DE102007006512B4 - Method and device for energy storage and for controlled, low-loss heat energy conversion - Google Patents
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Abstract
Emissionsfreies und zyklisches, geschlossenes Verfahren zum Speichern von Energie, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Zuführen einer Wärmeenergie Q von einem ersten beliebigen Wärmereservoir zu einem Wärmekollektor; b) Separieren eines Speichermediums in mindestens zwei Komponenten mittels der zugeführten Wärmeenergie Q; c) Abgabe einer Wärmemenge, enthaltend den Entropieterm an ein zweites Wärmereservoir, das eine niedrigere Temperatur als das erste Wärmereservoir aufweist; d) Speichern der übrigen Energie in Form der mindestens zwei separierten Komponenten bzw. Arbeitsmedien; e) Aufbau einer Druckdifferenz zwischen den separierten Komponenten, wobei durch Erwärmen über den Siedepunkt einer Komponente sich der Druckunterschied erhöhen lässt; f) Entspannung der verdampften Komponente in einem Energiewandler, vorzugsweise einer Dampfmaschine oder einer Dampfturbine; g) Kondensation der verdampften Komponente in der zweiten Komponente des Speichermediums, wodurch die Kondensationswärme und die Lösungswärme freigesetzt werden; h) Verwendung der Kondensationswärme und der Lösungswärme bei der Erwärmung der zwei separierten Komponenten bei Schritt e); und i) Zurückführung des rekombinierten Speichermediums zum Wärmekollektor bei Schritt a); j) Nutzung der nach Schritt d) gespeicherten Energie in Form von Wärme durch Zurückführung der separierten Komponenten wobei als Speichermedium ein geeignetes dynamisches reversibles Gleichgewichtssystem verwendet wird.An emission-free and cyclic closed-loop method of storing energy, characterized in that the method comprises the steps of: a) supplying a heat energy Q from a first arbitrary heat reservoir to a heat collector; b) separating a storage medium into at least two components by means of the supplied heat energy Q; c) releasing an amount of heat containing the Entropieterm to a second heat reservoir having a lower temperature than the first heat reservoir; d) storing the remaining energy in the form of the at least two separated components or working media; e) establishing a pressure difference between the separated components, wherein by heating above the boiling point of a component, the pressure difference can be increased; f) relaxing the vaporized component in an energy converter, preferably a steam engine or a steam turbine; g) condensing the vaporized component in the second component of the storage medium, thereby liberating the heat of condensation and the heat of solution; h) using the heat of condensation and the heat of solution in the heating of the two separated components in step e); and i) returning the recombined storage medium to the heat collector at step a); j) Use of the energy stored after step d) in the form of heat by recycling the separated components using a suitable dynamic reversible equilibrium system as the storage medium.
Description
GEGENSTAND DER ERFINDUNGSCOPE OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Verfahren zur Energiespeicherung und zur gesteuerten Wärmeenergieumwandlung sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren und Vorrichtungen zur Energiespeicherung bei der Gewinnung erneuerbarer Energien, wie z. B. Solar- und Windenergie, um überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf wieder freizugeben, sowie zur Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie bzw. elektrische Arbeit. Dabei wird Wärmeenergie aus beliebigen Wärmequellen verwendet, wobei auch alternative Energien bzw. Energiequellen zum Einsatz kommen können. Die Temperatur der Wärmequelle kann dabei auch unterhalb des Gefrierpunkts des Wassers liegen, insofern ein weiteres, kälteres Wärmereservoir zur Verfügung steht.The present invention generally relates to methods of energy storage and controlled thermal energy conversion, and to apparatus for performing these methods. In particular, the invention relates to methods and devices for energy storage in the production of renewable energy, such. As solar and wind energy to store excess energy and release it again when needed, as well as for the conversion of heat energy into mechanical energy or electrical work. In this case, heat energy from any heat sources is used, whereby alternative energy or energy sources can be used. The temperature of the heat source can also be below the freezing point of the water, insofar as another, colder heat reservoir is available.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Energie wird heutzutage aus fossilen Brennstoffen (Erdöl, Erdgas, Kohle), aus Kernenergie, Wasserkraft oder auch aus den sogenannten regenerativen Energien (Windenergie, Solarenergie, Biogas, Erdwärme usw.) ”gewonnen”. Kraftfahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge werden fast ausschließlich mit fossilen Brennstoffen betrieben. Bei der sogenannten regenerativen Energiegewinnung ist eine kontinuierliche Energieentnahme nicht gewährleistet, wie beispielsweise im Fall von Stürmen und Windflauten bei Windkraftwerken oder im Fall von trübem Wetter oder Dunkelheit bei Solaranlagen.Today, energy is "extracted" from fossil fuels (oil, natural gas, coal), from nuclear energy, hydropower or even from the so-called regenerative energies (wind energy, solar energy, biogas, geothermal energy, etc.). Motor vehicles, ships and aircraft are almost exclusively powered by fossil fuels. In the so-called regenerative energy production a continuous energy extraction is not guaranteed, such as in the case of storms and wind surges in wind power plants or in the case of cloudy weather or darkness in solar systems.
In modernen Wärmekraftwerken wird Wasserdampf mit hoher Temperatur und hohem Druck erzeugt, der sich dann in einer Dampfmaschine oder Dampfturbine entspannt. Dabei wird Arbeit verrichtet und der Dampf kühlt sich ab.In modern thermal power plants, high temperature, high pressure steam is generated which then relaxes in a steam engine or steam turbine. Work is done and the steam cools down.
Der Wirkungsgrad η einer Wärmekraftmaschine lässt sich folgendermaßen bestimmen: mit
- Tk
- Temperatur des unteren (kalten) Wärmereservoirs bzw. Wärmebehälters
- Tw
- Temperatur des oberen (warmen) Wärmereservoirs bzw. Wärmebehälters.
- T k
- Temperature of the lower (cold) heat reservoir or heat tank
- T w
- Temperature of the upper (warm) heat reservoir or heat tank.
Mit Θk = Tk – 273 = 10°C und Θw = Tw – 273 = 170°C ergibt sich beispielsweise ein theoretischer Wirkungsgrad von 36%. Der Rest (64%) bleibt ungenutzt und fällt als Abwärme an. Bei Vergrößerung der Temperaturdifferenz verbessert sich der Wirkungsgrad; ein Wirkungsgrad von 100% ist jedoch prinzipiell nicht erreichbar. Die eingespeiste Energie E besteht somit aus vollständig umwandelbarer Energie, der sogenannten Exergie EE, und aus nichtumwandelbarer Energie, der sogenannten Anergie EA:
In der Thermodynamik wird statt des Begriffs Anergie EA die Wärmemenge TdS benutzt, die mitunter auch als Entropieterm bezeichnet wird. Die Entropie S beschreibt die Qualitätsminderung von Energie, das aber wenig anschaulich ist, sodass hier weiterhin von Anergie gesprochen werden wird.In thermodynamics, instead of the term anergy E A, the amount of heat TdS is used, which is sometimes also referred to as entropy term. The entropy S describes the reduction in quality of energy, which is not very descriptive, so that here continues to be spoken of anergy.
Wie das vorstehende Beispiel zeigt, ist die Energieumwandlung von Wärme in mechanische Arbeit durch Zwangsanfall von Anergie mit einem schlechten Wirkungsgrad behaftet. Darüber hinaus wird die Umwelt durch beträchtliche Mengen an Kohlendioxid, ggf. Schwefeldioxid, und andere Umweltgifte oder radioaktive Stoffe verschmutzt bzw. geschädigt, die bei der Erzeugung anfallen.As the above example shows, the energy conversion of heat into mechanical work by forcing anergy is associated with poor efficiency. In addition, the environment is polluted or damaged by significant amounts of carbon dioxide, possibly sulfur dioxide, and other environmental toxins or radioactive substances that are generated during production.
Bekannt ist auch die ”chemische Speicherung” von elektrischer Energie, wie das z. B. in Akkumulatoren der Fall ist. Der Bleiakkumulator ist wohl der am weitesten verbreitete elektrische Speicher. Die recht komplexen Elektrodenvorgänge lassen sich vereinfacht folgendermaßen darstellen: Also known is the "chemical storage" of electrical energy, such as the z. B. in accumulators is the case. The lead-acid battery is probably the most widespread electrical storage. The quite complex electrode processes can be simplified as follows:
Technisch wird das Prinzip so umgesetzt, dass eine Bleielektrode und eine Bleidioxid-Elektrode in Schwefelsäure eintauchen. Beim Schließen des Stromkreises wird elektrische Energie frei, die zum Verrichten von Arbeit nutzbar gemacht werden kann (ΔH0 = –506,2 kJ/mol). Es bildet sich unlösliches Blei-(II)-Sulfat. Zur Wiederaufladung muss an die Elektroden eine äußere Spannung von mehr als 0,3588 + 1,6913 = 2,0501 V angelegt werden, um die chemischen Prozesse gemäß den Gleichungen 3 und 4 umzukehren, sodass insgesamt gemäß Gleichung 5 das Bleisulfat wieder in Blei und Bleidioxid verwandelt wird.Technically, the principle is implemented so that a lead electrode and a lead dioxide electrode immersed in sulfuric acid. When closing the circuit, electrical energy is released, which can be harnessed to perform work (ΔH 0 = -506.2 kJ / mol). It forms insoluble lead (II) sulfate. For recharging, an external voltage of more than 0.3588 + 1.6913 = 2.0501 V must be applied to the electrodes to reverse the chemical processes according to equations 3 and 4, so that in total the lead sulphate returns to lead and according to equation 5 Lead dioxide is transformed.
Der Bleiakkumulator erzeugt keine elektrische Energie, d. h. die dem Akkumulator entnommene Energie muss vorher erst als elektrische Energie eingespeist werden. Aufgrund des elektrischen Widerstandes gehen zwangsläufig beträchtliche Mengen an Energie beim Laden und Entladen des Akkumulators verloren.The lead-acid battery does not generate electrical energy, i. H. the energy taken from the accumulator must first be fed in as electrical energy. Due to the electrical resistance, considerable amounts of energy are inevitably lost when charging and discharging the battery.
Mit Ausnahme der Kernenergie sowie der Erdwärme stammt letztendlich jede Energieform, die auf der Erde genutzt wird, unmittelbar oder mittelbar von der Sonne. Jedoch steht die Energie der Sonne nicht kontinuierlich zur Verfügung, denn nachts sowie im Winter muss auf Energiespeichersysteme zurückgegriffen werden.With the exception of nuclear energy and geothermal energy, every form of energy used on Earth ultimately comes directly or indirectly from the sun. However, the energy of the sun is not continuously available, because at night and in winter energy storage systems must be used.
Das
Das
Das
Das
Das
Das
Das
Ziel der Erfindung ist es, eine bedeutende Lücke zur kontinuierlichen Energieabgabe bei Gewinnung erneuerbarer Energie (wie z. B. Solar- und Windenergie) zu schließen, und zwar durch Speicherung überschüssiger Energie, die bei Bedarf wieder freigeben wird, sowie zur Wärmeenergieumwandlung in mechanische bzw. elektrische Arbeit relativ kalter Wärmequellen, die derzeit nicht genutzt werden können.The aim of the invention is to close a significant gap for the continuous release of energy in the production of renewable energy (such as solar and wind energy), by storing excess energy, which will be released when needed, as well as for heat energy conversion into mechanical or Electrical work of relatively cold heat sources that can not be used at present.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Das erfindungsgemäße zyklische und emissionsfreie Verfahren zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie besteht im Wesentlichen darin, durch ein geeignetes dynamisches Gleichgewichtssystem Wärmeenergie zu speichern und/oder in mechanische bzw. elektrische Arbeit umzuwandeln.The cyclic and emission-free method according to the invention for storing energy and converting this energy into mechanical or electrical energy consists essentially of storing thermal energy by means of a suitable dynamic equilibrium system and / or converting it into mechanical or electrical work.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein emissionsfreies und zyklisches Verfahren zum Speichern von Energie bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Zuführen einer Wärmeenergie Q von einem ersten beliebigen Wärmereservoir zu einem Wärmekollektor; b) Separieren eines Speichermediums in mindestens zwei Komponenten mittels der zugeführten Wärmeenergie Q; c) Abgabe einer Wärmemenge, enthaltend den Entropieterm, an ein zweites Wärmereservoir, das eine niedrigere Temperatur als das erste Wärmereservoir aufweist; und d) Speichern der übrigen Energie in Form der mindestens zwei separierten Komponenten, im Text auch Arbeitsmedien genannt.According to a first aspect of the invention there is provided an emission-free and cyclic method of storing energy, the method comprising the steps of: a) supplying a heat energy Q from a first arbitrary heat reservoir to a heat collector; b) separating a storage medium into at least two components by means of the supplied heat energy Q; c) delivering a quantity of heat, including the Entropieterm, to a second heat reservoir, which has a lower temperature than the first heat reservoir; and d) storing the remaining energy in the form of the at least two separated components, also called working media in the text.
Optional kann das Verfahren ferner die folgenden weiteren Schritte umfassen: e) Aufbau einer Druckdifferenz zwischen den separierten Komponenten, wobei durch Erwärmen über den Siedepunkt einer Komponente sich der Druckunterschied erhöhen lässt; f) Entspannung der verdampften Komponente in einem Energiewandler, vorzugsweise einer Dampfmaschine oder eine Dampfturbine; g) Kondensation der verdampften Komponente in der zweiten Komponente des Speichermediums, wodurch die Kondensationswärme und die Lösungswärme freigesetzt werden; h) Verwendung der Kondensationswärme und der Lösungswärme bei der Erwärmung der zwei separierten Komponenten bei Schritt e); und i) Zurückführung des rekombinierten Speichermediums zum Wärmekollektor bei Schritt a); und j) Nutzung der nach Schritt d) gespeicherten Energie in Form von Wärme durch Zurückführung der separierten Komponenten.Optionally, the method may further comprise the following further steps: e) establishing a pressure differential between the separated components whereby heating above the boiling point of a component may increase the pressure differential; f) relaxing the vaporized component in an energy converter, preferably a steam engine or a steam turbine; g) condensing the vaporized component in the second component of the storage medium, thereby liberating the heat of condensation and the heat of solution; h) using the heat of condensation and the heat of solution in the heating of the two separated components in step e); and i) returning the recombined storage medium to the heat collector at step a); and j) using the energy stored after step d) in the form of heat by recycling the separated components.
Eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie (in Kombination mit einem Generator), mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen lässt, umfasst einen Energiesammler (bestehend aus Wärmekollektor und Kondensator), einen Energiespeicher, einen Reaktor und einen Energiewandler. Beim Wärmeübergang vom Wärmekollektor zum Kondensator des Energiesammlers wird die Exergie mit einem Wirkungsgrad gemäß Gl. 1 im Energiespeicher gespeichert.A first device according to the invention for storing energy and for converting this energy into mechanical or electrical energy (in combination with a generator), with which the method according to the invention can be implemented, comprises an energy collector (consisting of heat collector and condenser), an energy store, a reactor and an energy converter. In the heat transfer from the heat collector to the capacitor of the energy collector, the exergy with an efficiency according to Eq. 1 stored in the energy storage.
Eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung gespeicherter Energie in mechanische bzw. elektrische Energie (in Kombination mit einem Generator), mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen lässt, umfasst eine Druckkammer, einen Energiewandler, eine Konzentrierungskammer und eine Verdünnungskammer, die mit der Druckkammer in thermischen Kontakt steht. Die Komponenten sind derart ausgestaltet, angeordnet und über Leitungen miteinander verbunden, dass ein in der Druckkammer erwärmtes erstes Arbeitsmedium im Energiewandler mechanische bzw. elektrische Energie erzeugt, das entspannte erste Arbeitsmedium anschließend in der Verdünnungskammer ein zweites Arbeitsmedium, das aus der Konzentrierungskammer zugeführt wird, verdünnt und die dabei in der Verdünnungskammer freigesetzte Wärmeenergie von dem ersten Arbeitsmedium in der Druckkammer aufgenommen wird.A second device according to the invention for converting stored energy into mechanical or electrical energy (in combination with a generator) with which the method according to the invention can be implemented comprises a pressure chamber, an energy converter, a concentration chamber and a dilution chamber connected to the thermal pressure chamber Contact stands. The components are configured, arranged and connected to one another via lines, such that a first working medium heated in the pressure chamber generates mechanical or electrical energy in the energy converter, then the relaxed first working medium dilutes a second working medium, which is supplied from the concentration chamber, in the dilution chamber and the heat energy released thereby in the dilution chamber is taken up by the first working medium in the pressure chamber.
Eine dritte erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern von Energie und zur Umwandlung dieser Energie in mechanische bzw. elektrische Energie (in Kombination mit einem Generator), mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen lässt, umfasst einen ersten Kreislauf, der aus einer Verdampfungszone, einem Energiewandler, einer Kondensationszone und einer Pumpe besteht, die jeweils über Leitungen miteinander in fluider Kommunikation stehen, sowie einen davon getrennten zweiten Kreislauf. Dieser zweite Kreislauf besteht aus einer Kammer, in der ein endothermer Prozess abläuft, einem Kondensator, einem Reservoir für das erste Speichermedium, einem Wärmetauscher, einem Reservoir für das zweite Speichermedium, einer Kammer, in der ein exothermer Prozess abläuft, einem Verdünnungsreservoir sowie mindestens einer Pumpe, die jeweils über Leitungen miteinander in fluider Kommunikation stehen. Der Wärmetauscher und die Kammer des zweiten Kreislaufs, in der der exotherme Prozess abläuft, stehen dabei jeweils in thermischer Verbindung mit der Kondensationszone bzw. der Verdampfungszone des ersten Kreislaufs. Über die Kammer, in der der endotherme Prozess abläuft, wird dem System Energie zugeführt, während der Kondensator mit dem kalten Wärmereservoir in thermischer Verbindung steht.A third device according to the invention for storing energy and converting this energy into mechanical or electrical energy (in combination with a generator) with which the method according to the invention can be implemented comprises a first circuit comprising an evaporation zone, an energy converter Condensation zone and a pump, which are in fluid communication with each other, and a separate second circuit. This second one Circuit consists of a chamber in which an endothermic process takes place, a condenser, a reservoir for the first storage medium, a heat exchanger, a reservoir for the second storage medium, a chamber in which an exothermic process takes place, a dilution reservoir and at least one pump, each in fluid communication with each other via lines. The heat exchanger and the chamber of the second cycle, in which the exothermic process takes place, are in each case in thermal communication with the condensation zone or the evaporation zone of the first cycle. Through the chamber in which the endothermic process takes place, energy is supplied to the system, while the condenser is in thermal communication with the cold heat reservoir.
Eine vierte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische bzw. elektrische Energie, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren umsetzen lässt, umfasst einen mit einem Bypass verbundenen Kreislauf. Der Kreislauf umfasst eine heiße Zone, eine kalte Zone, einen Wärmetauscher und eine Pumpe, die jeweils über Leitungen miteinander in fluider Kommunikation stehen. Außerdem ist die heiße Zone mit der kalten Zone über einen Bypass verbunden. In diesem Bypass befindet sich ein Energiewandler, der optional einen Generator antreibt.A fourth device according to the invention for converting thermal energy into mechanical or electrical energy, with which the method according to the invention can be implemented, comprises a circuit connected to a bypass. The circuit comprises a hot zone, a cold zone, a heat exchanger and a pump, which are each in fluid communication with each other via lines. In addition, the hot zone is connected to the cold zone via a bypass. In this bypass is an energy converter, which optionally drives a generator.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Kernstück der Erfindung ist ein reversibel arbeitender Energiespeicher. Hierzu eignen sich beispielsweise reversible dynamische Gleichgewichtssysteme bzw. Gleichgewichtsreaktionen, insbesondere mit hoher Wärmetönung. Dem Fachmann ist wohlbekannt, dass bei chemischen Gleichgewichtsreaktionen die Lage des Gleichgewichts durch die Wahl der ”Randbedingungen” beeinflusst werden kann.The core of the invention is a reversible working energy storage. For this purpose, for example, reversible dynamic equilibrium systems or equilibrium reactions, in particular with high heat of reaction are suitable. It is well known to the person skilled in the art that in the case of chemical equilibrium reactions, the position of the equilibrium can be influenced by the choice of the "boundary conditions".
Bei einer Gleichgewichtsreaktion findet neben einem Stoffumsatz auch ein Energieumsatz statt. Erfindungsgemäß wird ein reversibler Vorgang, der mit ausgeprägter Wärmetönung abläuft, als Energiespeicher bzw. Wärmespeicher benutzt. Die Reaktion läuft bis zur Einstellung des Gleichgewichts gerichtet ab, dabei wird Energie frei oder aufgenommen. Im Fall der Energieabgabe spricht man von einem exothermen und im anderen Fall von einem endothermen Vorgang.In an equilibrium reaction takes place in addition to a metabolic rate and an energy conversion. According to the invention, a reversible process, which proceeds with pronounced heat of reaction, is used as energy store or heat store. The reaction proceeds until equilibrium is established, releasing or absorbing energy. In the case of energy release one speaks of an exothermic and in the other case of an endothermic process.
Wird das Gleichgewicht in die endotherme Richtung verlagert, muss von außen Energie zugeführt werden. Wird dagegen keine Energie zugeführt, sinkt die Temperatur des Reaktionsraums. Beim Start der Reaktion hat das Reaktionsgefäß die Temperatur des heißen Wärmereservoirs. Bei einer schnellen endothermen Reaktion kühlt sich das Reaktionsgefäß unter die Umgebungstemperatur ab, und die Reaktion käme zum Stillstand, wenn von der Umgebung keine Energie zugeführt wird. Die Umgebung versucht, die entstandene Asymmetrie auszugleichen, und kühlt sich dabei selbst ab, oder anders ausgedrückt, die Energie der Umgebung wird im Gleichgewichtssystem gespeichert. Diese gespeicherte Energie wird bei der Umkehrung des Prozesses wieder vom System abgegeben. Ist der Zeitpunkt dieser Rückreaktion frei wählbar, dann lässt sich überschüssige Energie, z. B. des Sommerhalbjahres mittels dieser Methode speichern und dann im Winterhalbjahr freisetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet also ein Speichersystem zur Speicherung von Energie, um sie dann bei Bedarf wieder freizugeben. Damit wird eine bedeutende Lücke zur kontinuierlichen Energieversorgung bei der Energiegewinnung durch Sonnen- oder Windkraftwerke geschlossen.If the equilibrium is shifted in the endothermal direction, energy must be supplied from the outside. If, on the other hand, no energy is supplied, the temperature of the reaction space drops. At the start of the reaction, the reaction vessel has the temperature of the hot heat reservoir. In a rapid endothermic reaction, the reaction vessel cools below ambient temperature, and the reaction stops when no energy is supplied by the environment. The environment tries to compensate for the resulting asymmetry, thereby cooling itself off, or in other words, the energy of the environment is stored in the equilibrium system. This stored energy is returned by the system when the process is reversed. If the time of this back reaction is freely selectable, then excess energy, eg. B. the summer half-year using this method and then release in the winter months. Thus, the method according to the invention includes a storage system for storing energy in order to then release it again when needed. This closes a significant gap to the continuous supply of energy from solar or wind power plants.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Der Energiesammler
Der Wärmekollektor
Verdünnungsgleichgewicht z. B.:Dilution equilibrium z. B .:
-
Akonz + LM → Averd + n kJA konz + LM → A verd + n kJ - Akonz A conc
- konzentrierte Lösung von Aconcentrated solution of A
- Averd A verd
- verdünnte Lösung von Adiluted solution of A
- LMLM
- Lösungsmittelsolvent
Beim Energiespeicher
Um beim Beispiel einer Destillation zu bleiben: Dem Speichersystem wird Energie zugeführt, wodurch die Komponente A in die Gasphase übergeht, während die Komponente B in der flüssigen Phase (bestehend aus AB, A und B) zurückbleibt. Weil die Reaktion AB ⇌ A + B eine Gleichgewichtsreaktion ist, wird mit dem Entzug von A das Gleichgewicht gestört, und die Reaktion beginnt bis zur Einstellung neuer Gleichgewichtsbedingungen gerichtet abzulaufen. Mit der Kondensation der Komponente A am Kondensator
Die gespeicherte chemische Energie der beiden separierten Komponenten des Speichersystems wird in einem Wärmewandler, bestehend aus einem Reaktor
Der Reaktor
Beispiel 1: Natronlauge/WasserExample 1: Sodium hydroxide / water
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zunächst am Beispiel Natronlauge erläutert (Speichersystem – Natronlauge/Wasser; Verdünnungsenthalpie ist exotherm):
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der entspannte Wasserdampf über die Leitungen
Der Lösungsvorgang des Wassers in Natronlauge vollzieht sich so schlagartig, dass sich in den Leitungen
Energiebilanz Reaktor:Energy balance reactor:
-
ΔvapH + ΔkondH + ΔsH = –369 kJkg–1 - ΔvapH
- Verdampfungsenthalpie
- ΔkondH
- Kondensationsenthalpie
- ΔsH
- Verdünnungsenthalpie
Δ H vap + Δ + Δ fus H s H = -369 kJkg -1 - Δ vap H
- evaporation
- Δcond H
- condensation enthalpy
- Δ s H
- Verdünnungsenthalpie
Der Energiebetrag von 369 kJkg–1 wird in Arbeit umgewandelt. Die Verdampfungsenthalpie und die Kondensationsenthalpie sind unter gleichen Bedingungen betragsidentisch mit umgekehrtem Vorzeichen.The energy amount of 369 kJkg -1 is converted into work. The enthalpy of vaporization and the enthalpy of condensation are identical under the same conditions with the opposite sign.
Die verdünnte Natronlauge wird ausgetauscht, wenn ihr Siedepunkt unter 170°C sinkt, denn dann kann kein Wasser mehr in dieser Natronlauge kondensieren, sondern sie beginnt selbst zu sieden. Die heiße verdünnte Natronlauge fließt durch einen Wärmeaustauscher
Der verdünnten Natronlauge wird mittels Wärmekollektor
Der Temperaturunterschied zwischen Wärmekollektor und Kondensator gibt nach Gl. 1 den Wirkungsgrad η der Carnot-Maschine an. Beispielsweise erhält man mit Θk = 10°C und Θw = 200°C einen theoretischen Wirkungsgrad von ca. 40%.The temperature difference between the heat collector and the condenser is given by Eq. 1 the efficiency η of the Carnot machine. For example, with Θ k = 10 ° C and Θ w = 200 ° C, a theoretical efficiency of about 40% is obtained.
Weil die Temperatur im Reaktor
Zur Nutzung kälterer Wärmequellen gibt es zwei Möglichkeiten, nämlich eine Druckerniedrigung oder die azeotrope Destillation. Selbstverständlich führt die Verwendung kälterer Wärmequellen zu einer Senkung des Wirkungsgrads.There are two options for using colder heat sources, namely a reduction in pressure or azeotropic distillation. Of course, the use of colder heat sources leads to a reduction in the efficiency.
Da es sich um eine geschlossene Apparatur handelt, muss die Wärmeumwandlung nicht zwangsläufig bei Normaldruck (1013 mbar) durchgeführt werden. Durch Druckveränderung lässt sich der Siedepunkt der Natronlauge der Temperatur der Wärmequelle anpassen. Zum Beispiel verschiebt sich der Siedepunkt der Natronlauge von 240°C bei Normaldruck auf ca. 90°C bei 10 mbar. Ebenfalls verschieben sich der Siedepunkt des Wassers (auf ca. 20°C) und die Temperatur im Reaktor
Durch Zugabe eines inerten, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittels werden ebenfalls kalte Wärmequellen nutzbar. Toluol ist ein solches Lösungsmittel. Wasser und Toluol bilden zwei Phasen, wobei nur ca. 0,1% Wasser in der Toluolphase und ebenfalls nur ca. 0,1% Toluol in der Wasserphase löslich sind. Das Toluol-Wasser-Azeotrop siedet mit 85°C und besteht aus 79.8% Toluol und 20,2% Wasser. Dieses Azeotrop kondensiert am Kondensator, es bilden sich schnell zwei Phasen. Während das Toluol zur verdünnten Natronlauge in den Wärmekollektor zurückgeführt wird, wird das Wasser in einem separaten Behälter gesammelt oder in die Verdampfungskammer (Reaktor) geleitet.By adding an inert, water-immiscible solvent also cold heat sources can be used. Toluene is one such solvent. Water and toluene form two phases, with only about 0.1% water in the toluene phase and also only about 0.1% toluene are soluble in the water phase. The Toluene-water azeotrope boils at 85 ° C and consists of 79.8% toluene and 20.2% water. This azeotrope condenses on the capacitor, two phases quickly form. As the toluene is returned to the dilute caustic soda in the heat collector, the water is collected in a separate vessel or sent to the vaporization chamber (reactor).
Die Kombination eines Vakuums und der azeotropen Destillation ermöglicht die Nutzung von Wärmequellen mit einer Temperatur von nur 40°C. Der theoretische Wirkungsgrad sinkt hier auf 9% (mit Θk = 10°C), jedoch stehen viel mehr Wärmereservoire mit dieser Temperatur zur Verfügung als mit 200°C und höher. Darüber hinaus wird primär die Energie in Form von Natronlauge und Wasser gespeichert, das bedeutet, dass die Destillation oder besser nur die Energiespeicherung mit dem theoretischen Wirkungsgrad von 9% behaftet ist. Bei der folgenden Umwandlung der gespeicherten Energie in mechanische bzw. elektrische Arbeit ist der theoretische Wirkungsgrad 100% (praktisch wird der Wirkungsgrad durch die verwendeten Pumpen und durch Reibung ein wenig geschmälert). Denn die gesamte erfindungsgemäße Verrichtung ist eine Carnot-Maschine, deren Wirkungsgrad sich nach Gl. 1 bestimmt. Beide Wärmereservoire befinden Sie im Energiesammler
Energiebilanz Energiesammler Azeotrope Destillation:Energy Balance Energy Collector Azeotropic Distillation:
Energiebilanz Wärmekollektor:Energy balance heat collector:
-
QAufnahme = ΔsH + (ΔvapHTol + ΔvapHH₂O)Wärmekollektor Q intake = Δ s H + (Δ vap H Tol + Δ vap H H₂O ) heat collector
Energiebilanz Kondensator:Energy balance capacitor:
-
QAbgabe = –(ΔkondHTol + ΔkondHH₂O)Kondensator Q output = - (Δ kond H Tol + Δ kond H H₂O ) capacitor
Energiebilanz Energiesammler:Energy balance energy collector:
-
QAufnahme = ΔsH + QAbgabe Q absorption = Δ s H + Q delivery -
QSpeicherung = ΔsH - ΔvapH
- Verdampfungsenthalpie
- ΔkondH
- Kondensationsenthalpie
- ΔsH
- Verdünnungsenthalpie
- Q
- Wärme
Q storage = Δ s H - Δ vap H
- evaporation
- Δcond H
- condensation enthalpy
- Δ s H
- Verdünnungsenthalpie
- Q
- warmth
Der Energiebetrag ΔvapHTol + ΔvapHH₂O wird an das kalte Wärmereservoir abgegeben. Mit der Abtrennung des Wassers wird die Natronlauge aufkonzentriert und damit die Lösungsenthalpie gespeichert. Die konzentrierte Natronlauge wird dem Kreislauf wieder zugeführt. Um den geschlossenen Kreislauf zu komplettieren, wird auch das Wasser zurückgeführt.The amount of energy Δ vap H Tol + Δ vap H H₂O is delivered to the cold heat reservoir. With the separation of the water, the sodium hydroxide solution is concentrated and thus stored the solution enthalpy. The concentrated sodium hydroxide solution is returned to the circulation. To complete the closed cycle, the water is returned.
Gesamtenergiebilanz:Total energy balance:
-
W = QAufnahme – (ΔvapHTol + ΔvapHH₂O)Kondensator = ΔsHW = Q recording - (Δ vap H Tol + Δ vap H H₂O ) capacitor = Δ s H
Im Rahmen der bisherigen Beschreibung ist das Wasser sowohl Arbeitsmedium als auch Reaktionsteilnehmer. Diese beiden Funktionen können von verschiedenen Substanzen übernommen werden. Ein Mehrkreislaufsystem, in dem das Wasser nur die Funktion eines Reaktionsteilnehmers übernimmt, ist in
Das Wasser stellt das Arbeitsmedium in dem oberen Kreislauf dar, der aus einer Verdampfungszone
Der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Während das Einkreislaufsystem, d. h. die erfindungsgemäße Vorrichtung in
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Beispiel 2: Schwefelsäure/WasserExample 2: sulfuric acid / water
Das erfindungsgemäße Verfahren wird jetzt am Beispiel des Systems Schwefelsäure/Wasser erläutert (Speichersystem – Schwefelsäure/Wasser; Verdünnungsenthalpie ist exotherm):
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist wiederum die in
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der entspannte Wasserdampf über die Leitungen
Analog zum Beispiel Natronlauge/Wasser wird auch hier ein Inertgas eingefüllt, um eine permanente Gasblase in den Leitungen
- ΔvapH
- Verdampfungsenthalpie
- ΔkondH
- Kondensationsenthalpie
- ΔsH
- Verdünnungsenthalpie
- Δ vap H
- evaporation
- Δcond H
- condensation enthalpy
- Δ s H
- Verdünnungsenthalpie
Der Energiebetrag von 972 kJkg–1 wird in Arbeit umgewandelt. Die Verdampfungsenthalpie und die Kondensationsenthalpie sind unter gleichen Bedingungen betragsidentisch mit umgekehrtem Vorzeichen.The energy amount of 972 kJkg -1 is converted into work. The enthalpy of vaporization and the enthalpy of condensation are identical under the same conditions with the opposite sign.
Die verdünnte Schwefelsäure wird ausgetauscht, wenn deren Siedepunkt unter 170°C sinkt, denn dann kann kein Wasser mehr in dieser Schwefelsäure kondensieren, sondern sie beginnt selbst zu sieden. Die heiße verdünnte Schwefelsäure fließt durch den Wärmetauscher
Analog zum Beispiel 1 (Natronlauge/Wasser) ist mittels Druckänderung und azeotroper Destillation auch der Einsatz kalter Wärmequellen möglich.Analogously to Example 1 (caustic soda / water), the use of cold heat sources is possible by means of pressure change and azeotropic distillation.
Beispiel 3: Ammoniak/Wasser Example 3: Ammonia / water
Das erfindungsgemäße Verfahren wird jetzt am Beispiel des Systems Ammoniak-Wasser erläutert (Speichersystem – Ammoniak/Wasser; Lösungsenthalpie ist exotherm):
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist wiederum die in
Die konzentrierte Ammoniak-Lösung wird im Energiesammler
Auch in diesem Beispiel wird zusätzlich ein Inertgas eingefüllt, um eine permanente Gasblase in den Leitungen
- ΔvapH25
- Verdampfungsenthalpie bei 25°C
- ΔkondH25
- Kondensationsenthalpie bei 25°C
- ΔSolH
- Lösungsenthalpie
- Δ vap H 25
- Evaporation enthalpy at 25 ° C
- Δ cond H 25
- Condensation enthalpy at 25 ° C
- Δ Sol H
- of solution
Das Gleichgewichtssystem Ammoniak/Wasser kann auch mit der in
Der Wirkungsgrad η dieser Wärmekraftmaschine lässt sich analog zu Gl. 1 bestimmen. Mit diesem Verfahren lässt sich keine Energie speichern, sondern nur umwandeln.The efficiency η of this heat engine can be analogous to Eq. 1 determine. With this method can not save energy, but only convert.
Neben den in den vorstehenden Beispielen angeführten Gleichgewichtssystemen enthält die Tabelle 2 weitere Beispiele für exotherme Gleichgewichtssysteme.
Beispiel 4: Lösen von chemischen Verbindungen in Lösungsmitteln mit positiver LösungsenthalpieExample 4: Dissolution of Chemical Compounds in Solvents with Positive Solution Enthalpy
Das erfindungsgemäße Verfahren wird jetzt am Beispiel des Lösens von Kaliumnitrat (KNO3) in Wasser und einem separaten Arbeitsmedium (z. B. Dichlormethan) erläutert (Speichersystem – Kaliumnitrat-Wasser/Acetonitril; Lösungsenthalpie ist endotherm; die Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit von Kaliumnitrat in Wasser ist in Tabelle 3 wiedergegeben):
Tabelle 3: Temperaturabhängigkeit der Löslichkeit von Kaliumnitrat in Wasser Table 3: Temperature dependence of the solubility of potassium nitrate in water
Zur Durchführung des Verfahrens lassen sich die in den
Im oberen Kreislauf befindet sich das Arbeitsmedium, eine leicht verdampfbare Flüssigkeit, z. B. Dichlormethan. Der obere Kreislauf ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus der Verdampfungszone
Der untere Kreislauf besteht aus der Kammer
Durch den Acetonitrilzusatz gelingt es, das Kaliumnitrat aus der wässrigen Lösung zu entfernen und damit die gespeicherte Energie freizusetzen, denn der Lösevorgang von Kaliumnitrat in Wasser ist endotherm, weshalb bei der Reaktionsumkehrung, der Ausfällung des gelösten Salzes, die Lösungsenthalpie wieder frei wird.By adding acetonitrile, it is possible to remove the potassium nitrate from the aqueous solution and thus release the stored energy, because the dissolution process of potassium nitrate in water is endothermic, which is why the reaction enthalpy, the precipitation of the dissolved salt, the solution enthalpy is free again.
Die Kammer
Der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Bei weiterer Erwärmung der Kaliumnitratlösung verbessert sich die Löslichkeit des Salzes und damit wird Energie in der Kaliumnitratlösung gespeichert.Upon further heating of the potassium nitrate solution, the solubility of the salt improves and thus energy is stored in the potassium nitrate solution.
Um die gespeicherte Energie wieder freizusetzen, wird die konzentrierte Kaliumnitratlösung mit dem beim endothermen Prozess anfallenden Acetonitril verdünnt. Dabei fällt das Kaliumnitrat schlagartig aus, und es kommt zur Energieabgabe an die über die Kammer
Die kaliumnitratarme Wasser-Acetonitril-Mischung wird im Gegenstrom zu der Zuleitung mit konzentrierter Kaliumnitrat-Lösung in die Kammer
Neben dem, in dem vorstehenden Beispiel angeführten Gleichgewichtssystem enthält die Tabelle 4 weitere Beispiele für endotherme Gleichgewichtssysteme.In addition to the equilibrium system given in the preceding example, Table 4 contains further examples of endothermic equilibrium systems.
Durch Ausfällen des Salzes mit einem beliebigen organischen Lösungsmittel, wie z. B. Aceton, Alkohole, Nitroalkane, Tetrahydrofuran, Dioxan usw., wird die gespeicherte Energie der konzentrierten Salzlösungen freigesetzt, wobei die konzentrierte Salzlösung als Lösungsmittel Wasser oder ein anderes Solvents enthält.
Beispiel 5: In einer Flüssigkeit gelöstes Gas als ArbeitsmediumExample 5: Gas dissolved in a liquid as a working medium
Zur Durchführung dieses Beispiels lässt sich die in der
Der untere Kreislauf ist ausführlich hinsichtlich der Beispiele 1 und 4 vorstehend erläutert worden. Im oberen Kreislauf befindet sich das Arbeitsmedium, ein in einer Flüssigkeit gelöstes Gas, z. B. das System Kohlendioxid gelöst in Aceton bzw. das System Methan gelöst in n-Pentan oder das Gleichgewichtssystem Distickstofftetroxid/Stickstoffdioxid gelöst in Nitroethan. Am Siedepunkt des Lösungsmittels (Aceton, n-Pentan, Nitroethan) sind die Gase (Kohlendioxid, Methan, Stickstoffdioxid) schlecht löslich. Bei Abkühlung verbessert sich die Löslichkeit der Gase in der Flüssigkeit. Nahe am Festpunkt der Flüssigkeit lösen sich Gase am besten.The lower cycle has been explained in detail with respect to Examples 1 and 4 above. In the upper circuit is the working fluid, dissolved in a liquid gas, eg. As the system carbon dioxide dissolved in acetone or the system methane dissolved in n-pentane or the equilibrium dinitrogen tetroxide / nitrogen dioxide dissolved in nitroethane. At the boiling point of the solvent (acetone, n-pentane, nitroethane), the gases (carbon dioxide, methane, nitrogen dioxide) are poorly soluble. Upon cooling, the solubility of the gases in the liquid improves. Close to the fixed point of the liquid, gases dissolve best.
Der obere Kreislauf ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus der heißen Zone
Von den beschriebenen Systemen stellt das Gleichgewichtssystem Distickstofftetroxid/Stickstoffdioxid eine Besonderheit dar:
Im flüssigen und im festen Aggregatzustand liegt praktisch nur Distickstofftetroxid (Fp: –9,3°C Kp: 21.15°C) vor, das in die doppelte Anzahl Mole Stickstoffdioxid thermisch dissoziiert (über 21.15°C bei Normaldruck) und dadurch eine besonders vorteilhafte Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht. Dieser Vorgang ist vollständig umkehrbar, so dass in der heißen Zone
Weil die Wärmetönung der Gleichgewichtssysteme Methan/Pentan, Kohlendioxid/Aceton und Distickstofftetroxid/Stickstoffdioxid/Nitroethan im Vergleich zu den anderen beschriebenen Gleichgewichtssystemen (z. B. Ammoniak/Wasser) gering ist, ist man bei deren Anwendung auf eine kontinuierliche Energiezufuhr oder einen externen erfindungsgemäßen Energiespeicher angewiesen. Der entscheidende Vorteil dieser Gleichgewichtssysteme ist jedoch der niedrige Festpunkt der Lösungsmittel Aceton (Fp: –94,7°C Kp: 56.05°C), Pentan (–129,67°C Kp: 36.06°C) und Nitroethan (Fp: –89,5°C Kp: 114.0°C). Dadurch lassen sich Energiespeichersysteme, deren Temperatur unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegt, mit gutem Wirkungsgrad nutzen.Because the heat of the equilibrium systems methane / pentane, carbon dioxide / acetone and dinitrogen tetroxide / nitrogen dioxide / nitroethane is low compared to the other described equilibrium systems (eg ammonia / water), their application to a continuous energy supply or an external invention Energy storage instructed. The decisive advantage of these equilibrium systems, however, is the low fixed point of the solvents acetone (mp: -94.7 ° C b.p .: 56.05 ° C), pentane (-129.67 ° C b.p .: 36.06 ° C) and nitroethane (mp: -89 , 5 ° C bp: 114.0 ° C). As a result, energy storage systems whose temperature is below the freezing point of the water can be used with good efficiency.
In den kalten Regionen der Erde stehen zugefrorene Meere, Seen oder auch Grundwasser mit einer Temperatur um den Gefrierpunkt des Wassers als „warme” Wärmereservoire zur Verfügung. Die Außentemperatur liegt häufig weit darunter. Dieser Wärmeübergang ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß
Nachstehend wird die Energiespeicherkapazität der Gleichgewichtssysteme Natronlauge/Wasser (Beispiel 1) und Wasser/Ammoniak (Beispiel 3) betrachtet. In energiearmer Zeit, z. B. im Winter, nachts oder auch bei Windflauten, kann Energie, die in der konzentrierten Natronlauge bzw. im flüssigen Ammoniak gespeichert ist, durch Verdünnen mit Wasser entnommen werden.
- MG
- Molare Masse
- M G
- Molar mass
Tabelle 5: Verhältnis der Energieinhalte Table 5: Ratio of energy contents
Natürlich sind die Speicherkapazitäten von Natronlauge und Ammoniak im Vergleich zu klassischen Energieträgern geringer (siehe Tabelle 5). Es bedarf der 23-fachen Menge Natronlauge bzw. 4,7-fachen Menge Ammoniak, um den Energieinhalt von Braunkohle zu speichern. Für Vergaserkraftstoff liegt das Verhältnis bei 127:1 (Natronlauge) bzw. 26:1 (Ammoniak). Jedoch sind die Verbrennungsprozesse klassischer Energieträger nicht umkehrbar. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Vorgänge reversibel sind. Im Gegensatz zu einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, das an der Ampel mit laufendem Motor Kraftstoff verbraucht, füllt ein Fahrzeug mit einem ”Natronlaugemotor” den Energiespeicher, z. B. durch Sonnenenergie, auf. Es sei hier erwähnt, dass Personenkraftwagen statistisch gesehen im zeitlichen Mittel nur 1 Stunde täglich bewegt werden. Auch während deren Standzeit steht die Fläche dieser Fahrzeuge zur Aufnahme von Energie, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens speicherbar ist, zur Verfügung.Of course, the storage capacities of caustic soda and ammonia are lower compared to conventional energy sources (see Table 5). It requires 23 times the amount of sodium hydroxide or 4.7 times the amount of ammonia to store the energy content of lignite. For carburetor fuel, the ratio is 127: 1 (sodium hydroxide solution) or 26: 1 (ammonia). However, the combustion processes of classical energy sources are irreversible. A particular advantage of the method according to the invention is that the processes are reversible. In contrast to a vehicle with an internal combustion engine, which consumes fuel at the traffic light with the engine running, a vehicle with a "soda lye engine" fills the energy storage, eg. B. by solar energy on. It should be mentioned here that statistically speaking, passenger cars are only moved one hour a day on average. During their lifetime, the surface of these vehicles for receiving energy that can be stored by the method according to the invention is available.
Vorteilhaft ist weiterhin, dass Energie des ”Natronlaugemotors” ständig zur Verfügung steht, sie muss nicht extra aus Bergwerken oder auf Ölfeldern gefördert werden. Außerdem bedarf es keiner weiteren Aufbereitungsprozesse, wie Extraktion, Destillation oder Stoffumwandlungen; die Energie fällt direkt als mechanische Arbeit bzw. in Kombination mit einem Generator als elektrische Energie an. Hier sei betont, dass der ”Natronlaugemotor” von vornherein ein emissionsfreier Motor ist. Er speichert anfallende Wärme in Form eines umkehrbaren Gleichgewichtssystems und wandelt anschließend diese abgespeicherte Energie in mechanische bzw. elektrische Energie um. Es sind alle Energiequellen nutzbar, auch Energiereservoirs niedriger Temperatur. Prinzipiell ist jedes reversible dynamische Gleichgewicht mit einer von Null verschiedenen Wärmetönung als Energiespeicher verwendbar, d. h. man ist auch nicht an das Lösungsmittel und/oder den Reaktionsteilnehmer Wasser gebunden.It is also advantageous that the energy of the "soda lye engine" is constantly available, it does not have to be extracted extra from mines or on oilfields. In addition, no further treatment processes are required, such as extraction, distillation or conversion of materials; the energy is generated directly as mechanical work or in combination with a generator as electrical energy. Here it should be emphasized that the "sodium hydroxide engine" from the outset is an emission-free engine. It stores accumulating heat in the form of a reversible equilibrium system and then converts this stored energy into mechanical or electrical energy. All sources of energy are available, including low-temperature energy reservoirs. In principle, any reversible dynamic equilibrium with a non-zero heat of reaction can be used as an energy store, ie. H. it is also not bound to the solvent and / or the reactant water.
Die Vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Erzeugung mechanischer bzw. elektrischer Energie, das aus einer Kombination folgender Komponenten besteht: Wärmekollektor, Kondensator, Wärmetauscher und einem Speichersystem für Energie, dessen Aufgabe von einem geeigneten reversiblen dynamischen Gleichgewichtsvorgang erfüllt wird, sowie einem Energiewandler, einer Dampfmaschine oder Dampfturbine zur Umwandlung der gespeicherten Energie in Arbeit, wobei die neben der Arbeit anfallende Wärme (Lösungs- und Kondensationswärme) wieder in das Speichersystem zurückgeführt wird.The present invention relates to a system for generating mechanical or electrical energy, which consists of a combination of the following components: heat collector, condenser, heat exchanger and a storage system for energy, the task of which is met by a suitable reversible dynamic equilibrium process, and an energy converter, a steam engine or steam turbine for converting the stored energy into work, wherein the heat generated in addition to the work (solution and condensation heat) is returned to the storage system.
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