DE102015113951A1 - Provisional Patent Application Water Ring Energy Storage - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Speicherung von Energie mittels kinetischer Wasserenergie, bevorzugt zur Kurzzeit-Energiespeicherung für möglichst effiziente Energiespeicherung, von insbesondere der Bereitstellung von primärer und/oder sekundärer Regelungsenergie und/oder Spitzenlast-Energie und/oder Stromspitzen-Pufferung und/oder Notstromversorgung, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kinetischer Ringwasserspeicher = Ring-Rohrleitung = Fluid-Schwungrad, mit in der Rohrleitung sich bewegendem Wasser, mit geringem Reibungswiderstand und mit großem Rohrleitungs-Querschnitt und dadurch großer Wassermenge, eine Hydraulische und/oder mechanische Energiezufuhr und -Entnahme über zumindest eine oder mehrere Turbinen ermöglicht.Device for storing energy by means of kinetic water energy, preferably for short-term energy storage for the most efficient energy storage, in particular the provision of primary and / or secondary control energy and / or peak load energy and / or peak current buffering and / or emergency power supply, characterized that at least one kinetic ring water storage = ring pipeline = fluid flywheel, with water moving in the pipeline, with low frictional resistance and with a large pipeline cross-section and thus large amount of water, a hydraulic and / or mechanical energy supply and discharge via at least one or allows several turbines.
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Großspeicher zur Energiespeicherung und -Pufferung und -AbgabeThe invention is in the field of bulk storage for energy storage and buffering and dispensing
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
In Deutschland und Weltweit werden viele Pumpspeicher-Kraftwerke z.B. in dem Ort Glems betrieben. Pumpspeicher-Kraftwerke wie das in Glems mit einer Ausgangsleistung von 90 MW für 6,5 Std mittels 2 er Franzisturbinen (Energiespeicher von 585 MWh) dienen derzeit weitgehendst zur regionalen Primär-Feinregelung des Netzstromes. Nachteil dieser Systeme ist, dass diese an Geografischen Standorten mit deutlichen Höhenunterschieden (Potentielle Speicherenergie) meist an Mittelgebirgen oder Gebirgen angeordnet sein müssen, was in Deutschland einem Nord-Südgefälle gleichkommt. Gerade dort wo viel erneuerbare Energien, insbesondere Windenergie mit wechselndem Angebot vorhanden ist, sind diese Speicher wegen dieser geografischen Voraussetzungen nicht vorhanden.In Germany and throughout the world many pumped storage power plants are being used e.g. operated in the place Glems. Pumped-storage power plants such as the one in Glems with an output power of 90 MW for 6.5 hours by means of two Franz turbines (energy storage of 585 MWh) are currently largely used for regional primary fine regulation of the grid current. Disadvantage of these systems is that they have to be located on geographical locations with significant differences in height (potential storage energy) usually on low mountain ranges or mountains, which is equivalent to a north-south divide in Germany. Especially where there is a lot of renewable energy, especially wind energy with varying supply, these memory are not available because of these geographical conditions.
Man geht sogar dort soweit, dass man über Gleichstrom-Hochspannungstrassen die Energie bis nach Norwegen leitet, um diese dort in großen Pumpspeicher-Kraftwerken zu speichern. Hier werden Strömungsturbinen nach dem St.d.T., wie z.b. die regelbare Kaplanturbine eingesetzt.It even goes so far that one directs the energy up to Norway over DC high-voltage roads, in order to store these there in large pumped storage power plants. Here are flow turbines after the St.d.T., such. the adjustable Kaplan turbine used.
In Fluss-Wasserkraftwerken wird ein regional angebotenes Gefälle zur Energie-Erzeugung mittels Strömungsturbinen wie auch der regelbaren Kaplanturbine eingesetzt. Eine Stromspeicherung kann nur in Verbindung mit einem Stausee, welcher gezielt aufgestaut werden muss, durchgeführt werden. Dies ist ebenfalls von der Geografie und den Umweltschutzbedingungen abhängig (Stausee und Fließgewässer).In river hydroelectric power plants, a regionally offered gradient is used for energy generation by means of flow turbines as well as the controllable Kaplan turbine. A power storage can only be carried out in conjunction with a reservoir, which must be dammed up. This also depends on the geography and environmental conditions (reservoir and watercourses).
In Gezeitenkraftwerken, wo die Gezeitenströmung des Meeres im Prinzip wie ein Fliesswasserkraftwerk funktioniert, kann in einer bzw in 2 Strömungsrichtungen (anteigen und abfallen der Gezeiten) Energie produziert werden. Eine gewisse Regulierungsmöglichkeit besteht, aber eine tatsächliche Speicherung ist nicht möglich. Dies ist ebenfalls von der Geografie und den Umweltschutzbedingungen abhängig (Fluss mit hohen Gezeitenhöhen).In tidal power plants, where the tidal current of the sea works in principle like a hydropower plant, energy can be produced in one or two directions of flow (rising and falling of the tides). There is some scope for regulation, but actual storage is not possible. This is also dependent on geography and environmental conditions (river with high tides).
AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION
]Energiespeichersystem (bis in den MW-Bereich) insbesondere für regionale dezentrale Speicherung und Netz-Einspeisung für Kurzzeit-Spitzenstrom und Primär- bzw. Sekundär-Netzregelung (ähnlich eines Spitzenlast-Kraftwerkes des Speicher-Kraftwerkes wie das in Glems) das unabhängig von der geografischen Lage und/oder von besonderen Umweltschutzbedingungen (An Standorten von Windenergieanlagen meistens möglich) ist.] Energy storage system (up to the MW range) in particular for regional decentralized storage and grid feed for short-term peak current and primary or secondary grid control (similar to a peak load power plant of the storage power plant like that in Glems) regardless of the geographical location and / or special environmental conditions (mostly possible at wind turbine sites).
Das Energiespeichersystem kann, insbesondere im Kurzzeitbereich, bis zu wenigen Stunden auch als Notstrom-Versorgungs-System z.B. für Sicherheitsrelevante dienen.The energy storage system can also be used as an emergency power supply system, for example in the short-term range, up to a few hours. to serve security relevant.
LÖSUNGSOLUTION
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und Verfahren zur Energie-Speicherung bereitzustellen, welches unabhängig von regional geografischen Erfordernissen (z.b. Höhenunterschied) oder umweltrelevanten Bedingungen (Flusslauf oder Naturierung) ist.The object of the invention is to provide a device and method for energy storage, which is independent of regional geographical requirements (eg height difference) or environmentally relevant conditions (river or Naturierung).
Dies erfolgt mittels einem Rohrleitungs-Ringwasserspeicher mit kinetischer Wasserströmung = Ring-Rohrleitung, welcher mit in der Rohrleitung rotierendem Wasser mit großem Querschnitt und dadurch großer Wassermenge und mit geringem Reibungswiderstand, mit Hydraulisch Energie-Einspeisung und- Entnahme mit einer Turbine, bevorzugt einer Propellerturbine, mit wie einer Franzis-Turbine und einem kombinierten Motor/Generator arbeitet. Die Form des Energiespeichersystems ist Strömungswiderstandsminimiert, bevorzugt rund oder in ovaler Form. Dieser Ringspeicher kann auch als Fluid-Schwungrad angesehen werden.This is done by means of a pipeline ring water storage tank with kinetic water flow = ring pipe, which with rotating in the pipeline water with a large cross-section and thus large amount of water and low frictional resistance, with hydraulic energy supply and extraction with a turbine, preferably a propeller turbine, with how a Franzis turbine and a combined engine / generator works. The shape of the energy storage system is minimized flow resistance, preferably round or in an oval shape. This ring buffer can also be regarded as a fluid flywheel.
Vorteile gegenüber dem Stand der Technik:Advantages over the prior art:
- 1. Kein Höhenunterschied von einem Mittelgebirge nötig, bzw. kein Fliessgewässer nötig, somit überall plazierbar1. No difference in altitude required from a low mountain range, or no watercourse needed, so anywhere placeable
- 2. Nur Fussballplatzgroße Fläche notwendig (Unterirdisch, Oberirdisch, schwimmend/Schwebend auf dem oder in dem Wasser)2. Only soccer field large area necessary (underground, above ground, floating / floating on or in the water)
- 3. Dezentrale Spitzenlast-Abdeckung (Regelenergie) und -Speicherung in der Nähe der Stromerzeuger z.b. Windkraftanlagen und Solaranlagen oder in Verbrauchernähe möglich3. Decentralized peak load coverage (control energy) and storage near the power generator z.b. Wind turbines and solar systems or close to consumers possible
- 4. Ggf. Schnellere Leistungsanpassung (Höhere Reaktionsgeschwindigkeit) durch Verstellpropeller möglich4. If necessary Faster performance adjustment (higher reaction speed) possible with variable pitch propeller
- 5. Wirkungsgrad um so besser um so früher die Energie wieder entnommen wird5. Efficiency the better the earlier the energy is taken again
- 6. Kombination mit Pumpwasserspeicher-Kraftwerk möglich6. Combination with pumped water storage power plant possible
- 7. Kombination des Speichers zur Kurz- und/oder Langzeitspeicherung von Wärme und/oder Kälte insbesondere für Wärmepumpensysteme7. Combination of the memory for short and / or long-term storage of heat and / or cold, especially for heat pump systems
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DESCRIPTION OF THE INVENTION
Einsatzbereich: Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren dienen als Energiespeichersystem (bis in den MW-Bereich möglich) für eine regionale dezentrale Speicherung und Netz-Einspeisung für Kurzzeit-Spitzenstrom und die Primär-/Sekundär-Netzregelung.Application: The devices and methods of the invention serve as an energy storage system (up to the MW range possible) for a regional decentralized storage and grid feed for short-term peak current and the primary / secondary grid control.
Kurzzeit-Energiespeicher (1 bis mehrere Std) zur Netzstabilisierung (Primär-Netzregelung) bzw. Zwischenspeicherung/-Pufferung von Spitzenlaststrom aus Sonnen- und Wind- und Meeresenergie und von anderen Kraftwerken oder zur Spitzenlast-Energie-Lieferung werden derzeit durch wenige mittlere bis große dezentrale Pumpspeicher- Kraftwerke realisiert. Hohe Übertragungsstrecken und -Verluste sind die Folge.Short-term energy storage (1 to several hours) for grid stabilization (primary grid control) or caching / buffering of peak load electricity from solar and wind and ocean energy and from other power plants or for peak load energy delivery are currently provided by a few medium to large decentralized pumped storage power plants realized. High transmission distances and losses are the result.
Durch den erfindungsgemäßen Kurzzeit-Energiespeicher können ggf. für konstantere und sicherere Stromeinspeisung eine höhere Marktvergütung und/oder eine bessere Netzstabilität, für insbesondere Windenergieanlagen erzielt werden. Auch als Notstromversorgung für wichtige, z.B. sicherheitsrelevante Einrichtungen, ist dieser nutzbar.By virtue of the short-time energy store according to the invention, a higher market remuneration and / or better grid stability, in particular for wind energy plants, can be achieved, if appropriate, for more constant and safer power supply. Also as an emergency power supply for important, e.g. safety-relevant facilities, this is usable.
Bevorzugt dient der Energiespeicher zur Kurzzeit-Energiespeicherung für möglichst effiziente Energiespeicherung (wenig Reibungsverluste über kurze Speicher-Zeit).Preferably, the energy storage for short-term energy storage for the most efficient energy storage (low friction losses over short storage time).
Es ist kein Höhenunterschied von einem Mittelgebirge nötig, bzw. kein Fliessgewässer nötig, somit überall plazierbar. There is no difference in height from a low mountain range, or no watercourse needed, so anywhere placeable.
Als Mittelgroßer Speicher nur Fussballplatzgroße Fläche notwendig. Anordnung Unterirdisch, Oberirdisch, Schwimmend/Schwebend auf dem oder in dem Wasser. As Mittelgroßer memory only football field large area necessary. Arrangement Underground, Above Ground, Floating / Floating on or in the water.
Dezentrale Spitzenlast-Abdeckung (Primär- und/oder Sekundär Regelenergie) und -Speicherung in der Nähe der Stromerzeuger z.B. Windkraftanlagen und Solaranlagen oder in Verbrauchernähe möglich.Decentralized peak-load coverage (primary and / or secondary control energy) and storage in the vicinity of the power generator, e.g. Wind turbines and solar systems or close to consumers possible.
Schnelle Leistungsanpassung (Höhere Reaktionsgeschwindigkeit) durch Verstellpropeller möglich.Fast performance adjustment (higher reaction speed) possible with variable pitch propeller.
Der Wirkungsgrad ist um so besser um so früher die Energie wieder entnommen wird (geringst mögliche Reibungsverluste). The efficiency is the better the earlier the energy is taken back (lowest possible friction losses).
Kombination mit Pumpwasserspeicher-Kraftwerk möglich. Combination with pumped water storage power plant possible.
Kombination des Speichers zur Kurz- und/oder Langzeitspeicherung von Wärme und/oder Kälte, insbesondere für Wärmepumpensysteme.Combination of the storage for short and / or long-term storage of heat and / or cold, especially for heat pump systems.
Vorrichtung zur Speicherung von Energie mittels kinetischer Wasserenergie, bevorzugt zur Kurzzeit-Energiespeicherung für möglichst effiziente Energiespeicherung, von insbesondere der Bereitstellung von primärer und/oder sekundärer Regelungsenergie und/oder Spitzenlast-Energie und/oder Stromspitzen-Pufferung und/oder Notstromversorgung,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kinetischer Ringwasserspeicher = Ring-Rohrleitung = Fluid-Schwungrad, mit in der Rohrleitung sich bewegendem Wasser, mit geringem Reibungswiderstand und mit großem Rohrleitungs-Querschnitt und dadurch großer Wassermenge, eine Hydraulische und/oder mechanische Energiezufuhr und -Entnahme über zumindest eine Turbine ermöglicht.Device for storing energy by means of kinetic water energy, preferably for short-term energy storage for energy storage as efficient as possible, in particular the provision of primary and / or secondary control energy and / or peak load energy and / or peak current buffering and / or emergency power supply,
characterized in that at least one kinetic ring water storage = ring pipeline = fluid flywheel, with water moving in the pipeline, with low frictional resistance and with large pipeline cross-section and thus large amount of water, a hydraulic and / or mechanical energy supply and discharge over at least one turbine allows.
Verfahren zur Speicherung und Konvertierung von Energie mittels Speicherung kinetischer Wasserenergie, bevorzugt zur Kurzzeit- Energiespeicherung für möglichst effiziente Energiespeicherung, von insbesondere der Bereitstellung von primärer und/oder sekundärer Regelungsenergie und/oder Spitzenlast-Energie und/oder Stromspitzen- Pufferung und/oder zur Notstromversorgung, nach folgenden Schritten dadurch gekennzeichnet, dass
- a) zumindest über einen Motor, bevorzugt elektrischen Motor, eine Turbine angetrieben wird, welche Energie in zumindest einen Kinetischen Ringwasserspeicher = Ring-Rohrleitung = Fluid-Schwungrad mit in der Rohrleitung sich bewegendem Wasser (in der Rohrleitung rotierendem Wasser) einspeist (Energiezufuhr)
- b) dass, zumindest ein Kinetischer Ringwasserspeicher = Ring-Rohrleitung = Fluid-Schwungrad, mit geringem Reibungswiderstand und mit großem Rohrleitungs-Querschnitt und dadurch großer Wassermenge den Großteil der kinetischen Energie für eine gewisse Zeit, bevorzugt für < 12 Std, besonders bevorzugt < 4 Std, ganz besonders bevorzugt < 1 Std, zumindest zum Teil, zwischenspeichert/-puffert
- c) eine Energie-Entnahme und Konvertierung über zumindest eine Turbine und elektrischen Generators ermöglicht.
- a) at least one motor, preferably electric motor, a turbine is driven, which energy in at least one kinetic ring water storage = ring pipeline = fluid flywheel with in the pipeline moving water (in the pipeline rotating water) feeds (energy supply)
- b) that, at least one Kinetic ring water storage = ring pipeline = fluid flywheel, with low friction resistance and large pipe cross-section and thus large amount of water, the majority of the kinetic energy for a certain time, preferably for <12 hours, more preferably <4 Std, most preferably <1 h, at least in part, cached / buffered
- c) enables energy extraction and conversion via at least one turbine and electric generator.
Es gibt 2 technisch unterschiedliche Ausführungsvarianten.There are 2 different technical variants.
Wesentliche Merkmale der Ausführungsvariante 1 sind:
Kinetischer Ringwasserspeicher= Ring-Rohrleitung, mit in der Rohrleitung rotierendem Wasser, mit geringem Reibungswiderstand, mit großem Querschnitt und dadurch großer Wassermenge, ggf. mit bionischer Rohrbogen-Form für geringen Reibungswiderstand (nach Rechenberg) und Hydraulisch und/oder mechanischer Energieentnahme, bevorzugt zur Kurzzeit-Energiespeicherung für möglichst effiziente Energiespeicherung. Dies kann auch als Fluid-Schwungrad angesehen werden.Essential features of embodiment 1 are:
Kinetic annular water storage = ring pipeline, with water rotating in the pipeline, with low frictional resistance, with a large cross-section and therefore a large amount of water, possibly with a bionic pipe bend shape for low Friction resistance (Rechenberg) and hydraulic and / or mechanical energy extraction, preferably for short-term energy storage for energy storage as efficient as possible. This can also be considered as a fluid flywheel.
Des weiteren kann die Turbine fest in der Rohrleitung eingebaut oder auch in das Rohrleitungssystem eingefahren/eingeschwenkt und die Strömungsenergie in elektrische Energie mittels Generator gewandelt werden.Furthermore, the turbine can be permanently installed in the pipeline or retracted / swiveled into the pipeline system and the flow energy can be converted into electrical energy by means of a generator.
Nutzung, Einspeisung und Speicherung der elektrischen Energie in Form der kinetischen Energie des Wassers (Bewegtes Wasser erzeugt Energie wie bei einem Pumpspeicherkraftwerk, nur dass das Energiepotential nicht in Lageenergie, sondern in der Strömungsenergie gespeichert wird). Die Wasser-Strömungs-Geschwindigkeiten betragen ca. 0–30 m/sec, bevorzugt 5–20 m/sec. Use, supply and storage of electrical energy in the form of the kinetic energy of water (moving water generates energy as in a pumped storage power plant, except that the energy potential is not stored in position energy, but in the flow energy). The water flow rates are about 0-30 m / sec, preferably 5-20 m / sec.
Bevorzugt ist ein solcher Energiespeicher besonders interessant, für primäre und sekundäre Regelungsenergie und als Kurzzeit-Energiespeicher für erneuerbare Energien. Besonders vorteilhaft ist, dass solche Energiespeicher auch unterirdisch, z.B. unter Sportstätten wie Sportplätzen oder auch anderen Gebäuden unsichtbar installiert werden können. Oberirdisch ist der Kostenaufwand ggf. geringer, wenn die Rohrleitung mit einem Erdwall umgeben ist und damit Naturgemäß auch bepflanzt und/oder begrünt werden kann (Aushub-Recycling vor Ort). Preferably, such an energy storage is particularly interesting for primary and secondary control energy and as a short-term energy storage for renewable energy. It is particularly advantageous that such energy stores are also underground, e.g. can be invisibly installed under sports facilities such as sports fields or other buildings. Above ground, the cost may be lower, if the pipeline is surrounded by a mound and thus, of course, can also be planted and / or landscaped (excavated on-site recycling).
Auch können solche Energiespeicher gleichzeitig vorteilhaft auch als Lageenergiespeicher kombiniert sein, z.B. in dem diese z.B. als Wasserspeicher von Pumpspeicherkraftanlagen oder Flusskraftwerksanlagen fungieren. Auch kann dieser Energiespeicher in ein Wasserspeicherbecken (Staubecken) und/oder Gewässer (Meer) z.B. Schwimmend/Schwebend integriert sein. Dies ist z.B. bei Offshore-Windkraftanlagen oder Meeresenergie-Erzeugungsanlagen anwendbar.At the same time, such energy stores can also advantageously be combined as a position energy store, e.g. in which this e.g. act as water reservoir of pumped storage power plants or river power plants. Also, this energy storage in a water storage tank (reservoirs) and / or waters (sea), for. Be integrated floating / floating. This is e.g. Applicable to offshore wind farms or ocean power generation plants.
Die Dauer der Energiespeicherung liegt hierbei im Bereich von Minuten, Stunden ggf. bis zu Tagen.The duration of the energy storage is in the range of minutes, hours possibly up to days.
Insbesondere ist die Spitzenlast-Energie-Bereitstellung und Einspeicherung von kostengünstiger Überschuss-Energie vorteilhaft realisierbar.In particular, the peak load energy supply and storage of cost-effective excess energy is advantageously feasible.
Des weiteren kann damit auch die Netzstabilität (Primär- und Sekundär- Netzregelung) einfach realisiert werden, weil eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit möglich ist.Furthermore, the network stability (primary and secondary network control) can be easily realized because a high reaction rate is possible.
Kostengünstige Herstellung der Rohrleitungen mit großem Querschnitt von ca. 2–20 m Durchmesser insbesondere, mittels Faserverstärkten Materialien wie z.B. Beton, Epoxydharze, Polyesterharze, Polyurethane, Polymere Kunststoffe wie Thermoplaste, verstärkt mit Fasern, insbesondere Glas-, Kohle-, Basalt-, Kevlar- oder thermoplastischen Fasern. Des weiteren können auch herkömmliche Werkstoffe aus Stahl und Leichtmetallen hierfür eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft sind Textil- und/oder Stahlfaser-verstärkte Beton-Bauteile.Inexpensive production of large cross-section pipelines of about 2-20 m in diameter, in particular, by means of fiber-reinforced materials, e.g. Concrete, epoxy resins, polyester resins, polyurethanes, polymeric plastics such as thermoplastics, reinforced with fibers, in particular glass, carbon, basalt, Kevlar or thermoplastic fibers. Furthermore, conventional materials made of steel and light metals can be used for this purpose. Particularly advantageous are textile and / or steel fiber reinforced concrete components.
Insbesondere modular aufgebaute Rohrleitungen mit Versteifungselementen wie Wölbstrukturen, Versteifungsringen/-spanten/-flanschen, Gitter-Strukturen, Bionik- Strukturen, Sandwichbauweisen, 3D-Stützstrukturen, wie 3D-Gewirke, 3D-Schäume, 3D-Vliese und dergleichen, sind vorteilhaft einsetzbar.In particular, modular pipelines with stiffening elements such as arch structures, stiffening rings / ribs / flanges, lattice structures, bionic structures, sandwich structures, 3D support structures, such as 3D warp knits, 3D foams, 3D nonwovens and the like, can be advantageously used.
Herstellung einer sehr glatten Rohrleitungs-Innenoberfläche mittels Beschichtungen und/oder Inlinern, bevorzugt aus Kunststoffen mit sehr glatter Oberfläche (Inliner können z.B. eingeklebt und/oder mit Unter/Überdruck wie bei z.B. Heizöltanks angebracht sein).Production of a very smooth inner pipe surface by means of coatings and / or inliners, preferably of plastics with a very smooth surface (inliners may for example be glued and / or attached with under / overpressure, as in the case of heating oil tanks, for example).
Wesentliche Merkmale der Ausführungsvariante 2 sind:
Einspeisung und Entnahme der Energie durch integrierte und/oder an die Ringleitung angebrachten Y-Abzweigungen, damit die Energie-Einspeise- und/oder Entnahme-Einrichtung bevorzugt mittels Turbinen, z.B. Kreisel, Propeller- (wie Seagen), Franzis-, Pelton-, Fisch-Flossenschlag-, Ringläufer- Turbinen, mit hohem Gesamt-Wirkungsgrad, bevorzugt Turbinen mit verstellbaren Turbinenschaufeln/-flossen zur Leistungsregulierung mit dem Strömenden Wasser betrieben werden können. Auch kann die Energie-Einspeisung mittels hohem Druck z.B. durch dadurch schnell einströmendem Wasser und umgekehrt mittels Stauelement und z.B. Pelton-Turbine realisiert werden.Essential features of variant 2 are:
Infeed and removal of energy by means of integrated Y branches and / or Y-branchings attached to the ring line, so that the energy supply and / or removal device is preferably powered by means of turbines, eg gyros, propellers (such as Seagen), Franzis, Pelton, High efficiency fish-finned, ring-type turbines, preferably turbines with adjustable turbine blades / fins for power regulation with water flow. Also, the energy supply can be realized by means of high pressure, for example, by rapidly flowing water and vice versa by means of a baffle element and eg Pelton turbine.
Auch können hierzu herkömmliche Hochdruckpumpen zur Fluideinspeisung verwendet werden (Wasserstrahlbeschleunigung des Wassers)Also conventional high-pressure pumps for fluid supply can be used (water jet acceleration of the water)
Auch kann eine Rohrleitungs-Abzweigung in Form einer als bewegliche Klappe/Strömungsgünstiges Element realisiert werden. Auch können zumindest zum Teil im Bereich der Abzweigungen strömungsgünstige und/oder Druckverlustarme Querschnitte eingesetzt werden.Also, a pipe branch in the form of a movable flap / flow-favorable element can be realized. Also, flow-favorable and / or pressure-loss-poor cross-sections can be used at least partially in the region of the branches.
Auch können mehrere Ring-Rohrleitungen miteinander kombiniert, z.B. mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben und ggf. untereinander Verbunden bzw. Räumlich integriert werden (mehrere ovale auf einem Feld, wie Sportplatz, Tribüne ggf. an Böschung dieses Feldes)Also, multiple ring pipes can be combined together, e.g. operated at different speeds and, if necessary, interconnected or spatially integrated (several ovals on a field, such as sports field, grandstand, if necessary, on embankment of this field)
Kostengünstige Herstellung der Turbine und der Rohrleitungen, insbesondere mittels Faserverstärkten Materialien wie z.B. Beton, Epoxydharze, Polyesterharze, Polyurethane, Polymere Kunststoffe wie Thermoplaste, verstärkt mit Fasern, insbesondere Glas-, Kohle-, Basalt-, Kevlar- oder thermoplastischen Fasern in Gewebe, Gewirke, Vliesform. Des weiteren können auch herkömmliche Werkstoffe aus Stahl und Leicht-metallen hierfür eingesetzt werden, wie Sie bei z.B. Fundament-Tripods bei Windkraftanlagen oder Öl-/Gas-Pipelines eingesetzt werden. Theoretisch könnte auch eine Geschlossene Ring-Pipeline dazu genutzt werden.Inexpensive production of the turbine and the pipelines, in particular by means of fiber reinforced materials such as e.g. Concrete, epoxy resins, polyester resins, polyurethanes, polymeric polymers, such as thermoplastics, reinforced with fibers, in particular glass, carbon, basalt, Kevlar or thermoplastic fibers in woven, knitted or nonwoven form. Furthermore, conventional materials made of steel and light metals can be used for this purpose, as you for example. Foundation tripods used in wind turbines or oil / gas pipelines. Theoretically, a closed ring pipeline could also be used.
Insbesondere die Rohrleitungen mit Versteifungselementen wie Wölbstrukturen, Versteifungsringen/-spanten/-flanschen, Gitter-Strukturen, Bionik- Strukturen, Sandwichbauweisen, 3D-Stützstrukturen, wie 3D-Gewirke, 3D-Schäume, 3D-Vliese und dergleichen sind vorteilhaft einsetzbar.In particular, the pipelines with stiffening elements such as arch structures, stiffening rings / ribs / flanges, lattice structures, bionic structures, sandwich structures, 3D support structures, such as 3D knitted fabrics, 3D foams, 3D nonwovens and the like can be advantageously used.
Herstellung einer sehr glatten Rohrleitungs-Innenoberfläche mittels Beschichtungen und/oder Inlinern, bevorzugt aus Kunststoffen, Keramik, Glas, mit sehr glatter Oberfläche (Inliner können z.B. eingeklebt und/oder mit Unter/Überdruck wie bei z.B. Heizöltanks angebracht sein). Auch können solche z.B. Kunststoff-Inliner eine Bionische Struktur aufweisen welche den Reibungswiederstand reduziert.Production of a very smooth inner surface of the pipeline by means of coatings and / or inliners, preferably of plastics, ceramics, glass, with a very smooth surface (inlays may for example be glued and / or applied with under / overpressure, as for example heating oil tanks). Also, such as e.g. Plastic inliner have a bionic structure which reduces the Reibungswiederstand.
Segementförmige, modulare Bauteile sind bzgl. des Transportes und des Einbaues von großer Bedeutung zur Reduzierung der Herstell-/Baukosten.Segementförmige, modular components are with respect to the transport and installation of great importance to reduce the manufacturing / construction costs.
Benutzung von Bauteilen mit Strömungswiderstands-Erzeugung wie z.B. Fluid-Entnahmeklappen.Use of components with drag generation such as e.g. Fluid collection flaps.
Auch können mehrere Turbinen angeordnet sein z.B. zur gleichzeitigen Energie-Einspeisung und Energie-Entnahme.Also, multiple turbines may be arranged, e.g. for simultaneous energy supply and energy extraction.
Kombination des Speichers zur Kurz- und/oder Langzeitspeicherung von Wärme und/oder Kälte, insbesondere für Wärmepumpensysteme und/oder Wärmetauschersysteme.Combination of the storage for short and / or long-term storage of heat and / or cold, in particular for heat pump systems and / or heat exchanger systems.
Nachfolgend sind beispielhafte Ausführungsvarianten in den Zeichnungen aufgeführt, welche mit den Merkmalen im Text frei kombiniert werden können.Below exemplary embodiments are listed in the drawings, which can be freely combined with the features in the text.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen und Zeichnungen erläutert. Es zeigenThe invention will be explained below with reference to examples and drawings. Show it
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Applications Claiming Priority (1)
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