersten Kammer und der zweiten Kammer läßt sich auf einfache Weise erreichen, wenn der mindestens eine Tank mindestens eine bewegliche Wand aufweist, durch deren Stellung das Volumen der ersten Kammer und/oder der zweiten Kammer einstellbar ist. Über die bewegliche Wand läßt sich eine Volumeneinstellung für die Kammern individuell erreichen, wobei die thermischen Verluste minimiert sind. Die Volumeneinstellung kann aber derart erfolgen, daß das Gesamtaufnahmevolumen des Tanks mindestens näherungsweise gleich bleibt.

Die Speichervorrichtung läßt sich auf konstruktiv einfache Weise herstellen und betreiben, wenn die mindestens eine bewegliche Wand drehbar oder schwenkbar ist. Dadurch läßt sich der Tank in mindestens zwei getrennte Kammern unterteilen, wobei die Kammern ein variables Volumen bezüglich eines Aufnahmeraums für Speichermedium aufweisen.

Insbesondere fällt eine Drehachse oder Schwenkachse mit einer Tankachse zusammen.

Es kann vorgesehen sein, daß der mindestens einen beweglichen Wand ein Antrieb zugeordnet ist. Durch den Antrieb läßt sich die Bewegung der Wand direkt antreiben. Über eine solche angetriebene Wand läßt sich beispielsweise eine Pumpwirkung erzielen, über die Speichermedium zwischen den Kammern umpumpbar ist.

Es ist dann günstig, wenn der Antrieb außerhalb von Aufnahmeräumen für Speichermedium angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, daß der Antrieb nicht in Kontakt mit Speichermedium kommt; Speichermedien wie Salze sind korrosiv und durch die erwähnte Anordnung des Antriebs ist dieser vor solchen korrosiven Medien geschützt.

Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn eine Kopplungseinrichtung, an welche der Antrieb koppelt, außerhalb eines Aufnahmeraums für Speichermedium angeordnet ist. Bei einer solchen Kopplungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um einen Zahnkranz, in den ein angetriebenes Zahnrad eingreift.

Die Speichervorrichtung läßt sich auf einfache Weise herstellen und betreiben, wenn der Tank einen zylindrischen Innenraum aufweist, in welchem die erste Kammer und die zweite Kammer gebildet sind. Der Tank läßt sich dann in die getrennten Kammern auf einfache Weise unterteilen, wobei das Volumenverhältnis durch eine bewegliche Wand einstellbar ist, welche insbesondere um eine Drehachse, welche mit einer Symmetrieachse des Tanks zusammenfällt, schwenkbar bzw. drehbar ist.

Günstig ist es, wenn zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer eine bewegliche Trennwand angeordnet ist. Die Trennwand begrenzt auf der einen Seite die erste Kammer und auf der zweiten Seite die zweite Kammer. Durch eine Bewegung der Trennkammer wird dann direkt das Volumen der Kammern umgekehrt proportional verändert.

Es ist ferner günstig, wenn zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer eine unbewegliche Trennwand angeordnet ist. Die Bewegung der beweglichen Trennwand erfolgt in Relation zu der unbeweglichen Trennwand. Es kann dann direkt durch die Bewegung der Trennwand ein bestimmtes Volumenverhältnis zwischen den beiden Kammern eingestellt werden (welches den thermischen Ladungszustand der Speichervorrichtung charakterisiert).

Insbesondere ist eine Lagereinrichtung für die bewegliche Trennwand an einer unbeweglichen Trennwand angeordnet. Die bewegliche Trennwand muß in dem Tank beweglich geführt werden. Dazu sind eine oder mehrere Lagereinrichtungen notwendig. Eine Lagereinrichtung läßt sich auf konstruktiv einfache Weise an der unbeweglichen Trennwand positionieren bzw. ausbilden.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Transporteinrichtung zum Transport von Speichermedium zwischen den Kammern vorgesehen ist. Dadurch läßt sich ein Umpumpen von Speichermedium zwischen den Kammern durchführen. Es kann dann insbesondere heißes Speichermedium aus der ersten Kammer abgeführt werden, dieses kann Wärme an ein Arbeitsmedium abgeben und abgekühltes (entladenes) Speichermedium kann dann in die zweite Kammer eingekoppelt werden. Die bewegliche Wand wird dabei entsprechend bewegt. Umgekehrt ist es möglich, kaltes Speichermedium aus der zweiten Kammer auszukoppeln, durch Wärmeübertragung vom Arbeitsmedium thermisch zu beladen und dann in die erste Kammer einzukoppeln.

Insbesondere ist eine Wärmeübertragungseinrichtung zur Wärmeübertragung zwischen einem Arbeitsmedium und dem Speichermedium an die Transporteinrichtung gekoppelt. Während des Transportvorgangs von Speichermedium zwischen den Kammern läßt sich ein Wärmeübertragungsvorgang durchführen, um Speichermedium zu entladen bzw. zu beladen und damit die Speichervorrichtung thermisch zu entladen bzw. thermisch beladen zu können.

Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, daß mindestens ein Wärmeübertrager der Wärmeübertragungseinrichtung außerhalb des mindestens einen Tanks angeordnet ist. Es wird dann Speichermedium beim Umpumpen aus dem Tank herausgeführt und außerhalb des Tanks erfolgt ein Wärmeübertragungsvorgang.

Es ist auch alternativ oder zusätzlich möglich, daß mindestens ein Wärmeübertrager der Wärmeübertragungseinrichtung innerhalb des mindestens einen Tanks angeordnet ist. Wenn der Wärmeübertrager vollständig innerhalb des Tanks angeordnet ist, dann muß kein Speichermedium aus dem Tank herausgeführt werden. Dadurch lassen sich thermische Verluste gering halten. Außerdem müssen dann auch nicht Zuleitungen und Ableitungen für Speichermedium für Nichtbetriebszeiten der Speichervorrichtung entleert werden. Es ist grundsätzlich auch möglich, daß Wärmeübertrager eingesetzt werden, welche innerhalb des Tanks angeordnet sind und welche außerhalb des Tanks angeordnet sind. Unter Umständen läßt sich so der Wärmeübertragungswirkungsgrad verbessern.

Bei einer Ausführungsform weist die Transportvorrichtung mindestens ein Rohr auf mit einer Mündung in die erste Kammer und einer Mündung in die zweite Kammer. Dadurch läßt sich auf konstruktiv einfache Weise ein Umpumpen von Speichermedium zwischen den Kammern erreichen.

Zum Antrieb des Umpumpens ist dann vorzugsweise mindestens eine Pumpe an die Transporteinrichtung gekoppelt. Diese Pumpe bewirkt die Förderung des Speichermediums zum Transport zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer bzw. der zweiten Kammer und der ersten Kammer. Über den Transport des Speichermediums läßt sich auch eine bewegliche Wand in dem Tank bewegen; durch den entsprechenden Druck, welcher das in die jeweilige Kammer eingepumpte Speichermedium in der Kammer aufweist, läßt sich eine Trennwand dieser Kammer bewegen.

Es kann auch alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, daß die Transporteinrichtung über einen oder mehrere Kanäle in einer Trennwand zwischen der ersten Kammer und der zweiten Kammer ausgebildet ist. Die Trennwand wird dadurch durchlässig. Es läßt sich dadurch direkt Speichermedium von der einen Kammer in die andere Kammer transportieren.

Es ist dann insbesondere vorteilhaft, wenn in die Trennwand eine Wärmeübertragungseinrichtung zur Wärmeübertragung zwischen dem Arbeitsmedium und dem Speichermedium integriert ist. Bei dem Durchtransport des Speichermediums durch die Trennwand läßt sich dann das Speichermedium thermisch entladen bzw. beladen und Arbeitsmedium aufheizen bzw. aus dem Arbeitsmedium Wärme aufnehmen. Die Länge der Strömungswege für das Speichermedium zum Umpumpen zwischen den Kammern ist dabei gering gehalten, so daß thermische Verluste minimiert sind.

Es ist dabei grundsätzlich möglich, daß die Trennwand mit integriertem Wärmeübertrager unbeweglich im Tank angeordnet ist. Dadurch läßt sich die Ankopplung und Auskopplung von Arbeitsmedium in die Trennwand für den Wärmeübertrager auf konstruktiv einfache Weise ausgestalten.

Es ist auch möglich, daß die Trennwand mit dem integrierten Wärmeübertrager beweglich gelagert ist. Dies kann vorteilhaft sein, wenn die Gefahr der Erstarrung von Speichermedium vorliegt. Die Trennwand und damit der Wärmeübertrager kann durch erstarrtes Speichermedium bewegt werden, um dieses aufzuschmelzen.

Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung für thermische Energie wird vorteilhafterweise zur Speicherung sensibler Wärme eingesetzt. Bei fließfähigem Speichermedium läßt sich dieses dann auf einfache Weise zwischen den Kammern umpumpen.

Vorteilhafterweise läßt sich die erfindungsgemäße Speichervorrichtung für thermische Energie im Zusammenhang mit einem solarthermischen Kraftwerk einsetzen. Bei solarthermischen Kraftwerken kann eine Differenz zwischen dem Energieangebot und dem Energiebedarf bestehen: Bei Energiebedarf zu Nichtstrahlungszeiten der Sonne ist es notwendig, daß Energie aus einem Speicher entnommen werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung stellt eine Speichervorrichtung für thermische Energie bereit, welche mit verringerten Investitionskosten bereitstellbar ist und bei welcher die thermischen Verluste minimierbar sind.

Die eingangs genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Speicherung von thermischer Energie mittels eines fließfähigen Speichermediums ferner erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Speichermedium, welches zur Wärmeabgabe vorgesehen wird, und Speichermedium, welches zur Wärmeaufnahme vorgesehen wird, in einem gemeinsamen Tank in unterschiedlichen Kammern aufgenommen wird und das Volumen von Aufnahmeräumen der Kammern in Abhängigkeit der gespeicherten oder zu speichernden Wärmemenge eingestellt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung erläuterten Vorteile auf.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung erläutert.

Insbesondere ist es günstig, wenn das Volumen der Kammern umgekehrt proportional verändert wird. Dadurch läßt sich der Entladungszustand bzw. Beladungszustand des Tanks einstellen, wobei die Speichermediummenge im Tank im wesentlichen konstant gehalten werden kann.

Insbesondere erfolgt die Volumenänderung durch Bewegung einer Trennwand zwischen den Kammern. Dadurch läßt sich auf einfache Weise ein definiertes Volumenverhältnis einstellen, wobei das Gesamtvolumen im wesentlichen konstant bleibt.

Günstig ist es, wenn das Speichermedium zur Wärmeaufnahme oder Wärmeabgabe zwischen den Kammern transportiert wird. Insbesondere wird heißes Speichermedium aus einer Kammer abgeführt, um ein Arbeitsmedium aufzuheizen und das dadurch abgekühlte Speichermedium wird dann in eine Kammer für kaltes Speichermedium geführt. Umgekehrt wird kaltes Speichermedium aus einer entsprechenden Kammer entnommen und über heißes Arbeitsmedium aufgeheizt. Das aufgeheizte Speichermedium ("heißes Speichermedium") wird dann in die entsprechende Kammer geführt.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Menge des Speichermediums in dem Tank im wesentlichen gleich gehalten wird. Dadurch sind die thermischen Verluste aufgrund der Beladung bzw. Entladung eines Gasvolumens minimiert. Ferner treten keine ungünstigen Verhältnisse zwischen Oberfläche des Speichermediums in dem Tank und Volumen des Speichermediums in dem Tank auf, da sich der Befüllungspegel des Tanks im wesentlichen konstant halten läßt.

Es kann vorgesehen sein, daß ein Wärmeübertragungsvorgang außerhalb des Tanks erfolgt. Bei dem Wärmeübertragungsvorgang erfolgt eine Wärmeübertragung zwischen einem Arbeitsmedium und dem Speichermedium. Wenn der Wärmetausch außerhalb des Tanks erfolgt, läßt sich der Tank auf konstruktiv einfache Weise ausbilden.

Es ist auch möglich, daß ein Wärmeübertragungsvorgang innerhalb des Tanks erfolgt. Dadurch lassen sich thermische Verluste minimieren, da sich die Führungswege für Speichermedium kurz halten lassen und Speichermedium auch nicht außerhalb des Tanks geführt werden muß.

Es ist dabei möglich, daß Speichermedium zwischen den Kammern durch eine Trennwand zwischen den Kammern transportiert wird. Dadurch läßt sich Speichermedium direkt von einer Kammer in die andere Kammer überführen, wobei bei einem solchen Transportvorgang Arbeitsmedium aufheizbar bzw. entladbar ist.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung;
2 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung;
3 eine schematische Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung und
4 eine schematische Längs-Schnittansicht der Speichervorrichtung gemäß 3 (3 ist eine Ansicht längs der Schnittlinie 3-3 gemäß 4).
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Speichervorrichtung für thermische Energie, welche in 1 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfaßt mindestens einen Tank 12 zur Aufnahme (Speicherung) eines fließfähigen Speichermediums. Das Speichermedium dient zur Speicherung von sensibler Wärme insbesondere auf einem Temperaturniveau oberhalb von ca. 100°C. Das Speichermedium wird thermisch über ein Arbeitsmedium aufgeladen bzw. gibt Wärme an ein Arbeitsmedium ab.
Als Speichermedium wird ein Material eingesetzt, welches im relevanten Temperaturbereich in flüssiger Form vorliegt und insbesondere drucklos in dem Tank 12 speicherbar ist.
In dem für solarthermische Kraftwerke relevanten Temperaturbereich zwischen ca. 200°C und 600°C werden bevorzugt Salze als Speichermedium eingesetzt.
Als Arbeitsmedium wird beispielsweise Wasserdampf eingesetzt oder es werden Wärmeträgeröle eingesetzt.
Die Führung des Arbeitsmediums und des Speichermediums ist derart, daß nur Wärmekontakt zwischen diesen stattfinden kann, jedoch kein mechanischer bzw. chemischer Kontakt.
Der Tank 12 ist beispielsweise zylindrisch ausgebildet mit einer zylindrischen Außenwand 14. Diese weist eine zylindrische Außenseite 16 und eine zylindrische Innenseite 18 auf.
Der Tank 12 weist einen durch die Außenwand 14 begrenzten Innenraum 20 auf.
Der Innenraum 20 des Tanks 12 ist in (mindestens) zwei Kammern 22, 24 unterteilt: Die erste Kammer 22 weist einen entsprechenden ersten Aufnahmeraum 26 für Speichermedium auf und die zweite Kammer 24 weist einen entsprechenden zweiten Aufnahmeraum 28 für Speichermedium auf.
Die erste Kammer 22 dient dazu, Speichermedium aufzunehmen, welches zur Wärmeabgabe an das Arbeitsmedium vorgesehen ist, d. h. thermisch aufgeladen ist. Dieses Speichermedium wird im folgenden als "heißes Speichermedium" bezeichnet. Die zweite Kammer 24 dient zur Aufnahme von Speichermedium, welches zur Wärmeaufnahme vorgesehen ist, d. h. welches thermisch entladen ist und thermisch aufladbar ist. Dieses Speichermedium in dem zweiten Aufnahmeraum 28 wird im folgenden als "kaltes Speichermedium" bezeichnet.
In dem Innenraum 20 ist eine erste unbewegliche Trennwand 30 und eine zweite bewegliche Trennwand 32 angeordnet. Über diese beiden Trennwände 30, 32 erfolgt die Unterteilung des Innenraums 20 in die erste Kammer 22 und 24.
In dem Innenraum 20 des Tanks 12 sitzt unbeweglich ein zentrales Pfostenelement 34. Dieses ist um eine Achse 36 des Tanks 12 angeordnet und erstreckt sich in dem Innenraum 20 in Längsrichtung der Achse 36. Zwischen der Innenseite 18 und dem Pfostenelement 34 sitzt die erste Trennwand 30. Das Pfostenelement 34 ist ein Teil der ersten Trennwand 30 in dem Sinne, daß auch das Pfostenelement 34 zur Unterteilung des Innenraums 20 in die erste Kammer 22 und die zweite Kammer 24 dient.
Das Pfostenelement 34 hält eine Lagereinrichtung 38, über die die zweite bewegliche Trennwand 32 schwenkbar bzw. drehbar gelagert ist. Eine Drehachse bzw. Schwenkachse 40 fällt dabei mit der Achse 36 des Tanks 12 zusammen. Über die Lagereinrichtung 38 ist eine Drehbarkeit bzw. Schwenkbarkeit der zweiten Trennwand 32 in dem Innenraum 20 gewährleistet. Die Lagereinrichtung 38 ist insbesondere als Schwenklager bzw. Drehlager ausgebildet.
Die zweite Trennwand 32 erstreckt sich dabei von dem Pfostenelement 34 zu der Innenseite 18 des Tanks 12, wobei die zweite Trennwand 32 relativ zu der Innenseite 18 beweglich ist. Zwischen einer Stirnseite 42 der zweiten Trennwand 32, welche der Innenseite 18 zugewandt ist, und der Innenseite 18 ist vorzugsweise eine Dichtungseinrichtung 44 angeordnet, welche für eine fluiddichte Abdichtung zwischen den beiden Kammern 22 und 24 sorgt.
Die Außenwand 14 und die Trennwände 30 und 32 als Innenwände sind aus einem thermisch isolierenden Material hergestellt bzw. es sind thermische Isolierungen vorgesehen.
Dem Tank 12 ist eine Transporteinrichtung 46 zugeordnet, über die sich Speichermedium zwischen der ersten Kammer 22 und der zweiten Kammer 24 transportieren läßt. Insbesondere läßt sich über die Transporteinrichtung 46 aus der ersten Kammer 22 heißes Speichermedium zur Wärmeabgabe an das Arbeitsmedium herausführen und kaltes (thermisch entladenes) Speichermedium in die zweite Kammer 24 einkoppeln. Gleichermaßen läßt sich aus der zweiten Kammer 24 kaltes Speichermedium zur thermischen Aufladung über das Arbeitsmedium auskoppeln und aufgeladenes Speichermedium in die erste Kammer 22 einkoppeln.
Es kann eine Transporteinrichtung für beide Führungsrichtungen des Speichermediums vorgesehen sein oder es können getrennte Transporteinrichtungen für die unterschiedlichen Führungsrichtungen des Speichermediums vorgesehen sein (in 1 ist eine einzige Transporteinrichtung 46 gezeigt).
Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt die Transporteinrichtung 46 (mindestens) ein Rohr 48, welches in einer ersten Mündung 50 in die erste Kammer 22 in der Nähe zu der ersten unbeweglichen Trennwand 30 mündet. Ferner weist das Rohr 48 eine zweite Mündung 52 auf, welche in die zweite Kammer 24 in der Nähe der ersten unbeweglichen Trennwand 30 mündet. Über die Mündungen 50, 52 läßt sich aus der jeweiligen Kammer 22, 24 Speichermedium auskoppeln bzw. einkoppeln.
Dem Rohr 48 ist eine Pumpe 54 zugeordnet, über die sich fließfähiges Speichermedium zwischen den Kammern 22 und 24 umpumpen läßt, wobei ein solcher Umpumpvorgang mit einer thermischen Entladung bzw. thermischen Aufladung des Speichermediums verbunden ist.
Dazu ist der Transporteinrichtung 46 mit dem Rohr 48 eine Wärmeübertragungseinrichtung 56 mit einem Wärmeübertrager 58 zugeordnet. Der Wärmeübertrager 58 ist dabei ein externer Wärmeübertrager, d. h. er sitzt außerhalb des Tanks 12.
Die Transporteinrichtung 46 mit dem Rohr 48 ist so ausgebildet, daß Speichermedium aus dem Tank 12 durch den Wärmeübertrager 58 durchtransportiert wird. Der Wärmeübertrager 58 ist ferner an eine Führungseinrichtung 60 für Arbeitsmedium gekoppelt, wobei der Wärmeübertrager 58 einen Eingang 62 zum Einkoppeln von Arbeitsmedium in den Wärmeübertrager 58 und einen Ausgang 64 zum Auskoppeln von Arbeitsmedium aus dem Wärmeübertrager 58 aufweist.
Eine Führungsrichtung 66 des Arbeitsmediums in der Führungseinrichtung 60 zur Durchführung durch den Wärmeübertrager 58 ist derart, daß entweder kaltes Arbeitsmedium über die Speichervorrichtung 10 thermisch aufgeladen wird oder daß das Arbeitsmedium Wärme an das Speichermedium abgibt, um Wärme und damit thermische Energie zu speichern.
Es kann dabei grundsätzlich vorgesehen sein, daß die Führungsrichtung 66 des Arbeitsmediums durch den Wärmeübertrager 58 umkehrbar ist oder es können, insbesondere wenn getrennte Transporteinrichtungen zum Umpumpen zwischen den Kammern 22 und 24 vorgesehen sind, getrennte Wärmeübertrager vorgesehen sein.
Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung 10 funktioniert wie folgt:
In der ersten Kammer 22 wird heißes Speichermedium gespeichert. Davon getrennt wird in der zweiten Kammer 24 kaltes Speichermedium gespeichert. Die Speicherung erfolgt in dem gleichen Tank 12. Durch die Stellung der zweiten Trennwand 32 läßt sich das Volumenverhältnis der Aufnahmeräume 26 und 28 der Kammern 22 und 24 einstellen. Da die zweite Trennwand 32 beweglich ist, läßt sich dieses Volumenverhältnis variabel einstellen. Die Einstellung ist dabei umgekehrt proportional, d. h. bei einer Vergrößerung des Volumens der ersten Kammer 22 erfolgt eine proportionale Verkleinerung des Volumens der zweiten Kammer 24; bei einer Volumenverkleinerung der ersten Kammer 22 vergrößert sich das Volumen der zweiten Kammer 24 proportional.
In dem Tank 12 ist sowohl heißes Speichermedium (in der ersten Kammer 22) als auch kaltes Speichermedium (in der zweiten Kammer 24) gespeichert.
Über die Transporteinrichtung 46 läßt sich Speichermedium umpumpen mit einem begleitenden Wärmeübertragungsvorgang. Durch Steuerung der Umpumpung läßt sich die zweite Trennwand 32 bewegen: Wenn Speichermedium aus der ersten Kammer 22 herausgenommen wird und über die zweite Mündung 52 in die zweite Kammer 24 eingeführt wird, dann sorgt der entsprechende Druck des Speichermediums in der zweiten Kammer 24 für eine Schwenkbewegung der zweiten Trennwand 32 in der Schwenkrichtung 68. Umgekehrt sorgt ein Umpumpvorgang aus der zweiten Kammer 24 in die erste Kammer 24, bei dem kaltes Speichermedium aus der zweiten Kammer 24 herausgeführt wird und nach Aufladung in die erste Kammer 22 eingekoppelt wird, für eine Bewegung der zweiten Trennwand 32 in die Schwenkrichtung 70.
Es ist grundsätzlich auch möglich, daß, wie unten anhand weiterer Ausführungsbeispiele beschrieben, die Bewegung der zweiten Trennwand 32 direkt angetrieben ist.
In der Wärmeübertragungseinrichtung 56 erfolgt während des Transportprozesses des Speichermediums, d. h. während des Umpumpens des Speichermediums zwischen den Kammern 22 und 24, ein Wärmeübertragungsvorgang von Speichermedium auf das Arbeitsmedium (zur Nutzung der gespeicherten thermischen Energie) bzw. ein Wärmeübergang von Arbeitsmedium auf Speichermedium zur Speicherung thermischer Energie.
Wenn beispielsweise heißes, thermisch aufgeladenes Speichermedium aus der ersten Kammer 22 über die Transporteinrichtung 46 durch den Wärmeübertrager 48 (in einer Transportrichtung 72) geführt wird, dann läßt sich dadurch Arbeitsmedium aufheizen, d. h. thermisch aufladen. Das Speichermedium wird dadurch wiederum thermisch entladen, d. h. abgekühlt, und dann in der Transportrichtung 72 in die zweite Kammer 24 eingekoppelt. Das Volumen der ersten Kammer 22 mit heißem Speichermedium nimmt aufgrund der beweglichen Trennwand 32 ab, während das Volumen der zweiten Kammer 24 mit kaltem Speichermedium zunimmt.
Im umgekehrten Prozeß wird aus der zweiten Kammer 24 kaltes Speichermedium in einer Transportrichtung 74 (welche entgegengerichtet zur Transportrichtung 72 ist) durch den Wärmeübertrager 58 geführt. Durch den Wärmeübertrager 58 ist heißes Arbeitsmedium geführt, welches das Speichermedium aufheizt. Dieses heiße Speichermedium wird dann in die erste Kammer 22 eingekoppelt. Dadurch vergrößert sich das Volumen der ersten Kammer 22 und das Volumen der zweiten Kammer 24 verringert sich. Die zweite Trennwand 32 bewegt sich entsprechend, um die Volumenänderung zu bewirken.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist das Volumen des Innenraums 20 des Tanks 12 in einen Heißbereich und in einen Kaltbereich unterteilt. Die Stellung der Trennwand 32 bestimmt das Volumenverhältnis dieser beiden Bereiche. Der Heißbereich und der Kaltbereich ist in demselben Tank 12 gebildet. Dadurch ist das Gesamtvolumen im Vergleich zu dem Fall verringert, bei dem ein getrennter Tank für den Heißbereich und ein getrennter Tank für den Kaltbereich bereitgestellt wird. Durch die Verringerung des Gesamtvolumens wiederum sind die thermischen Verluste über die Außenseite 16 im Vergleich zu einem Mehrtank-Konzept verringert. Darüber hinaus sind bei dem erfindungsgemäßen Ein-Tank-Konzept, bei dem der Heißbereich und der Kaltbereich in denselben Tank integriert sind, die Investitionskosten verringert.
Weiterhin läßt sich durch die erfindungsgemäße Lösung das Erstarren von Speichermedium im Kaltbereich verhindern bzw. verringern, was bei dem Einsatz von Salzen als Speichermedium insbesondere oberhalb von Temperaturen von ca. 220°C auftreten kann.
Bei einer erfindungsgemäßen Lösung bleibt das Gesamtvolumen des Speichermediums in dem Tank 12 im wesentlichen erhalten. Dadurch erfolgen keine thermischen Beladungsvorgänge und Entladungsvorgänge eines Gasvolumens, wodurch wiederum die thermischen Verluste minimiert sind, da im wesentlichen keine Wärmeübertragung zwischen Gasvolumina erfolgt.
Weiterhin treten auch keine thermischen Anfangsverluste bei der Befüllung auf, da der Speichermediumpegel in dem Tank 12 im wesentlichen gleich bleibt und so nicht, wie beispielsweise bei einem Zwei-Tank-Konzept, das Problem auftreten kann, daß in der Anfangsphase der Befüllung bei kleinem Volumen eine verhältnismäßig große Oberfläche vorliegt, was wiederum zu hohen Wärmeverlusten führt.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer Speichervorrichtung, welches schematisch in 2 gezeigt und dort als Ganzes mit 74 bezeichnet ist, ist (mindestens) ein Tank 76 vorgesehen, welcher grundsätzlich die gleiche Gestalt hat wie oben anhand des ersten Ausführungsbeispiels 10 beschrieben. In einem Innenraum 78 dieses Tanks ist eine erste Kammer 80 und eine zweite Kammer 82 gebildet.
Zwischen der ersten Kammer 80 und der zweiten Kammer 82 ist eine erste Trennwand 84 angeordnet und eine zweite Trennwand 86 angeordnet. Die erste Trennwand 84 ist fest, d. h. unbeweglich und die zweite Trennwand 86 ist beweglich angeordnet (auf die gleiche Weise wie oben anhand des ersten Ausführungsbeispiels 10 beschrieben), so daß über die Stellung der zweiten Trennwand 86 das Volumenverhältnis von Aufnahmeräumen der beiden Kammern 80 und 82 variabel einstellbar ist.
Eine Transporteinrichtung 88 zum Transport von Speichermedium zwischen den Kammern 80 und 82 ist in die erste Trennwand 84 integriert. Diese umfaßt dazu einen oder eine Mehrzahl von Kanälen 90. Solche Kanäle 90 erstrecken sich zwischen einer die erste Kammer 80 begrenzenden Seite 92 der ersten Trennwand 84 und einer die zweite Kammer 82 begrenzenden Seite 94 der ersten Trennwand 84. Beispielsweise sind, wenn eine Mehrzahl von Kanälen 90 vorgesehen ist, diese im wesentlichen parallel und quer und insbesondere senkrecht zu einer Schwenkachse 96 der zweiten Trennwand 86 angeordnet.
Der zweiten Trennwand 86 ist ein Antrieb zugeordnet, über den die Bewegung der Trennwand 86 direkt angetrieben ist. Die zweite Trennwand 86 wirkt dadurch als Pumpe, über die sich Speichermedium durch die Kanäle 90 der ersten Trennwand 84 durchtreiben läßt. Der Antrieb ist insbesondere außerhalb eines Aufnahmeraums für Speichermedium des Tanks 76 angeordnet. Ein Beispiel der Anordnung eines Antriebs wird untenstehend im Zusammenhang mit dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Es ist ferner eine interne Wärmeübertragungseinrichtung 98 mit einem in die erste Trennwand 84 integrierten Wärmeübertrager 100 vorgesehen. Durch die Trennwand 84 läßt sich Arbeitsmedium durchführen. Diese weist dazu mindestens einen Einkopplungsanschluß 102 für Arbeitsmedium und mindestens einen Auskopplungsanschluß 104 für Arbeitsmedium auf.
Der Wärmeübertrager 100 ist so ausgebildet, daß Arbeitsmedium in der Trennwand 84 durch diejenigen Bereiche 106 führbar ist, in denen die Kanäle 90 gebildet sind.
Wenn über die Kanäle 90 der Transporteinrichtung 88 in einer Richtung 108 heißes Speichermedium aus der ersten Kammer 80 in die zweite Kammer 82 transportiert wird, dann kann dadurch Arbeitsmedium, welches durch den Wärmeübertrager 100 der ersten Trennwand 84 geführt wird, Wärme aus dem heißen Speichermedium aufnehmen. Das Speichermedium kühlt sich dabei ab, so daß thermisch entladenes Speichermedium in die zweite Kammer 82 befördert wird.
Wie oben beschrieben, wird der Durchtransport von Speichermedium durch die erste Trennwand 84 durch die angetriebene Bewegung der zweiten Trennwand 86 bewirkt. Die Volumenänderung der ersten Kammer 80 ist dabei umgekehrt proportional zur Volumenänderung der zweiten Kammer 82, da eine Entleerung der ersten Kammer 80 direkt proportional zu einer Befüllung der zweiten Kammer 82 ist.
Umgekehrt läßt sich Speichermedium thermisch aufladen, wenn kaltes Speichermedium aus der zweiten Kammer 82 durch die Kanäle 90 hindurch in die erste Kammer 80 transportiert wird und dabei in dem Wärmeübertrager 100 über durchgeführtes Arbeitsmedium aufgeheizt wird.
Ansonsten funktioniert die Speichervorrichtung 74 wie oben anhand der Speichervorrichtung 10 beschrieben.
Bei der Speichervorrichtung 74 ist kein externer Wärmeübertrager vorgesehen, sondern der Wärmeübertrager 100 ist in dem Innenraum 78 des Tanks 76 angeordnet. Dadurch lassen sich Wärmeverluste minimieren, da insbesondere keine Zuleitungen und Ableitungen für Speichermedium entleert werden müssen, wenn die Speichervorrichtung nicht in Betrieb ist. Außerdem müssen keine zusätzlichen Rohrleitungen und dergleichen vorgesehen werden; beispielsweise sind üblicherweise als Speichermedium eingesetzte Salze korrosiv und es ist ein entsprechend höherer Mehraufwand für Dichtungen und Strömungsarmaturen notwendig, wenn das Speichermedium geführt wird.
Durch die Integration des Wärmeübertragers 100 in die feste Trennwand 84 ist die Zuführung und Abführung von Arbeitsmedium erleichtert.
Es ist grundsätzlich auch möglich, wie anhand eines dritten Ausführungsbeispiels beschrieben, welches in den 3 und 4 gezeigt und dort mit 110 bezeichnet ist, daß eine bewegliche Trennwand 112 eine Wärmeübertragereinrichtung 114 mit einem Wärmeübertrager 116 aufweist. Die bewegliche Trennwand 112 ist dabei grundsätzlich so ausgebildet wie die feste Trennwand 84 des zweiten Ausführungsbeispiels 74 mit dem Unterschied, daß diese jetzt um eine Achse 118 schwenkbar bzw. drehbar ist. Eine für Speichermedium undurchlässige Trennwand ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel fest angeordnet, während die für Speichermedium undurchlässige Trennwand 86 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel 74 beweglich ist.
Ein Tank 122 der Speichervorrichtung 110 weist eine insbesondere zylindrische Außenwand 124 auf und ein Innenraum des Tanks 122 ist ähnlich wie oben anhand der anderen Ausführungsbeispiele beschrieben in eine erste Kammer 126 (für heißes Speichermedium) und in eine zweite Kammer 128 (für kaltes Speichermedium) unterteilt.
Oberhalb eines Flüssigkeitspegels 130 (4) des Speichermediums ist ein Antrieb 132 für die bewegliche Trennwand 112 angeordnet. Der Antrieb 132 umfaßt beispielsweise einen Motor 134, welcher fest an der beweglichen Trennwand 112 sitzt. Dieser treibt beispielsweise ein Zahnrad 136 an, welches in einen Zahnkranz 138 eingreift. Dieser Zahnkranz sitzt oberhalb des Flüssigkeitspegels 130 an der Außenwand 174 in einen Innenraum 140 des Tanks 122 weisend. Er erstreckt sich über einen gesamten Innenumfang der Außenwand 174. An diesem Zahnkranz 138 kann sich das Zahnrad 136 abstützen, um eine Schwenkbewegung der beweglichen Trennwand 112 innerhalb des Innenraums 140 durchführen zu können und damit wiederum das Volumenverhältnis der ersten Kammer 126 und der zweiten Kammer 128 einstellen zu können und einen Transport von Speichermedium zwischen den ersten Kammern 126 und 128 anzutreiben.
Es sind auch weitere Möglichkeiten für die Ausbildung und Anordnung eines Antriebs denkbar. Beispielsweise kann ein direkter Schwenkantrieb vorgesehen sein, welcher an oder in der Nähe der Achse 118 angeordnet ist.
Wenn über die bewegliche Trennwand 112 der Wärmeübertrager 116 bewegt wird, dann ist dadurch die Möglichkeit gegeben, daß der Wärmeübertrager 116 auch durch erstarrtes Speichermedium hindurchbeweglich ist und dieses aufschmelzen kann.
Durch die Anordnung des Antriebs 132 außerhalb des Flüssigkeitspegels 130 ist gewährleistet, daß der Kontakt zwischen Speichermedium, welches korrosiv sein kann, und dem Antrieb 132 minimiert ist.
Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung kann beispielsweise im Zusammenhang mit solarthermischen Kraftwerken eingesetzt werden. Insbesondere läßt sie sich einsetzen, um thermische Energie auf einem Temperaturniveau oberhalb von 100°C zu speichern (der Temperaturbereich solarthermischer Kraftwerke liegt zwischen ca. 200°C und 600°C). Durch die erfindungsgemäße Lösung, insbesondere bei den Ausführungsbeispielen 74 und 110, lassen sich auch Speichermedien mit höherer Viskosität einsetzen (die sonst nur mit erhöhtem Energieaufwand durch Rohrleitungen transportiert werden können).

Claims

Speichervorrichtung für thermische Energie, umfassend mindestens einen Tank (12; 76; 122) für fließfähiges Speichermedium, wobei der mindestens eine Tank (12; 76; 122) mindestens eine erste Kammer (22; 80; 126) für Speichermedium, welches zur Wärmeabgabe vorgesehen ist, und eine zweite Kammer (24; 82; 128) für Speichermedium, welches zur Wärmeaufnahme vorgesehen ist, aufweist, und wobei das Verhältnis der Volumina der ersten Kammer (22; 80; 126) und der zweiten Kammer (24; 82; 128) variabel einstellbar ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Volumina der ersten Kammer (22; 80; 12) und der zweiten Kammer (24; 82; 128) so einstellbar ist, daß bei Volumenvergrößerung der einen Kammer das Volumen der anderen Kammer abnimmt.
Speichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Volumina der ersten Kammer (22; 80; 126) und der zweiten Kammer (24; 82; 128) derart einstellbar ist, daß bei Volumenvergrößerung der einen Kammer eine proportionale Volumenverringerung der anderen Kammer erfolgt.
Speichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Tank (12; 76; 122) mindestens eine bewegliche Wand (32; 86; 112) aufweist, durch deren Stellung das Volumen der ersten Kammer (22; 80; 126) und/oder der zweiten Kammer (24; 82; 128) einstellbar ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine bewegliche Wand (32; 86; 112) drehbar oder schwenkbar ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehachse oder Schwenkachse (40; 96; 118) mit einer Tankachse (30) zusammenfällt.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens einen beweglichen Wand (32; 86; 112) ein Antrieb (132) zugeordnet ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (132) außerhalb von Aufnahmeräumen für Speichermedium angeordnet ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kopplungseinrichtung (138), an welche der Antrieb (132) koppelt, außerhalb von Aufnahmeräumen für Speichermedium angeordnet ist.
Speichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Tank (12; 76; 122) einen zylindrischen Innenraum (20; 78; 140) aufweist, in welchem die erste Kammer (22; 80; 126) und die zweite Kammer (24; 82; 128) gebildet sind.
Speichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Kammer (22; 80; 126) und der zweiten Kammer (24; 82; 128) eine bewegliche Trennwand (32; 86; 112) angeordnet ist.
Speichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Kammer (22; 80; 126) und der zweiten Kammer (24; 82; 128) eine unbewegliche Trennwand (30; 84; 120) angeordnet ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagereinrichtung (38) für die bewegliche Trennwand (32) an einer unbeweglichen Trennwand (30) angeordnet ist.
Speichervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transporteinrichtung (46; 88) zum Transport von Speichermedium zwischen den Kammern (22, 24; 80, 82; 126, 128) vorgesehen ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmeübertragungseinrichtung (56; 98; 114) zur Wärmeübertragung zwischen einem Arbeitsmedium und dem Speichermedium an die Transporteinrichtung (46; 88) gekoppelt ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Wärmeübertrager (58) der Wärmeübertragungseinrichtung (56) außerhalb des mindestens einen Tanks (12) angeordnet ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Wärmeübertrager (100; 116) innerhalb des mindestens einen Tanks (76; 122) angeordnet ist.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (46) mindestens ein Rohr (48) aufweist mit einer Mündung (50) in die erste Kammer (22) und einer Mündung (52) in die zweite Kammer (24).
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Pumpe (54) an die Transporteinrichtung (46) gekoppelt ist.
Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (72) über einen oder mehrere Kanäle (90) in einer Trennwand (84; 112) zwischen der ersten Kammer (80; 126) und der zweiten Kammer (82; 128) ausgebildet ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trennwand (84; 112) ein Wärmeübertrager (100; 116) zur Wärmeübertragung zwischen einem Arbeitsmedium und dem Speichermedium integriert ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (84) unbeweglich in dem Tank (76) angeordnet ist.
Speichervorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (112) beweglich gelagert ist.
Verwendung der Speichervorrichtung für thermische Energie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche zur Speicherung sensibler Wärme.
Verwendung der Speichervorrichtung für thermische Energie gemäß einem der vorangehenden Ansprüche in einem solarthermischen Kraftwerk.
Verfahren zur Speicherung von thermischer Energie mittels eines fließfähigen Speichermediums, bei welchem Speichermedium, welches zur Wärmeabgabe vorgesehen wird, und Speichermedium, welches zur Wärmeaufnahme vorgesehen wird, in einem gemeinsamen Tank in unterschiedlichen Kammern aufgenommen wird und das Volumen von Aufnahmeräumen der Kammern in Abhängigkeit der gespeicherten oder zu speichernden Wärmemenge eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der Kammern umgekehrt proportional verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenänderung durch Bewegung einer Trennwand zwischen den Kammern erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß Speichermedium zur Wärmeaufnahme oder Wärmeabgabe zwischen den Kammern transportiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Speichermedium in dem Tank im wesentlichen gleich gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß beim Transport von Speichermedium zwischen den Kammern ein Wärmeübertragungsvorgang mit einem Arbeitsmedium durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeübertragungsvorgang außerhalb des Tanks erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wärmeübertragungsvorgang innerhalb des Tanks erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß Speichermedium zwischen den Kammern durch eine Trennwand zwischen den Kammern transportiert wird.