DE102010022088A1

DE102010022088A1 - Grundlastfähiges Energiespeicherkraftwerk mit Brauchwasseraufbereitung

Info

Publication number: DE102010022088A1
Application number: DE201010022088
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2011-12-01
Also published as: WO2012048670A3; EP2577002B1; WO2012048670A2; PL2577002T3; EP2577002A2

Abstract

Überschüssige Energie wird in der Gasverdichtereinheit zur Komprimierung eines Gases in einem geschlossenen Gaskreislauf genutzt. Die Gasverdichtereinheit wird mit Wasser in einem Kühlkreislauf gekühlt, wobei das Wasser des Kühlkreislaufs die Wärmeenergie, die bei der Gaskompression anfällt, aufnimmt und speichert. Das Wasser des Kühlkreislaufs wird in Druckbehältern gesammelt, die mit einem Teil des komprimierten Gases aus dem geschlossenen Gaskreislauf beaufschlagt werden. Zusätzlich wird komprimiertes Gas in einem Druckspeicher- und Ausgleichsbehältern gespeichert. Zur Energieentnahme wird das heiße Wasser aus den Druckbehältern z. B. einer Turbine als Dampf zugeführt und entspannt und kann dadurch als Dampf Arbeit verrichten, die zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass die Temperatur und der Druck des heißen Wassers, während der Entleerung über den kompletten Inhalt der Wasserbehälter konstant gehalten. Hierzu wird zusätzlich zum bereits in den Wasser (Dampf) beinhaltenden Speicherbehältern vorhandenen komprimierten Gas, komprimiertes Gas aus den Druckausgleichsbehältern in die Speicherbehälter für heißes Wasser über ein regelbares Druckminderungsventil geleitet, das auf den gewünschten Arbeitsdruck eingestellt ist.

Description

Stand der Technik
Energiespeicherkraftwerke zur Speicherung überschüssiger Energie, um diese zu Spitzenlastzeiten wieder zur Verfügung zu stellen sind seit langem bekannt. Diesen Kraftwerken liegen viele verschiedene Techniken zur Energiespeicherung, wie z. B. chemische Speicher, mechanische Speicher mit bewegten Schwungmassen, Pumphöhenspeicher oder auch Druckluftspeicher in verschiedenen Ausführungen zu Grunde.
Zum besseren Verständnis der hier vorgeschlagenen Erfindung sollen lediglich die verschiedenen Ausführungen der Druckluftspeicherkraftwerke zum Vergleich betrachtet werden, da zur erfindungsgemäßen Energiespeicherung ebenfalls bevorzugt die Medien Gas und Wasser verwendet werden.
Druckluftspeicherkraftwerke und die damit verbundene Art des Betriebs dieser Kraftwerke sind seit langem bekannt. So werden z. B. in der Patentschrift DE 2615439 C2 und der dort zitierten Literatur Vorschläge zur Realisierung einer solchen Technik unterbreitet. In der deutschen Patentschrift DE 2615439 C2 selbst wird eine Weiterentwicklung vorgeschlagen, die unter Nutzung der Abwärme aus der Verbrennung eines Brennstoffs in einer Turbine die Energie in Form von Heißwasser oder Dampf speichert, die bei Bedarf gespeicherte Druckluft mittels der gespeicherten Wärme erhitzt, um dann mit der erhitzten Luft eine Heißluftturbine anzutreiben, die die mittels Druckluft gespeicherte Energie wieder in Strom umwandelt.
In einer weiteren Weiterentwicklung wie in DE 4427987 beschrieben, wird zur Steigerung des Wirkungsgrads der Turbine die Abwärme der Luftverdichtereinheit in einem Heisswasserspeicher gespeichert. Aus diesem Heißwasserspeicher wird bei Bedarf heißes Wasser entnommen und einem Partialdruckverdampfer der komprimierten Druckluft vor dem Eintritt in die Turbine zur Stromerzeugung zugesetzt. Dadurch wird zum einen die Abwärme der Luftverdichtereinheit energetisch genutzt und zum anderen wird die Turbinenleistung bei der Verbrennung eines Brennstoffs erhöht. Hierfür ist allerdings ein größerer Aufwand bei der Anlagentechnik zu betreiben, da das heiße Wasser definiert im Partialdruckverdampfer in die Druckluft eingesprüht werden muss, um das gewünschte Mischungsverhältnis beizubehalten, wobei sich bei zunehmender Entleerung des Druckluftspeichers die Druckverhältnisse stark ändern, was wiederum den Betrieb erschwert.
In einer weiteren Weiterentwicklung /1/ wird mittels eines Wasserreservoirs, das oberhalb des Druckluftspeichers angeordnet ist, während des Entleerungsvorgangs Wasser in den Druckluftspeicher eingelassen um sein Volumen zu verringern, so dass der Druck der Druckluft zumindest für einen längeren Zeitraum konstant gehalten wird. Nachteilig hierbei sind der erhöhte Leistungsaufwand zur Bewegung des Wassers und der enorme Speicherplatzbedarf für das Wasser. Diese Techniken sind allesamt unter dem Oberbegriff CAES (Compressed Air Energy Storage) bekannt.
In den letzten Jahren wurde verstärkt auf dem Gebiet der adiabaten Druckluftspeicherung unter dem Oberbegriff AA-CAES (Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage) geforscht. Bei der Druckluftspeicherung mittels AA-CAES Verfahren wird die bei der Komprimierung der Druckluft anfallende Abwärme in Wärmespeichern verschiedener Bauart und unterschiedlicher flüssiger oder fester Speichermedien gespeichert. Dadurch kann bei gleich bleibendem Speichervolumen und gleichem Druck mehr Luft gespeichert werden. Bei der Entnahme der Druckluft wird diese zur Verhinderung einer Abkühlung direkt oder mittels Wärmetauscher mit der zuvor getrennt gespeicherten Abwärme erhitzt. Die vorgewärmte Druckluft wird dann zur Stromerzeugung einer Druckluftturbine zugeführt. Durch diese Technik kann der Wirkungsgrad der Energiespeicherung auf ca. 70% gegenüber ca. 40% bei nichtadiabater Speicherung erhöht werden. Hierfür sind allerdings Luftverdichteranlagen erforderlich, die bei hohen Temperaturen von ca. 700°C stabil arbeiten können und Speicher die große Mengen Wärme bei hohen Temperaturen von z. B. 650°C speichern und bei Bedarf auch schnell genug wieder abgeben können. In den Patentanmeldungen DE 102006022783 , DE 102008047557 und DE 102009036550 sind solche Wärmespeicher beschrieben.
Darstellung der Erfindung
Bei den Lufspeicherkraftwerken handelt es sich in der Regel auf Grund der hohen Temperaturen um Feststoffspeicher, die bedingt durch die geringe Wärmeleitfähigkeit der eingesetzten Materialien (hauptsächlich Beton und Keramik) eine schlechte Wärmetransferleistung aufweisen. Gleichzeitig haben die verwendeten Feststoffe eine deutlich geringere Wärmespeicherkapazität als beispielsweise Wasser oder Öl. Nachteilig bei dieser Art der Energiespeicherung und Betriebsweise ist, dass die gespeicherte Energie ausschließlich durch das Medium Luft mit seiner geringen Energiespeicherkapazität übertragen wird, so dass zur Speicherung der Energie unverhältnismäßig große Druckbehälter in Form von z. B. unterirdischen Salzkavernen vorzuhalten sind. Die Ablufttemperatur der entspannten Druckluft nach der Energieabgabe in z. B. einer Druckluftturbine und das große Volumen der entspannten Luft erschweren oder verhindern eine weitere Nutzung der restlichen Energie auf niedrigerem Niveau. Auch der Wirkungsgrad steigernde Einsatz eines Kondensators, der Druckluftturbine nachgeschaltet, ist nicht möglich. Ein weiterer Nachteil der adiabaten Druckluftspeicherkraftwerke ist, dass sie verfahrens- und Kosten bedingt nur als Spitzenlastkraftwerke fungieren können, da ein gleichzeitiges Be- und Entladen der Energiespeicher nicht oder nur unter erheblichem Aufwand möglich ist.
Des Weiteren wird in einer Diplomarbeit /2/ eine Druckgasspeicheranlage beschrieben, in der Stickstoff mittels Hydrauliköl komprimiert wird. Bei dieser Anordnung kommt es bei der Entspannung zu starker Bläschen- und Schaumbildung und den daraus resultierenden Problemen z. B. für angetriebene Aggregate oder Ventile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die beschriebenen Probleme bei der Speicherung und Entnahme von Energie in Form von Wärme und unter Druck stehendem Gas zu lösen und die Energie in kürzester Zeit bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrads der Energiespeicherung in adiabaten Systemen zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich bietet die vorgestellte Erfindung die Möglichkeit der Verstetigung der Energiebereitstellung aus naturgemäß stark schwankenden erneuerbaren Energien wie z. B. Sonnen- oder Windenergie. Des Weiteren wird durch Parallelschaltung mehrerer Energiespeichersysteme der erfindungsgemäßen Art und deren getrennter Regelung das System über einen weiten Bereich die gespeicherte Energie wieder abgegeben und kann so bis in den Grundlastbereich genutzt werden.
Grundsätzlich unterschiedlich zu allen anderen vorgestellten Systemen zur Energiespeicherung mittels Druckluft oder eines anderen Gases wird erfindungsgemäß die Energie nicht hauptsächlich im gasförmigen Medium gespeichert und unter Zuhilfenahme der bei der Komprimierung der Druckluft anfallenden und gespeicherten Abwärme, die bei der Dekompression zur Leistungserhöhung genutzt wird, wieder abgegeben. Bei der vorgestellten Erfindung wird die bei der Kompression eines Gases anfallende Abwärme als Hauptenergiequelle und das komprimierte Gas zur Druckregelung und Druckvorspannung die Abwärmeenergie zu speichern und wieder bereit zu stellen, genutzt. Hieraus ergeben sich einige technische und vor allem auch wirtschaftliche Vorteile.
Verfahrensbeschreibung
Überschüssiger Strom oder eine andere Energieform, die geeignet ist eine Gasverdichtereinheit anzutreiben, wird in der Gasverdichtereinheit zur Komprimierung eines Gases in einem geschlossenen Gaskreislauf genutzt. Die Gasverdichtereinheit wird mit Wasser in einem Kühlkreislauf gekühlt, wobei das Wasser des Kühlkreislaufs die Wärmeenergie, die bei der Gaskompression anfällt, aufnimmt und speichert. Das Wasser wird dabei vorteilhaft und erfindungsgemäß auf Temperaturen bis knapp unter dem Wert für kritisches Wasser (374,15°C, 221,2 bar) erhitzt, wobei höhere oder tiefere Temperaturen bei anderer Betriebsweise des gefundenen Verfahrens möglich sind. Das Wasser des Kühlkreislaufs wird in Druckbehältern gesammelt, die mit einem Teil des komprimierten Gases aus dem geschlossenen Gaskreislauf beaufschlagt werden, wobei der beaufschlagte Druck des komprimierten Gases höher sein kann als der eigentliche Druck des heißen des Wassers. Zusätzlich wird komprimiertes Gas mit gleichem oder höherem Druck in einem oder mehreren Druckspeicher- und Ausgleichsbehältern gespeichert. Zur Energieentnahme und Energieumwandlung wird das heiße Wasser aus den Druckbehältern einer Turbine oder einem anderen geeigneten Aggregat als Dampf zugeführt und entspannt und kann dadurch als Dampf Arbeit verrichten, die zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass die Temperatur und der Druck des heißen Wassers (Dampf), während der Entleerung über den kompletten Inhalt der Wasserbehälter konstant gehalten und die Energie auf gewünschtem Temperatur- und Druckniveau bereitgestellt werden kann. Hierzu wird zusätzlich zum bereits in den Wasser (Dampf) beinhaltenden Speicherbehältern vorhandenen komprimierten Gas, komprimiertes Gas aus den Druckausgleichsbehältern in die Speicherbehälter für heißes Wasser über ein regelbares Druckminderungsventil geleitet, das auf den gewünschten Arbeitsdruck eingestellt ist. Der Wasserdampf wird erfindungsgemäß in einer, hinter der Turbine oder anderen Energiewandlungseinheit angeordneten Kondensationseinheit kondensiert, so dass ein Unterdruck und damit zusätzlich Sogwirkung entsteht. In der Kondensationseinheit wird das Wasser und mitgeschlepptes Druckgas getrennt und zurück gewonnen. Die Kondensationseinheit kann z. B. aus einem in der Patentanmeldung 102008045201.7 beschriebenen Verdunstungskondensator bestehen, so dass die Abwärme, die auf einem noch gut nutzbarem Temperaturniveau anfällt, z. B. zur Gewinnung entsalzten Wassers genutzt werden kann.
Der Wasserkreislauf, der über den Phasenwechsel von flüssig zu gasförmig und umgekehrt kinetische in mechanische Energie umwandelt, ist ebenfalls geschlossen. Das hat den Vorteil, dass wie in der Dampftechnik üblich unproblematisches entsalztes Wasser verwendet werden kann. Das Wasser wird wieder einem oder mehreren freien Speicherbehältern, das Gas dementsprechend freien Druckbehältern zugeführt, wo es je nach Ausführung bei beliebigem Druck gespeichert werden kann.
Da die Fähigkeit des Wassers Energie zu speichern wesentlich größer ist als die der Luft, können bei der erfindungsgemäßen Anordnung für die gleiche Speicherkapazität sehr viel kleinere Speicher eingesetzt werden als z. B. bei herkömmlichen Druckluftspeichern.
Technische Beschreibung:
I zeigt einer der hier vorgestellten Erfindung entsprechenden, nach Aggregaten und Bauteilen aufgelisteten Anordnung eines kombinierten Speicherkraftwerks mit nach geschalteter Trinkwassererzeugungsanlage. Andere Abwärmenutzungen als die Trinkwasseraufbereitung wie z. B. Kraft – Wärme Kopplung sind auch möglich, werden aber nicht gesondert dargestellt, weil sie nicht Gegenstand der Erfindung sind.
Aus einer Energiequelle 1 wird dem Gasverdichter 2 als Antriebsleistung nutzbare Energie zugeführt. Der Gasverdichter 2 wird dabei vorteilhaft aus einer Energiequelle 1 mit elektrischer Energie versorgt. Die Energiequelle 1 kann aber auch mechanische Energie zum Antrieb des Gasverdichters 2 bereitstellen. Der Gasverdichter 2 bildet mit den Gasdruckleitungen 3, 6, 9, dem Gasdruckspeicher 4 und dem Wasserdruckspeicher 8 einen Gaskreislauf. Der Gasverdichter 2 wird während des Gasverdichtungsvorgangs über den Kühlkreislauf, bestehend aus den Kühlwasserleitungen 10, 11, der Kühlwasserpumpe 12 und dem Wasserdruckspeicher 8 gekühlt, so dass die während des Gasverdichtungsvorgangs im Gasverdichter 2 entstehende Wärmeenergie abgeführt und im Wasserdruckspeicher 8 in Form von heißem Wasser gespeichert wird. Das Kühlwasser des Kühlkreislaufs wird durch die Aufnahme der Wärmeenergie des Gasverdichters 2 bis auf vorteilhaft ca. 370°C, also knapp unterhalb des kritischen Wertes erhitzt, wobei bei anderer Betriebsweise des Systems andere, niedrigere und höhere Temperaturen möglich sind. Das Gas des Gaskreislaufs wird durch den Gasverdichter 2 bevorzugt auf den der Temperatur des Wassers entsprechenden Wert von ca. 220 bar verdichtet, wobei höhere Drücke möglich und unter bestimmten Bedingungen vorteilhafter sein können. Ein Teil des verdichteten Gases befindet sich im Wasserdruckspeicher 8, so dass das Wasser im Wasserdruckspeicher 8 nicht verdampfen kann und vorgespannt wird. Der größte Teil des verdichteten Gases des Gaskreislaufs befindet sich im Gasdruckspeicher 4, der über eine Gasdruckleitung 6 mit dem Wasserdruckspeicher 8 verbunden ist. In der Gasdruckleitung 6 zwischen dem Gasdruckspeicher 4 und dem Wasserdruckspeicher 8 ist ein Druckregelventil 7 angeordnet. Das Druckregelventil 7 dient der Einstellung des Gasdrucks, mit dem Gas aus dem Gasdruckspeicher 4 über die Gasdruckleitung 6 in den Wasserdruckspeicher 8 nachströmt um den Druck im Wasserdruckspeicher 8 bei der Entleerung auf gewünschtem Niveau konstant zu halten.
Das heiße Wasser aus dem Wasserdruckspeicher 8 wird zum Entspannen und zur Verrichtung von Arbeit über eine Dampfleitung 13 einer Energiewandlungseinheit, in diesem Beispiel einer Turbine 15 zugeführt. In der Dampfleitung 13 ist ein Dampfregelventil 14 vorgesehen, durch das der Dampf des heißen Wassers aus dem Wasserdruckspeicher 8 auf den gewünschten Druck in der Turbine 15 eingestellt wird. Die Turbine 15 treibt einen Stromgenerator 16 an, um aus der mechanischen Energie Strom zu erzeugen. Der entspannte, abgekühlte Dampf wird nachgeschaltet der Turbine 15 über eine Dampfleitung 17 erfindungsgemäß einem Verdunstungskondensator 18 zugeführt. In dem Verdunstungskondensator 18 wird der Dampf kondensiert, so dass ein Unterdruck entsteht, der den Energiewandlungsprozess unterstützt. Gleichzeitig wird als Kondensat das entsalzte Wasser des Kühlkreislaufs des Gasverdichters 2 zurück gewonnen. Das Kondensat wird aus dem Verdunstungskondensator 18 über eine Wasserleitung 19 einem Wasserspeicher 20 zugeführt. Hier wird das Wasser für den Kühlkreislauf des Gasverdichters 2 bereit gehalten und bei Bedarf, also bei erneutem Verdichtungsvorgang zur Energiespeicherung, über eine Wasserleitung 21 und einer Wasserpumpe 22 in den Kühlkreislauf des Gasverdichters 2, bevorzugt in den Wasserdruckspeicher 8 gepumpt. Eventuell beim Entspannungsvorgang aus dem Wasserdruckspeicher 8 über die Turbine 15 und dem Verdunstungskondensator 18 mit geschlepptes Gas aus dem Gaskreislauf wird im Wasserspeicher 20 vom Wasser getrennt und über eine Saugleitung 34 und einem Ventil 35 dem Gasverdichter 2 wieder zur Verfügung gestellt.
Die Abkühlung und Kondensation des Dampfes im Verdunstungskondensator 18 wird durch Verdunstung von Rohwasser auf der Verdunsterseite des Verdunstungskondensators 18 und der damit verbundenen Energieübertragung erreicht. Als Rohwasser kann z. b. Meerwasser genutzt werden, so dass der Verdunstungskondensator 18 unter Nutzung der Abwärme aus der Stromerzeugung in der Turbine 15 die Aufbereitung von Meerwasser zu Brauchwasser ermöglicht. Das Rohwasser wird in der beispielhaft beschriebenen Anordnung in I in einem Rohwasservorlagebehälter 23 vorgehalten und über eine Rohwasserleitung 25 mittels Rohwasserpumpe 24 dem Verdunstungskondensator 18 zugeführt. Der durch Verdunstung entstehende Wasserdampf wird über eine Wasserdampfleitung 26 einem Kondensator 27 zugeführt, wo die im Wasserdampf enthaltene Energie an einen weiteren Energierückgewinnungskreislauf, bestehend aus den Rohwasserleitungen 28, 29, der Rohwasserkreislaufpumpe 30 und dem Wärmetauscher 31 als Kühler, übertragen wird. Über diesen Energierückgewinnungskreislauf wird das Rohwasser im Rohwasservorlagebehälter 23 vorgewärmt, so dass der Energieverlust minimal ist.
In II ist eine einfachere Form der Energierückgewinnung und Übertragung auf das Rohwasser dargestellt. Das Rohwasser wird direkt dem Kondensator 27 als Kühlmedium zugeführt und wird so für den Verdunstungsprozess im Verdunstungskondensator 18 vorgewärmt. Bei dieser Variante ist der erreichbare Energierückgewinnungsgrad geringer als bei der in I skizzierten.
Das im Kondensator 27 gewonnene Kondensat wird über eine Brauchwasserleitung 32 einem Brauchwassersammelbehälter 33 zugeführt.
Bezugszeichenliste

1: Energiequelle
2: Gasverdichter
3: Gasdruckleitung
4: Gasdruckspeicher
5: Überdruckventil
6: Gasdruckleitung
7: Druckregelventil
8: Wasserdruckspeicher
9: Gasdruckleitung
10: Kühlwasserleitung
11: Kühlwasserleitung
12: Kühlwasserpumpe
13: Dampfleitung
14: Dampfregelventil
15: Turbine
16: Stromgenerator
17: Dampfleitung
18: Verdunstungskondensator
19: Wasserleitung
20: Wasserspeicher
21: Wasserleitung
22: Wasserpumpe
23: Rohwasservorlagebehälter
24: Rohwasserpumpe
25: Rohwasserleitung
26: Wasserdampfleitung
27: Kondensator
28: Rohwasserleitung
29: Rohwasserleitung
30: Rohwasserkreislaufpumpe
31: Wärmetauscher
32: Trinkwasserleitung
33: Trinkwassersammelbehälter
34: Gassaugleitung
35: Ventil

Zitierte Literatur:

/1/ Prof Dr. techn. Reinhard Leithner, Isobares GuD-Druckluftspeicherkraftwerk mit Wärmespeicher, Institut für Wärme und Brennstofftechnik, TU Braunschweig,
/2/ Ulrike Olm, Planung, Aufbau und Konstruktion einer Druckgasspeicheranlage mit ausschließender Funktionsprüfung und Optimierung des Arbeitsregimes, Diplomarbeit 05.2004

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2615439 C2 [0003, 0003]
DE 4427987 [0004]
DE 102006022783 [0006]
DE 102008047557 [0006]
DE 102009036550 [0006]

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks, dadurch gekennzeichnet, dass die angediente Energie in einem Gasverdichter 2 in die Energieformen Druck und Wärme umgewandelt und so in einem Gasdruckspeicher 4 und einem Wasserdruckspeicher 8 gespeichert und wieder abgegeben werden und dass sie druckseitig miteinander verbunden sind.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherte Energie nach der Nutzung in einer Energieumwandlungseinheit wie z. B. einer Turbine 15 zur Erzeugung von Strom nochmals auf niedrigerem Niveau in einem Verdunstungskondensator 18 zur Aufbereitung von Rohwasser zu entsalztem Wasser genutzt wird.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speicherung des Drucks ein sauerstofffreies Gas verwendet wird.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speicherung der Wärme, die durch die Abwärme des Gasverdichters 2 während des Verdichtungsvorgangs entsteht, entsalztes, sauerstofffreies Wasser verwendet wird.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasverdichter 2, die Gasdruckleitungen 3, 6, 9, der Gasdruckspeicher 4 und der Wasserdruckspeicher 8 einen geschlossenen Gaskreislauf bilden, wobei die Anzahl der miteinander verbundenen Gasdruckspeicher 4 und Wasserdruckspeicher 8 beliebig erhöht werden kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasverdichter 2, die Kühlwasserleitungen 10, 11, der Wasserdruckspeicher 8, die Kühlwasserpumpe 12, die Dampfleitung 13, die Turbine 15, die Dampfleitung 17, der Verdunstungskondensator 18, die Wasserleitung 19, der Wasserspeicher 20, die Wasserleitung 21 und die Wasserpumpe 22 einen geschlossenen Wasserkreislauf bilden.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasdruckleitung 6 über die der Gasdruckspeicher 4 und der Wasserdruckspeicher 8 miteinander verbunden sind, ein Druckregelventil 7 angeordnet ist.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dampfleitung 13, über die der Wasserdruckspeicher 8 und die Turbine 15 verbunden sind, ein Dampfregelventil 14 angeordnet ist.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des komprimierten Gases im Wasserdruckspeicher 8 gespeichert wird, so dass das heiße Wasser im Wasserdruckspeicher 8 nicht verdampfen kann.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas im Gasdruckspeicher 4 nach der Verdichtung durch den Gasverdichter 2 einen gleich hohen oder höheren Druck aufweist als das im Wasserdruckspeicher 8 gespeicherte.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das in der Gasdruckleitung 6 zwischen dem Gasdruckspeicher 4 und dem Wasserdruckspeicher 8 angeordnete Druckregelventil der Druck eingestellt wird, mit dem der Wasserdruckspeicher 8 während des Entladevorgangs vorgespannt wird.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach den Ansprüchen 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch das in der Dampfleitung 13, über die der Wasserdruckspeicher 8 und die Turbine 15 verbunden sind, angeordnete Dampfregelventil 14, der Dampfdruck zum Betrieb der Turbine 15 eingestellt wird.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach den Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbine 15 nachgeschaltet ein Verdunstungskondensator 18 angeordnet ist.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach den Ansprüchen 1, 2, 6 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Verdunstungskondensator 18 durch direkte Energieübertragung aus der Kondensation des Wasserdampfs aus der Turbine 15 auf zu verdunstendes Rohwasser mittels Verdunstung und Kondensation in einem Kondensator 27 Trinkwasser gewonnen wird.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach den Ansprüchen 1, 2, 6, 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie aus dem im Verdunstungskondensator 18 erzeugten Wasserdampf zur Trinkwassergewinnung in einem Energierückgewinnungskreislauf, bestehend aus dem Kondensator 27, den Rohwasserleitungen 28, 29 und der Rohwasserkreislaufpumpe 30, zur Vorheizung des Rohwassers im Rohwasservorlagebehälter 23 genutzt wird.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Energierückgewinnungskreislauf ein Wärmetauscher 31 zur Kühlung des dem Kondensator 27 zugeführten Rohwassers angeordnet ist.
Verfahren und Vorrichtung zur Energiespeicherung und Abgabe der gespeicherten Energie in einem Kraftwerk zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom und entsalztes Wasser und Betrieb eines solchen Kraftwerks nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher 31 in seiner Leistung regelbar ist.