DE102019003203B4

DE102019003203B4 - Pumped storage plant

Info

Publication number: DE102019003203B4
Application number: DE102019003203.9A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2039-05-08
Also published as: DE102019003203A1

Abstract

Ein über Tage liegendes Pumpspeicherwerk ist mit einem oberen Speichersystem (1) ausgestattet, wobei das obere Speichersystem (1) ausgestaltet ist mit einem ersten Rohrleitungssystem (10), das mit einem ersten Rohrleitungsring (11) und einem zweiten Rohrleitungsring (12) ausgestattet ist, wobei die erste Länge (X) und die erste Breite (Z) des ersten Rohrleitungsrings (11) und des zweiten Rohrleitungsrings (12) bis zu mehrere Hundert Meter und darüber hinaus beträgt, mit einem Rohrdurchmesser bis zu mehrere Meter wobei der zweite Rohrleitungsring (12) über dem ersten Rohrleitungsring (11) durch mehrere senkrecht stehende erste Hohlprofile (34), mit einem ersten Höhenabstand (Y1) zu dem ersten Rohrleitungsring (11) abgestützt und befestigt ist, wobei zumindest ein Hohlraum der ersten Hohlprofile (34) über Öffnungen mit dem Hohlraum des ersten Rohrleitungsrings (11) und mit dem Hohlraum des zweiten Rohrleitungsrings (12) verbunden ist,An above-ground pumped storage plant is equipped with an upper storage system (1), the upper storage system (1) being designed with a first pipeline system (10) which is equipped with a first pipeline ring (11) and a second pipeline ring (12), wherein the first length (X) and the first width (Z) of the first pipe ring (11) and the second pipe ring (12) are up to several hundred meters and beyond, with a pipe diameter up to several meters, the second pipe ring (12 ) is supported and fastened above the first pipe ring (11) by several perpendicular first hollow profiles (34), with a first height distance (Y1) to the first pipe ring (11), with at least one cavity of the first hollow profiles (34) having openings is connected to the cavity of the first pipeline ring (11) and to the cavity of the second pipeline ring (12),

Description

Gebiet der ErfindungField of invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Speichern von elektrischer Energie in einem Pumpspeicherwerk, das über Tage liegt.The invention relates to a method for storing electrical energy in a pumped storage plant located above ground.

Technologischer HintergrundTechnological background

Durch neue gesellschaftliche Entwicklungen, u. a. weg von CO2 emittierende Verbrennungsmotoren hin zum Elektrofahrzeug ist es wichtig neue Speichertechnologien zum Speichern von elektrischer Energie zu entwickeln.Due to new social developments, i.a. Moving away from CO2-emitting combustion engines towards electric vehicles, it is important to develop new storage technologies for storing electrical energy.

Ein großer Trend ist u. a. die Entwicklung von elektrisch aufladbaren Batterien, die in Containern befestigt sind und dabei großflächig oberirdisch aufgestellt werden. Die Batterien unterliegen besondere Feuer technischen Bedingungen, haben einen großen Serviceaufwand und das bedingt hohe Folgekosten. Zudem werden seltene und teure Rohstoffe, die ökologisch bedenklich sind, abgebaut.A big trend is among others. the development of electrically rechargeable batteries that are fixed in containers and are set up in large areas above ground. The batteries are subject to special fire technical conditions, have a large service effort and the associated high follow-up costs. In addition, rare and expensive raw materials that are ecologically questionable are mined.

In der Patentschrift US 8.823.195B2 wird ein Pumpspeicherwerk vorgeschlagen, bei der die Wasserspeicher in Form eines rechteckigen Schemas auf einer Stützstruktur befestigt sind.In the patent specification US 8,823,195B2 a pumped storage plant is proposed in which the water reservoirs are attached to a support structure in the form of a rectangular scheme.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2012 107 258 A1 wird eine Fluidkraftanlage vorgeschlagen, mit einem oberen Fluidspeicher zur Speicherung des Fluids mit einer ersten potenziellen Energie, mit einem unteren Fluidspeicher zur Speicherung des Fluids mit einer zweiten potenziellen Energie, mit einem Verbindungskanal und mit einem am Verbindungskanal angeordneten Umwandler.In the Offenlegungsschrift DE 10 2012 107 258 A1 A fluid power plant is proposed, with an upper fluid reservoir for storing the fluid with a first potential energy, with a lower fluid reservoir for storing the fluid with a second potential energy, with a connecting channel and with a converter arranged on the connecting channel.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das Speichern von Wasser in einem Pumpspeicherwerk flexibel zu gestalten, zudem soll es möglichst nah am Verbraucher sein, um die elektrischen Leitungsverluste gering zu halten. Außerdem soll eine möglichst große Zahl von Menschen mit Energie versorgt werden. Das Pumpspeicherwerk kann auf ehemalige Zechengelände, auf stillgelegte Kraftwerksgelände, in Braunkohletagebaue oder auf großen Gewerbegebieten installiert sein. Außerdem kann das Pumpspeicherwerk um bestehende Industrieanlagen herum installiert werden.The object on which the invention is based is to make the storage of water in a pumped storage plant flexible, and it should also be as close as possible to the consumer in order to keep electrical line losses low. In addition, the greatest possible number of people should be supplied with energy. The pumped storage plant can be installed on former colliery sites, on disused power plant sites, in lignite opencast mines or on large industrial estates. In addition, the pump storage plant can be installed around existing industrial facilities.

Diese Aufgabe wird durch ein Pumpspeicherwerk gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a pumped storage plant according to claim 1.

Das Pumpspeicherwerk besteht aus einem oberen Speichersystem, mit mehreren Rohrleitungssystemen, wobei die Rohrleitungssysteme mit mehreren Rohrleitungsringen ausgestattet sind und der Rohrdurchmesser der Rohrleitungsringe bis zu mehreren Metern beträgt, wobei die Länge und Breite der Rohrleitungsringe mehrere Hundert Metern beträgt und darüber hinaus, um möglichst viel Wasser zu speichern und das unterhalb der Rohrleitungssysteme die ersten Rohrleitungsringe, über die Fallrohre mit den Absperreinrichtungen, mit einem oder mehreren Sammlern verbunden sind, wobei durch die geöffneten Absperreinrichtungen das Wasser zu einem Turbinenhaus strömt und das obere Speichersystem über ein Pumpenhaus, mit einem oder mehreren Steigrohren, mit einem oder mehreren Verteilern, mit den Absperreinrichtungen und den Fallrohren, mit Wasser gefüllt wird. Das Wasser wird abhängig von der Wassermenge des oberen Speichersystems in einem oder mehreren Wasserspeichern gesammelt. Diese können insbesondere auf dem Gelände des Pumpspeicherwerks liegen.The pumped storage plant consists of an upper storage system with several pipeline systems, whereby the pipeline systems are equipped with several pipeline rings and the pipe diameter of the pipeline rings is up to several meters, with the length and width of the pipeline rings being several hundred meters and beyond, to provide as much water as possible and that below the pipeline systems the first pipeline rings are connected to one or more collectors via the downpipes with the shut-off devices, whereby the water flows through the opened shut-off devices to a turbine house and the upper storage system via a pump house with one or more riser pipes , with one or more distributors, with the shut-off devices and the downpipes, is filled with water. Depending on the amount of water in the upper storage system, the water is collected in one or more water storage tanks. These can in particular be located on the site of the pumped storage plant.

Das erste Rohrleitungssystem besteht aus einem horizontal liegenden ersten Rohrleitungsring und einem darüber liegenden zweiten Rohrleitungsring, mit einer Öffnung zur Atmosphäre, die miteinander durch senkrecht stehende erste Hohlprofile befestigt sind und sich dabei gegenseitig abstützten, wobei durch Öffnungen in dem ersten Rohrleitungsring und in dem zweiten Rohrleitungsring die ersten Hohlprofile mit Wasser gefüllt sind, wodurch die Speicherkapazität des ersten Rohrleitungssystems erhöht wird. Des Weiteren kann die Speicherkapazität des Rohrleitungssystems durch das Befestigen mit n-fachen Rohrleitungsringen sowie mit n-fachen Hohlprofilen erweitert werden.The first pipeline system consists of a horizontally lying first pipeline ring and a second pipeline ring above it, with an opening to the atmosphere, which are fastened to one another by vertical first hollow profiles and support each other, through openings in the first pipeline ring and in the second pipeline ring the first hollow profiles are filled with water, whereby the storage capacity of the first pipeline system is increased. Furthermore, the storage capacity of the pipeline system can be expanded by fastening it with n-fold pipe rings and n-fold hollow profiles.

Die Abstützung der einzelnen Rohrleitungssysteme geschieht durch ein Fachwerk, in dem die Rohrleitungsringe befestigt sind oder durch senkrecht stehende Rohre die mit den Rohrleitungsringen verbunden sind, die insbesondere den gleichen Durchmesser besitzen wie der Wasser führende erste Rohrleitungsring.The individual pipeline systems are supported by a framework in which the pipeline rings are attached or by vertical pipes connected to the pipeline rings, which in particular have the same diameter as the first pipeline ring carrying water.

Mit dem ersten Längenabstand und mit dem ersten Breitenabstand zu dem ersten Rohrleitungssystem wird ein zweites Rohrleitungssystem installiert, wobei die horizontal liegenden Rohrleitungsringe des ersten Rohrleitungssystems mit den horizontal liegenden Rohrleitungsringen des zweiten Rohrleitungssystems in einer Ebene liegen. Die Rohrleitungssysteme werden insbesondere in statisch bestimmte Felder unterteilt. Die Rohrleitungsringe des ersten Rohrleitungssystems sowie die Rohrleitungsringe des zweiten Rohrleitungssystems werden durch die waagerecht liegenden Abstandsprofile miteinander befestigt. Durch das Befestigen der Abstandsprofile zwischen den Rohrleitungssystemen wird das obere Speichersystem wie in einem Baukastensystem zusammengesetzt.A second pipeline system is installed with the first length distance and the first width distance to the first pipeline system, the horizontally lying pipeline rings of the first pipeline system lying in one plane with the horizontally lying pipeline rings of the second pipeline system. The pipeline systems are subdivided in particular into statically determined fields. The pipeline rings of the first pipeline system and the pipeline rings of the second pipeline system are attached to one another by the horizontally lying spacer profiles. By attaching the spacer profiles between the pipeline systems, the upper storage system is put together like a modular system.

Um die Speicherkapazität des oberen Speichersystems zu erhöhen, sind zusätzliche Rohrleitungssysteme in einem entsprechenden Längenabstand und in einem entsprechenden Breitenabstand installiert. Das aus den Fallrohren, bei geöffneten Absperreinrichtungen, strömende Wasser wird zu einem oder mehreren Sammlern geführt, wobei anschließend das Wasser aus den Rohrleitungssystemen durch das Turbinenhaus in den offenen Wasserspeicher fließt. Das Wasser aus dem offenen Wasserspeicher wird über das Pumpenhaus in das Rohrleitungssystem zurück gepumpt.In order to increase the storage capacity of the upper storage system, additional piping systems are installed at a corresponding length and width. The water flowing out of the downpipes when the shut-off devices are open is led to one or more collectors, with the water then flowing from the pipeline systems through the turbine house into the open water reservoir. The water from the open water storage tank is pumped back into the pipeline system via the pump house.

Das obere Speichersystem steht insbesondere ganz oder mit einem Teil der Abstützungen und seinen Fundamenten im Wasserspeicher, um den Platzbedarf des Pumpspeicherwerks zu reduzieren und/oder um den Windkräften keine zu große Angriffsfläche zu geben. Das Wasser wird abhängig von der Wassermenge des oberirdischen Speichersystems in einem oder mehreren Wasserspeichern gesammelt. Diese können insbesondere auf dem Gelände des Pumpspeicherwerks liegen.The upper storage system is in particular completely or with part of the supports and its foundations in the water storage in order to reduce the space requirement of the pumped storage plant and / or in order not to give the wind forces too large a surface. The water is collected in one or more reservoirs depending on the amount of water in the above-ground storage system. These can in particular be located on the site of the pumped storage plant.

Die aus dem oberen Speichersystem zu erzielende Energiemenge ist abhängig von dem ersten Abstand des Turbinenhauses zum ersten Rohrleitungsring. Die erste Höhe zwischen dem Erdboden und dem ersten Rohrleitungsring ist abhängig von den auftretenden Kräften und wird durch die Statik bestimmt.The amount of energy to be obtained from the upper storage system depends on the first distance between the turbine house and the first pipe ring. The first height between the ground and the first pipe ring depends on the forces that occur and is determined by the statics.

Des Weiteren kann das obere Speichersystem auch ausschließlich aus mehreren parallel zueinanderstehenden Rohrleitungssystemen bestehen. Die horizontal liegenden geraden Rohrleitungen der Rohrleitungssysteme liegen in einer Ebene. Die geraden Rohrleitungen des ersten Rohrleitungssystems und die geraden Rohrleitungen des zweiten Rohrleitungssystems werden durch die waagerecht liegenden Abstandsprofile miteinander befestigt.Furthermore, the upper storage system can also consist exclusively of several parallel pipeline systems. The horizontal straight pipelines of the pipeline systems lie in one plane. The straight pipelines of the first pipeline system and the straight pipelines of the second pipeline system are fastened to one another by the horizontally lying spacer profiles.

Bei der gleichzeitigen Entnahme des gespeicherten Wassers aus allen Rohrleitungssystemen durch einen Sammler ist der Wasserstand der Rohrleitungsringe in dem Rohrleitungssystem, wie in den kommunizierenden Röhren, überall gleich.When the stored water is withdrawn from all pipeline systems by a collector at the same time, the water level of the pipeline rings in the pipeline system, as in the communicating pipes, is the same everywhere.

Durch den Einsatz von mehreren Sammlern unter dem oberen Speichersystem können die Rohrleitungssysteme einzeln, zu mehreren oder alle zusammen, zeitlich unabhängig durch öffnen oder schließen der Absperreinrichtungen gesteuert werden, um das Wasser für eine oder mehrere Turbinen zu entnehmen, wobei einzelne Rohrleitungssysteme auch bei laufendem Betrieb so gesteuert werden, dass sie entleert werden können, um Inspektionen und Reparaturen durchzuführen, wobei die Rohrleitungssysteme des oberen Speichersystems durch die Pumpen über die Steigrohre einzeln, zu mehreren oder alle zusammen zeitlich unabhängig, durch öffnen oder schließen der Absperreinrichtungen über den Verteiler mit dem Wasser befüllt werden.By using several collectors under the upper storage system, the pipeline systems can be controlled individually, several or all together, independently of time by opening or closing the shut-off devices in order to extract the water for one or more turbines, with individual pipeline systems also during operation can be controlled so that they can be emptied in order to carry out inspections and repairs, whereby the piping systems of the upper storage system are pumped through the riser pipes individually, in several or all together independently of time, by opening or closing the shut-off devices via the distributor with the water be filled.

Die Wasserentnahme aus den einzelnen Rohrleitungssystemen des oberen Speichersystems durch das Turbinenhaus über mehrere Sammler ist unabhängig von der Befüllung durch das Pumpenhaus über mehrere Verteiler und wird nur durch den Wasserstand in den einzelnen Rohrleitungssystemen des Speichersystems bestimmt.The water withdrawal from the individual pipeline systems of the upper storage system through the turbine house via several collectors is independent of the filling through the pump house via several distributors and is only determined by the water level in the individual pipeline systems of the storage system.

Durch das hohe Gewicht und durch die große Längenausdehnung des oberen Speichersystems besteht das obere Speichersystem insbesondere aus Carbon.Due to the high weight and the large length expansion of the upper storage system, the upper storage system consists in particular of carbon.

Das Rohrleitungssystem kann aus Rohren sowie aus Hohlprofilen bestehen und auch in der Form eines Kastenprofils ausgeführt werden, wobei das Rohrleitungssystem aus unterschiedlichen geometrischen Formen besteht.The pipeline system can consist of pipes as well as hollow profiles and can also be designed in the form of a box profile, the pipeline system consisting of different geometric shapes.

Um die horizontalen Kräfte wie z. B. Windkräfte abzufangen, wird das Rohrleitungssystem mit Seilen verspannt oder durch Abstützungen befestigt.To the horizontal forces such. B. to intercept wind forces, the pipeline system is braced with ropes or secured by supports.

Auf dem Gelände des Pumpspeicherwerks liegt ein offener Wasserspeicher, ein See oder eine Ringleitung, die in und/oder um das Gelände herumführen und die ein entsprechendes Volumen besitzen, dass der Größe des oberen Speichersystems entspricht.On the site of the pumped storage plant there is an open water storage, a lake or a ring main, which lead in and / or around the site and which have a volume corresponding to the size of the upper storage system.

Bei dem Aufbau des Pumpspeicherwerks an der Küste kann ein offener Wasserspeicher mit einem Zugang zum Meer geschaffen werden. Dabei steht das Speichersystem mit den Abstützungen und den Fundamenten in dem offenen Wasserspeicher, um den Platzbedarf für das Pumpspeicherwerk zu reduzieren.When building the pumped storage plant on the coast, an open water storage facility with access to the sea can be created. The storage system with the supports and the foundations is in the open water storage to reduce the space required for the pumped storage plant.

Außerdem kann der Wasserspeicher so tief im Erdreich sein, dass das Turbinenhaus möglichst weit unterhalb der Erdoberfläche liegt, um den ersten Abstand zum Turbinenhaus möglichst groß auszuführen, um die zu erzeugende Energiemenge deutlich zu erhöhen. Durch den Einbau des Turbinenhauses unterhalb der Erdoberfläche kann die erste Höhe zum Erdboden klein sein, um den Windkräften eine geringe Angriffsmöglichkeit zu bieten.In addition, the water reservoir can be so deep in the ground that the turbine house is as far below the surface of the earth as possible in order to make the first distance to the turbine house as large as possible in order to significantly increase the amount of energy to be generated. By installing the turbine house below the surface of the earth, the first height to the ground can be small in order to offer the wind forces little chance of attack.

In den Ländern mit einer besonders hohen Jahresmitteltemperatur sind die Wasserspeicher gegen die Sonneneinstrahlung abgedeckt.In the countries with a particularly high annual mean temperature, the water storage tanks are covered against solar radiation.

FigurenlisteFigure list

1 a schematic representation of the top view of the pumped storage plant
2 the section through the top view of the pumped storage plant
3 a side view of the pumped storage plant
4th a top view of the pumped storage plant

Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments

Das obere Speichersystem (1) des Pumpspeicherwerks besteht aus einem ersten Rohrleitungssystem (10), mit einem ersten Rohrleitungsring (11) und einem zweiten Rohrleitungsring (12), wobei die erste Länge (X) und die erste Breite (Z) des ersten Rohrleitungsrings (11) und des zweiten Rohrleitungsrings (12) bis zu mehrere Hundert Meter und darüber hinaus beträgt, wobei der Rohrdurchmesser bis zu mehrere Meter beträgt und der zweite Rohrleitungsring (12) über dem ersten Rohrleitungsring (11) durch mehrere senkrecht stehende erste Hohlprofile (34), mit einem ersten Höhenabstand (Y1) zu dem ersten Rohrleitungsring (11) abgestützt und befestigt ist, wobei zumindest ein Hohlraum der ersten Hohlprofile (34) über Öffnungen mit dem Hohlraum des ersten Rohrleitungsrings (11) und mit dem Hohlraum des zweiten Rohrleitungsrings (12) verbunden ist, sodass zumindest ein erstes Hohlraumprofil (34) mit Wasser gefüllt ist.The upper storage system ( 1 ) of the pumped storage plant consists of a first pipeline system ( 10 ), with a first pipe ring ( 11 ) and a second pipe ring ( 12 ), where the first length ( X ) and the first width ( Z ) of the first pipe ring ( 11 ) and the second pipe ring ( 12 ) is up to several hundred meters and beyond, whereby the pipe diameter is up to several meters and the second pipe ring ( 12 ) above the first pipe ring ( 11 ) by several vertical first hollow profiles ( 34 ), with a first height distance ( Y1 ) to the first pipe ring ( 11 ) is supported and fastened, with at least one cavity of the first hollow profiles ( 34 ) via openings with the cavity of the first pipe ring ( 11 ) and with the cavity of the second pipe ring ( 12 ) is connected so that at least one first cavity profile ( 34 ) is filled with water.

Um die Wassermenge des ersten Rohrleitungssystems (10) zu erhöhen, wird das erste Rohrleitungssystem (10) um die n-fachen Rohrleitungsringe (13) und mit den n-fachen Hohlprofilen (33) erweitert, wobei die n-fachen Hohlprofile (33) einen n-fachen Höhenabstand (Yn) zu dem zweiten Rohrleitungsring (12) haben.To determine the amount of water in the first pipeline system ( 10 ), the first pipe system ( 10 ) around the n-fold pipe rings ( 13th ) and with the n-fold hollow profiles ( 33 ) expanded, whereby the n-fold hollow profiles ( 33 ) n times the height distance ( Yn ) to the second pipe ring ( 12 ) to have.

Beim Öffnen der ersten Absperreinrichtung (41) strömt das Wasser aus dem ersten Rohrleitungssystem (10) über das erste Fallrohr (46) durch die erste Absperreinrichtung (41), in den ersten Sammler (40) und durch das Turbinenhaus (60) in den Wasserspeicher (80) wobei das erste Rohrleitungssystem (10) durch das Pumpenhaus (70), mit dem Wasser aus dem Wasserspeicher (80), über das Steigrohr (82), über den ersten Verteiler (50) sowie durch die geöffnete fünfte Absperreinrichtung (51), befüllt wird.When opening the first shut-off device ( 41 ) the water flows out of the first pipeline system ( 10 ) via the first downpipe ( 46 ) through the first shut-off device ( 41 ), in the first collector ( 40 ) and through the turbine house ( 60 ) into the water tank ( 80 ) where the first pipeline system ( 10 ) through the pump house ( 70 ), with the water from the water reservoir ( 80 ), via the riser pipe ( 82 ), via the first distributor ( 50 ) as well as through the opened fifth shut-off device ( 51 ) is filled.

Der erste Abstand (A) zwischen dem ersten Rohrleitungsring (11) und dem Turbinenhaus (60) wird durch die geforderte Energiemenge bestimmt, wobei die erste Höhe (Y), zwischen dem Erdboden und dem ersten Rohrleitungsring (11) abhängig ist von dem Gesamtgewicht des ersten Rohrleitungssystems (10), mit dem Fachwerk (95) sowie den Abstützungen (90) und wird von der Statik festgelegt.The first distance ( A. ) between the first pipe ring ( 11 ) and the turbine house ( 60 ) is determined by the amount of energy required, the first amount ( Y ), between the ground and the first pipe ring ( 11 ) depends on the total weight of the first pipeline system ( 10 ), with the framework ( 95 ) as well as the supports ( 90 ) and is determined by the statics.

Das obere Speichersystem (1) mit dem ersten Rohrleitungssystem (10) wird erweitert durch das zweite Rohrleitungssystem (20), mit dem ersten Längenabstand (X1) und dem ersten Breitenabstand (Z1) wobei das erste Rohrleitungssystem (10) mit dem zweiten Rohrleitungssystem (20) durch die Abstandsprofile (35) miteinander verbunden sind und sich gegenseitig abstützen.The upper storage system ( 1 ) with the first pipeline system ( 10 ) is expanded by the second pipeline system ( 20th ), with the first length distance ( X1 ) and the first width distance ( Z1 ) where the first pipeline system ( 10 ) with the second pipeline system ( 20th ) by the distance profiles ( 35 ) are connected to each other and support each other.

Das obere Speichersystem (1) besteht aus den n-fachern Rohrleitungssystemen (30) mit dem n-fachen Längenabstand (Xn), mit dem n-fachen Breitenabstand (Zn), mit den n-fachen Abstandsprofilen (36) wobei die n-fachen Rohrleitungssysteme (36) durch die n-fachen Abstandsprofile (36) miteinander verbunden sind und sich gegenseitig abstützen. Des Weiteren ist das obere Speichersystem (1) mit den n-fachen Sammlern (40), mit den n-fachen Fallrohren (47), mit n-fachen Absperreinrichtungen (45), mit einem Turbinenhaus (60), sowie mit einem Pumpenhaus (70), mit n-fachen Steigrohren (83), mit n-fachen Absperreinrichtungen (45) und mit n-fachen Verteilern (49) ausgestattet wobei die Größe des Speichersystems (1) abhängig ist von der Geländegröße und von der geforderten Energiemenge.The upper storage system ( 1 ) consists of the n-fold pipeline systems ( 30th ) with n times the length spacing ( Xn ), with n times the width spacing ( Zn ), with the n-fold distance profiles ( 36 ) where the n-fold pipeline systems ( 36 ) by the n-fold distance profiles ( 36 ) are connected to each other and support each other. Furthermore, the upper storage system ( 1 ) with the n-fold collectors ( 40 ), with the n-fold downpipes ( 47 ), with n-fold shut-off devices ( 45 ), with a turbine house ( 60 ), as well as with a pump house ( 70 ), with n-fold riser pipes ( 83 ), with n-fold shut-off devices ( 45 ) and with n-way distributors ( 49 ) where the size of the storage system ( 1 ) depends on the size of the site and the amount of energy required.

Durch die Erweiterung des oberen Speichersystems (1) um ein n-faches Rohrleitungssystem (30), mit den n-fachen Sammlern (40) und mit den n-fachen Absperreinrichtungen (45) und den n-fachen Fallrohren (47) ist es möglich, das obere Speichersystem (1) so zu steuern, dass aus den n-fachen Rohrleitungssystemen (30) einzeln, zu mehreren oder alle zusammen, zeitlich unabhängig, durch öffnen oder schließen der n-fachen Absperreinrichtung (45), das Wasser für das Turbinenhaus (60) entnommen werden kann sowie einzelne oder n-fache Rohrleitungssysteme (30) auch während der Energieerzeugung so gesteuert werden, dass einzelne oder die n-fachen Rohrleitungssysteme (30) entleert werden um Inspektionen oder Reparaturen durchzuführen wobei die n-fachen Rohrleitungssysteme (30) des oberen Speichersystems (1) durch das Pumpenhaus (70) über die n-fachen Steigrohre (83) einzeln, zu mehreren oder alle zusammen zeitlich unabhängig, durch öffnen oder schließen der n-fachen Absperreinrichtungen (45) über den n-fachen Verteiler (49) mit dem Wasser befüllt werden.By expanding the upper storage system ( 1 ) by an n-fold pipeline system ( 30th ), with the n-fold collectors ( 40 ) and with the n-fold shut-off devices ( 45 ) and the n-fold downpipes ( 47 ) it is possible to use the upper storage system ( 1 ) to be controlled in such a way that from the n-fold pipeline systems ( 30th ) individually, in groups or all together, independent of time, by opening or closing the n-fold shut-off device ( 45 ), the water for the turbine house ( 60 ) can be taken as well as single or n-fold pipe systems ( 30th ) can also be controlled during energy generation in such a way that individual or n-fold piping systems ( 30th ) to be emptied in order to carry out inspections or repairs whereby the n-fold piping systems 30th ) of the upper storage system ( 1 ) through the pump house ( 70 ) via the n-fold riser pipes ( 83 ) individually, in groups or all together independently of time, by opening or closing the n-fold shut-off devices 45 ) via the n-fold distributor ( 49 ) can be filled with the water.

Die Wasserentnahme aus den n-fachen Rohrleitungssystemen (30) des oberen Speichersystems (1) über n-fache Sammler (39) durch das Turbinenhaus (60) ist unabhängig von der Wasserbefüllung der n-fachen Rohrleitungssysteme (30) durch das Pumpenhaus (70) über n-fache Verteiler (49) und wird nur durch den Wasserstand in den n-fachen Rohrleitungssystemen (30) des oberen Speichersystems (1) bestimmt.The water withdrawal from the n-fold pipeline systems ( 30th ) of the upper storage system ( 1 ) via n-fold collectors (39) through the turbine house ( 60 ) is independent of the water filling of the n-fold pipeline systems ( 30th ) through the pump house ( 70 ) via n-fold distributors ( 49 ) and is only determined by the water level in the n-fold pipeline systems ( 30th ) of the upper storage system ( 1 ) certainly.

Die Öffnungen in dem Hohlraum des ersten Rohrleitungsrings (11) sowie die Öffnungen des Hohlraums in dem zweiten Rohrleitungsring (12) sind so bemessen und verstärkt, dass die Festigkeit des ersten Rohrleitungsrings (11) sowie des zweiten Rohrleitungsrings (12) nicht beeinträchtigen ist.The openings in the cavity of the first pipe ring ( 11 ) as well as the openings of the cavity in the second pipe ring ( 12 ) are dimensioned and reinforced so that the strength of the first pipe ring ( 11 ) and the second pipe ring ( 12 ) is not affecting.

Das obere Speichersystem (1) kann auch ausschließlich aus mehreren parallel zueinander stehenden n-fachen Rohrleitungssystemen (30) 4, mit geraden Rohrleitungen (31), bestehen. Die horizontal liegenden geraden Rohrleitungen (31) der n-fachen Rohrleitungssysteme (30) liegen in einer Ebene. Die geraden Rohrleitungen (31) der n-fachen Rohrleitungssysteme (30) werden durch die waagerecht liegenden n-fachen Abstandsprofile (36) miteinander befestigt. Die Fundamente des oberen Speichersystems (1) mit der ersten Abstützung (90) und dem Fachwerk (95) stehen im Wasserspeicher (80) um den Platzbedarf für das Pumpspeicherwerk gering zu halten.The upper storage system ( 1 ) can also consist exclusively of several parallel n-fold pipe systems ( 30th ) 4th , with straight pipes ( 31 ), consist. The horizontal straight pipes ( 31 ) of the n-fold pipeline systems ( 30th ) lie in one plane. The straight pipes ( 31 ) of the n-fold pipeline systems ( 30th ) are determined by the horizontally lying n-fold distance profiles ( 36 ) attached to each other. The foundations of the upper storage system ( 1 ) with the first support ( 90 ) and the framework ( 95 ) are in the water tank ( 80 ) to keep the space requirement for the pumped storage plant low.

Das obere Speichersystem (1) kann aus unterschiedlichen Formen wie z. B. aus einer vieleckigen oder runden Form bestehen.The upper storage system ( 1 ) can be of different forms such as B. consist of a polygonal or round shape.

Der Wasserspeicher kann auch als ringförmiger Wasserspeicher (81) ausgeführt sein.The water reservoir can also be used as a ring-shaped water reservoir ( 81 ) be executed.

Das obere Speichersystems (1) ist insbesondere in statisch bestimmte Felder (99) 3 unterteilt, wobei die n-fachen Rohrleitungssysteme (30) vormontiert werden, um den Montageaufwand gering zu halten.The upper storage system ( 1 ) is particularly important in statically determined fields ( 99 ) 3 divided, whereby the n-fold piping systems ( 30th ) are pre-assembled in order to keep the assembly effort low.

Die n-fachen Rohrleitungssysteme (30) werden über ein Seilsystem (96) und/oder über die zweiten Abstützungen (97) gegen Wind oder andere äußere Belastungen gesichert.The n-fold piping systems ( 30th ) are connected via a rope system ( 96 ) and / or via the second supports ( 97 ) secured against wind or other external loads.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1.1.: - obere Speichersystem- upper storage system
10.10.: - erstes Rohrleitungssystem- first pipeline system
11.11.: - erster Rohrleitungsring- first pipeline ring
12.12.: - zweiter Rohrleitungsring- second pipe ring
13.13.: - n-fache Rohrleitungsringe- n-fold pipe rings
20.20th: - zweites Rohrleitungssystem- second pipeline system
30.30th: - n-faches Rohrleitungssystem- n-fold piping system
31.31.: - gerade Rohrleitung- straight pipe
33.33.: - n-fache Hohlprofile- n-fold hollow profiles
34.34.: - erste Hohlprofil- first hollow profile
35.35.: - Abstandsprofil- Distance profile
36.36.: - n-fache Abstandsprofile- n-fold spacing profiles
40.40.: - n-facher Sammler- n-time collector
41.41.: - erste Absperreinrichtung- first shut-off device
45.45.: - n-fache Absperreinrichtung- n-fold shut-off device
46.46.: - erste Fallrohre- first downpipes
47.47.: - n-fache Fallrohre- n-fold downpipes
49.49.: - n-facher Verteiler- n-fold distributor
50.50.: - erster Verteiler- first distributor
51.51.: - fünfte Absperreinrichtung- fifth shut-off device
53.53.: - n-fache Absperreinrichtung- n-fold shut-off device
60.60.: - Turbinenhaus- turbine house
70.70.: - Pumpenhaus- Pump house
80.80.: - Wasserspeicher- Water-tank
81.81.: - ringförmiger Wasserspeicher- ring-shaped water reservoir
82.82.: - Steigrohr- riser pipe
83.83.: - n-fache Steigrohre- n-fold riser pipes
90.90.: - erste Abstützung- first support
95.95.: - Fachwerk- truss
96.96.: - Seilsystem- rope system
97.97.: - zweite Abstützung- second support
99.99: - statisch bestimmtes Feld- statically determined field
AA.: - erste Abstand- first distance
YY: - erste Höhe- first height
Y1Y1: - erster Höhenabstand- first height distance
YnYn: - n-facher Höhenabstand- n times the height distance
XX: - erste Länge- first length
X1X1: - erster Längenabstand- first length distance
XnXn: - n-facher Längenabstand- n times the length spacing
ZZ: - erste Breite- first width
Z1Z1: - erster Breitenabstand- first width distance
ZnZn: - n-facher Breitenabstand- n times the width spacing

Claims

Pumped storage plant characterized in that above ground a pumped storage plant is equipped with an upper storage system (1), the upper storage system (1) being designed with a first pipeline system (10) with a first pipeline ring (11) and a second pipeline ring (12) is equipped, the first length (X) and the first width (Z) of the first pipe ring (11) and the second pipe ring (12) up to several hundred meters and In addition, with a pipe diameter of up to several meters, the second pipe ring (12) is supported above the first pipe ring (11) by several perpendicular first hollow profiles (34) with a first height distance (Y1) to the first pipe ring (11) and is attached, wherein at least one cavity of the first hollow profiles (34) is connected via openings to the cavity of the first pipe ring (11) and to the cavity of the second pipe ring (12) so that one or more first cavity profiles (34) are filled with water are, the first pipe ring (11) is equipped with a first downpipe (46), with a first shut-off device (41) and a turbine house (60), the first distance (A) between the first pipe ring (11) and the Turbine house is determined by the amount of energy to be generated, the first height (Y) between the ground and the first pipe ring (11) is determined by the total weight right of the first pipeline system (10), and with a water reservoir (80), the upper storage system (1) being equipped with a riser pipe (82), with a distributor (50) and a further shut-off device (51) via a pump house (70) and is filled with water.

Pump storage plant after Claim 1 , characterized in that the amount of water stored in the pipeline system (10) is increased by expanding the pipeline system (10) by n-fold pipe rings (13) and vertically positioned n-fold hollow profiles (33), the vertically positioned n-fold times hollow profiles (33) have an n-fold height distance (Yn) to the second pipeline ring (12).

Pump storage plant after Claim 1 or 2 , characterized in that the upper storage system (1) consists of a number of n-fold pipeline systems (30) with n-fold length spacing (Xn), with n-fold width spacing (Zn), the n-fold pipeline systems (30 ) are attached to each other by the horizontally lying n-fold spacer profiles (36) and support each other, with n-fold collectors (40), with n-fold downpipes (47), with the turbine house (60), with the pump house (70 ), with the n-fold distributors (49), with the n-fold riser pipes (83) and with n-fold shut-off devices (53) and with an open water storage tank (80), the size of the storage system (1) being dependent depends on the size of the terrain and the amount of water to be stored.

Pump storage plant according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that by expanding the upper storage system (1) by an n-fold piping system (30), with n-fold collectors (39), with n-fold shut-off devices (45) and n-fold downpipes (47), it is possible to control the upper storage system (1) in such a way that from the n-fold pipeline systems (30) individually, to several or all together, independently of time, by opening or closing n-fold shut-off devices (45), and that the Water for the turbine house (60) can be taken, with individual or the n-fold pipeline system (30) being controllable during the water withdrawal so that individual or the n-fold pipeline systems (30) are emptied in order to carry out inspections or repairs.

Pump storage plant according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the upper storage system (1) consists of several parallel n-fold pipe systems (30) with horizontally lying straight pipes (31), and that the horizontally lying straight pipes (31) of the n-fold pipe systems (30) lie in one plane, with straight pipeline rings (31) of the n-fold pipeline systems (30) being attached to one another by horizontally lying n-fold spacer profiles (36).

Pump storage plant according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the foundations of the upper storage system (1) with a first support (90) and a framework (95) are in the water storage (80) in order to keep the space requirement for the pumped storage plant low.

Pump storage plant according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that n-fold pipeline systems (30) are secured against the wind or other external loads via a cable system (96) and / or via a second support (97).

Pump storage plant according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the upper storage system (1) is in particular all or part of its supports and its foundations in the water storage tank in order to reduce the space required by the pumped storage plant, with an open water storage system (80) lying deep in the ground so that the turbine house ( 60) and the pump house (70), which are inside the water reservoir (80), are as far below the surface of the earth as possible in order to increase the first distance (A) of the turbine house (80) to the first pipeline ring (11), and to increase the to increase the amount of energy generated.

Pump storage plant according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the upper storage system (1) is divided into statically determined fields (99), n-fold pipeline systems (30) being preassembled in order to keep the assembly effort low.

Pump storage plant according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the upper storage system (1) consists of different geometric shapes.

Pump storage plant according to one of the Claims 1 to 10 , characterized in that the pumped storage plant is installed on former colliery grounds, on disused power plant grounds, in lignite opencast mines or on large industrial areas, and is installed around existing industrial plants.