DE102014004461A1 - "SOLAIR" SUN - TURBINE WITH SOLAR HEATED GLASS BOILER, INTEGRATED ENERGY STORAGE AND INTEGRATED WATER - DESALINATION - Google Patents

"SOLAIR" SUN - TURBINE WITH SOLAR HEATED GLASS BOILER, INTEGRATED ENERGY STORAGE AND INTEGRATED WATER - DESALINATION Download PDF

Info

Publication number
DE102014004461A1
DE102014004461A1 DE102014004461.0A DE102014004461A DE102014004461A1 DE 102014004461 A1 DE102014004461 A1 DE 102014004461A1 DE 102014004461 A DE102014004461 A DE 102014004461A DE 102014004461 A1 DE102014004461 A1 DE 102014004461A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solair
turbine
water
solar
sun
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014004461.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolf-Walter Stinnes
Hermann Bottenbruch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102014004461.0A priority Critical patent/DE102014004461A1/en
Priority to PCT/EP2015/000659 priority patent/WO2015144314A1/en
Publication of DE102014004461A1 publication Critical patent/DE102014004461A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F24S60/30Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors storing heat in liquids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/46Conversion of thermal power into mechanical power, e.g. Rankine, Stirling or solar thermal engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

Die Solair-Solarturbine besteht aus einem horizontalen, solar beheizten Druckkessel dessen oberer Halbzylinder aus Glas und dessen unteres Becken mit Halbzylinder unten aus einem innen schwarzen Wasserbecken aus Schaumbeton besteht. Dieses Wasserbecken absorbiert die gesamte Solarstrahlung, funktioniert gleichzeitig als steuerbarer Wärme-Speicher mit angeschlossenem Felsspeicher und besitzt eine integrierte Wasserentsalzung. Die Turbine am Zylinderausgang liefert Strom, der auch den Verdichter am Zylindereingang antreibt Das zugfeste Spezialglas des Zylinders unterdrückt alle Infrarot- und Wärmeleitungs-Verluste, sodass die Solair-Turbine solar-elektrische Wirkungsgrade von 30% und mehr erreicht. Bei Benutzung von Thermo-Öl statt Wasser können noch deutlich höhere Wirkungsgrade erzielt werden. Großkraftwerke sind modular aufgebaut mit einem zentralen Steuerstand. Solair-Turbinen können auch schwimmend in ruhigen Gewässern montiert werden. Die Kombination von Solair-Hochleistungs-Humus mit billigem Strom und billigem Süßwasser aus Solair-Turbinen verhilft erodierten Böden in Trockengebieten zu hoher Fruchtbarkeit und begrünt Wüsten. Langzeit-stabiler Solair-Humus sequestriert große Mengen CO2 im Ackerboden.The solar Solair solar turbine consists of a horizontal, solar heated pressure vessel whose upper half-cylinder made of glass and the lower basin with half-cylinder bottom consists of an inside black pool of foam concrete. This pool absorbs the entire solar radiation, at the same time works as a controllable heat storage with attached rock storage and has an integrated water desalination. The turbine at the cylinder output supplies power, which also drives the compressor at the cylinder inlet The special tensile glass of the cylinder suppresses all infrared and heat conduction losses, so that the Solair turbine achieves solar-electric efficiencies of 30% and more. When using thermal oil instead of water, significantly higher efficiencies can be achieved. Large power plants are modular with a central control station. Solair turbines can also be mounted floating in calm waters. The combination of Solair high-performance humus with cheap electricity and cheap fresh water from Solair turbines helps eroded soils in drylands to become fertile and greenens deserts. Long-term stable Solair humus sequesters large amounts of CO2 in the soil.

Description

EINFÜHRUNGINTRODUCTION

WARUM DIE BISHERIGEN SOLARTECHNOLOGIEN GESCHEITERT SINDWHY THE SAME SOLAR TECHNOLOGIES HAVE FAILED

Die direkte Nutzung der Sonne als größter potentieller Energiequelle für die Menschheit ist nicht nur verlockend sondern notwendig, sobald die Fossilbrennstoffe aus gespeicherter Sonnenenergie zu Ende gehen, was in etwa 300 Jahren der Fall sein wird. Darüber hinaus ist Solarenergie für menschliche Maßstäbe unerschöpflich und steht kostenlos zur Verfügung, sodass ihre Nutzung naheliegend und selbstverständlich ist.The direct use of the sun as the greatest potential source of energy for humanity is not only tempting but necessary as fossil fuels from stored solar energy come to an end, which will be the case in about 300 years. In addition, solar energy is inexhaustible to human standards and is available free of charge, so their use is obvious and self-evident.

Gelingt es, Solarstrom günstiger zu erzeugen als Strom aus Nuklear- und Fossil-Brandstoffen, würde dies Energiepreise weltweit senken und die Weltwirtschaft beflügeln, die zurzeit durch überhöhte Energiepreise stranguliert wird. Darüber hinaus könnten Recycling-Projekte in großem Maßstab angepackt werden, da diese in aller Regel kostengünstigen Strom benötigen. Ein Beispiel ist der Stahl in Deutschland als zurzeit weltweit größtes Recycling-Projekt, da er zu knapp 90% aus Schrott in stromintensiven Induktionsöfen gewonnen wird. Wegen zu teuren Stroms müssen diese Stahlwerke nun schließen oder abwandern. Hier kann die vorstehende Erfindung eine entscheidende Wende bringen.If solar power can be produced more cheaply than electricity from nuclear and fossil fuels, this would lower energy prices worldwide and boost the world economy, which is currently being strangled by excessive energy prices. In addition, recycling projects could be tackled on a large scale, as they generally require low-cost electricity. One example is steel in Germany, which is currently the world's largest recycling project, as almost 90% of it is made from scrap in power-intensive induction furnaces. Because of too expensive electricity, these steelworks now have to close or migrate. Here, the above invention can bring a decisive turn.

Solarfelder zu teuerSolar fields too expensive

Diese anscheinend ideale Energiequelle zu konkurrenzfähigen Kosten nutzbar zu machen, ist jedoch keineswegs einfach: Die Solarstrahlung hat eine sehr geringe Energiedichte und benötigt deshalb sehr große Solarfelder, die, wenn man nicht von vornherein alle teuren Komponenten ausschaltet, in Investitions- und Betriebskosten wesentlich teurer werden als die Brennstoffkosten konventioneller Technologien und dann nicht mehr konkurrenzfähig sind. Deshalb können nur solche Solarfelder wirtschaftlich sein, die einen sehr geringen Flächenpreis für die „Technik zum Einsammeln der Solar-Strahlung” haben und nahezu wartungsfrei sind. Hier haben sowohl Spiegel, die notwendigerweise der Sonne nachgeführt und ständig gereinigt werden müssen, wie auch kristalline Strukturen wie Silizium-Kristalle für Photovoltaik-Panele prinzipiell zu hohe Kosten, sodass sie in absehbarer Zeit nicht konkurrenzfähig werden können.However, making this seemingly ideal source of energy at competitive costs is by no means easy: solar radiation has a very low energy density and therefore requires very large solar fields, which, if you do not eliminate all expensive components from the outset, will be much more expensive to invest and run as the fuel costs of conventional technologies and then are no longer competitive. Therefore, only those solar fields can be economical, which have a very low surface price for the "technology for collecting the solar radiation" and are almost maintenance-free. In this case, both mirrors, which necessarily have to be tracked to the sun and constantly cleaned, as well as crystalline structures such as silicon crystals for photovoltaic panels, in principle have too high costs, so that they can not become competitive in the foreseeable future.

Solarstrahlung wird nicht voll genutztSolar radiation is not fully utilized

Da die Solarstrahlung aus dem Hauptstrahl und diffuser Strahlung besteht, muss man beide nutzen. Da in vielen Fällen die diffuse Strahlung den größeren Anteil stellt, sind Spiegel-Technologien, die nur den Hauptstrahl nutzen, nur in wenigen Gebieten einsatzfähig.Since the solar radiation consists of the main beam and diffuse radiation, you have to use both. Since diffuse radiation is the major component in many cases, mirror technologies that use only the main beam are only usable in a few areas.

Die weltweit immer schneller steigende Feinstaubbelastung in der Luft, ein zurzeit noch weitgehend unterschätztes Problem, lässt den Anteil diffuser Strahlung dramatisch ansteigen, sodass Spiegeltechnologien in Zukunft noch unwirtschaftlicher werden. Dazu trägt auch der hohe Wasserverbrauch für Spiegelreinigung und Kühlung des Dampfkreislaufs bei.The increasing global particulate pollution in the air, a currently largely underestimated problem, can dramatically increase the proportion of diffuse radiation, so that mirror technologies in the future even more uneconomical. This is also due to the high water consumption for mirror cleaning and cooling of the steam cycle.

Fehlende Speicher und die FolgenMissing memory and the consequences

Da Solarstrom immer mit Unterbrechungen erzeugt wird, sind ausreichende und kostengünstige Energiespeicher unverzichtbar: Richtet sich die Stromerzeugung nicht nach dem Bedarf, ist Strom, der im Moment nicht gebraucht wird, nicht nur wertlos sondern muss mit hohen Kosten aus dem Netz entfernt werden, während fehlender Strom durch Reservekapazitäten ausgeglichen werden muss.Since solar power is always generated intermittently, sufficient and cost-effective energy storage are indispensable: If the power generation is not according to demand, electricity that is not needed at the moment, not only worthless but must be removed at high cost from the network, while missing Electricity must be compensated by reserve capacity.

Das zeigte sich drastisch im Januar/Februar 2012, als während einer dreiwöchigen, stabilen Hochdrucklage mit sibirischem Kälteeinbruch und Ausfall der gesamten, deutschen Wind- und PV-Kapazität von rund 63 GW Mitteleuropa nur durch die deutschen Braunkohle-Kraftwerke, die während dieser drei Wochen 10% über Kapazität produzierten, vor einem totalen Stromausfall bewahrt wurde.This was shown dramatically in January / February 2012, as during a three-week, stable high pressure situation with Siberian cold snap and failure of total German wind and PV capacity of around 63 GW Central Europe only by the German lignite power plants during these three weeks 10% over capacity, was saved from a total power failure.

Wegen fehlender Energiespeicher bei Photovoltaik bzw. völlig unzureichender und zu teurer Speicher bei Spiegeltechnologien und zu hoher Kosten müssen diese Solar-Technologien inzwischen als Auslaufmodelle angesehen werden.Due to lack of energy storage in photovoltaic or completely inadequate and expensive storage in mirror technologies and high costs, these solar technologies must now be considered as phased-out models.

Große Mengen Strom direkt in Batterien zu speichern, ist bis auf weiteres ineffektiv und viel zu teuer. Die Speicherkapazität von Batterien/Akkumulatoren ist grundsätzlich viel zu gering. Sie altern schnell und verlieren rund 20% der gespeicherten Energie mit jedem Zyklus. Binnen absehbarer Zeit sind grundlegende Verbesserungen nicht zu erwarten.Storing large amounts of electricity directly into batteries is ineffective and far too expensive for the time being. The storage capacity of batteries / accumulators is basically much too low. They age quickly and lose about 20% of the stored energy with each cycle. Within the foreseeable future, fundamental improvements are not expected.

Pumpspeicherwerke, bislang als ideale Energiespeicher gefeiert, sind relativ teuer und von den möglichen Standorten her fast ausgereizt, zumindest in Europa. Sie haben darüber hinaus 20% Verlust pro Zyklus und wegen der notwendigerweise meist sehr kleinen oberen Wasserspeicher nur kleine Speicherkapazitäten, sodass sie eigentlich nur für die Lieferung täglicher Stromspitzen in Frage kommen. Auch sie konnten und können die fehlenden Speicher bei den Solartechnologien nicht ersetzen.Pumped storage plants, hitherto celebrated as ideal energy storage, are relatively expensive and almost exhausted from the possible locations, at least in Europe. In addition, they have a 20% loss per cycle and, due to the necessarily very small upper water storage, only small storage capacities, so they are actually only for the delivery of daily power peaks in question. They, too, could not and can not replace the lack of storage in solar technologies.

Das Netz als Speicher zu nutzen, ist eine sehr teure Mogelpackung, weil die dort als verlässliche Grundlastkraftwerke eingesetzten Fossilbrandstoff- oder Nuklear-Kraftwerke als Reservekraftwerke im Ein-Aus-Betrieb sehr viel teurer produzieren und auch im Aus-Betrieb immer noch Brandstoff verbrauchen, um Anfahrzeiten zu verkürzen. So soll in Deutschland das gerade in Betrieb genommene, modernste Gaskraftwerk der Erde mit einem Wirkungsgrad von 62% am Irschenberg in Bayern geschlossen werden, weil sich wegen der erratischen Abschaltungen zugunsten der erneuerbaren Energie-Kraftwerke der Betrieb nicht lohnt. Die unkontrolliert steigenden Stromkosten in Deutschland zeigen, dass diese Mogelpackung auf die Dauer nicht bezahlbar ist.Using the network as a storage facility is a very expensive sham package because it is used as a reliable base load power plant Produce fossil fuel or nuclear power plants as reserve power plants in the on-off operation much more expensive and still consume fuel in the off-mode to shorten start-up times. In Germany, for example, the state-of-the-art gas-fired power plant currently in operation in Germany is to be closed with an efficiency of 62% at the Irschenberg in Bavaria, because operation is not worthwhile due to erratic shutdowns in favor of renewable energy power plants. The uncontrolled rising electricity costs in Germany show that this sham will not be affordable in the long run.

Neben kurz- und mittelfristiger Speicherung ist die Langzeit-Speicherung von Solarenergie zum Ausgleich zwischen Winter und Sommer besonders wichtig, weil selbst in vielen sonnenreichen Wüstengebieten die Winterleistung nur 50% der Sommer-Leistung erreicht. Das Fehlen solcher Speicher hat mit dazu beigetragen, dass die Solaranlagen in Deutschland, deren Winter-Leistung durch Fossilkraftwerke erbracht werden muss, zum rasanten Anstieg der Strompreise dort sehr erheblich beigetragen haben.In addition to short- and medium-term storage, the long-term storage of solar energy to balance between winter and summer is particularly important, because even in many sun-rich desert areas, winter performance reaches only 50% of summer performance. The lack of such storage has contributed to the fact that the solar systems in Germany, whose winter power must be provided by fossil power plants, have contributed to the rapid rise in electricity prices there very considerably.

Auch für Windturbinen sind Speicher unverzichtbarStorage is also indispensable for wind turbines

In diesem Zusammenhang müssen auch die Horizontalwind-Anlagen in Bodennähe als indirekte Solaranlagen erwähnt werden, weil auch sie ihre Energie aus der Solarstrahlung beziehen und zwar aus dem täglichen Thermik-Aufwind als Folge der Konvektion über dem erwärmten Boden und der Verdunstung von Wasser, die das gesamte planetarische Windsystem antreiben.In this context, the horizontal wind systems near the ground must be mentioned as indirect solar systems, because they also draw their energy from the solar radiation from the daily thermal updraft as a result of convection over the heated soil and the evaporation of water, the drive entire planetary wind system.

Zunächst ist festzuhalten, dass der Kapazitätsfaktor der einzelnen Windturbinen in Deutschland laut dem Rheinischen Wirtschaftsinstitut RWI nur 22% beträgt, d. h. sie erbringen im Jahresmittel nur 22% der möglichen Leistung, davon während 60% des Jahres weniger als 10%. Der Systemwirkungsgrad aller Windräder zusammen genommen beträgt aber überraschenderweise nur 20%, obwohl er nach dem bisherigen Mantra der Erneuerbaren Energien durch gegenseitigen Ausgleich wesentlich höher sein müsste. Dafür gibt es nur eine Erklärung: Die Verluste bei der Synchronisierung der rund 32000 Windräder im deutschen Wechselstromnetz, deren Leistung sich ständig ändert, sodass ständig nachreguliert werden muss verschlingen weit mehr als 10% der gesamten, in Windturbinen erzeugten Leistung. Auch sie benötigen also integrierte oder angeschlossene Speicher.First, it should be noted that the capacity factor of the individual wind turbines in Germany according to the RWI RWI is only 22%, ie. H. they provide only 22% of the possible average annual output, of which 60% of the year is less than 10%. The system efficiency of all wind turbines taken together is surprisingly only 20%, although it would have to be much higher after the previous mantra of renewable energies by mutual compensation. There is only one explanation for this: The losses in the synchronization of the 32,000 wind turbines in the German AC grid, whose power is constantly changing, so that there is constant readjustment, amount to more than 10% of the total power generated in wind turbines. They also need integrated or connected storage.

Diese ständigen, das ganze Netz störenden Nachregelungen für die Synchronisierung haben aber noch weitergehende Folgen: Schon vor, aber vor allem seit der Energiewende treten laut RWI ständig Mikro-Spannungsunterbrechungen auf, die wie falsche Signale wirken und zu Millionenschäden in automatischen deutschen Produktionsanlagen geführt haben. Diese müssen ihre bisher auf den normalen Wechselstrom auf-modulierten Signale für die Prozess-Steuerungen nun in getrennten, internen Netzen versenden.This constant, the whole network disturbing Nachregelungen for synchronization but have even more far-reaching consequences: Even before, but especially since the energy transition occur according to RWI micro-voltage interruptions, which act as false signals and have led to millions of dollars in automatic German production facilities. They now have to send their previously modulated signals to the normal alternating current for the process controllers in separate, internal networks.

Da sich Windturbinen bei zu hohen Windgeschwindigkeiten automatisch abschalten, fallen bei Starkwind flächendeckend hunderte von Wind-Turbinen, die gerade noch Maximalleistung ins Netz abgegeben haben, innerhalb von Minuten aus, sodass konventionelle Kraftwerke als Reserve auf voller Dampfleistung und bereits synchronisiert mitlaufen müssen, deren Leistung das Netz in Deutschland zunächst überschwemmt. Dieser Überschuss-Strom wird mit hohen Zuzahlungen im Ausland abgesetzt, stört aber auch das Netz dort, sodass z. B. Polen inzwischen bei Starkwind das eigene Netz gegen Strom aus Deutschland abschottet. Damit hat sich die vorrangige Einspeisung von Strom aus Erneuerbaren Energien in Deutschland ad absurdum geführt und im Netz riesige finanzielle Verluste entstehen lassen, die die hohen Einspeisevergütungen um ein Vielfaches überschreiten, den Strom unsinnig verteuern und damit die ganze deutsche Volkswirtschaft erheblich schädigen bis hin zur Abwanderung ganzer stromintensiver Industriezweige.Since wind turbines automatically switch off when the wind speeds are too high, hundreds of wind turbines that have just given off maximum power into the grid will fall out within minutes, so that conventional power plants will have to run in reserve on full steam and already synchronized, their performance initially flooded the network in Germany. This surplus electricity is sold with high additional payments abroad, but also disturbs the network there, so z. For example, in the meantime, Poland is sealing off its own power grid against strong currents from strong winds. Thus, the priority feed-in of electricity from renewable energies in Germany has led to absurdity and caused huge financial losses in the network, which exceed the high feed-in tariffs many times, make the river senseless more expensive and thus significantly damage the entire German economy to the point of emigration entire power-intensive industries.

Diese Verluste müssen betriebswirtschaftlich den Erzeugerkosten der genannten Solartechnologien zugerechnet werden, wobei sich dann zeigt, dass deren echte Stromgestehungs-Kosten längst jedes vernünftige Maß überschritten haben.These losses have to be assigned to the costs of production of the mentioned solar technologies, which shows that their real power generation costs have long since exceeded any reasonable level.

Alle bisherigen Solartechnologien sind gescheitertAll previous solar technologies have failed

Alle bisherigen, durch Einspeisevergütungen subventionierten, direkten oder (Wind) abgeleiteten Solartechnologien sind wirtschaftlich tot, sobald die Einspeise-Vergütungen wegfallen. Somit sind sie trotz Milliarden-Subventionen bis heute nicht konkurrenzfähig geworden und verursachen sogar Schaden, obwohl im deutschen Erneuerbaren-Energien-Gesetz EEG niedergelegt war, dass sie nur 10 Jahre lang, also bis 2008, gefördert werden und bis dahin konkurrenzfähig sein müssen. Davon sind sie so weit entfernt sind wie eh und je. Das kann auch daraus ersehen werden, dass bisher kein einziges, fossilbrandstoffgefeuertes Kraftwerk geschlossen werden konnte, weil sie in immer größerem Maße als Reservekraftwerke für die Ausfälle der EE einstehen müssen. Damit sind diese Solartechnologien als gescheitert zu betrachten.All previous direct or (wind) derived solar technologies subsidized by feed-in tariffs are economically dead as soon as the feed-in tariffs cease to exist. Thus, despite billions in subsidies, they have not become competitive and even cause damage, even though the German Renewable Energy Act (EEG) stipulated that they would only be subsidized for 10 years, ie until 2008, and that they would have to be competitive by then. They are as far away as ever. This can also be seen from the fact that so far not a single, fossil fuel-fired power plant could be closed, because they have to stand up to a greater extent as reserve power plants for the failures of the RE. Thus these solar technologies are to be regarded as failed.

Gründe des ScheiternsReasons of failure

Der Grund liegt darin, dass die bisherigen Solartechnologien versäumt haben:

  • • Ihre notwendigerweise großen Solarfelder hinreichend kostengünstig zu erstellen;
  • • Integrierte oder direkt angeschlossene, steuerbare Langzeit-Energiespeicher hoher Kapazität zu entwickeln und zu bauen, um dann Strom zu liefern, wenn er benötigt wird;
  • • Dadurch ihren Kapazitätsfaktor zu erhöhen. Heute liegt Wind bei 20% und PV bei 8,5% in Deutschland, sodass für die gleiche Jahresleistung eines Fossilkraftwerks 5 Windturbinen bzw. 11 PV-Anlagen gleicher Leistung erforderlich sind;
  • • Die Versorgungssicherheit ihrer Kraftwerke sicher zu stellen, die zurzeit bei Null liegt.
The reason is that the previous solar technologies have failed:
  • • create your necessarily large solar fields sufficiently cheaply;
  • • Develop and build integrated, or directly connected, long-term, controllable, long-term energy storage devices to provide power when needed;
  • • thereby increasing their capacity factor. Today, wind is 20% and PV is 8.5% in Germany, so that 5 wind turbines or 11 PV plants of the same power are required for the same annual output of a fossil power plant;
  • • To ensure the security of supply of their power plants, which is currently at zero.

WIE KAM ES ZUR ENTWICKLUNG DER SOLAIR-TURBINEHOW CAME TO DEVELOP THE SOLAIR TURBINE

Das bestechend einfache und zuverlässige Aufwindkraftwerk (AWK) von Prof. Schlaich, welches Stinnes als Energieberater der Nordkap-Provinz in Südafrika 1996 als mögliche Technologie eingeführt hatte, hatte einen sehr geringen solar-elektrischen Wirkungsgrad von rund 1%, weil mit einem 1.000 m-Kamin nur 10% des Druckunterschiedes zwischen Weltraum und Kaminfuß bzw. 10% des Carnot-Wirkungsgrades (theoretische Grenze bei Wärmekraftwerken) von 12% genutzt werden konnte.The impressively simple and reliable wind turbine (AWK) by Prof. Schlaich, which Stinnes introduced as an energy consultant to the North Cape Province in South Africa in 1996 as a possible technology, had a very low solar-electric efficiency of around 1%, because with a 1,000 m Only 10% of the pressure difference between space and the base of the chimney or 10% of the Carnot efficiency (theoretical limit for thermal power plants) of 12% could be used for the chimney.

Indem Stinnes mit seinem Netzwerk seit 1998 aus dem AWK den GreenTower (GT) mit Treibhaus und zusätzlichen, hohen Einnahmen entwickelte, den 1.500 m-Kamin mit 50% höherer, theoretischer Leistung forcierte, 2004 ein spezielles Isolierglas (dreifache Leistung) einführte und dem GT u. a. 2010 einen Überdruck-Dampfkreislauf hinzufügte, erhöhte er die Leistung des AWK bei sonst gleichen Abmessungen und Investitionskosten etwa um den Faktor 18. Die Beschränkung des GT auf 100°C Maximaltemperatur, um das Überkochen der Wasserspeicher zu verhindern, beschränkte dessen tatsächlichen Wirkungsgrad jedoch auf 20%. Integrierte steuerbare Langzeit-Wärmespeicher mit Felsspeichern als Reserve speicherten Wärme, sodass schon der GT jederzeit die volle Leistung abgeben konnte. Eine integrierte Wasserentsalzung lieferte das Wasser für die GT-Landwirtschaft in der Wüste.By developing the GreenTower (GT) with greenhouse and additional, high revenue from the AWK since 1998, Stinnes pushed the 1,500 m chimney with 50% higher theoretical power, introduced a special insulating glass (triple power) in 2004 and the GT u. a. In 2010, when adding an overpressure steam cycle, it increased the AWK's output by a factor of 18, with the same dimensions and investment costs. Restricting the GT to 100 ° C maximum temperature to prevent overcooking of the water reservoirs limited its actual efficiency to 20, however %. Integrated controllable long-term heat storage with rock pools as a reserve stored heat, so that even the GT could deliver the full power at any time. An integrated water desalination provided the water for the GT agriculture in the desert.

Die logische Weiterentwicklung zur Solair-Druckturbine mit Erhöhung der oberen Arbeits-Temperatur auf 200°C erhöhte den Wirkungsgrad auf 30% und machte damit den Dampfkreislauf, den Luft-Saugkreislauf mit Kamin und den Kollektor überflüssig, sodass deren Investitionskosten nun wegfallen. Dazu ist sie sehr viel einfacher aufgebaut, hat jedoch ebenfalls einen integrierten Wärmespeicher und eine integrierte Wasserentsalzung.The logical further development of the Solair pressure turbine with an increase in the upper working temperature to 200 ° C increased the efficiency to 30% and thus made the steam cycle, the air-suction circuit with chimney and the collector superfluous, so that their investment costs are now eliminated. For this it is much simpler, but also has an integrated heat storage and an integrated water desalination.

Das Markenzeichen des GT, erodierten Böden mittels Humus ihre Fruchtbarkeit zurück zu geben und Wüsten zu begrünen, wird auch mit der Solair-Turbine fortgeführt, ebenso wie die Humus-Landwirtschaft mit ihren extrem hohen Erträgen. Darüber hinaus ist die Solair-Turbine ideal geeignet, über das Einspeisen von Solarwärme das sommerliche Leistungstief von Erdwärme-Kraftwerken auf den Winterwert anzuheben und ihnen dank fehlender Wärmeverluste einen extrem hohen Wirkungsgrad von 30% und mehr zu verleihen.The trademark of the GT, to restore soil fertility through humus and greening deserts, will be continued with the Solair turbine, as well as humus farming with its extremely high yields. In addition, the Solair turbine is ideally suited to raise the summer power low of geothermal power plants to winter value by injecting solar heat and to give them an extremely high efficiency of 30% and more due to the lack of heat losses.

Die Kombination von Solair-Hochleistungs-Humus, der selbst erodierten Wüstenböden höchste Fruchtbarkeit und Wasser-Rückhaltung beschert, mit der extrem kostengünstigen Strom-Erzeugung und Wasserentsalzung der Solair-Turbine stellt neben dem aufwendigeren und teureren GreenTower die einzige Möglichkeit dar, das zurzeit dringendste Problem der Menschheit, nämlich die immer schneller fortschreitende, weltweite Boden-Erosion und Wüstenausbreitung zu stoppen bzw. umzukehren, die die Nahrungsbasis der gesamten Menschheit bedroht. Experten schätzen, dass uns nur noch 50 Jahre Zeit bleiben.The combination of Solair high-performance humus, which gives even eroded desert soils the highest fertility and water retention, with the extremely low-cost power generation and desalination of the Solair turbine is the only way, in addition to the more expensive and expensive GreenTower, the currently most pressing problem humanity, namely the ever faster advancing, global soil erosion and desertification to stop or reverse, which threatens the food base of all humanity. Experts estimate that we only have 50 years left.

Was macht die Solair-Turbine besser als bisherige SolartechnologienWhat makes the Solair turbine better than previous solar technologies

Die vorstehende Erfindung vermeidet die oben genannten Fehler der bisherigen, geförderten Solartechnologien, indem sie:

  • – statt hochkristallinen Siliziums amorphes Glas und damit ein strukturell deutlich billigeres Material für das Solarfeld verwendet, d. h. das z. Zt. billigste Material in Solarfeldern;
  • – Steuerbare, integrierte Energiespeicher mit Wasser als dem billigsten und effektivsten Material für die Speicherung von Niedertemperatur-Wärme verwendet, die gleichzeitig als ideale schwarze Körper zur Absorption der Solarstrahlung dienen;
  • – diese mit Felsspeichern als billigsten Langzeitspeichern für Niedertemperaturwärme kombiniert;
  • – mit hocheffizientem, IR-reflektierenden Isolierglas alle Wärmeverluste unterdrückt und damit trotz niedrigen Carnot-Wirkungsgrades bzw. Arbeitstemperatur den bei weitem höchsten Flächenwirkungsgrad und damit die geringsten Flächenkosten pro MW hat;
  • – einen Halbzylinder aus Glas als Solarkollektor und Druckkessel einsetzt und damit Luft als Arbeitsmedium verwendet, das hinter der Arbeitsturbine nicht gekühlt werden muss.
  • – die Höchsttemperatur und damit den Carnot-Wirkungsgrad nicht zu hoch ansetzt, weil IR-Verluste mit der 4. Potenz der absoluten Temperatur steigen und damit oberhalb 400°C die Verluste schnell nicht mehr beherrschbar sind, z. B. bei Spiegeltechnologien,
  • – mit den Speichern oben einen Kapazitätsfaktor von nahezu 100% erreicht;
  • – mit der einfachen Konstruktion und robusten, wartungsfreien Ausführung der Solair-Turbine eine Verfügbarkeit von nahezu 100% erreicht und damit die höchste Versorgungssicherheit aller stromerzeugenden Technologien;
  • – die Wärmeenergie in ihren Speichern auch zur Wasserentsalzung nutzt und durch Entsalzung Landwirtschaft in Wüsten und Trockengebieten fast weltweit möglich macht;
  • – durch Kombination mit Solair-Humuserzeugung und -Landwirtschaft erodierten Böden ihre Fruchtbarkeit zurückgibt, Wüsten begrünt und große Mengen CO2 sequestriert.
The above invention avoids the above-mentioned defects of the previous promoted solar technologies by:
  • - Instead of highly crystalline silicon amorphous glass and thus a structurally much cheaper material used for the solar field, ie the z. Currently cheapest material in solar fields;
  • - Controllable, integrated energy storage using water as the cheapest and most effective material for the storage of low-temperature heat, which at the same time serve as the ideal black body for absorbing the solar radiation;
  • - combined with rock pools as the cheapest long-term storage for low-temperature heat;
  • - Suppresses all heat losses with highly efficient, IR-reflective insulating glass and thus has by far the highest surface efficiency and thus the lowest area cost per MW despite low Carnot efficiency or working temperature;
  • - uses a half-cylinder of glass as a solar collector and pressure vessel and thus uses air as a working medium that does not need to be cooled behind the power turbine.
  • - The maximum temperature and thus the Carnot efficiency does not set too high, because IR losses increase with the 4th power of the absolute temperature and thus above 400 ° C, the losses are quickly no longer manageable, z. In mirror technologies,
  • - reached with the memories above a capacity factor of nearly 100%;
  • - achieves nearly 100% availability with the simple design and robust, maintenance-free design of the Solair turbine, providing the highest level of supply security for all power-generating technologies;
  • - uses the heat energy in their reservoirs for water desalination and makes desalination agriculture in deserts and drylands almost worldwide possible;
  • - by combining with Solair humus production and agriculture eroded soil returns fertility, greening deserts and sequestering large amounts of CO2.

FUNKTIONSWEISE UND BESCHREIBUNGFUNCTIONING AND DESCRIPTION

Das Herzstück der Erfindung besteht aus einem Druckkörper, dessen oberer Halbzylinder aus vorgespanntem Solarglas und dessen unteres Wasserbecken mit unten ausgeformtem Halbzylinder aus Schaumbeton oder einem entsprechendem Material bestehen. Am Zylinder-Ausgang befindet sich eine Arbeitsturbine, die über einen Lineargenerator Strom an das Netz und den Verdichter am Zylindereingang liefert, der Kaltluft in den Druckkessel presst und über Drucksensoren gesteuert wird [1]. Damit sind Arbeitsturbine und Verdichter im Gegensatz zu konventionellen Gasturbinen entkoppelt Eine mechanische Verbindung über die notwendig lange Distanz wäre unpraktisch und zu teuer.The heart of the invention consists of a pressure body, the upper half cylinder of tempered solar glass and the lower water basin with bottom formed half cylinder made of foam concrete or a corresponding material. At the cylinder outlet is a power turbine, which supplies power via a linear generator to the grid and the compressor at the cylinder inlet, which presses cold air into the pressure vessel and is controlled by pressure sensors [1]. Thus, the power turbine and compressor are decoupled in contrast to conventional gas turbines A mechanical connection over the necessary long distance would be impractical and too expensive.

Start der Solair-TurbineStart of the Solair turbine

Gestartet wird das System durch einen angekoppelten Motor oder Akkumulator bzw. Fremdstrom, die den Elektromotor des Verdichters antreiben und/oder durch Schließen des Druckkessels nach Einlassen von Kaltluft und Zuwarten, bis sich genügend Druckdifferenz aufgebaut hat, um die Arbeitsturbine zum Laufen und schließlich auf die geforderte Leistung zu bringen. Da die Energiespeicher keine Wärme verlieren, kann die Turbine relativ schnell starten, wenn die Speicher einigermaßen gefüllt sind [2].The system is started by a coupled motor or accumulator or external current that drive the electric motor of the compressor and / or by closing the pressure vessel after taking cold air and wait until enough pressure difference has built up to run the power turbine and finally on the to bring required performance. Since the energy storage devices lose no heat, the turbine can start relatively quickly when the storage tanks are fairly full [2].

Wartung der GlaszylinderMaintenance of the glass cylinder

Da in vielen Ländern Staubstürme vorkommen und immer mehr Feinstaub in der Luft ist, sind zwischen den Glaszylindern auf Ständern selbst-drehende Wasser-Hochdruckreiniger angebracht, deren Abwasser in den Wasserkreislauf zurückfließt. Selbst Sand wird entfernt [3]. Zwecks Austausch von Zylindersegmenten laufen Montagewagen auf Schienen zwischen den Glaszylindern, welche die Ersatz-Segmente von oben her montieren [4].As dust storms occur in many countries and more and more particulate matter is in the air, self-rotating water pressure washers are installed between the glass cylinders on stands, whose wastewater flows back into the water cycle. Even sand is removed [3]. To replace cylinder segments, assembly cars run on rails between the glass cylinders, which mount the replacement segments from above [4].

Steuerbare Energiespeicherung in integrierten WarmwasserbeckenControllable energy storage in integrated hot water pools

Die innen schwarz gefärbten oder mit schwarzen Plastikfolien ausgelegten Flüssigkeits-Becken dienen gleichzeitig als ideale schwarze Körper, die die einfallende sichtbare Strahlung vollständig absorbieren [5] und als Wärmespeicher, die ihre Wärme-Energie im Wesentlichen über Konvektion kontrolliert an die darüber hinwegstreichende Luft abgeben [6]. Die Tiefe der Becken, Wärmekapazität der Flüssigkeit und die Temperatur bestimmen die Menge der in diesen Becken gespeicherten Energie, im Regelfall einige Tage.At the same time, the liquid basins, which are colored black inside or covered with black plastic sheets, serve as ideal black bodies that completely absorb the incident visible radiation [5] and as heat storage, which transfers their heat energy essentially via convection to the air passing through it. 6]. The depth of the pools, the heat capacity of the liquid and the temperature determine the amount of energy stored in these pools, usually a few days.

Wasser, Thermo-Öl und andere SpeichermedienWater, thermal oil and other storage media

Im Normalfall nimmt man wegen der geringsten Kosten und der höchsten Wärmekapazität Wasser als Speichermaterial, was auch, wie unten gezeigt, die Möglichkeit eröffnet, sehr einfach und mit geringsten Kosten Wasser zu entsalzen, wobei man z. B. 15,5 bar Druck benötigt, um das Kochen in den Speicherbecken bei 200°C zu verhindern. Sollte allerdings vorgespanntes Glas sehr teuer und Thermo-Öl sehr billig sein, welches erst bei 405°C siedet, wird man z. B. Thermo-Öl verwenden oder eine ähnliche andere Flüssigkeit [7].Normally, you take because of the lowest cost and the highest heat capacity water as a storage material, which also, as shown below, opens up the possibility to desalt water very easily and at the lowest cost, z. B. 15.5 bar pressure required to prevent boiling in the storage tank at 200 ° C. However, should tempered glass be very expensive and thermo-oil very cheap, which boils only at 405 ° C, z. B. Use thermal oil or similar other liquid [7].

Weil die Druckerhöhung bei einem Temperaturhub von 180°C in der Turbine nur 0,38 bar beträgt, könnte man mit einem Überdruck von 1 bar in dem Zylinder die Turbine mit dem gleichen Wirkungsgrad von 30% betreiben wie die oben gezeigte Turbine mit Wasser-Speicher und 15,5 bar Druck und damit die Glaskosten wesentlich senken. Zurzeit ist es allerdings praktisch unmöglich, kostengünstiges Thermo-Öl zu erhalten.Because the pressure increase at a temperature of 180 ° C in the turbine is only 0.38 bar, one could operate with a pressure of 1 bar in the cylinder, the turbine with the same efficiency of 30% as the turbine with water storage shown above and 15.5 bar pressure and thus significantly reduce the glass cost. At the moment, however, it is virtually impossible to obtain low-cost thermal oil.

Bei Vorhandensein von heißem Wasser kann Erdwärme (wet rock) bestens mit der Solair-Turbine kombiniert werden, weil sie im Sommertief der Erdwärmekraftwerke durch solares Hochheizen die Temperaturdifferenz und damit die Stromleistung hoch- und konstant halten kann und durch ihren hohen Wirkungsgrad von 30% und mehr kombinierten Solair-Erdwärme-Kraftwerken wesentlich höhere Wirkungsgrade und Leistungen verleihen [8].In the presence of hot water, geothermal energy (wet rock) can be optimally combined with the Solair turbine, because it can keep the temperature difference and thus the power output high and constant in the summer low of the geothermal power plants by solar heating up and by their high efficiency of 30% and Bringing more combined efficiencies and outputs to more combined Solair geothermal power plants [8].

Höhere Wirkungsgrade mit Thermo-ÖlHigher efficiencies with thermal oil

Bei der Verwendung von Thermo-Öl oder einer ähnlich hochsiedenden Speicherflüssigkeit kann man mit der Temperatur auch höher als 200°C gehen, wobei dann aber graduell Wärmeverluste spürbar werden, die man ggf. mit einem noch weitergehend modifizierten Isolierglas bis 400°C oberer Arbeitstemperatur weitgehend unter Kontrolle halten kann [9].When using thermo-oil or a similar high-boiling storage liquid can go with the temperature and higher than 200 ° C, but then gradually heat loss can be felt, which is possibly with a further modified insulating glass to 400 ° C upper operating temperature largely can keep under control [9].

Damit kann die Solair-Turbine durch Verwendung von Thermo-Öl bis auf einen Wirkungsgrad von etwa 60% kommen, wobei auch direkte Wasserentsalzung in einem getrennten, internen Rohrkreislauf möglich ist, während sich die Glaskosten dank fehlenden Dampfdrucks nicht erhöhen. Insgesamt wird der Aufbau mit Wasserentsalzung aber komplizierter. Ggf. können mit anderen Flüssigkeiten noch höhere Temperaturen und Wirkungsgrade erreicht werden, wobei aber Kosten gegen Nutzen abzuwägen sind. Thus, the Solair turbine can be achieved by using thermal oil to an efficiency of about 60%, with direct desalination in a separate, internal pipe circuit is possible, while the glass costs do not increase due to lack of vapor pressure. Overall, the structure with desalination water but more complicated. Possibly. With other liquids even higher temperatures and efficiencies can be achieved, but costs must be weighed against benefits.

Felsspeicherrock memory

Um die jahreszeitliche Schwankung zwischen Winter- und Sommerleistung auszugleichen, werden Rohre in den Speicherbecken verlegt, über welche man mittels Wasser Wärme in Felsspeicher nahe den Flüssigkeits-Wärmespeichern ein- und ausspeisen kann [10]. Der Wasserkreislauf zum Fels ist zum Schutz des Grundwassers geschlossen und steht unter Druck, um bei höheren Temperaturen als 100°C Energie speichern und entnehmen zu können. Die genauere Beschreibung ist einem Zusatzpatent vorbehalten.In order to compensate for the seasonal fluctuation between winter and summer performance, pipes are laid in the storage basins, via which water can be fed in and out of heat in rock storage near the liquid heat storage tanks [10]. The water cycle to the rock is closed to protect the groundwater and is under pressure to store and extract energy at temperatures higher than 100 ° C. The more detailed description is reserved for a supplementary patent.

Integrierte WasserentsalzungIntegrated desalination

Füllt man die Beckenspeicher mit Salzwasser und lässt sie bei der oberen Arbeitstemperatur (Beispiel oben 200°C) sieden, entsteht Dampf, den man absaugen und als Süßwasser rekondensieren kann, wozu wegen des hohen Wärmeäquivalents Wärmetauscher mit sehr großen Kontakt-Flächen notwendig sind [11]. Indem man diesen Dampf in Druckrohren durch die Wasserspeicher auf der kalten Seite hindurchführt, heizen diese das einströmende, kalte Salzwasser auf, sodass man wegen der sehr großen Wärmetauscher-Flächen über die langen Rohre in den Wasserspeichern die Wärme vollständig zurückgewinnen kann. Dazu trägt auch der hohe Wärmeleitungs-Koeffizient Süßwasser-Rohrwand-Salzwasser bei. Eine genauere Beschreibung ist einem Zusatzpatent vorbehalten.If the ponds are filled with salt water and boiled at the upper working temperature (200 ° C at the top), steam is generated which can be recondensed and recondensed as fresh water, which requires heat exchangers with very large contact areas because of the high heat equivalent [11 ]. By passing this steam in pressure pipes through the water tanks on the cold side, they heat up the inflowing, cold salt water, so that you can completely recover the heat because of the very large heat exchanger surfaces over the long pipes in the water storage. The high heat conduction coefficient of freshwater pipe wall saltwater also contributes to this. A more detailed description is reserved for a supplementary patent.

Glaszylinder ohne WämieverlusteGlass cylinder without loss of bum

Um die Infrarot-(IR)-Strahlungsverluste bei 200°C und darüber zu minimieren, wird ein Spezialglas aus drei Schichten mit zwei speziellen, IR-reflektierenden Schichten benutzt [12], welches ebenfalls Gegenstand eines Zusatzpatents ist. Aufgrund der Vorarbeiten von Bottenbruch in 2010, dem genannten Miterfinder, zeigt ein analog aufgebautes, einfacheres Isolierglas bei 100°C keine Wärmeverluste, weil die äußere Glasschicht durch die atmosphärische Gegenstrahlung soweit aufgeheizt wird, dass die Wärmeverluste des Glas-Kollektors aus IR-Strahlungs und Wärmeleitungs-Verlusten auf Null zurückgehen. Stinnes konnte zeigen, dass durch bestimmte Beschichtungen das 3-Schichten-Isolierglas oben Wärmeverluste auch bei 200°C vollkommen unterdrückt und damit die Haupt-Energieverluste ausgeschaltet werden können.In order to minimize the infrared (IR) radiation losses at 200 ° C and above, a special glass of three layers with two special, IR-reflecting layers is used [12], which is also the subject of an additional patent. Due to the preliminary work of Bottenbruch in 2010, the co-inventor, shows an analogously constructed, simpler insulating glass at 100 ° C no heat loss, because the outer glass layer is heated by the atmospheric counter radiation to the extent that the heat loss of the glass collector of IR radiation and Heat conduction losses go back to zero. Stinnes was able to show that with certain coatings the 3-layer insulating glass at the top completely suppresses heat losses even at 200 ° C and thus the main energy losses can be eliminated.

Das SolarfeldThe solar field

Zwecks bester Raumausnutzung werden die Glaszylinder parallel im Solarfeld angeordnet. Da weite Kurven keine wesentlichen Strömungsverluste verursachen, können sie auch in hügeligem oder sogar bergigem Gelände auf den Konturlinien montiert werden [13] und benötigen keine großen Ebenen wie die riesigen GreenTower-Kraftwerke mit ihren Groß-Kollektoren von 7 km Durchmesser. Die Zusammenführung von mehreren Druckzylindern in einer Turbine und einem Verdichter ist auch möglich. Das kann laufende und Investitions-Kosten einsparen – eine 10 MW-Turbine ist billiger als 10 Ein-MW-Turbinen – und kann auch Platz schaffen für den notwendigen großen Diffusor am Ausgang der Arbeitsturbine.For best space utilization, the glass cylinders are arranged in parallel in the solar field. Since wide turns do not cause significant flow losses, they can be mounted on hilly or even mountainous terrain on the contour lines [13] and do not require large levels such as the giant GreenTower power plants with their large collectors of 7 km in diameter. The combination of multiple pressure cylinders in a turbine and a compressor is also possible. This can save ongoing and investment costs - a 10 MW turbine is cheaper than 10 one-MW turbines - and can also make room for the necessary large diffuser at the output of the power turbine.

Modularer Kraftwerks-AufbauModular power plant construction

Solair-Kraftwerke sind modular aus relativ kleinen Turbinen-Einheiten aufgebaut [14]. In einem sonnenreichen Gebiet benötigt eine Solair-Turbine von 1 Megawatt ca. 1,25 Ha glas-bedeckter Einstrahlungsfläche bei dem erwarteten Wirkungsgrad von 30% bei 200°C oberer Arbeitstemperatur, dem zurzeit im Preis-Leistungs-Verhältnis wahrscheinlich praktischsten Optimum. Diese kleinen Einheiten können zu Großkraftwerken zusammengeschaltet werden und dank ihrer Wartungsfreiheit und extrem hohen Zuverlässigkeit bei einer Entwurf-Lebensdauer von 200 Jahren eine Verfügbarkeit von nahezu 100% erreichen. Diese zusammen-geschalteten Kraftwerke können von einer Zentrale aus mit minimalem Personalaufwand gesteuert werden und so mit minimalen, laufenden Kosten von unter 0,1% der Investitionskosten pro Jahr auskommen.Solair power plants are modularly constructed from relatively small turbine units [14]. In a sun-drenched area, a 1 Megawatt Solair turbine requires approximately 1.25 Ha of glass-covered irradiation surface at the expected efficiency of 30% at 200 ° C upper working temperature, which is probably the most practical optimum in price / performance. These small units can be interconnected to large power plants and, thanks to their low maintenance and extremely high reliability, with a design life span of 200 years, reach an availability of almost 100%. These co-located power plants can be controlled from a central office with minimal manpower and thus manage with minimal, ongoing costs of less than 0.1% of the investment costs per year.

Solair-KleinkraftwerkeSolair-small power plants

Solair-Turbinen können aber auch als Kleinkraftwerke dezentral eingesetzt werden [15]. Das ist für kleine Inseln im Ozean und Oasen in Wüstengebieten von besonderem Interesse, zumal dann mit Ausbreitung der Oase durch Bewässerung weitere Kleinkraftwerke problemlos dazu gebaut werden und lange Zuleitungen vermieden werden können.Solair turbines can also be used decentrally as small power stations [15]. This is of particular interest for small islands in the oceans and oases in desert areas, especially since then with the expansion of the oasis by irrigation other small power plants can be easily built and long supply lines can be avoided.

Keine SynchronisierungsverlusteNo synchronization losses

Solair-Kleinkraftwerke vermeiden die hohen Synchronisierungs-Verluste von Windkraft- und PV-Anlagen, weil sie dank ihrer integrierten steuerbaren Wärmespeicher bei zentraler Steuerung die Leistung konstant halten oder anpassen können, sodass das ständige Nachregulieren entfällt [16]. Das spart, wie vorstehend gezeigt, zwischen 10 und 20% der erzeugten Leistung ein, wenn diese Kleinkraftwerke untereinander oder mit einem größeren Netz verbunden sind.Solair small-scale power plants avoid the high synchronization losses of wind power and PV plants because they can keep their performance constant or adjust thanks to their integrated controllable heat storage with centralized control, eliminating the need for constant readjustment [16]. This saves, as shown above, between 10 and 20% of the generated power when these small power stations are interconnected or with a larger network.

Schwimmende KraftwerkeFloating power plants

Da die integrierten Wasser-/Flüssigkeitsspeicher der Solair-Tubine aus einem geschäumten Spezial-Beton mit hoher Wärmedämmung und einem Raumgewicht von etwa 800 kg/m3 bestehen, sind die Solair-Turbinen automatisch schwimmfähig und können in geschützten Gewässern wie z. B. Lagunen in Ringatollen oder Fluss-Deltas schwimmend montiert werden [17]. Damit können z. B. zahlreiche Südseeinseln oder Flussdelta-Gebiete mittels Solair-Kraftwerken ohne Landverlust mit Solarstrom versorgt werden und die Inseln ggf. auch mit Süßwasser.As Solair's integrated water / liquid storage tanks are made from special high-foamed, high-density foamed concrete weighing around 800 kg / m 3 , Solair turbines are automatically buoyant and can be used in sheltered waters such as lakes. For example, lagoons can be mounted floating in ring atolls or river deltas [17]. This can z. B. numerous South Sea islands or river delta areas are supplied by Solair power plants without loss of land with solar power and the islands possibly with fresh water.

Die einzigartige Kombination von Kraftwerk, Wasserentsalzung und HumusThe unique combination of power plant, water desalination and humus

Obwohl es zunächst fernliegend erscheint, ist die Verbindung der Solair-Turbine inklusive Wasserentsalzung mit dem Solair-Hochleistungshumus von kardinaler und weltweiter Bedeutung, weil nur die Kombination von Solair-Humus mit seiner extremen Fruchtbarkeit und Wasserspeicherung mit der extrem kostengünstigen Solair-Wasserentsalzung und mit dem extrem kostengünstigen Solair-Strom für die benötigte Pumpenergie die weltweite Boden-Erosion und Wüsten-Ausbreitung stoppen kann [18].Although initially remote, the combination of the Solair turbine and water desalination with the Solair high-performance humus is of cardinal and global importance because only the combination of Solair humus with its extreme fertility and water retention with the extremely cost-effective Solair desalination and with the extremely cost-effective Solair power for the pump energy needed to halt worldwide soil erosion and desertification [18].

Wie wichtig dieses Thema ist, geht aus einem Artikel des Handelsblatts vom 13.01.2011 hervor, in welchem unter dem Titel „Weltwirtschaft verkraftet keine neue Krise mehr” aus dem Risikobericht des World Economic Forum berichtet wird:
„Als weiteres, zentrales Risiko sehen die WEF-Experten das Thema Ressourcensicherheit. Die begrenzte Verfügbarkeit von Rohstoffen, Wasser und Energie setze dem Wachstum klare Grenzen und könne neue Krisenherde entzünden. Die im vergangenen Jahr rasant gestiegenen Rohstoffpreise sehen Volkswirte als Bedrohung der Weltkonjunktur. Dabei gehe es nicht nur um konjunktursensible Rohstoffe wie Öl, Kupfer oder seltene Erden sondern auch um Grundstoffe für Nahrungsmittel wie Weizen, Mais oder Zucker. Die Preissteigerungen der vergangenen Monate schürten vor allem in Entwicklungs- und Schwellenländern die Angst vor Hungerrevolten. Die WEF-Experten warnen, dass sich diese Probleme noch zuspitzen würden, weil die Nachfrage nach Wasser, Nahrungsmitteln und Energie in den kommenden Jahren um 30 bis 50% steigen wird.”
How important this topic is, goes out of one Article of the Handelsblatt of 13.01.2011, in which under the title "Global economy no longer cope with a new crisis" from the risk report of the World Economic Forum is reported:
"Another central risk is that WEF experts see the subject of resource security. The limited availability of raw materials, water and energy set clear limits for growth and could ignite new trouble spots. The rapid increase in commodity prices last year sees economists as a threat to the global economy. It is not just about economically sensitive commodities such as oil, copper or rare earths, but also about raw materials for foods such as wheat, corn or sugar. The price increases of recent months have fueled fears of hunger revolts, especially in developing and emerging countries. The WEF experts warn that these problems will become even more acute because demand for water, food and energy will increase by 30 to 50% in the coming years. "

Das Titelbild, welches einen verdorrten Acker zeigt, der bis zum Horizont reicht, hat die Aufschrift: „Dürre in der chinesischen Provinz Gansu: Nahrungsmittel- und Wassermangel zählen zu den weltweit größten Risiken.”The cover picture, which shows a withered field that reaches to the horizon, has the inscription: "Drought in the Chinese province of Gansu: Food and water shortage are among the biggest risks in the world."

Die Tatsache, dass Indien, das 1970 noch selbstversorgend war, heute mehr als 50% seiner Lebensmittel importiert und China mehr als 10% seiner Grundnahrungsmittel und 60% seines Eiweißbedarfs, zeigt, dass das von informierten Experten genannte Zeitfenster von 50 Jahren möglicherweise noch zu hoch gegriffen ist.The fact that India, which was still self-sufficient in 1970, imports more than 50% of its food today and China more than 10% of its staple food and 60% of its protein needs, shows that the 50-year window mentioned by informed experts may still be too high is seized.

Was ist das besondere an diesem Hochleistungs-Humus?What is special about this high-performance humus?

Der in der Solair-Kombination so wichtige Hochleistungs-Humus (siehe Schaubild 2) ist eine komplexe organische Verbindung mit der größten internen Oberfläche, bestehend aus Fein-Kapillaren, die Wasser, Pflanzennährstoffe und Bakterien adsorbieren, und aus Grob-Kapillaren für beste Bodenbelüftung. Humus bildet sich nicht natürlicherweise in ariden oder tropischen Gebieten sondern nur in den gemäßigten Zonen durch vollständige Polymerisation der (aromatischen) Humus-Monomere durch die Bakterienfamilie der Aktinomyzeten (1.000-fache Bakteriendichte gegenüber Normalboden). Diese und andere Bodenbakterien bringen die Bodenminerale in Lösung und machen sie pflanzen-verfügbar, was die natürliche Bodenfruchtbarkeit mit einem Wurzel-Wachstum von 1 m in 3 Tagen verursacht und damit die höchste Bodenfruchtbarkeit überhaupt. Da Aktinomyzeten 80 Antibiotika produzieren, benötigen Pflanzen in Humusböden keinen Schutz durch Pestizide. Stickstoff wird durch bestimmte Mikroben im Humusboden hergestellt (ab 10% Humus im Boden), sodass kein Mineraldünger erforderlich ist. Guter Humus speichert Wasser extrem gut und ist unverzichtbar für die Begrünung von Wüsten und die Renaturierung von erodierten Böden [19], die wegen des Absterbens der Boden-Bakterien keine Schleimstoffe als Kitt für das Feinsediment im Boden mehr enthalten, sodass das Feinsediment ausgewaschen und ausgeblasen wird und in anderen Kontinenten als Feinstaub abgelagert wird.The high-performance humus so important in the Solair combination (see Figure 2) is a complex organic compound with the largest internal surface, consisting of fine capillaries that adsorb water, plant nutrients and bacteria, and coarse capillaries for best soil aeration. Humus does not naturally form in arid or tropical areas but only in the temperate zones by complete polymerization of the (aromatic) humus monomers by the bacterial family of actinomycetes (1,000-fold bacterial density compared to normal soil). These and other soil bacteria dissolve the soil minerals and make them plant-available, which causes natural soil fertility with a root growth of 1 meter in 3 days and thus the highest soil fertility ever. Since actinomycetes produce 80 antibiotics, plants in humus soils need no pesticide protection. Nitrogen is produced by certain microbes in the humus soil (from 10% humus in the soil), so that no mineral fertilizer is required. Good humus stores water extremely well and is indispensable for the greening of deserts and the renaturation of eroded soil [19], which no longer contain any mucilage as a putty for the fine sediment in the soil due to the death of the soil bacteria, so that the fine sediment washed out and blown is deposited in other continents as particulate matter.

CO2-SequestrierungCO2 sequestration

Der thermisch und chemisch extrem stabile Solair-Humus sequestriert große Mengen CO2 als untergepflügten Humus im Boden. Da dies z. Zt. die einzige, zertifizierbare CO2-Sequestrierung ist, kann nur Solair-Humus CO2-Zertifikate im Gegensatz zur Untergrundspeicherung von flüssigem CO2 erhalten, welches mit hoher Wahrscheinichkeit wieder in die Atmosphäre ausgast. Da europäische Kohlekraftwerke in Zukunft kostenlose CO2-Zertifikate für billige Stromerzeugung benötigen, sind sie natürliche Investoren in Solair-Kraftwerke. Aber auch andere CO2-Emittenten können durch entsprechende Investitionen zu einer schnellen Verbreitung der Solair-Kraftwerke beitragen und damit zu der Renaturierung vieler erodierter Böden in Trocken- und Wüstengebieten beitagen [20], sodass es gar nicht erst zu der von den Experten befürchteten weltweiten Hunger-Katastrophe kommt.The thermally and chemically extremely stable Solair humus sequesters large amounts of CO2 as plowed humus in the soil. Since this z. The only certifiable CO2 sequestration currently available is Solair-Humus CO2 Certificates, unlike underground storage of liquid CO2, which is highly likely to be re-emitted into the atmosphere. Since European coal-fired power plants will in future require free CO2 certificates for cheap power generation, they are natural investors in Solair power plants. But other CO2 emitters can also contribute to the rapid dissemination of Solair power plants by investing in them and thus contribute to the restoration of many eroded soils in dry and desert areas [20], so that it does not even belong to the the experts feared worldwide hunger disaster comes.

CO2-KREISLAUF UND ZUKUNFTSPERSPEKTIVENCO2 CIRCULATION AND FUTURE PERSPECTIVES

Der wirkliche Grund für die befürchtete große Hunger-Katastrophe liegt in der weltweiten, rapide forstschreitenden Bodenerosion, die sich in dramatisch zunehmenden Staubstürmen äußert, wobei deren Grund in der Abnahme bakterieller Schleimstoffe im Boden liegt, die als Kitt für das Feinsediment im Boden wirken. Die Bodenbakterien sind dann abgestorben, was mit einer dramatischen Abnahme organischer Substanz im Boden einhergeht. Justus von Liebig hatte bereits vor 1850 erkannt, dass Pflanzen mittels Energie aus Sonnenlicht ihre energiereichen Kohlenwasserstoffe und Protein-Bausteine aus dem assimilierten CO2 der Luft herstellen, Damit ist CO2 das wichtigste Pflanzennahrungsmittel! The real reason for the fearsome big hunger catastrophe lies in the worldwide rapid erosion of the soil, which manifests itself in dramatically increasing dust storms, due to the decrease of bacterial slime in the soil, which acts as a cement for the fine sediment in the soil. The soil bacteria are then dead, which is accompanied by a dramatic decrease of organic matter in the soil. Justus von Liebig had already discovered before 1850 that plants using energy from sunlight to produce their high-energy hydrocarbons and protein building blocks from the assimilated CO2 of the air, making CO2 the most important plant food!

Ein Großteil der organischen Substanz im Boden besteht aus Bodenbakterien und Wurzeln bzw. deren Resten, deren Kohlenwasserstoffe als energiereiche Nahrung für die Boden-Bakterien dienen, die in symbiotischem Zusammenwirken den Pflanzen gelöste Boden-Minerale als zusätzliche Pflanzennahrung liefern. Die organischen Substanzen im Boden werden dabei wieder zu CO2 abgebaut, womit der Kreislauf geschlossen ist. Vollständig durchpolymerisierter (Hochleistungs)-Humus wird jedoch nicht abgebaut. Er kommt natürlicherweise nur in den Wäldern der gemäßigten Zonen vor, ist bis 550°C stabil und muss in ariden Gebieten deshalb in Humus-Reaktoren erzeugt werden.Much of the organic matter in the soil consists of soil bacteria and roots or their residues, whose hydrocarbons serve as high-energy food for the soil bacteria, which in symbiotic interaction provide the plants dissolved soil minerals as additional plant food. The organic substances in the soil are thereby reduced again to CO2, whereby the cycle is closed. However, fully polymerized (high performance) humus is not degraded. It occurs naturally only in the forests of temperate zones, is stable up to 550 ° C and must therefore be produced in humid areas in humus reactors.

Aus älteren Bodenuntersuchungen in Deutschland geht hervor, dass Ackerböden im Durchschnitt einen organischen Anteil von 6% hatten, der nach den neuesten Untersuchungen inzwischen auf nur 1% abgesunken ist. Diese dramatische Entwicklung ist in vielen Regionen, wie in den Trockengebieten Afrikas, in China und Indien schon viel weiter fortgeschritten, sodass man eine mittlere Abnahme von mindestens der Hälfte der organischen Substanz in der obersten Bodenschicht weltweit annehmen muss, auch wegen der zerstörten Regenwälder. Nach diesen älteren Zahlen befanden sich 2000 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von organischem Material in dieser obersten Bodenschicht während der Inhalt von CO2 in der Atmosphäre bei 360 ppm mit 750 Gigatonnen C lag.From older soil surveys in Germany it can be seen that arable land had on average an organic content of 6%, which according to the latest research has now dropped to just 1%. This dramatic development has progressed much further in many regions, such as the drylands of Africa, China and India, so that one must assume an average decrease of at least half of the organic matter in the top soil layer worldwide, also because of the destroyed rainforests. According to these older figures, 2000 gigatons of carbon were in the form of organic material in this uppermost soil layer, while the content of CO2 in the atmosphere was 360 ppm at 750 gigatons Celsius.

Bei einer Abnahme von 1000 Gigatonnen C im Boden und dessen Entweichen in die Luft hätte sich der mittlere CO2-Gehalt in der Luft nach den neuesten Messungen auf mindestens 840 ppm C erhöhen müssen, möglicherweise sogar auf 900 ppm. Da aber nur 400 ppm C gemessen wurden, muss dieses CO2 ist in den Ozeanen gelöst worden sein, die nach den obigen Messungen rund 40.000 Gigatonnen C enthalten.According to the latest measurements, with a decrease of 1000 gigatonnes C in the soil and its release into the air, the average CO2 content in the air would have had to increase to at least 840 ppm C, possibly even to 900 ppm. However, since only 400 ppm C was measured, this CO2 must have been dissolved in the oceans, which contain about 40,000 gigatons C according to the above measurements.

Damit sind die Klimamodelle des Weltklimarates und des IPCC falsch, nach welchen die Welt schon in einer Gluthölle hätte versinken müssen, weil sie die Rolle des CO2-Austauschs zwischen Atmosphäre und Ozean, die Schwankungen der Solarstrahlung und die Ausgasung von CO2 aus dem Boden sträflich unterschätzt und heruntergespielt haben. Damit sind auch die falschen Signale gesetzt worden, denn die CO2-Emissionen aus Verkehr und Industrie sind winzig gegen die in der letzten Zeit dramatisch angestiegenen Ausgasungen aus der obersten Bodenschicht. So sind z. B. biologisch wichtige Regenwälder zugunsten von Ölpalmen auf dem Altar der CO2-Vermeidung geopfert und riesige Erosions-Schäden verursacht worden, die letztendlich ein Vielfaches an CO2 freigesetzt haben!Thus, the climate models of the IPCC and the IPCC are wrong, after which the world would have to sink into a glutölle, because they underestimated the role of CO2 exchange between the atmosphere and the ocean, the fluctuations of solar radiation and the outgassing of CO2 from the soil criminally and downplayed. This is also the wrong signals have been set, because the CO2 emissions from transport and industry are tiny against the recently increased gas emissions from the top soil layer. So z. For example, biologically important rainforests have been sacrificed in favor of oil palms on the altar of CO2 avoidance and huge erosion damage has been caused, which has ultimately released a multiple of CO2!

Die Kombination von Solair-Turbine mit Wasserentsalzung und Humus-Landwirtschaft stellt somit die einzige heute zur Verfügung stehende Möglichkeit dar, diesen menschheitsbedrohenden Verlust von organischem Material im Boden rechtzeitig durch Unterpflügen von langzeit-stabilem Hochleistungs-Humus im Weltmaßstab rückgängig zu machen. Dabei bietet diese Lösung nicht nur die einzige bezahlbare und zeitlich hinreichende Lösung sondern dank der enorm gesteigerten Bodenfruchtbarkeit für den größten Teil der Erde auch eine global gesteigerte Lebensmittel-Produktion selbst in Wüstengebieten, die selbst bei starker Bevölkerungszunahme noch Jahrhunderte Zeit kauft.The combination of the Solair turbine with desalination and humus farming is the only available option today for reversing this human-threatening loss of organic matter in the soil in a timely manner by plowing long-term high-performance humus on a world scale. Not only does this solution provide the only affordable and timely solution, it also provides a global increase in food production even in desert areas thanks to the vast increase in soil fertility for most of the earth, which still buys centuries even with large population growth.

Sie löst auch das drohende Problem wachsender Rohstoffknappheit, weil der sehr billige und nunmehr unbegrenzt verfügbare Solair-Strom die Wiederaufbereitung von knappen Rohstoffen in großem Maßstab möglich macht und damit selbst einer wachsenden Menschheit auch hier noch einige Jahrhunderte Zeit kauft. Damit ist die Kombination von Stromerzeugung, Wasserentsalzung und Humuslandwirtschaft zu bezahlbaren Kosten eine der wichtigsten Innovationen der Menschheitsgeschichte.It also solves the looming problem of increasing scarcity of raw materials, because the very cheap and now unlimited available Solair stream makes the reprocessing of scarce resources possible on a large scale and thus even a growing humanity here still some centuries to buy time. Thus, the combination of power generation, desalination and humus agriculture at affordable costs is one of the most important innovations in human history.

Selbst die eigentlich überflüssigen Klimaziele der EU werden auf diese Weise nebenbei ohne Belastungen für die europäische oder deutsche Wirtschaft erreicht.Even the EU's actually superfluous climate goals are incidentally achieved in this way without burdens on the European or German economy.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Artikel des Handelsblatts vom 13.01.2011 hervor, in welchem unter dem Titel „Weltwirtschaft verkraftet keine neue Krise mehr” aus dem Risikobericht des World Economic Forum [0044] Article of the Handelsblatt of 13.01.2011, in which under the title "Global economy cope with no new crisis" from the risk report of the World Economic Forum [0044]

Claims (20)

Anspruch [1] Erfindungsgemäß beinhaltet dieser erste Anspruch einen Druckkörper (Siehe 1), dessen oberer Halbzylinder aus vorgespanntem Solarglas und dessen unteres Wasserbecken mit unten ausgeformtem Halbzylinder aus Schaumbeton mit Faser-Verstärkung oder einem entsprechendem Material bestehen. Am Zylinder-Ausgang befindet sich eine Arbeitsturbine, die über einen (Linear)-Generator Strom an das Netz und den Verdichter am Zylindereingang liefert, der Kaltluft in den Druckkessel presst und über Drucksensoren gesteuert wird. Damit sind Arbeitsturbine und Verdichter im Gegensatz zu konventionellen Gasturbinen entkoppelt. Eine mechanische Verbindung über die lange Distanz wäre unpraktisch und zu teuer.Claim [1] According to the invention, this first claim includes a pressure body (See 1 ), whose upper half-cylinder of tempered solar glass and its lower water basin with bottom formed half cylinder made of foam concrete with fiber reinforcement or a corresponding material. At the cylinder outlet is a power turbine, which supplies power via a (linear) generator to the mains and the compressor at the cylinder inlet, which presses cold air into the pressure vessel and is controlled by pressure sensors. Thus, power turbine and compressor are decoupled in contrast to conventional gas turbines. A mechanical connection over the long distance would be impractical and too expensive. Anspruch [2] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System erfindungsgemäß durch einen angekoppelten Motor oder Akkumulator bzw. Fremdstrom gestartet wird, die den Elektromotor des Verdichters antreiben und/oder durch Schließen des Druckkessels nach Einlassen von Kaltluft und Zuwarten, bis sich genügend Druckdifferenz durch die Sonneneinstrahlung oder Speicherwärme aufgebaut hat, um die Arbeitsturbine zum Laufen und schließlich auf die geforderte Leistung zu bringen.Claim [2] Solair solar turbine according to claim 1, characterized in that the system according to the invention by a coupled motor or accumulator or external current is started, which drive the electric motor of the compressor and / or by closing the pressure vessel after taking cold air and waiting, until enough pressure difference has built up by the solar radiation or storage heat to bring the power turbine to run and finally to the required performance. Anspruch [3] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erdfindungsgemäß zwischen den Glaszylindern auf Ständern selbst-drehende Wasser-Hochdruckreiniger angebracht sind, da in vielen Ländern Staubstürme vorkommen und immer mehr Feinstaub in der Luft ist. Das Abwasser fließt in den Wasserkreislauf zurück. Selbst Sand wird entfernt.Claim [3] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that according to the invention are mounted between the glass cylinders on stands self-rotating water pressure washer, since in many countries dust storms occur and more and more fine dust in the air. The wastewater flows back into the water cycle. Even sand is removed. Anspruch [4] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Austausch von Zylindersegmenten bei Glasbruch Montagewagen auf Schienen zwischen den Glaszylindern laufen, welche die neuen Segmente von oben her montieren.Claim [4] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that for the purpose of replacing cylinder segments in glass breakage assembly vehicles run on rails between the glass cylinders, which mount the new segments from above. Anspruch [5] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erfindungsgemäß die innen schwarz gefärbten oder mit schwarzen Plastikfolien ausgelegten Flüssigkeits-Becken von 1 als ideale schwarze Körper dienen, die die einfallende sichtbare Strahlung vollständig absorbieren.Claim [5] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that according to the invention the internally black colored or designed with black plastic sheets liquid basin of 1 serve as ideal black bodies that completely absorb the incident visible radiation. Anspruch [6] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die innen schwarz gefärbten oder mit schwarzen Plastikfolien ausgelegten Flüssigkeits-Becken von 1 erfindungsgemäß als Wärmespeicher dienen, die ihre Wärme-Energie im Wesentlichen über Konvektion kontrolliert an die darüber hinwegstreichende Luft abgeben, wobei die Tiefe der Becken, Wärmekapazität der Flüssigkeit und die Temperatur die Menge der in diesen Becken gespeicherten Energie bestimmen.Claim [6] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that the inside black-colored or designed with black plastic sheets liquid basin of 1 According to the invention serve as a heat storage, which deliver their heat energy controlled by convection substantially to the überstreichende air, the depth of the pool, heat capacity of the liquid and the temperature determine the amount of energy stored in these basins. Anspruch [7] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man wegen der geringsten Kosten und der höchsten Wärmekapazität erfindungsgemäß Wasser als Speicher-Material nimmt, wobei man im Beispiel von 1 Druck von 15,5 bar benötigt, um das Kochen in den Speicherbecken bei 200°C zu verhindern. Sollte allerdings das vorgespannte Glas sehr teuer und Thermo-Öl sehr billig sein, welches erst bei 405°C siedet, wird man erfindungsgemäß Thermo-Öl verwenden oder eine ähnliche andere Flüssigkeit. Dann könnte man mit einem Überdruck von etwa 1 bar in dem Zylinder die Turbine mit dem gleichen Wirkungsgrad von 30% betreiben wie die oben gezeigte Turbine mit Wasser-Speicher und 15,5 bar Druck und damit die Glaskosten wesentlich senken.Claim [7] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that according to the invention takes water as a storage material because of the lowest cost and the highest heat capacity, wherein in the example of 1 Pressure of 15.5 bar needed to prevent boiling in the storage tank at 200 ° C. If, however, the tempered glass is very expensive and thermo-oil very cheap, which boils only at 405 ° C, according to the invention will use thermal oil or similar other liquid. Then you could operate with an overpressure of about 1 bar in the cylinder, the turbine with the same efficiency of 30% as the turbine shown above with water storage and 15.5 bar pressure and thus significantly reduce the cost of glass. Anspruch [8] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein von heißem Wasser aus Erdwärme (wet rock) diese erfindungsgemäß bestens mit der Solair-Turbine kombiniert werden kann, weil sie im Sommertief der Erdwärmekraftwerke durch solares Hochheizen die Temperaturdifferenz und damit die Stromleistung hoch- und konstant halten kann und durch ihren hohen Wirkungsgrad diesem Kombi-Kraftwerk einen viel höheren Wirkungsgrad und höhere Leistung verleiht.Claim [8] Solair solar turbine according to claim 1, characterized in that in the presence of hot water from geothermal (wet rock) this invention can be optimally combined with the Solair turbine because they in the summer low of geothermal power plants by solar heating up the temperature difference and so that the power output can be kept high and constant and its high efficiency gives this combined cycle power plant a much higher efficiency and higher performance. Anspruch [9] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Verwendung von Thermo-Öl oder einer ähnlich hochsiedenden Speicher-Flüssigkeit mit der Temperatur erfindungsgemäß auch höher als 200°C gehen kann, wobei dann aber graduell Wärmeverluste spürbar werden, die man ggf. mit einem noch weitergehend modifizierten Isolierglas bis 400°C oberer Arbeitstemperatur weitgehend unter Kontrolle halten kann. Damit erreicht die Solair-Turbine durch Verwendung von Thermo-Öl einen Wirkungsgrad von knapp 60%, wobei auch direkte Wasserentsalzung in einem getrennten, internen Rohrkreislauf möglich ist, während sich die Glaskosten dank fehlenden Dampfdrucks nicht wesentlich erhöhen. Ggf. können mit anderen Flüssigkeiten und/oder Überdruck noch höhere Temperaturen und Wirkungsgrade erreicht werden.Claim [9] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that according to the invention with the use of thermal oil or a similar high-boiling storage liquid with the temperature can go higher than 200 ° C, but then gradually heat losses are felt , which can possibly be kept under control with a still further modified insulating glass up to 400 ° C upper operating temperature. Thus, the Solair turbine achieves an efficiency of almost 60% through the use of thermal oil, whereby direct desalination of water in a separate, internal pipe circuit is possible, while the glass costs are not significantly increased due to lack of vapor pressure. Possibly. With other liquids and / or overpressure even higher temperatures and efficiencies can be achieved. Anspruch [10] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erfindungsgemäß Rohre in den Speicherbecken verlegt werden, über welche man mittels Wasser gesteuert Wärme in Felsspeicher nahe den Flüssigkeits-Wärmespeichern ein- und ausspeisen kann, um die jahreszeitliche Schwankung zwischen Winter- und Sommerleistung auszugleichen. Der Wasserkreislauf zum Fels ist zum Schutz des Grundwassers geschlossen und steht unter Druck, um bei höheren Temperaturen als 100°C Energie speichern und entnehmen zu können.Claim [10] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that according to the invention pipes are laid in the storage tank, via which one controlled by water heat in rock storage near the liquid heat storage and can feed to the seasonal fluctuation between winter and compensate for summer performance. The water cycle to Rock is closed to protect the groundwater and is under pressure to store and extract energy at temperatures higher than 100 ° C. Anspruch [11] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die mit Salzwasser gefüllten Beckenspeicher erfindungsgemäß bei der oberen Arbeitstemperatur (Beispiel oben 200°C) sieden läßt, sodass Dampf entsteht, den man absaugt und als Süßwasser rekondensiert. Indem man diesen Dampf in Druckrohren durch die Wasserspeicher auf der kalten Seite hindurchführt, heizen diese das einströmende, kalte Salzwasser auf, sodass man wegen der sehr großen Wärmetauscher-Flächen über die langen Rohre in den Wasserspeichern die Wärme vollständig zurückgewinnen kann. Dazu trägt auch der hohe Wärmeleitungs-Koeffizient Süßwasser-Rohrwand-Salzwasser bei.Claim [11] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that one can boil the filled with salt water tank storage according to the invention at the upper working temperature (example above 200 ° C), so that steam is formed, which is sucked and recondensed as fresh water. By passing this steam in pressure pipes through the water tanks on the cold side, they heat up the inflowing, cold salt water, so that you can completely recover the heat because of the very large heat exchanger surfaces through the long pipes in the water tanks. The high heat conduction coefficient of freshwater pipe wall saltwater also contributes to this. Anspruch [12] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spezialglas erfindungsgemäß aus drei Schichten mit zwei speziellen, IR-reflektierenden Schichten für den Druckzylinder benutzt wird, um die Infrarot-(IR)-Strahlungsverluste bei 200°C und darüber zu minimieren. Dabei zeigt dieses 3-Schichten-Isolierglas bei 200°C keine Wärmeverluste, weil die äußere Glasschicht durch die atmosphärische Gegenstrahlung soweit aufgeheizt wird, dass die Wärmeverluste des Glas-Kollektors aus IR-Strahlungs und Wärmeleitungs-Verlusten auf Null zurückgehen.Claim [12] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that a special glass according to the invention of three layers with two special, IR-reflecting layers for the printing cylinder is used to the infrared (IR) radiation losses at 200 ° C and above to minimize. In this case, this 3-layer insulating glass at 200 ° C shows no heat loss, because the outer glass layer is heated by the atmospheric counter radiation to the extent that the heat losses of the glass collector from IR radiation and heat conduction losses go back to zero. Anspruch [13] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks bester Flächenausnutzung die Glaszylinder parallel im Solarfeld angeordnet werden. In hügeligem oder bergigem Gelände werden sie erfindungsgemäß in weiten Kurven parallel auf den Konturlinien ohne wesentliche Strömungsverluste montiert. Die Zusammenführung von mehreren Druckzylindern in einer Turbine und einem Verdichter ist auch möglich, was laufende und Investitions-Kosten einspart und Platz schafft für die notwendigen großen Diffusoren am Ausgang der Arbeitsturbine.Claim [13] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that for the purpose of best surface utilization , the glass cylinders are arranged in parallel in the solar field. In hilly or hilly terrain they are mounted according to the invention in wide curves parallel to the contour lines without significant flow losses. The combination of multiple pressure cylinders in a turbine and a compressor is also possible, which saves running and investment costs and makes room for the necessary large diffusers at the output of the power turbine. Anspruch [14] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Solair-Kraftwerke modular aus relativ kleinen Turbinen-Einheiten aufgebaut sind. In einem sonnenreichen Gebiet benötigt eine Solair-Turbine von 1 Megawatt typisch 1,25 Ha glas-bedeckter Einstrahlungsfläche bei dem erwarteten Wirkungsgrad von 30% bei 200°C oberer Arbeitstemperatur. Diese kleinen Einheiten von typisch 10 MW können erfindungsgemäß zu Großkraftwerken zusammen geschaltet werden. Dank ihrer erfindungsgemäßen Wartungsfreiheit und extrem hohen Zuverlässigkeit bei einer Entwurf-Lebensdauer von 200 Jahren haben sie eine Verfügbarkeit von nahezu 100%. Diese zusammengeschalteten Kraftwerke können erfindungsgemäß von einer Zentrale aus mit minimalem Personalaufwand gesteuert werden, sodass sie mit minimalen, laufenden Kosten von unter 0,1% der Investitionskosten pro Jahr betrieben werden können.Claim [14] Solair solar turbine according to claim 1, characterized in that Solair power plants are modularly constructed from relatively small turbine units. In a sun-drenched area, a 1 Megawatt Solair turbine typically requires 1.25 Ha glass-coated radiating surface at the expected efficiency of 30% at 200 ° C upper working temperature. These small units of typically 10 MW can be switched to large power plants according to the invention together. Thanks to their freedom of maintenance according to the invention and extremely high reliability with a design life of 200 years, they have an availability of almost 100%. These interconnected power plants according to the invention can be controlled from a central office with minimal personnel costs, so that they can be operated with minimal, running costs of less than 0.1% of the investment costs per year. Anspruch [15] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Solair-Turbinen erfindungsgemäß auch als Kleinkraftwerke dezentral eingesetzt werden können. Diese sind für kleine Inseln im Ozean und Oasen in Wüstengebieten besonders wichtig.Claim [15] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that Solair turbines can be used according to the invention as a small power plants decentralized. These are especially important for small islands in the ocean and oases in desert areas. Anspruch [16] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Solair-Kleinkraftwerke erfindungsgemäß die hohen Synchronisierungs-Verluste von Windkraft- und PV-Anlagen vermeiden, weil sie dank ihrer integrierten steuerbaren Wärmespeicher auch bei zentraler Steuerung die Leistung konstant halten oder anpassen können, sodass das ständige Nachregulieren entfällt. Das spart zwischen 10 und 20% der erzeugten Leistung ein, wenn diese Kleinkraftwerke untereinander oder mit einem größeren Netz verbunden sind.Claim [16] Solair solar turbine according to claim 1, characterized in that Solair small power plants according to the invention avoid the high synchronization losses of wind turbines and PV systems because they keep constant or adjust the performance thanks to their integrated controllable heat storage even with centralized control can, so that the constant readjustment is eliminated. This saves between 10 and 20% of the power generated when these small power stations are connected to each other or to a larger network. Anspruch [17] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierten Wasser-/Flüssigkeitsspeicher der Solair-Tubine aus einem geschäumten Spezial-Beton mit hoher Wärmedämmung und einem Raumgewicht von z. B. 800 kg/m3 bestehen und die Solair-Turbinen damit automatisch schwimmfähig sind. Sie können erfindungsgemäß in geschützten Gewässern wie z. B. Lagunen in Ringatollen oder Fluss-Deltas schwimmend montiert werden. Damit können z. B. zahlreiche Südseeinseln oder Flussdelta-Gebiete erfindungsgemäß mittels Solair-Kraftwerken ohne Landverlust mit Solarstrom versorgt werden und die Inseln ggf. auch mit Süßwasser.Claim [17] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that the integrated water / liquid storage of Solair Tubine of a foamed special concrete with high thermal insulation and a density of z. B. 800 kg / m 3 and the Solair turbines are thus automatically buoyant. You can according to the invention in protected waters such. B. lagoons floating in ring atolls or river deltas. This can z. B. numerous South Sea islands or river delta areas are supplied according to the invention by Solair power plants without loss of land with solar power and the islands, if necessary, with fresh water. Anspruch [18] Solair-Luft-Turbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erfindungsgemäß die extrem kostengünstigen Solair-Wasserentsalzung und der extrem kostengünstige Solair-Strom für die benötigte Pumpenergie mit dem Solair-Humus mit seiner extrem großen Fruchtbarkeit und Wasserspeicherung kombiniert wird, um die weltweite Boden-Erosion und Wüsten-Ausbreitung zu stoppen.Claim [18] Solair air turbine according to claim 1, characterized in that according to the invention the extremely inexpensive Solair water desalination and the extremely cost-effective Solair flow for the required pump energy is combined with the Solair humus with its extremely high fertility and water retention, to stop global soil erosion and desertification. Anspruch [19] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass erfindungsgemäß Hochleistungs-Humus (siehe 2), eine komplexe organische Verbindung mit der größten internen Oberfläche, bestehend aus Fein-Kapillaren, die Pflanzennährstoffe, Wasser und Bakterien aufnehmen, und aus Grob-Kapillaren für beste Bodenbelüftung, kombiniert wird. Da Humus sich nicht natürlicherweise in ariden oder tropischen Gebieten bildet, wird dieser Hochleistungshumus erfindungsgemäß in eigens entwickelten Solair-Humusreaktoren hergestellt, um die extrem hohe Bodenfruchtbarkeit mit einem Wurzel-Wachstum von 1 m in 3 Tagen und den Schutz durch 80 humus-eigene Antibiotika zu nutzen zwecks Vermeidung der schädlichen Nebenwirkungen von Pestiziden. Erfindungsgemäß werden Stickstoff und die anderen erforderlichen Pflanzennähstoffe durch bestimmte Mikroben im Humusboden hergestellt, sodass keine künstliche Düngung erforderlich ist. Damit ist Hochleistungs-Humus erfindungsgemäß in der genannten Kombination unverzichtbar für die Begrünung von Wüsten und die Renaturierung von erodierten Böden.Claim [19] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that according to the invention high-performance humus (see 2 ), a complex organic compound with the largest internal surface, consisting of fine capillaries that absorb plant nutrients, water and bacteria, and is combined from coarse capillaries for best soil aeration. Because humus does not naturally occur in arid or tropical areas According to the invention, this high-performance humus is produced in specially developed Solair humus reactors in order to utilize the extremely high soil fertility with a root growth of 1 m in 3 days and the protection of 80 humus own antibiotics in order to avoid the harmful side effects of pesticides. According to the invention, nitrogen and the other required plant nutrients are produced by certain microbes in the humus soil, so that no artificial fertilization is required. Thus, high-performance humus according to the invention in the combination mentioned indispensable for the greening of deserts and the renaturation of eroded soil. Anspruch [20] Solair-Sonnenturbine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermisch und chemisch extrem langzeit-stabile Solair-Humus große Mengen CO2 als untergepflügten Humus im Boden sequestriert. Da dies z. Zt. die einzige, zertifizierbare CO2-Sequestrierung ist, kann erfindungsgemäß nur Solair-Humus CO2-Zertifikate im Gegensatz zur Untergrundspeicherung von flüssigem CO2 erhalten, welches mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit wieder in die Atmosphäre ausgast. Da europäische Kohlekraftwerke in Zukunft kostenlose CO2-Zertifikate für billige Stromerzeugung benötigen, sind sie erfindungsgemäß natürliche Investoren in bzw. Finanzierer für Solair-Kraftwerke. Aber auch andere CO2-Emittenten können durch entsprechende Investitionen zu einer schnellen Verbreitung der Solair-Kraftwerke beitragen und damit zu der Renaturierung von erodierten Böden in Trocken- und Wüstengebieten, sodass es gar nicht erst zu der von den Experten befürchteten weltweiten Hunger-Katastrophe kommt. Selbst die eigentlich überflüssigen Klimaziele der EU werden auf diese Weise nebenbei ohne Belastungen für die europäische oder deutsche Wirtschaft erreicht.Claim [20] Solair sun turbine according to claim 1, characterized in that the thermally and chemically extremely long-term stable Solair humus sequestered large amounts of CO2 as a plowed humus in the soil. Since this z. Zt. The only certifiable CO2 sequestration is, according to the invention can receive only Solair humus CO2 certificates in contrast to the underground storage of liquid CO2, which outgas almost certainly back into the atmosphere. Since European coal-fired power plants will in future require free CO2 certificates for cheap power generation, they are natural investors in or financing for Solair power plants according to the invention. But other CO2 emitters can also contribute to the rapid dissemination of Solair power plants through investments and thus to the renaturation of eroded soils in dry and desert areas, so that it does not even come to the experts feared worldwide hunger disaster. Even the EU's actually superfluous climate goals are incidentally achieved in this way without burdens on the European or German economy.
DE102014004461.0A 2014-03-27 2014-03-27 "SOLAIR" SUN - TURBINE WITH SOLAR HEATED GLASS BOILER, INTEGRATED ENERGY STORAGE AND INTEGRATED WATER - DESALINATION Withdrawn DE102014004461A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014004461.0A DE102014004461A1 (en) 2014-03-27 2014-03-27 "SOLAIR" SUN - TURBINE WITH SOLAR HEATED GLASS BOILER, INTEGRATED ENERGY STORAGE AND INTEGRATED WATER - DESALINATION
PCT/EP2015/000659 WO2015144314A1 (en) 2014-03-27 2015-03-27 Solar power installation with heat reservoir

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014004461.0A DE102014004461A1 (en) 2014-03-27 2014-03-27 "SOLAIR" SUN - TURBINE WITH SOLAR HEATED GLASS BOILER, INTEGRATED ENERGY STORAGE AND INTEGRATED WATER - DESALINATION

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014004461A1 true DE102014004461A1 (en) 2015-10-01

Family

ID=52991682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014004461.0A Withdrawn DE102014004461A1 (en) 2014-03-27 2014-03-27 "SOLAIR" SUN - TURBINE WITH SOLAR HEATED GLASS BOILER, INTEGRATED ENERGY STORAGE AND INTEGRATED WATER - DESALINATION

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102014004461A1 (en)
WO (1) WO2015144314A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1563700A (en) * 1976-08-26 1980-03-26 Gray R Apparatus for using solar energy
US4484566A (en) * 1982-03-08 1984-11-27 Emmanuel Gonzalez Solar collector panel and heat storage system
DE8806127U1 (en) 1988-05-09 1988-07-07 Burchert, Hubert, 5452 Weissenthurm, De
DE102010023843A1 (en) 2009-06-10 2011-01-05 Markus Bauer Solar thermal power plant i.e. parabolic trough power plant, for producing electric current, has intermediate absorber comprising straight-line pipe that is component of receivers of linear concentrating collector system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Artikel des Handelsblatts vom 13.01.2011 hervor, in welchem unter dem Titel "Weltwirtschaft verkraftet keine neue Krise mehr" aus dem Risikobericht des World Economic Forum

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015144314A1 (en) 2015-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pimentel et al. Renewable energy: economic and environmental issues
Kalogirou Seawater desalination using renewable energy sources
US9051923B2 (en) Dual energy solar thermal power plant
DE69432821T2 (en) SOLAR POWER PLANT FOR GENERATING ELECTRICITY AND / OR HYDROGEN
Belessiotis et al. Water shortage and renewable energies (RE) desalination—possible technological applications
DE102009005360B4 (en) Artificial landscape and method of constructing an artificial landscape
US20130327317A1 (en) Methods and apparatus for creating large energy storage mass through the collection and use of warmed water
CN103288285B (en) Tower type concentrated solar photo-thermal energy storage, power generation, seawater desalination, salt preparation and beach culture system
EP1108191B1 (en) Installation for producing solar thermal energy
DE112011100000B4 (en) Device for heating water by solar heat, which simultaneously supplies drinking water and hot water
BenJemaa et al. Desalination in Tunisia: Past experience and future prospects
US20130081396A1 (en) Dual Energy Solar Thermal Power Plant
CN203360202U (en) Tower type concentrating solar photo-thermal energy storage and power generation system for sea water desalination, salt manufacturing and mudflat aquaculture
DE102014004461A1 (en) "SOLAIR" SUN - TURBINE WITH SOLAR HEATED GLASS BOILER, INTEGRATED ENERGY STORAGE AND INTEGRATED WATER - DESALINATION
Hayes The Solar Energy Timetable. Worldwatch Paper 19.
Abdunnabi et al. Design of CSP plants for desalination in Libya
Jensen Energy Alternatives and Conservation for Greenhouses1
Belessiotis et al. Solar energy: some proposals for future development and application to desalination
Schöbel et al. Renewable energies—landscapes of reconciliation
Sahoo et al. Evaluation of Solar Thermal Technologies and Applications in India
DE102009024498A1 (en) Method for heat supply using solar power, involves utilizing solar radiation from sun, for heating heat transfer medium in climate zone, and transporting medium to heat consumers in region with low degree of exposure to sun
Nasser et al. Utilization of solar energy in greenhouse heating during winter season in Egypt
Noh et al. Technology development in the nexus of renewable energy, water, and the environment
Sarkar et al. Flat Plate Solar Collectors for water pre-heating using Concentrated Solar Power (CSP)
Fagbenle Salt gradient solar ponds for the tropics: technical and economic appraisal for Nigeria

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee