DE102006003982B4 - Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind turbines, and apparatus for storing electrical energy - Google Patents

Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind turbines, and apparatus for storing electrical energy Download PDF

Info

Publication number
DE102006003982B4
DE102006003982B4 DE102006003982.3A DE102006003982A DE102006003982B4 DE 102006003982 B4 DE102006003982 B4 DE 102006003982B4 DE 102006003982 A DE102006003982 A DE 102006003982A DE 102006003982 B4 DE102006003982 B4 DE 102006003982B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cavern
electrical energy
brine
turbine
salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102006003982.3A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102006003982A1 (en
Inventor
Patentinhaber gleich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102006003982.3A priority Critical patent/DE102006003982B4/en
Publication of DE102006003982A1 publication Critical patent/DE102006003982A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102006003982B4 publication Critical patent/DE102006003982B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00—Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/13—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy
    • F03D9/14—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy using liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/28—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

Verfahren zum Speichern elektrischer Energie, insbesondere von durch Windkraftanlagen erzeugter elektrischer Energie, vorzugsweise im räumlichen Bereich der Windkraftanlagen, in Form von potentieller Energie, bei dem die elektrische Energie zum Antrieb wenigstens einer Pumpe (5) eingesetzt wird, mit der Salzlauge aus dem Bodenbereich einer Kaverne in einem Salzstock in eine zweite, höher gelegene Kaverne im Salzstock durch einen Siphon (14) hindurch gehoben wird, und bei dem die Salzlauge bei einem Zurückfließen in den Bodenbereich der ersten Kaverne durch zumindest eine mit wenigstens einem Generator verbundene Turbine geführt wird, wobei ein Luftausgleich zwischen beiden Kavernen ermöglicht wird.Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind power plants, preferably in the spatial area of the wind power plants, in the form of potential energy, in which the electrical energy is used to drive at least one pump (5) with the brine from the bottom area of a Cavern in a salt dome is lifted into a second, higher-lying cavern in the salt dome through a siphon (14), and in which the brine is led through at least one turbine connected to at least one generator when it flows back into the bottom region of the first cavern an air balance between the two caverns is made possible.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Speichern elektrischer Energie, insbesondere von durch Windkraftanlagen erzeugter elektrischer Energie, vorzugsweise im räumlichen Bereich der Windkraftanlagen, in Form von potentieller Energie. Die Erfindung betrifft des weiteren eine Vorrichtung zum Speichern elektrischer Energie, umfassend zumindest eine Pumpe für Salzlauge, vorzugsweise zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens.The invention relates to a method for storing electrical energy, in particular generated by wind turbines electrical energy, preferably in the spatial area of the wind turbines, in the form of potential energy. The invention further relates to a device for storing electrical energy, comprising at least one pump for brine, preferably for carrying out the aforementioned method.

Die Anforderung, elektrische Energie zu speichern, besteht häufig. Der Energieverbrauch in einem räumlichen Gebiet schwankt. Eine Schwankung ist beispielsweise über den Tagesablauf gegeben, in dem z. B. morgens und abends viele Privatanwender elektrische Energie benötigen oder bestimmte Industriebetriebe zu definierten Zeiten Energiemengen benötigen. Es treten sogenannte Lastspitzen auf.The requirement to store electrical energy often exists. The energy consumption in a spatial area fluctuates. A variation is given for example about the daily routine in which z. For example, many private users require electrical energy in the mornings and evenings, or certain industries require energy at defined times. There are so-called load peaks.

Ein weiteres Problem ist, dass mit einigen Energieerzeugern nicht kontinuierlich elektrische Energie erzeugt werden kann. Ein Beispiel dafür sind Windkraftanlagen, die bei guten Windverhältnissen elektrische Energie erzeugen können, aber bei Windstille keine Energie erzeugen. Häufig wird bei guten Windverhältnissen soviel elektrische Energie erzeugt, die aufgrund des Betriebes der anderen Energieerzeuger nicht sinnvoll genutzt werden kann.Another problem is that with some power generators, continuous electrical energy can not be generated. An example of this are wind turbines, which can generate electrical energy in good wind conditions, but do not generate energy when there is no wind. Frequently, in good wind conditions, so much electrical energy is generated that can not be meaningfully used due to the operation of the other energy producers.

Aus der DE 195 13 817 A1 ist ein Pumpspeicherwerk bekannt, das untere und obere Speicherbecken in einer bestehenden oder ausgeräumten Braunkohlelagerstätte aufweist. In der DE 201 21 214 U1 ist ein Wasserkraftwerk beschrieben, das ein unter Tage angeordnetes geschlossenes Bauwerk vorsieht.From the DE 195 13 817 A1 a pumped storage plant is known which has lower and upper reservoirs in an existing or cleared brown coal deposit. In the DE 201 21 214 U1 is described a hydroelectric power plant, which provides a closed building arranged underground.

Diese bekannten Vorrichtungen nutzen ausgeräumte Bergwerke oder schaffen neue künstliche Bauwerke unter Tage. In Salzstöcken können derartige Räume ausgebildet werden, ohne dass künstliche Bauwerke einzubringen sind oder Bergwerksaktivitäten zu unternehmen sind. Eine Kaverne in einem Salzstock kann durch Spülen hergestellt werden.These known devices use excavated mines or create new artificial structures underground. In salt mines, such spaces can be formed without the need for artificial structures or mining activities. A cavern in a salt dome can be made by rinsing.

In der WO 93/06 367 A1 wurden Hohlräume in Salzstöcken für Flüssigkeitsansammlungen benutzt, diese wurden dann aber über die Oberfläche geführt, um mit Gasspeichern zusammen zu arbeiten. Auch andere Gasspeicher in Salzstöcken sind bekannt geworden, in diesen wird beispielsweise Luft komprimiert.In the WO 93/06 367 A1 cavities in bricks were used for fluid retention, but these were then routed across the surface to work with gas reservoirs. Other gas storage in salt mines have become known, in this example, air is compressed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem vorhandenen Salzstock in der Nähe von in flachem Gelände installierten Windkraftanlagen eine Möglichkeit zu schaffen, erzeugte elektrische Energie insbesondere von Windkraftanlagen in großem Umfang auf preiswerte Weise zu speichern. Darüber hinaus soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mit der dieses Verfahren durchführbar ist.The invention has for its object to provide in an existing salt dome in the vicinity of wind turbines installed in flat terrain a way to save generated electrical energy in particular of wind turbines on a large scale in a cost effective manner. In addition, a device is to be created with which this method is feasible.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß zunächst durch ein Verfahren gelöst, bei dem die elektrische Energie zum Antrieb wenigstens einer Pumpe eingesetzt wird, mit der Salzlauge aus dem Bodenbereich einer Kaverne in einem Salzstock in eine zweite, höher gelegene Kaverne im Salzstock durch einen Siphon hindurch gehoben wird, und Salzlauge bei einem Zurückfließen in den Bodenbereich der ersten Kaverne durch zumindest eine mit wenigstens einem Generator verbundene Turbine geführt wird, wobei ein Luftausgleich zwischen beiden Kavernen ermöglicht wird. Die Erfindung bezieht sich nicht auf bestehende oder ehemalige Bergbauanlagen.This object is inventively achieved first by a method in which the electrical energy is used to drive at least one pump, is lifted with the brine from the bottom of a cavern in a salt dome in a second, higher cavern in the salt dome through a siphon, and brine, when flowing back into the bottom area of the first cavern, is passed through at least one turbine connected to at least one generator, allowing air equalization between the two caverns. The invention does not relate to existing or former mining facilities.

Überschüssige elektrische Energie kann zum Antrieb von Pumpen eingesetzt werden, um eine Flüssigkeit anzuheben. Die elektrische Energie wird dadurch in eine potentielle Energie umgewandelt, da die Flüssigkeit aufgrund ihrer Schwerkraft wieder in ein tieferes Niveau zurückfließen kann und die von der Flüssigkeit bei diesem Zurückfließen bereitgestellte Kraft durch Turbinen und Generatoren ausgenutzt werden kann. Eine derartige Speicherung von elektrischer Energie ist durch Pumpspeicherwerke in bergigen Gegenden bekannt.Excess electrical energy can be used to drive pumps to lift a liquid. The electrical energy is thereby converted into a potential energy, since the liquid can flow back to a lower level due to its gravity and the power provided by the liquid during this backflow can be utilized by turbines and generators. Such storage of electrical energy is known by pumped storage plants in mountainous areas.

Die Erfindung schlägt aber nun vor, eine derartige Pumpspeicheranlage in einem Salzstock im Bereich von Windkraftanlagen in flachem Gelände anzuordnen, die regelmäßig im Küstenmeer, z. B. in der Nordsee, in Meeresnähe oder im Flachland stationiert sind oder werden. Um in diesem flachen Gelände eine derartige Pumpspeicheranlage zu installieren, schlägt die Erfindung vor, ein unteres Becken eines Pumpspeicherwerkes in dem Bodenbereich einer Kaverne in einem Salzstock anzuordnen. Erdkrustenhöhlen dieser Art sind tiefe geologische Hohlraum-Formationen, beispielsweise künstliche Kavernen, die nach Ausnutzung von Salzlagerstätten in der Erdkruste geschaffen wurden. Insbesondere in flachen Gegenden, z. B. im Norden Deutschlands, sind durch Salzstöcke die geologischen Voraussetzungen für die preiswerte Schaffung von Kavernen gegeben. Derartige Kavernen haben große Volumen, so dass entsprechend große Flüssigkeitsvolumen eingesetzt werden können. Durch das Anheben einer Flüssigkeit in die zweite, höher gelegene Kaverne können somit elektrische Energien einer Vielzahl von Energieerzeugern, z. B. Windkraftanlagen, zwischengespeichert werden. Die Wände des Salzstocks können gegen ein weiteres Lösen von Salz mit einer Auskleidung versehen sein.However, the invention now proposes to arrange such a pumped storage plant in a salt dome in the area of wind turbines in flat terrain, regularly in the territorial sea, z. B. in the North Sea, near the sea or in the lowlands or are. In order to install such a pumped storage system in this flat terrain, the invention proposes to arrange a lower basin of a pumped storage plant in the bottom area of a cavern in a salt dome. Earth crustal caves of this type are deep geological cavities formations, such as artificial caverns, which were created after exploitation of salt deposits in the earth's crust. Especially in flat areas, z. In northern Germany, for example, the geological conditions for the inexpensive creation of caverns are given by salt dikes. Such caverns have large volumes, so that correspondingly large volumes of liquid can be used. By lifting a liquid in the second, higher cavern can thus electrical energy of a variety of energy producers, eg. As wind turbines are cached. The walls of the salty stick may be lined against further dissolution of salt.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass Salzlauge eingesetzt wird. Eine derartige Salzlauge hat insbesondere dann, wenn sie gesättigt ist, eine höhere Dichte als z. B. Wasser. Mit einer derartigen Flüssigkeit können entsprechende Kräfte auf die Leitschaufeln einer Turbine übertragen werden, mit der dann der Generator angetrieben wird. Bei einem Zurückfließen der Flüssigkeit in den Bodenbereich der ersten Kaverne wird somit die potentielle Energie dieser Flüssigkeit wieder in elektrische Energie umgesetzt. Dieses Zurückfließen in den Bodenbereich kann gezielt ausgelöst werden, nämlich zu einem Zeitpunkt, wenn Lastspitzen der Verbraucher abzudecken sind oder wenn bei Windstille keine Energie mit Windkraftanlagen erzeugt werden kann.According to the invention, it is provided that brine is used. Such a brine, especially when saturated, has a higher density than z. B. water. With such a liquid corresponding forces can be transmitted to the vanes of a turbine, with which then the generator is driven. When the liquid flows back into the bottom region of the first cavern, the potential energy of this liquid is thus converted back into electrical energy. This backflow into the floor area can be triggered specifically, namely at a time when load peaks of the consumer are covered or when no wind energy can be generated with wind turbines.

Für die Aufnahme der Flüssigkeit im höheren Niveau wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die unterhalb der Erdoberfläche angeordnete zweite Kaverne im Salzstock eingesetzt. Das gesamte Verfahren wird unterhalb der Erdoberfläche durchgeführt, so dass es von der Umgebung nicht wahrgenommen wird. In der zweiten Kaverne abgeschiedene Salzkristalle können dabei abgeführt werden. Die abgeführten Salzkristalle können einer wirtschaftlichen Verwertung zugeführt werden.For receiving the liquid at a higher level, the second cavity arranged below the earth's surface in the salt dome is used according to the method of the invention. The entire process is carried out below the earth's surface so that it is not perceived by the environment. In the second cavern deposited salt crystals can be removed. The discharged salt crystals can be supplied for economic recovery.

Die vorrichtungsseitige Lösung der Aufgabe, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die Pumpe in einer Halteeinrichtung gehalten ist, welche Anschlagmittel zum Anschlagen im Bereich einer Kaverne in einem Salzstock aufweist, dass sie wenigstens eine Turbine umfasst und dass die Turbine etwa auf der Höhe des Boden der Kaverne angeordnet ist, dass sie ein Flüssigkeitsleitungssystem umfasst, welches zwischen einer zweiten Kaverne auf einem höheren Niveau im Salzstock und der Turbine verlaufend angeordnet ist, wobei zwischen der ersten Kaverne und der zweiten Kaverne zumindest eine Luftausgleichsleitung verlaufend angeordnet ist, wobei das Flüssigkeitsleitungssystem im Bereich der zweiten Kaverne einen Siphon aufweist.The device-side solution of the object, for which independent protection is claimed, is characterized in that the pump is held in a holding device which has stop means for striking in the region of a cavern in a salt dome, that it comprises at least one turbine and that the turbine is arranged approximately at the level of the bottom of the cavern that it comprises a liquid line system which is arranged between a second cavern at a higher level in the salt dome and the turbine running, wherein between the first cavity and the second cavity at least one air equalization line is arranged to extend , wherein the liquid line system has a siphon in the region of the second cavity.

Die Pumpe zum Pumpen der Salzlauge aus dem Bodenbereich der Kaverne in die auf dem höheren Niveau angeordnete zweite Kaverne wird somit etwa auf der Höhe des Bodens der ersten Kaverne angeordnet. Damit erfolgt die Anordnung tief, so dass die Pumpe der Salzlauge unmittelbar zugeordnet ist. Auf ihrem Weg von dem Bodenbereich der Salzlauge zu der zweiten Kaverne kann die Salzlauge auch mit mehreren Pumpen bewegt werden. Die elektrische Energie für den Antrieb der Pumpen wird beispielsweise von Windkraftanlagen bereitgestellt, wenn diese z. B. bei Starkwinden eine überschüssige Energie produzieren, die angeschlossen im Netz keine aktuelle Verwendung findet.The pump for pumping the brine from the bottom region of the cavern into the second cavern arranged at the higher level is thus arranged approximately at the level of the bottom of the first cavern. Thus, the arrangement is deep, so that the pump is directly associated with the brine. On its way from the bottom area of the brine to the second cavern, the brine can also be moved with several pumps. The electrical energy for the drive of the pump is provided for example by wind turbines, if these z. B. in strong winds produce excess energy that is connected to the network no current use.

Die Turbine ist möglichst tief angeordnet, um eine möglichst hohe Fallhöhe der Salzlauge für den Antrieb der Turbine zu gewährleisten. Pumpe und Turbine können ein und dasselbe Bauteil sein.The turbine is arranged as low as possible in order to ensure the highest possible drop height of the brine for the drive of the turbine. Pump and turbine can be one and the same component.

Für den Fall der Salzlauge wird dabei vorzugsweise ein Leitungssystem verwendet, das als Teil der Vorrichtung zwischen der zweiten Kaverne auf dem höheren Niveau und der Turbine verlaufend in der ersten Kaverne angeordnet ist.In the case of the brine, a piping system is preferably used, which is arranged as part of the device between the second cavern at the higher level and the turbine running in the first cavern.

Nach der Erfindung ist zwischen den Kavernen zumindest eine Luftausgleichsleitung verlaufend angeordnet. Fließt Flüssigkeit aus der zweiten Kaverne in die erste Kaverne oder umgekehrt, so muss Luft ausweichen, diese ausweichende Luft wird über die Luftausgleichsleitung in die zweite Kaverne bzw. die erste Kaverne eingeführt, aus der die Flüssigkeit abfließt. Dabei kann vorgesehen sein, dass in die Luftausgleichsleitung zumindest eine Luftturbine eingesetzt ist, um der durch die Luftausgleichsleitung fließenden Luft Energie entnehmen zu können.According to the invention, at least one air compensation line is arranged running between the caverns. If liquid flows from the second cavern into the first cavern or vice versa, air must escape, this evasive air is introduced via the air equalization line into the second cavern or the first cavern, from which the liquid flows. It can be provided that in the air equalization line at least one air turbine is used to remove the air flowing through the air equalization line air can.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Flüssigkeitsleitungssystem im Bereich des Beckens noch einen Siphon auf. Durch den Siphon ist in das Flüssigkeitsleitungssystem eine Sperre eingebracht, welche ein unkontrolliertes Zurückfließen von Flüssigkeit aus der zweiten Kaverne in die erste Kaverne verhindert. Das Zurückfließen kann bewusst eingeleitet werden, dazu kann der Siphon eine Pumpe und einen Absperrschieber aufweisen.In the device according to the invention, the liquid line system still has a siphon in the region of the basin. Through the siphon a barrier is introduced into the liquid line system, which prevents uncontrolled backflow of liquid from the second cavity into the first cavern. The backflow can be initiated deliberately, this can the siphon have a pump and a gate valve.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine Vertikalschnittansicht eines Salzstockes, in den eine Vorrichtung zum Speichern elektrischer Energie eingebaut ist.An embodiment of the device according to the invention is shown in the drawing. The sole figure shows a vertical sectional view of a salt dome, in which a device for storing electrical energy is installed.

In den Salzstock 1 im Erdbereich 2 ist bei dem Ausführungsbeispiel in 1 jeweils ein Unterbecken 3 angebracht. Dieses Unterbecken 3 bildet eine erste Kaverne aus.In the salt dome 1 in the earth area 2 is in the embodiment in 1 one lower basin each 3 appropriate. This sub basin 3 forms a first cavern.

Im Höhenbereich des Unterbeckens 3 ist in einer separaten Bauwerkshöhle 4 eine Kombination aus Pumpe 5 und Turbine angeordnet. Durch die Pumpe 5 ist ein Flüssigkeitsleitungssystem 6 geführt.In the height range of the lower basin 3 is in a separate building cave 4 a combination of pump 5 and turbine arranged. Through the pump 5 is a fluid line system 6 guided.

Das Flüssigkeitsleitungssystem 6 führt in dem Ausführungsbeispiel in 1 zu einem Oberbecken 7. Dieses Oberbecken 7 bildet ein Becken auf einem höheren Niveau aus, es wird durch eine zweite Kaverne im Salzstock bereitgestellt. Über das Flüssigkeitsleitungssystem 6 kann mit Hilfe der Pumpe 5 Salzlauge aus dem Unterbecken 3 in das Oberbecken 7 gefördert werden. Zwischen beiden Becken 3 und 5 ist dabei noch eine Luftausgleichsleitung 8 verlaufend angeordnet, durch welche in umgekehrter Fließrichtung zur Fließrichtung der Flüssigkeit in der Flüssigkeitsleitung 6 Luft geführt wird. Das Führen der Luft in der Luftausgleichsleitung 8 führt durch eine Luftturbine 9 hindurch. Weiterhin vorgesehen ist ein Schacht 10 mit einer Schachtleitzentrale 11.The fluid line system 6 leads in the embodiment in 1 to an upper basin 7 , This upper basin 7 Forms a pool at a higher level, it is provided by a second cavern in the salt dome. About the fluid line system 6 can with the help of the pump 5 Brine from the lower basin 3 in the upper basin 7 be encouraged. Between both pelvis 3 and 5 is still an air equalization line 8th extending arranged, through which in the reverse flow direction to the flow direction of the liquid in the liquid line 6 Air is guided. Passing the air in the air equalization pipe 8th leads through an air turbine 9 therethrough. Furthermore, a shaft is provided 10 with a shaft control center 11 ,

Das Flüssigkeitsleitungssystem 6 ist im Bereich des Oberbeckens 7 mit einem Siphon 14 ausgerüstet. Diesem Siphon 14 ist ein Absperrschieber 15 zugeordnet, mit dem das Flüssigkeitsleitungssystem 6 dichtgesetzt werden kann.The fluid line system 6 is in the area of the upper basin 7 with a siphon 14 equipped. This siphon 14 is a gate valve 15 associated with the fluid line system 6 can be sealed.

Claims (7)

Verfahren zum Speichern elektrischer Energie, insbesondere von durch Windkraftanlagen erzeugter elektrischer Energie, vorzugsweise im räumlichen Bereich der Windkraftanlagen, in Form von potentieller Energie, bei dem die elektrische Energie zum Antrieb wenigstens einer Pumpe (5) eingesetzt wird, mit der Salzlauge aus dem Bodenbereich einer Kaverne in einem Salzstock in eine zweite, höher gelegene Kaverne im Salzstock durch einen Siphon (14) hindurch gehoben wird, und bei dem die Salzlauge bei einem Zurückfließen in den Bodenbereich der ersten Kaverne durch zumindest eine mit wenigstens einem Generator verbundene Turbine geführt wird, wobei ein Luftausgleich zwischen beiden Kavernen ermöglicht wird.Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind power stations, preferably in the spatial area of the wind power stations, in the form of potential energy, in which the electrical energy for driving at least one pump ( 5 ) is used, with the brine from the bottom area of a cavern in a salt dome in a second, higher-lying cavern in the salt dome by a siphon ( 14 ) is passed through, and in which the brine is guided in a backflow into the bottom region of the first cavity by at least one turbine connected to at least one generator, wherein an air balance between the two caverns is made possible. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzlauge gesättigt ist.A method according to claim 1, characterized in that the brine is saturated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Aufnahme der Salzlauge im höheren Niveau die unterhalb der Erdoberfläche angeordnete zweite Kaverne eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that for receiving the brine in the higher level, the second cavity arranged below the earth's surface is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Kaverne abgeschiedene Salzkristalle abgeführt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second cavern deposited salt crystals are removed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Erdkrustenhöhle gegen ein Herauslösen von Salz aus ihnen mit einer Auskleidung versehen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the walls of the Erdkrustenhöhle are provided against a dissolution of salt from them with a lining. Vorrichtung zum Speichern elektrische Energie, insbesondere von durch Windkraftanlagen erzeugter elektrischer Energie, vorzugsweise im räumlichen Bereich der Windkraftanlagen, in Form von potentieller Energie, umfassend zumindest eine Pumpe für Salzlauge, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (5) in einer Halteeinrichtung gehalten ist, welche Anschlagmittel zum Anschlagen im Bereich einer Kaverne in einem Salzstock aufweist, dass sie wenigstens eine Turbine umfasst und dass die Turbine etwa auf der Höhe des Bodens der Kaverne angeordnet ist, dass sie ein Flüssigkeitsleitungssystem umfasst, welches zwischen einer zweiten Kaverne (7) auf einem höheren Niveau im Salzstock und der Turbine verlaufend angeordnet ist, wobei zwischen der ersten Kaverne und der zweiten Kaverne (7) zumindest eine Luftausgleichsleitung (8) verlaufend angeordnet ist, das Flüssigkeitsleitungssystem im Bereich der zweiten Kaverne (7) einen Siphon (14) aufweist.Device for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind turbines, preferably in the spatial area of the wind power plants, in the form of potential energy, comprising at least one pump for brine, preferably for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, characterized that the pump ( 5 ) is held in a holding device, which has stop means for striking in the region of a cavern in a salt dome, that it comprises at least one turbine and that the turbine is arranged approximately at the level of the bottom of the cavern, that it comprises a liquid conduit system, which between a second cavern ( 7 ) is arranged at a higher level in the salt dome and the turbine, wherein between the first cavern and the second cavern ( 7 ) at least one air equalization line ( 8th ) is arranged running, the liquid line system in the region of the second cavern ( 7 ) a siphon ( 14 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Luftausgleichsleitung (8) zumindest eine Luftturbine (9) eingesetzt ist.Apparatus according to claim 6, characterized in that in the air equalization line ( 8th ) at least one air turbine ( 9 ) is used.
DE102006003982.3A 2006-01-27 2006-01-27 Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind turbines, and apparatus for storing electrical energy Active DE102006003982B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006003982.3A DE102006003982B4 (en) 2006-01-27 2006-01-27 Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind turbines, and apparatus for storing electrical energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006003982.3A DE102006003982B4 (en) 2006-01-27 2006-01-27 Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind turbines, and apparatus for storing electrical energy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006003982A1 DE102006003982A1 (en) 2007-08-02
DE102006003982B4 true DE102006003982B4 (en) 2014-06-12

Family

ID=38268167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006003982.3A Active DE102006003982B4 (en) 2006-01-27 2006-01-27 Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind turbines, and apparatus for storing electrical energy

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006003982B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017010933B4 (en) 2017-11-23 2019-06-06 Bernhard Piekorz Pumpspeicherwerk

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007056772B4 (en) * 2007-11-23 2011-07-21 Vattenfall Europe New Energy GmbH, 22297 Pumped storage hydroelectric power station
DE102007062502A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 Becker, Eberhard, Dipl.-Ing. Wind turbine for producing electric current, has rotor for driving water pump, generator for driving drive unit, and pressurized water container including water inlet connected with pump, where water passes to drive unit through pump
DE102008020987B4 (en) * 2008-04-25 2011-06-09 Vattenfall Europe New Energy Gmbh Pumped storage cavern power plant with a natural body of water as upper reservoir
DE102008058825A1 (en) * 2008-11-25 2010-05-27 Petros, Ompaintou, Dr. Green energy source, particularly natural energy drive for use as output source, is assembled with multiple energy sources for generating force, where force is increased to generate more power
DE102010010701A1 (en) * 2010-03-08 2011-09-08 Eisenwerk Wittigsthal Gmbh Energy storage system for use as pump storage power station, has fluid line, which connects upper and lower liquid storage unit, where upper and lower liquid storage units with liquid line and fluid line form closed system
DE102011052873A1 (en) * 2011-04-19 2012-10-25 Hydroprojekt Ingenieurgesellschaft mbH Pumped storage plant in a body of water
DE102011050032A1 (en) * 2011-05-02 2012-11-08 Hansjörg Schechner Wind turbine and device for generating electrical energy with such a wind turbine
DE102011051305B4 (en) * 2011-06-24 2015-11-26 TECSOL GmbH pumped storage power plant
DE102011115606B4 (en) * 2011-09-27 2016-05-19 Manfred Bremicker Underwater pump storage power plant
US11920550B2 (en) * 2019-11-15 2024-03-05 Hans Gude Gudesen Solution mined cavity system
NL2027210B1 (en) * 2020-12-23 2022-07-20 Tree Energy Solutions B V Energy storage system

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2628454A1 (en) * 1976-06-22 1978-01-05 Klaus Prof Dr Wagener Basin for marine cultivation system - has solar powered pump maintaining high water level with exhaust water flowing through turbines which drive generators
DE2948062A1 (en) * 1979-11-29 1981-06-04 Josef 8429 Ihrlerstein Dechant Wind-driven power unit - has high level hydraulic pump operating low level water pump to lift water to hydroelectric basin
DE3640470A1 (en) * 1986-05-06 1987-11-12 Cioptia Peter Ecological electrical power source
WO1993006367A1 (en) * 1991-09-25 1993-04-01 Grupping Arnold A system for subterranean storage of energy
US5389821A (en) * 1992-11-20 1995-02-14 Gtm Batiment Et Travaux Publics, Societe Anonyme Drainwater/sewage treatment installation for producing electrical power and for regulating a hydraulic flow
DE19513817A1 (en) * 1995-04-12 1996-10-17 Ursula Siol Pumped storage plant for electrical power generation
DE20121214U1 (en) * 2000-06-13 2002-07-25 Chatzigrigoriou Nicolas Hydroelectric power station
DE10229390A1 (en) * 2001-09-25 2003-04-24 Thomas Nikolaus Wind power machine has wind-powered rotor element driving hydraulic pumps either directly or indirectly, e.g. connected to rotor by regulator depending on rotor element power

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2628454A1 (en) * 1976-06-22 1978-01-05 Klaus Prof Dr Wagener Basin for marine cultivation system - has solar powered pump maintaining high water level with exhaust water flowing through turbines which drive generators
DE2948062A1 (en) * 1979-11-29 1981-06-04 Josef 8429 Ihrlerstein Dechant Wind-driven power unit - has high level hydraulic pump operating low level water pump to lift water to hydroelectric basin
DE3640470A1 (en) * 1986-05-06 1987-11-12 Cioptia Peter Ecological electrical power source
WO1993006367A1 (en) * 1991-09-25 1993-04-01 Grupping Arnold A system for subterranean storage of energy
US5389821A (en) * 1992-11-20 1995-02-14 Gtm Batiment Et Travaux Publics, Societe Anonyme Drainwater/sewage treatment installation for producing electrical power and for regulating a hydraulic flow
DE19513817A1 (en) * 1995-04-12 1996-10-17 Ursula Siol Pumped storage plant for electrical power generation
DE20121214U1 (en) * 2000-06-13 2002-07-25 Chatzigrigoriou Nicolas Hydroelectric power station
DE10229390A1 (en) * 2001-09-25 2003-04-24 Thomas Nikolaus Wind power machine has wind-powered rotor element driving hydraulic pumps either directly or indirectly, e.g. connected to rotor by regulator depending on rotor element power

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017010933B4 (en) 2017-11-23 2019-06-06 Bernhard Piekorz Pumpspeicherwerk

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006003982A1 (en) 2007-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006003982B4 (en) Method for storing electrical energy, in particular electrical energy generated by wind turbines, and apparatus for storing electrical energy
EP2773866B1 (en) Units and methods for energy storage
EP2776705B1 (en) Pumped-storage power plant
EP2486988B1 (en) Subterranean water management system for mines and method of operating this water management system
DE102011107835A1 (en) Pumped-storage power plant installed in e.g. landscape, has lower reservoirs that are arranged in salt dome
WO2021005016A1 (en) Method for constructing a pumped storage power plant in a ground depression, in particular in an open-cast mine
DE102019118726B4 (en) Method for the provisional use of an at least partially constructed lower reservoir for an underwater pumped storage power plant
DE102011012261A1 (en) Electric power storing device for storage tank power plant, recovers potential energy generated by emptying tank into surrounding waters using pump devices under application of electric energy, during filling of tank
DE102013019776B3 (en) Deep shaft pumped storage power plant (TS.PSKW)
EP2549021B1 (en) Pump storage power plant and method for its production
DE102014000811A1 (en) High speed pump-storage power plant for storage of electric power, installed at e.g. large lake, has open mining pit that is divided into upper and lower storage regions by vertical concrete dam according to hydraulic flow
EP3683438B1 (en) Pump storage unit in a body of water and method of operation
EP2725143B1 (en) Pump storage device for energy storage
DE202014009299U1 (en) Pumpspeicherwerk
WO2016027149A1 (en) Energy generation from a double wellbore
DE102008007169A1 (en) Mine for use with equipment for use as power plant, power plant requirement or pump water power plant, has water pipeline system and water reservoir for water retention for water supply for electricity production by hydraulic power
DE102012011739A1 (en) Hydraulic power storage device i.e. pumped-storage power plant, for use in mining industry to store and convert potential water energy into electrical power, has flowpath arranged within turbine, and connecting upper and lower storage units
CN108979280A (en) Close hole Mine Roadway storage tank farm, oil storage method and construction method
DE102013020984A1 (en) Steel hollow body systems as a pumped storage plant
DE102014002691A1 (en) Steel hollow body systems as pumped storage tank improvements
DE102009054364B4 (en) Storage power plant with cave water in combination with wind power to obtain demand-dependent electrical energy
DE102018117388A1 (en) Pumped storage power plant and method for building a pumped storage power plant
DE19720700A1 (en) Electrical energy storage method using potential energy
DE102004025769A1 (en) Mechanism for river infrastructure modernization has partition wall and sluice gates which open when water level in river rises above danger level to supply excess water to hydro-electric power plant through pipeline
WO2023174549A1 (en) Pumped-storage power plant

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R409 Internal rectification of the legal status completed
R409 Internal rectification of the legal status completed
R020 Patent grant now final
R020 Patent grant now final

Effective date: 20150313