DE102009005985A1 - Combined wind energy and heat storage system for use in residential buildings, has wind rotor, heat accumulator filled with heat storage medium, particularly water, and heating generator driven by wind rotor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Windenergie- und Wärmespeichersystem mit einem Windrotor, einem mit einem Wärmespeichermedium, vorzugsweise Wasser, befüllbaren Wärmespeicher und einem vom Windrotor angetriebenen Wärmeerzeuger, wobei Mittel zur Übertragung der vom Wärmeerzeuger freigesetzten Wärmeenergie auf das Wärmespeichermedium im Wärmespeicher vorgesehen sind. Die Erfindung betrifft weiterhin einen für einen Einsatz in einem derartigen System besonders geeigneten Wärmespeicher.The The invention relates to a combined wind energy and heat storage system with a wind rotor, one with a heat storage medium, preferably water, fillable heat storage and a wind rotor driven heat generator, wherein Means for transferring the heat released by the heat generator Heat energy to the heat storage medium in the heat storage are provided. The invention further relates to a for an insert in such a system particularly suitable heat storage.
Ein
kombiniertes Windenergie- und Wärmespeichersystem der oben
genannten Art ist aus der
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kombiniertes Windenergie- und Wärmespeichersystem der genannten Art anzugeben, bei dem der bauliche Aufwand bei der Errichtung besonders gering gehalten ist. Des Weiteren soll ein für diesen Zweck besonders geeigneter Wärmespeicher angegeben werden.From that Based on the object of the invention, a combined Wind energy and heat storage system of the type mentioned specify, in which the construction effort in the establishment especially is kept low. Furthermore, one should be for this purpose particularly suitable heat storage can be specified.
In Bezug auf das Windenergie- und Wärmespeichersystem wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wärmespeicher – zumindest zum größten Teil – oberirdisch aufgestellt ist und eine turmartige oder podestartige Tragkonstruktion für den Windrotor bildet.In Reference to the wind energy and heat storage system is this object is achieved according to the invention by that the heat storage - at least for the largest Part - is placed above ground and a tower-like or podium-like support structure for the wind rotor forms.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine erdgedeckte bzw. unterirdische Aufstellung des Wärmespeichers zwar hinsichtlich der erreichbaren Wärmeisolation besonders günstig ist, dass aber auf der anderen Seite ein erheblicher Aufwand für den Aushub des Erdreiches und für die Errichtung der separaten Tragkonstruktion für den Windrotor erforderlich ist. Erfindungsgemäß bildet nunmehr der Wärmespeicherbehälter selber den Turm bzw. das Podest für den Rotor. Ein großvolumiger Erdaushub am Aufstellungsort ist damit nicht mehr notwendig. Vielmehr genügt ein eher kleinvolumiger Aushub für ein vergleichsweise flaches Fundament, auf dem der Speicherbehälter oberirdisch platziert wird. Des Weiteren muss kein separater Turm oder Gittermast für den Windrotor errichtet werden.The Invention is based on the consideration that a groundcovered or underground installation of the heat accumulator though especially regarding the achievable heat insulation is favorable, but that on the other hand a considerable Expenditure for the excavation of the soil and for the construction of the separate support structure for the wind rotor is required. According to the invention forms now the heat storage tank itself the tower or the pedestal for the rotor. A large-scale excavation at the Site is no longer necessary. Rather, it is enough a rather small-volume excavation for a comparatively flat foundation on which the storage tank above ground is placed. Furthermore, no separate tower or lattice tower be erected for the wind rotor.
Die Aufstellungshöhe des Windrotors ist ein entscheidender Faktor für den Ertrag einer Windkraftanlage, da in höheren Luftschichten die durch Bodenrauigkeit (Bebauung und Flora) hervorgerufenen Turbulenzen wesentlich verringert sind und der Wind gleichmäßiger und stärker weht. Andererseits sollte bei der Höhenauslegung des Wärmespeichers der mit steigender Behältergröße und -höhe überproportional steigende konstruktive Aufwand zur Ableitung der statischen und dynamischen Kräfte nicht außer Acht gelassen und das in energetischer Hinsicht sinnvolle Speichervolumen nicht überschritten werden. Aus diesem Grunde beträgt die Höhe des Wärmespeichers über Grund vorteilhafterweise etwa 3 m bis etwa 20 m. Dazu korrespondieren bei einer im Wesentlichen zylindrischen Behälterform mit Durchmessern von etwa 1 m bis 3 m Speichervolumina von beispielsweise rund 5.000 L bis 50.000 L. Der Windrotor kann entsprechend für eine elektrische Äquivalentleistung (bei einem unterstellten Generatorbetrieb) von – je nach Windstärke – 1.000 W bis 15.000 W ausgelegt sein.The Erection altitude of the wind rotor is a crucial one Factor for the yield of a wind turbine, as in higher Air layers caused by roughness (building and flora) Turbulence is substantially reduced and the wind more even and stronger blowing. On the other hand, should be in the height design the heat accumulator the with increasing tank size and height disproportionately increasing constructive Effort to derive the static and dynamic forces not disregarded and in energy terms meaningful Storage volume should not be exceeded. For this Basically, the height of the heat storage is about Reason advantageously about 3 m to about 20 m. Correspond to this in a substantially cylindrical container shape with Diameters of about 1 m to 3 m storage volumes of, for example around 5,000 L to 50,000 L. The wind rotor can be used accordingly an electrical equivalent power (in an imputed Generator operation) of - depending on the wind force - 1,000 W be designed to 15,000W.
Vorteilhafterweise ist der Wärmespeicher ein vertikal aufgestellter Tank mit einer zylindrischen Mantelfläche aus druckfestem Stahl oder dergleichen, insbesondere Edelstahl, alternativ aus einem Kunststoff. An seinem unteren Ende weist der Tank in zweckmäßiger und bewährter Ausgestaltung einen kuppel- oder kalottenförmigen Boden auf, an seinem oberen Ende einen entsprechenden Deckel.advantageously, is the heat storage a vertically mounted tank with a cylindrical outer surface made of pressure-resistant steel or the like, in particular stainless steel, alternatively made of a plastic. At its lower end, the tank is more convenient and proven design a dome or dome-shaped Ground on, at its upper end a corresponding cover.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst der Stahl- oder Kunststofftank am unteren Ende – gewissermaßen als Verlängerung der zylindrischen Umfassungswand – einen sich über den tiefsten Punkt des Bodens hinaus erstreckenden Auflagering oder Mantelabschnitt, über den sich der Tank auf dem Erdboden oder auf einem Fundament abstützt.In an advantageous development comprises the steel or plastic tank at the bottom - in a sense as an extension the cylindrical enclosure wall - a over the lowest point of the floor extending Auflagering or Sheath section, over which the tank is on the ground or supported on a foundation.
Weiterhin ist bevorzugt im Bereich des Auflageringes ein Ringflansch an den Mantel bzw. den Auflagering angeformt oder mit diesem verschweißt, über dessen Umfang eine Mehrzahl von Widerlagern für im Erdreich oder Fundament verankerte Ankerelemente ausgebildet ist. Beispielsweise können in dem Ringflansch Durchtrittsöffnungen vorgesehen sein, durch die der obere Teil der mit einem Schraubgewinde versehenen Ankerelemente hindurchgesteckt und mit einer Kontermutter oder dergleichen gesichert wird.Farther is preferably in the region of the support ring an annular flange to the Formed shell or the support ring or welded to this, about its circumference a plurality of abutments for in the ground or foundation anchored anchor elements is formed. For example can in the annular flange passages be provided through which the upper part of the screw thread provided anchor elements inserted through and with a lock nut or the like is secured.
Für eine besonders zuverlässige und belastbare Verankerung des Wärmespeichers auf dem Fundament ist der in das Erdreich oder Fundament hineinragende Teil des jeweiligen Ankerelementes zweckmäßigerweise U-förmig ausgebildet und vorteilhafterweise durch einen ins Erdreich oder Fundament eingelassenen Querbolzen gesichert.For a particularly reliable and reliable anchoring of the heat storage on the foundation of the projecting into the soil or foundation part of the respective anchor element expediently U-shaped and advantageously secured by a recessed into the ground or foundation cross bolt.
Zur Bewerkstelligung einer derartigen Verankerung werden zweckmäßigerweise bei noch nicht an seiner Bestimmungposition befindlichem Tankbehälter zunächst die Schraubbolzenabschnitte der Ankerelemente durch die ihnen zugeordneten Durchtrittsöffnungen des Ringflansches hindurch gesteckt und von oben mit jeweils einer Kontermutter provisorisch gesichert. Der so hergerichtete Tankbehälter wird dann beispielsweise mit einem Kran oder dergleichen auf ein vorbereitetes und ausgehärtetes Fundament herabgelassen, welches Aussparungen zur Auf nahme der Ankerelemente aufweist. Nach der Ausrichtung der Ankerelemente werden selbige bevorzugt mit jeweils einem Querbolzen gesichert. Schließlich werden die verbleibenden Zwischenräume in den Aussparungen mit Beton oder einem anderen aushärtenden Gießwerkstoff vergossen, wobei vorteilhafterweise eine innige Verbindung des Gießwerkstoffes mit dem restlichen Fundament erzielt wird. Nach dem Aushärten des Gießwerkstoffes können die Kontermuttern endgültig festgezogen werden.to Achievement of such anchoring will be expediently when not yet at its destination position tank container First, the bolt portions of the anchor elements through their associated openings of the annular flange stuck through and provisionally from the top, each with a lock nut secured. The thus prepared tank container is then for example, with a crane or the like on a prepared and hardened foundation lowered, which recesses for Has on acceptance of the anchor elements. After the alignment of the anchor elements selbige are preferably secured with a respective transverse pin. After all the remaining spaces are in the recesses with concrete or another hardening casting material potted, advantageously an intimate connection of the casting material achieved with the remaining foundation. After curing of the casting material, the lock nuts can finally be tightened.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung weist der Stahl- oder Kunststofftank einen sich über den höchsten Punkt des kuppelförmigen oder kalottenförmigen Deckels hinaus erstreckenden Befestigungsring bzw. Mantelabschnitt auf, der gewissermaßen eine Verlängerung der zylindrischen Umfassungswand des Tanks nach oben bildet, und der vorrangig zur Aufnahme und zur Befestigung des Windrotors und/oder des von ihm angetriebenen Wärmeerzeugers dient.In Another preferred embodiment, the steel or plastic tank one over the highest point of the dome-shaped or dome-shaped lid extending beyond mounting ring or shell section on, the extent of an extension the cylindrical peripheral wall of the tank forms upward, and the priority for receiving and fixing the wind rotor and / or the driven by him heat generator is used.
Vorteilhafterweise ist nämlich der Wärmeerzeuger in einem in seitlicher Richtung vom Befestigungsring und nach unten vom Deckel des Stahltanks begrenzten Aufnahmeraum angeordnet.advantageously, namely, the heat generator is in a lateral Direction from the mounting ring and down from the lid of the steel tank limited reception room arranged.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Wärmeerzeuger allerdings auch im Innenraum des Wärmespeichers angeordnet sein. In diesem Fall kann die Höhe des Befestigungsrings gegebenenfalls entsprechend kleiner gewählt sein. Bei dieser Variante ist der Wärmeerzeuger zweckmäßigerweise über eine durch die Behälterwand hindurchgeführte Antriebswelle mit dem oben auf den Behälter angeordneten Windrotor verbunden. Die Wellendurchführung ist zweckmäßigerweise geeignet abgedichtet.In In an alternative embodiment, the heat generator However, also arranged in the interior of the heat accumulator be. In this case, the height of the mounting ring optionally be chosen correspondingly smaller. In this variant is the heat generator expediently over a guided through the container wall drive shaft connected to the top of the container arranged wind rotor. The shaft bushing is expediently suitably sealed.
Für eine gute Zugänglichkeit des Windrotors und des Wärmeerzeugers ist am Befestigungsring vorzugsweise eine begehbare Arbeitsbühne befestigt. Zum Erreichen der Arbeitsbühne ist zweckmäßigerweise an der Außenseite des Behältermantels eine Aufstiegsleiter montiert. Für eine gute Zugänglichkeit des Wärmeerzeugers können weiterhin im Befestigungsring geeignete Türen oder Fenster vorgesehen sein.For good accessibility of the wind rotor and the heat generator is preferably a walk-platform on the attachment ring attached. To reach the platform is expediently on the outside of the container shell a ladder assembled. For a good accessibility of the heat generator can continue in the mounting ring suitable doors or window provided.
In besonders geeigneter Ausgestaltung weist der Windrotor eine vertikale Rotationsachse auf und ist insbesondere als Savonius-Rotor oder als Darrieus-Rotor ausgebildet. Derartige Rotoren werden gelegentlich auch als Windturbine bezeichnet.In Particularly suitable embodiment, the wind rotor has a vertical Rotation axis and is in particular as a Savonius rotor or designed as a Darrieus rotor. Such rotors are occasionally also called a wind turbine.
Gerade dann, wenn der mechanische Wärmeerzeuger direkt oberhalb des Behälterdeckels angeordnet ist und eine vertikal nach oben weisende Antriebsachse besitzt, deren Verlängerung die Achse des Windrotors bildet, sind ein besonders einfacher Aufbau und eine einfache Montage des Gesamtsystems realisierbar.Just then, if the mechanical heat generator directly above the container lid is arranged and a vertical to has top facing drive axle, whose extension The axis of the wind rotor forms are a particularly simple structure and a simple installation of the entire system realized.
Weitere Vorteile eines Savonius-Rotors sind insbesondere die Unabhängigkeit von der Windrichtung, so dass keine Nachführung erforderlich ist, weitgehende Sturm- und Turbulenzsicherheit, Einsatzfähigkeit schon bei vergleichsweise geringen Windgeschwindigkeiten und vor allem die kaum wahrnehmbaren Laufgeräusche, so dass ein Einsatz auch in Wohngebieten ohne Weiteres möglich ist.Further Advantages of a Savonius rotor are in particular the independence from the wind direction, so no tracking required is, extensive storm and turbulence security, operational capability even at comparatively low wind speeds and before all the barely perceptible running noise, so a Use is also possible in residential areas without further ado.
Zur Glättung von Lastwechseln und zur Steigerung der Leistungsausbeute kann insbesondere eine mehrflügelige Schaufelanordnung und/oder eine Kopplung mehrerer übereinander angeordneter Rotoren oder Rotorsegmente vorgesehen sein. Des Weiteren können bei Bedarf an sich bekannte Leitelemente zur Strömungskonzentration zum Einsatz kommen.to Smoothing load changes and increasing the power output may in particular a multi-leaf blade arrangement and / or a coupling of a plurality of superimposed Rotors or rotor segments may be provided. Furthermore you can if necessary, known guide elements for flow concentration be used.
Für eine besonders effektive Umwandlung der Rotationsenergie des Windrotors in nutzbare Wärme ist der Wärmeerzeuger vorteilhafterweise als hydrodynamischer Retarder ausgestaltet, in dem ein rotierendes Schaufelrad (Rotor) zugeführtes Thermoöl oder ein anderes, vorzugsweise flüssiges, Wärmeträgermedium beschleunigt und gegen ein feststehendes Schaufelrad (Stator) drückt. Durch Reibung bzw. durch die Viskosität des Wärmeträgermediums wird dabei Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt und der Rotor abgebremst. Wenn sich der Rotor und der Stator des Retarders dabei nicht direkt berühren, ist der Materialverschleiß gering gehalten. Zur geeigneten Abstimmung der Drehzahlen und der Drehmomente von Antriebsachse (Windrotor) und Retarder-Rotor kann der Re tarder oder das Bremsgetriebe auch mit einem Unter- oder Übersetzungsgetriebe versehen sein.For a particularly effective conversion of the rotational energy of the wind rotor in useful heat, the heat generator is advantageous designed as a hydrodynamic retarder in which a rotating Paddle wheel (rotor) supplied thermal oil or another, preferably liquid, heat transfer medium accelerates and presses against a fixed paddle wheel (stator). By friction or by the viscosity of the heat transfer medium This kinetic energy is converted into heat and the Rotor braked. When the rotor and the stator of the retarder do not touch directly, the material wear is low held. For suitable coordination of the speeds and the torques of drive axle (wind rotor) and retarder rotor, the re tarder or the brake gear with a lower or transmission gear be provided.
Das Thermoöl wird bevorzugt in einem Kreislauf vom Retarder zu einem auch als Wärmeübertrager bezeichneten Wärmetauscher und zurück zum Retarder geführt. Das im Retarder erhitzte Thermoöl gibt die aufgenommene Wärme im Wärmetauscher an das in einer Speise- oder Ladeleitung dem Wärmespeicher zugeführte Wärmespeichermedium, vorzugsweise Wasser, ab.The thermal oil is preferably conducted in a circuit from the retarder to a heat exchanger, also referred to as a heat exchanger, and back to the retarder. The heated in the retarder thermal oil gives the heat absorbed in the heat exchanger to the in a feed or charging line to the heat storage heat storage medium supplied, preferably water from.
Das Wärmespeichermedium des Wärmespeichers wird selber zweckmäßigerweise in einem Kreislauf vom Wärmespeicher zum Wärmetauscher und zurück zum Wärmespeicher geführt, so dass – von unvermeidlichen Verlusten abgesehen – kein Verbrauch des Wärmespeichermediums erfolgt.The Heat storage medium of the heat storage is itself expediently in a cycle from the heat storage to the heat exchanger and back to the heat storage led, so that - from inevitable losses apart - no consumption of the heat storage medium he follows.
Die Entnahme des abgekühlten Wärmespeichermediums erfolgt gemäß der sich im Wärmespeicher einstellenden Temperaturschichtung bevorzugt an dessen unteren Ende im Bereich des Bodens, die Rückführung des im Wärmetauscher erhitzten Wärmespeichermediums am oberen Ende in der Nähe des Deckels.The Removal of the cooled heat storage medium takes place according to the heat storage adjusting temperature stratification preferably at the lower end in the area of the soil, the repatriation of the im Heat exchangers heated heat storage medium at upper end near the lid.
Über die primären Lade- und Entnahmeanschlüsse hinaus weist der Wärmespeicher vorteilhafterweise eine Mehrzahl von in verschiedenen Höhen im Mantelbereich angebrachten Anschlussstutzen auf, an die entsprechend der im Wärmespeicher sich einstellenden Temperaturschichtung und entsprechend der gewünschten Entnahme- und Rücklauftemperaturen Entnahme- oder Rücklaufleitungen angeschlossen sind. Das im Wärmespeicher befindliche Wärmespeichermedium kann unmittelbar zu Heizungszwecken, etwa für eine statische Wohngebäudeheizung oder für eine Fußbodenheizung, genutzt werden und wird dazu in einem entsprechenden Heizkreislauf geführt. Falls eine Brauchwassererwärmung vorgesehen ist, so erfolgt diese zweckmäßigerweise mittels eines weiteren Wärmetauschers, der primärseitig vom warmen Wärmespeichermedium und sekundärseitig vom Brauchwasser durchströmt wird. Dieser weitere Wärmetauscher kann extern vom Windenergie- und Wärmespeichersystem aufgestellt sein.about the primary loading and unloading connections the heat storage advantageously has a plurality from mounted at different heights in the mantle area Connection piece, to the corresponding in the heat storage adjusting temperature stratification and according to the desired Withdrawal and return temperatures Discharge or return lines are connected. The heat storage medium located in the heat storage medium can be used directly for heating purposes, such as for a static Residential heating or underfloor heating, be used and is in a corresponding heating circuit guided. If a domestic water heating provided is, this is done by means of expediently another heat exchanger, the primary side from the warm heat storage medium and secondary side flows through the hot water. This further heat exchanger can be installed externally from the wind energy and heat storage system be.
Der zur Wärmeübertragung vom mechanischen Wärmeerzeuger (Retarder) auf das Wärmespeichermedium im Wärmespeicher vorgesehene Wärmetauscher ist vorteilhafterweise baulich in das Windenergie- und Wärmespeichersystem, insbesondere in den Wärmeerzeuger, integriert.Of the for heat transfer from the mechanical heat generator (Retarder) on the heat storage medium in the heat storage provided heat exchanger is advantageously structurally in the wind energy and heat storage system, in particular in the heat generator, integrated.
In dem alternativen Fall, dass der Wärmeerzeuger in Gestalt eines Retarders direkt in den Speicherbehälter integriert ist und das darin befindliche Wärmespeichermedium direkt aufheizt, ist der genannte Wärmetauscher selbstverständlich nicht erforderlich.In the alternative case that the heat generator in shape a retarder integrated directly into the storage container is and the heat storage medium located therein directly heats up, the said heat exchanger is natural not mandatory.
Weiterhin können optional zusätzliche Ladeanschlüsse vorgesehen werden. Über diese kann der Speicher mit Wärmeenergie aus anderen Prozessen als der Windkraft gespeist werden. Dies können z. B. Fotovoltaikanlagen, geothermische Prozesse (Wärmepumpen) usw. sein.Farther can optionally have additional charging ports be provided. Over this, the store can use thermal energy from other processes than wind power. This can z. B. Photovoltaic systems, geothermal processes (heat pumps) etc. be.
Zur Begrenzung der bei einer oberirdischen Außenaufstellung unvermeidlichen Wärmeverluste ist der Wärmespeicherbehälter möglichst allseitig, bevorzugt auch am Deckel und am Boden, von einem Wärmeisolationsmantel, vorzugsweise aus einem geschäumten Wärmeisolationsmaterial, umgeben. Das Wärmeisolationsmaterial kann insbesondere auch an der Außenseite des Befestigungsringes angebracht sein, um den im Inneren befindlichen Wärmeerzeuger bzw. Retarder vor unerwünschten Wärmeverlusten zu schützen.to Limitation of an above-ground outdoor installation unavoidable heat loss is the heat storage tank preferably on all sides, preferably also on the lid and on the floor, from a heat insulating jacket, preferably from a foamed Heat insulation material, surrounded. The thermal insulation material in particular, on the outside of the mounting ring be attached to the inside heat generator or retarder from unwanted heat loss to protect.
Zum Schutz vor sonnenscheinbedingter UV-Einstrahlung, die das Isolationsmaterial dauerhaft schädigen oder in seiner Wirkung beeinträchtigen könnte, weist der Wärmeisolationsmantel vorteilhafterweise eine UV-Strahlen absorbierende oder reflektierende Außenhaut auf.To the Protection against sunshine-induced UV radiation, which is the insulation material permanently damage or impair its effect could, advantageously, the heat-insulating jacket a UV-absorbing or reflecting outer skin on.
In Bezug auf den Wärmespeicher wird die eingangs genannte Aufgabe gelöst durch einen Wärmespeicher zur Aufnahme eines Wärmespeichermediums, der einen für eine vorzugsweise oberirdische Vertikalaufstellung ausgelegten Stahl- oder Kunststofftank mit einem zylindrischem Mantel, mit einem kuppelförmigen oder kalottenförmigen Boden und mit einem kuppelförmigen oder kalottenförmi gen Deckel aufweist, wobei der Mantel am unteren Ende einen sich über den tiefsten Punkt des Bodens hinaus erstreckenden Auflagering umfasst, über den sich der Tank bei der Aufstellung auf dem Erdboden oder auf einem Fundament abstützt, und wobei der Mantel am oberen Ende einen Befestigungsring mit Befestigungselementen für einen Energiewandler, insbesondere einen Windrotor, umfasst.In Reference to the heat storage is the aforementioned Task solved by a heat storage for recording a heat storage medium, the one for a preferably above-ground vertical installation designed steel or plastic tank with a cylindrical shell, with a dome-shaped or dome-shaped bottom and with a dome-shaped or kalottenförmi gene cover, wherein the jacket at the bottom of a low above the lowest point Bodens outward extending Auflagering includes, over the the tank when installed on the ground or on a Foundation supports, and wherein the jacket at the upper end a fastening ring with fasteners for a Energy converter, in particular a wind rotor comprises.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Verwendung eines als Wärmespeicher für ein Wärmespeichermedium dienen – den Stahltanks als Turm oder Podest für einen mit einem Wärmeerzeuger zur Erwärmung des Wärmespeichermediums wirkverbundenen Windrotor ein besonders kompaktes, mit geringem Materialaufwand zu errichtendes und mechanisch stabiles Windenergie- und Wärmespeichersystem hergestellt werden kann, welches sich insbesondere für den Einsatz im häuslichen oder kleingewerblichen Bereich eignet.The particular advantages of the invention are that by using a as a heat storage for a heat storage medium serve - the steel tanks as a tower or pedestal for one with a heat generator for the heating of the heat storage medium operatively connected Windrotor a particularly compact, with low material costs to be built and mechanically stable wind energy and heat storage system can be produced, which is particularly suitable for the use in the domestic or small commercial area suitable.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in jeweils stark schematisierter und nicht maßstabsgerechter Form:One Embodiment of the invention will be described below a drawing explained in more detail. Show in it in each case highly schematized and not to scale Shape:
Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Same Parts are provided with the same reference numerals in all figures.
Das
in
Das
Windenergie- und Wärmespeichersystem
In
der Ausführungsform gemäß
Für
eine sichere und standfeste Aufstellung, auch bei vergleichsweise
hohen statischen und dynamischen Kräften, ist der Wärmespeicher
Anstelle
eines Ringflansches
Am
oberen Ende ist der zylindrische Mantel
Für
eine gute Zugänglichkeit des Windrotors
Zur
Minimierung von Wärmeverlusten ist der Wärmespeicher
Der
Windrotor
Die
Antriebswelle
Dazu
wird, angetrieben z. B. durch eine elektrische Umwälzpumpe
Die
thermodynamische Auslegung des Systems ist bevorzugt so gewählt,
dass die Temperatur des erhitzten Wassers W im Wärmespeicher
Für
eine geeignete Regulierung der in der Entnahmeleitung
Im
Mantelbereich des Wärmespeichers
In
einer von
In einer weiteren denkbaren Abwandlung, die hier nicht dargestellt ist, könnte der Wärmespeicher auch unterirdisch aufgestellt sein und an seinem oberen Ende einen Wärmeerzeuger tragen, der wiederum von einem über ihm angeordneten, oberirdisch in einem Strömungskanal oder Flusslauf angeordneten Wasserrad angetrieben wird.In another possible modification, not shown here is, the heat storage could also be underground be placed and at its upper end a heat generator carry, in turn, of a above him above ground arranged in a flow channel or river water wheel is driven.
- 22
- Windenergie- und Wärmespeichersystemwind and heat storage system
- 44
- Windrotorwind rotor
- 66
- Wärmeerzeugerheat generator
- 88th
- Wärmespeicherheat storage
- 1010
- Fundamentfoundation
- 1212
- Stahltanksteel tank
- 1414
- Mantelcoat
- 1616
- Deckelcover
- 1818
- Bodenground
- 2020
- AuflageringSupport ring
- 2222
- Ankerelementanchor element
- 2424
- Endabschnittend
- 2626
- Querbolzencross bolt
- 2828
- DurchtrittsöffnungThrough opening
- 3030
- Ringflanschannular flange
- 3232
- Kontermutterlocknut
- 3434
- Bodenflanschbottom flange
- 3636
- Befestigungsringfixing ring
- 3838
- Arbeitsbühneplatform
- 4040
- Aufstiegsleiterladder
- 4242
- WärmeisolationsmantelHeat insulation jacket
- 4444
- Deckplattecover plate
- 4646
- Schaufelshovel
- 4848
- Antriebswelledrive shaft
- 5050
- Rotorrotor
- 5252
- Retarderretarder
- 6464
- Statorstator
- 6666
- Gehäusecasing
- 6767
- ÖlförderpumpeOil pump
- 6868
- Zirkulationsleitungcirculation line
- 7070
- Wärmetauscherheat exchangers
- 7272
- Umwälzpumpecirculating pump
- 7474
- Entnahmeleitungwithdrawal line
- 7676
- Ladeleitungcharging cable
- 7878
- Ringverteilerring distributor
- 8080
- Ringeinlassring inlet
- 8282
- Regelventilcontrol valve
- 8484
- Temperaturfühlertemperature sensor
- 86, 88, 9086 88, 90
- Anschlussconnection
- AA
- Symmetrieachseaxis of symmetry
- TT
- Thermoölthermal oil
- WW
- Wasserwater
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 2931484 A [0002] - DE 2931484 A [0002]
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009005985A DE102009005985A1 (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Combined wind energy and heat storage system for use in residential buildings, has wind rotor, heat accumulator filled with heat storage medium, particularly water, and heating generator driven by wind rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009005985A DE102009005985A1 (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Combined wind energy and heat storage system for use in residential buildings, has wind rotor, heat accumulator filled with heat storage medium, particularly water, and heating generator driven by wind rotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102009005985A1 true DE102009005985A1 (en) | 2010-08-05 |
Family
ID=42308792
Family Applications (1)
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DE102009005985A Withdrawn DE102009005985A1 (en) | 2009-01-23 | 2009-01-23 | Combined wind energy and heat storage system for use in residential buildings, has wind rotor, heat accumulator filled with heat storage medium, particularly water, and heating generator driven by wind rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102009005985A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102013005097A1 (en) * | 2013-03-23 | 2014-09-25 | Herbert Weh | Wind turbine with integrated tube bundle storage |
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2009
- 2009-01-23 DE DE102009005985A patent/DE102009005985A1/en not_active Withdrawn
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