DE102022113552A1 - Storage system for temporarily storing electrical energy and method for operating such a storage system - Google Patents
Storage system for temporarily storing electrical energy and method for operating such a storage system Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022113552A1 DE102022113552A1 DE102022113552.7A DE102022113552A DE102022113552A1 DE 102022113552 A1 DE102022113552 A1 DE 102022113552A1 DE 102022113552 A DE102022113552 A DE 102022113552A DE 102022113552 A1 DE102022113552 A1 DE 102022113552A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- pressure accumulator
- gas pressure
- gas
- storage system
- 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.)
- Pending
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J15/00—Systems for storing electric energy
- H02J15/003—Systems for storing electric energy in the form of hydraulic energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J15/00—Systems for storing electric energy
- H02J15/006—Systems for storing electric energy in the form of pneumatic energy, e.g. compressed air energy storage [CAES]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
- F03D13/201—Towers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
- F03D9/13—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy
- F03D9/14—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing gravitational potential energy using liquids
Abstract
Speichersystem (10) zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie, mit einem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher (11), mit einer Energiewandlungseinrichtung (12), die einerseits eingerichtet ist, um zur Einspeicherung von Energie in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher (11) unter Verdichtung des im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher (11) enthaltenen Gases (G) Flüssigkeit (F) in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher (11) zu fördern, und die andererseits eingerichtet ist, um zur Ausspeicherung von Energie aus dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher (11) unter Entspannung des im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher enthaltenen Gases (g) Flüssigkeit (F) aus dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher (11) heraus zu leiten, und mit einem Verdichter (19), der eingerichtet ist, im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher (11) ein Polster aus Gas (G) mit einem definierten Gas-Vordruck bereitzustellen.Storage system (10) for temporarily storing electrical energy, with a liquid-gas pressure accumulator (11), with an energy conversion device (12), which on the one hand is set up to store energy in the liquid-gas pressure accumulator (11) by compressing the gas (G) contained in the liquid-gas pressure accumulator (11) to convey liquid (F) into the liquid-gas pressure accumulator (11), and which, on the other hand, is set up to store energy from the liquid-gas pressure accumulator ( 11) to direct liquid (F) out of the liquid-gas pressure accumulator (11) while expanding the gas (g) contained in the liquid-gas pressure accumulator, and with a compressor (19) which is set up in the liquid-gas -Pressure accumulator (11) to provide a cushion of gas (G) with a defined gas pre-pressure.
Description
Die Erfindung betrifft ein Speichersystem zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Speichersystems.The invention relates to a storage system for temporarily storing electrical energy. The invention further relates to a method for operating such a storage system.
Der Zwischenspeicherung elektrischer Energie kommt insbesondere im Zusammenhang mit der Nutzung regenerativer Energieträger eine wichtige Rolle zu. Es besteht Bedarf an Speichersystemen zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie, die eine effiziente Zwischenspeicherung der elektrischen Energie erlauben.The temporary storage of electrical energy plays an important role, particularly in connection with the use of renewable energy sources. There is a need for storage systems for temporarily storing electrical energy that allow efficient temporary storage of electrical energy.
Es besteht Bedarf an einem effizienteren Speichersystem zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie und an einem Verfahren zum Betreiben eines solchen Speichersystems.There is a need for a more efficient storage system for temporarily storing electrical energy and for a method for operating such a storage system.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Speichersystem zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie und ein Verfahren zum Bereiben eines solchen Speichersystems zu schaffen, welches eine hohe Effizienz aufweist.Proceeding from this, the present invention is based on the object of creating a novel storage system for temporarily storing electrical energy and a method for operating such a storage system, which has high efficiency.
Diese Aufgabe wird durch ein Speichersystem zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie nach Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Speichersystem weist einen Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher auf. Das erfindungsgemäße Speichersystem weist ferner eine Energiewandlungseinrichtung auf, die einerseits eingerichtet ist, um zur Einspeicherung von Energie in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher unter Verdichtung eines im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher enthaltenen Gases Flüssigkeit (in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher zu fördern, und die andererseits eingerichtet ist, um zur Ausspeicherung von Energie aus dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher unter Entspannung des im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher enthaltenen Gases Flüssigkeit aus dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher heraus zu leiten. Das erfindungsgemäße Speichersystem weist ferner mindestens einen Verdichter auf, der eingerichtet ist, im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher ein Polster aus Gas mit einem definierten Gas-Vordruck bereitzustellen. Über den Verdichter kann in dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher des erfindungsgemäßen Speichersystems ein definierter Gas-Vordruck bereitgestellt werden. Hierdurch ist es möglich, die Effizienz des Speichersystems zu steigern.This object is achieved by a storage system for temporarily storing electrical energy according to claim 1. The storage system according to the invention has a liquid-gas pressure storage. The storage system according to the invention further has an energy conversion device which, on the one hand, is set up to convey liquid (into the liquid-gas pressure storage device) for storing energy in the liquid-gas pressure storage device by compressing a gas contained in the liquid-gas pressure storage device, and which, on the other hand, is set up to direct liquid out of the liquid-gas pressure accumulator in order to release energy from the liquid-gas pressure accumulator while expanding the gas contained in the liquid-gas pressure accumulator. The storage system according to the invention also has at least one compressor, which is set up to provide a cushion of gas with a defined gas pre-pressure in the liquid-gas pressure accumulator. A defined gas pre-pressure can be provided in the liquid-gas pressure accumulator of the storage system according to the invention via the compressor. This makes it possible To increase the efficiency of the storage system.
Vorzugsweise ist der Verdichter eingerichtet, einen Gasverlust im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher zu kompensieren. Durch die Kompensation eines Gasverlusts im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher kann die Effizienz des Speichersystems gesteigert werden.The compressor is preferably set up to compensate for a gas loss in the liquid-gas pressure accumulator. By compensating for a gas loss in the liquid-gas pressure storage, the efficiency of the storage system can be increased.
Vorzugsweise ist der Verdichter eingerichtet, den Gas-Vordruck im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher zu regeln. Die Regelung des Gas-Vordrucks im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher über den Verdichter dient der weiteren Effizienzsteigerung des Speichersystems. Es ist möglich, den Gas-Vordruck anzupassen.The compressor is preferably set up to regulate the gas pre-pressure in the liquid-gas pressure accumulator. The regulation of the gas pre-pressure in the liquid-gas pressure storage via the compressor serves to further increase the efficiency of the storage system. It is possible to adjust the gas pre-pressure.
Vorzugsweise ist der Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher in einem Turm einer Windkraftanlage integriert. Vorzugsweise findet die Erfindung bei einer Windkraftanlage Verwendung.The liquid-gas pressure accumulator is preferably integrated in a tower of a wind turbine. The invention is preferably used in a wind turbine.
Vorzugsweise ist ein Anschlussstutzen des Flüssigkeits-Gas-Druckspeichers, über den zur Ausspeicherung von Energie Flüssigkeit aus dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher entnehmbar ist und/oder über den zur Einspeicherung Energie Flüssigkeit in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher förderbar ist, derart ausgebildet und angeordnet, dass derselbe permanent von Flüssigkeit überdeckt ist. Hiermit kann einem Gasverlust im Druckspeicher entgegengewirkt werden. Auch dies dient der Effizienzsteigerung des Speichersystems.Preferably, a connecting piece of the liquid-gas pressure accumulator, via which liquid can be removed from the liquid-gas pressure accumulator for storing energy and/or via which liquid can be conveyed into the liquid-gas pressure accumulator for storing energy, is designed and arranged in this way that it is permanently covered by liquid. This can be used to counteract gas loss in the pressure accumulator. This also serves to increase the efficiency of the storage system.
Vorzugsweise weist die Energiewandlungseinrichtung mindestens eine Pumpe und mindestens eine Turbine auf. Die mindestens eine Pumpe ist eingerichtet, zur Einspeicherung von Energie aus einem atmosphärischen Flüssigkeits-Speicher Flüssigkeit unter Verdichtung des im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher enthaltenen Gases in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher zu fördern. Über die mindestens eine Turbine ist zur Ausspeicherung von Energie Flüssigkeit aus dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher unter Entspannung des im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher enthaltenen Gases in Richtung auf den atmosphärischen Flüssigkeits-Speicher leitbar. Hiermit ist ein besonders effizientes Einspeichern und Ausspeichern von Energie möglich.The energy conversion device preferably has at least one pump and at least one turbine. The at least one pump is set up to store energy from an atmospheric liquid reservoir and to convey liquid into the liquid-gas pressure reservoir by compressing the gas contained in the liquid-gas pressure reservoir. About the least A turbine can be conducted to release liquid energy from the liquid-gas pressure accumulator while expanding the gas contained in the liquid-gas pressure accumulator in the direction of the atmospheric liquid accumulator. This makes it possible to store and withdraw energy particularly efficiently.
Dann, wenn Turbine und Pumpe von einer gemeinsamen Baugruppe bereitgestellt sind und ferner mit einer sowohl generatorisch als auch motorisch betreibbaren elektrischen Maschine wirkverbunden sind, ist bei geringem Bauraumbedarf ein besonders effizienter Betrieb des Speichersystems möglich.If the turbine and pump are provided by a common assembly and are also operatively connected to an electrical machine that can be operated both as a generator and as a motor, particularly efficient operation of the storage system is possible with a small space requirement.
Bevorzugte Verfahren zum Betreiben eines Speichersystems zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie sind in Ansprüchen 10 bis 14 definiert.Preferred methods for operating a storage system for temporarily storing electrical energy are defined in
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 : ein Schema eines ersten erfindungsgemäßen Speichersystems zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie, -
2 : ein Schema eines zweiten erfindungsgemäßen Speichersystems zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie, -
3 : ein Schema einer bevorzugten Umsetzung des erfindungsgemäßen Speichersystems zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie.
-
1 : a diagram of a first storage system according to the invention for temporarily storing electrical energy, -
2 : a diagram of a second storage system according to the invention for temporarily storing electrical energy, -
3 : a diagram of a preferred implementation of the storage system according to the invention for temporarily storing electrical energy.
In
Zur Einspeicherung von Energie in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ist die Pumpe 13 von der motorisch betriebenen elektrischen Maschine 15 unter Nutzung elektrischer Energie E1 antreibbar, wobei dann die Pumpe 13 Flüssigkeit F aus einem atmosphärischen Flüssigkeits-Speicher 17 entnimmt und unter Verdichtung des im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 enthaltenen Gases G in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 fördert.To store energy in the liquid-
Der Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ist ein geschlossener Druckspeicher, um zu verhindern, dass Gas G aus demselben entweicht.The liquid-
Der atmosphärische Flüssigkeits-Speicher 17 kann ein natürlicher atmosphärischer Flüssigkeits-Speicher wie ein See oder ein Meer oder auch ein künstlicher atmosphärischer Flüssigkeits-Speicher wie ein Becken oder Bassin sein.The atmospheric
Zur Ausspeicherung von Energie ist die Flüssigkeit F, die im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 gespeichert ist, unter Entspannung des Gases G im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 aus demselben entnehmbar und über die Turbine 14 leitbar. Ausgehend von der Turbine 14 ist die Flüssigkeit F in den atmosphärischen Flüssigkeits-Speicher 17 leitbar, wobei hierbei die Turbine 14 die generatorisch betriebene elektrische Maschine 16 zur Erzeugung und Ausspeicherung elektrischer Energie E2 antreibt.To store energy, the liquid F, which is stored in the liquid-
Abhängig davon, ob die Energiewandlungseinrichtung 12 zur Einspeicherung von Energie oder zur Ausspeicherung von Energie betrieben wird, nimmt ein Schaltventil 18, welches zwischen den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 sowie die Pumpe 13 und die Turbine 14 geschaltet ist, eine definierte Schaltstellung ein. Bei der Energiespeicherung gibt das Schaltventil 18 einen Strömungsweg von der Pumpe 13 in Richtung auf den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 frei, unterbricht jedoch einen Strömungsweg zur Turbine 14. Bei der Energieausspeicherung gibt das Schaltventil 18 einen Strömungsweg vom Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 in Richtung auf die Turbine 14 frei, unterbricht jedoch eine Verbindung zur Pumpe 13.Depending on whether the
Das Speichersystem 10 verfügt weiterhin über einen Verdichter 19 für Gas. Über den Verdichter 19 kann im geschlossenen Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ein Polster aus Gas G mit einem definierten Gas-Vordruck bereitgestellt werden. Zwischen den Verdichter 13 und den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ist dabei ein Ventil 20 geschaltet, um dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 im Bedarfsfall über den Verdichter 19 Gas G zuzuführen. Sollte der Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 nicht gasdicht sein oder sollte sich aufgrund anderer Umstände ein Gasverlust im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ausbilden, so kann dieser Gasverlust über den Verdichter 13 ausgeglichen oder kompensiert werden.The
Bei dem Ventil 20 handelt es sich beispielsweise um ein Rückschlagventil, wodurch dem Druckspeichersystem über den Verdichter Gas lediglich zugeführt werden kann. Zusätzlich kann ein Sicherheitsventil, sowie ein Gas-Ablass-Regelventil vorgesehen sein, um Gas aus dem Speicher geregelt abzulassen um Überdrücke und Schäden im Druckspeichersystem zu vermeiden.The
Weiterhin ist es möglich, den Gas-Vordruck im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 1 über den Verdichter 19 auf einen Sollwert zu regeln. Dieser Sollwert kann variabel sein. Hierzu ist es möglich, mithilfe eines nicht gezeigten Drucksensors einen Istwert des Gas-Vordrucks im geschlossenen Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 bei einem definierten Flüssigkeitsfüllstand im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 zu messen, den Istwert mit einem Sollwert zu vergleichen, und abhängig von dem Vergleich zwischen dem Istwert und dem Sollwert über den Verdichter 19 den Gas-Vordruck auf den Sollwert zu regeln. Wie bereits ausgeführt, kann sich der Sollwert für den Gas-Vordruck im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ändern, zum Beispiel abhängig von Betriebsbedingungen des Speichersystems 10.Furthermore, it is possible to regulate the gas pre-pressure in the liquid-gas pressure accumulator 1 to a setpoint via the
Wie bereits ausgeführt, ist der Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 über eine Leitung 21 für die Flüssigkeit F abhängig von der Schaltstellung des Schaltventils 18 entweder mit der Pumpe 13 oder mit der Turbine 14 verbunden. Ein Anschlussstutzen 22 des Flüssigkeits-Gas-Druckspeichers 11 an diese Leitung 21, über den zur Ausspeicherung von Energie Flüssigkeit aus dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 entnommen werden kann und über den zur Einspeicherung von Energie Flüssigkeit dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 zugeführt werden kann, ist derart ausgebildet und angeordnet, dass derselbe permanent von Flüssigkeit überdeckt ist. So kann einem Gasverlust von Gas G aus dem Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 entgegengewirkt werden.As already stated, the liquid-
Im Ausführungsbeispiel der
Im Unterschied hierzu zeigt
Es ist auch eine Mischform der Ausführungsbeispiele der
In
Wie oben bereits ausgeführt, kann es sich bei dem atmosphärischen Flüssigkeits-Speicher 17 um einen natürlichen oder künstlichen Flüssigkeits-Speicher handeln. Als Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 kann ein oberirdischer oder unterirdischer Speicherraum genutzt werden, so zum Beispiel ein Tunnel, eine Kaverne, eine Höhle oder eine sonstige geologische Formation.As already stated above, the atmospheric
Vorzugsweise kommt als Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ein künstlicher Druckspeicher zum Einsatz, der, wie im Ausführungsbeispiel der
Kann die Windkraftanlage 24 infolge eines zu geringen Windes keine elektrische Energie erzeugen, wird jedoch elektrische Energie benötigt, so kann die im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 des Turms 23 enthaltene Flüssigkeit F über die Turbine 14 in Richtung auf den atmosphärischen Flüssigkeits-Speicher 17 geführt und hierbei elektrische Energie gewonnen werden, die dann dem Elektrizitätsnetz 26 zugeführt werden kann.If the
Die elektrische Energie, die im Ausführungsbeispiel der
Die Erfindung betrifft weiterhin Verfahren, um ein erfindungsgemäßes Speichersystem 10 zu betreiben. Vorzugsweise wird der Istwert des Gas-Vordrucks im geschlossenen Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 mithilfe eines Sensors bei einem definierten Flüssigkeitsfüllstand im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 gemessen, wobei dieser Istwert mit einem Sollwert verglichen wird, und wobei mit dem Verdichter der Gas-Vordruck im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher auf den Sollwert eingeregelt wird. Der Sollwert kann dabei variabel sein.The invention further relates to methods for operating a
Bei der Einspeicherung von Energie kann der Druckspeicher 10 in einem Konstant-Leistungsbetrieb der Pumpe 13 betrieben werden. Hierzu wird die Pumpe 13 von der die Pumpe 13 antreibenden elektrischen Maschine 15 derart betrieben, dass bei konstanter Antriebsleistung der die Pumpe 13 antreibenden elektrischen Maschine 15 bei einem relativ geringen Druck im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ein relativ großer Massenstrom an Flüssigkeit F und bei einem relativ hohen Druck im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ein relativ kleiner Massenstrom an Flüssigkeit F in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 gefördert wird. Zu Beginn einer Energieeinspeicherung in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 ist der Druck im Druckspeicher 11 gering, daher kann dann bei gleichbleibender Antriebsleistung der die Pumpe 13 antreibenden elektrischen Maschine 15 ein hoher Massenstrom an Flüssigkeit F in den Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 gefördert werden. Gegen Ende der Energieeinspeicherung nimmt dieser Massenstrom an Flüssigkeit F bei gleicher Antriebsleistung der die Pumpe 13 antreibenden elektrischen Maschine 15 ab.When storing energy, the
Ein solcher Konstant-Leistungsbetrieb ist auch bei der Ausspeicherung von Energie möglich. In diesem Fall erzeugt dann die Turbine 14 im Zusammenspiel mit der von der Turbine 14 angetriebenen elektrischen Maschine 16 eine konstante elektrische Leistung, wobei dann bei hohem Druck im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher ein relativ kleiner Massenstrom an Flüssigkeit F über die Turbine 14 in den atmosphärischen Flüssigkeits-Speicher 17 strömt und bei niedrigem Druck ein relativ großer Massenstrom an Flüssigkeit über die Turbine 14 strömt.Such constant power operation is also possible when energy is withdrawn. In this case, the
Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, sowohl bei der Einspeicherung alsauch bei der Ausspeicherung von Energie einen Konstant-Massenstrombetrieb zu nutzen. In diesem Fall ist dann der Massenstrom an Flüssigkeit F über die Pumpe 13 bzw. die Turbine 14 konstant, die bei der Einspeicherung genutzte Antriebsleistung und bei der Ausspeicherung erzeugte elektrische Leistung ist jedoch dann variabel.In contrast to this, it is also possible to use constant mass flow operation both when storing and withdrawing energy. In this case, the mass flow of liquid F via the
Es ist selbstverständlich auch möglich, einen Mischbetrieb zwischen einem Konstant-Leistungsbetrieb und einem Konstant-Massenstrombetrieb zu nutzen; und zwar sowohl bei der Einspeicherung von Energie als auch bei Ausspeicherung von Energie.It is of course also possible to use a mixed operation between constant power operation and constant mass flow operation; both when storing energy and withdrawing energy.
Für das Speichersystem 10 ist der Verdichter 19 von grundlegender Bedeutung. Dieser dient der Bereitstellung eines definierten Gas-Vordrucks im geschlossenen Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11. Es ist möglich, einen Gasverlust im Flüssigkeits-Gas-Druckspeicher 11 zu kompensieren. Das Speichersystem kann stets mit hoher Effizienz betrieben werden.The
Obwohl in
Ebenso können mehrere Pumpen 13 oder Turbinen 14 parallel geschaltet sein, um bei einem Konstant-Leistungsbetrieb mit verändertem Massenstrom einzelne Pumpen 13 bzw. Turbinen 14 stufenweise zu- oder abzuschalten.Likewise,
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- SpeichersystemStorage system
- 1111
- Flüssigkeits-Gas-DruckspeicherLiquid-gas pressure accumulator
- 1212
- EnergiewandlungseinrichtungEnergy conversion device
- 1313
- Pumpepump
- 1414
- Turbineturbine
- 1515
- elektrische Maschine, Motorelectric machine, engine
- 1616
- elektrische Maschine, Generatorelectric machine, generator
- 1717
- atmosphärischer Flüssigkeits-Speicheratmospheric liquid storage
- 1818
- Schaltventilswitching valve
- 1919
- Verdichtercompressor
- 2020
- VentilValve
- 2121
- LeitungLine
- 2222
- AnschlussstutzenConnection piece
- 2323
- TurmTower
- 2424
- WindkraftanlageWind turbine
- 2525
- elektrische Baugruppeelectrical assembly
- 2626
- ElektrizitätsnetzElectricity network
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED 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 documents listed by the applicant was 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 PatentliteraturCited patent literature
- WO 2013000813 A1 [0003]WO 2013000813 A1 [0003]
- CN 112727687 A [0004]CN 112727687 A [0004]
Claims (14)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022113552.7A DE102022113552A1 (en) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | Storage system for temporarily storing electrical energy and method for operating such a storage system |
PCT/EP2023/064221 WO2023232693A1 (en) | 2022-05-30 | 2023-05-26 | Storage system for buffer-storing electric energy and method for operating such a storage system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102022113552.7A DE102022113552A1 (en) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | Storage system for temporarily storing electrical energy and method for operating such a storage system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102022113552A1 true DE102022113552A1 (en) | 2023-11-30 |
Family
ID=86609882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102022113552.7A Pending DE102022113552A1 (en) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | Storage system for temporarily storing electrical energy and method for operating such a storage system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102022113552A1 (en) |
WO (1) | WO2023232693A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201180613Y (en) | 2008-04-21 | 2009-01-14 | 易荣任 | Power generation system for converting wind energy to hydraulic energy of horizontal shaft multi-vane type wind motor |
WO2013000813A1 (en) | 2011-06-25 | 2013-01-03 | Armin Dadgar | Pumped-storage power plant |
DE202014100934U1 (en) | 2014-02-28 | 2014-06-17 | Hans-Henning Bielig | Wind turbine with additional power generating device |
CN112727687A (en) | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 杨润童 | Seawater compressed air energy storage system for offshore fan tower and using method thereof |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7281371B1 (en) * | 2006-08-23 | 2007-10-16 | Ebo Group, Inc. | Compressed air pumped hydro energy storage and distribution system |
US20100270801A1 (en) * | 2009-04-28 | 2010-10-28 | Liu Kuo-Shen | Electricity storage and recovery system |
DE102012023539A1 (en) * | 2012-11-24 | 2014-05-28 | Armin Dadgar | Energy storage power plant |
US10415469B2 (en) * | 2017-08-25 | 2019-09-17 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | Hybrid compressed air/water energy storage system and method |
-
2022
- 2022-05-30 DE DE102022113552.7A patent/DE102022113552A1/en active Pending
-
2023
- 2023-05-26 WO PCT/EP2023/064221 patent/WO2023232693A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201180613Y (en) | 2008-04-21 | 2009-01-14 | 易荣任 | Power generation system for converting wind energy to hydraulic energy of horizontal shaft multi-vane type wind motor |
WO2013000813A1 (en) | 2011-06-25 | 2013-01-03 | Armin Dadgar | Pumped-storage power plant |
DE202014100934U1 (en) | 2014-02-28 | 2014-06-17 | Hans-Henning Bielig | Wind turbine with additional power generating device |
CN112727687A (en) | 2020-12-24 | 2021-04-30 | 杨润童 | Seawater compressed air energy storage system for offshore fan tower and using method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023232693A1 (en) | 2023-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2773866B1 (en) | Units and methods for energy storage | |
EP3184807B1 (en) | System for energy storage and recovery | |
DE69936303T2 (en) | GAS TURBINE WITH FEEDING OF PRESS AIR | |
DE2321533A1 (en) | PROCESS AND SYSTEM FOR STORAGE AND RECOVERY OF ENERGY FROM A STORAGE | |
WO2001096736A1 (en) | Hydroelectric plant | |
WO2016131920A1 (en) | Steam power plant and method for operating same | |
DE102013018741A1 (en) | Device unit and method for energy storage and recovery | |
DE102005046919A1 (en) | Method and device for intermediate storage of wind power generated by electrical wind energy | |
EP1752619A2 (en) | Turbo group with starting device | |
DE2832191A1 (en) | POWER GENERATION PLANT | |
EP1790834A1 (en) | Turbosatz mit Vorrichtung zum Hochfahren | |
DE102022113552A1 (en) | Storage system for temporarily storing electrical energy and method for operating such a storage system | |
DE940683C (en) | Gas turbine plant | |
WO2023156677A1 (en) | Arrangement for stabilising electricity grids, having caverns for gas storage | |
DE102011117785A1 (en) | Methods for storing energy in cavern storage hydroelectric power plant, involves interconnecting cavities with pipe line such that entire plant is arranged on surface for electricity generation and for pumping by using compressed air | |
DE102014016491A1 (en) | Energy storage and recovery system | |
EP3513044B1 (en) | Method for storing energy and for dispensing energy into an energy supply grid, pressurized gas storage power plant and computer program | |
WO2001000998A1 (en) | Device for generating, accumulating and discharging compressed air | |
EP3900091A1 (en) | Energy system and method for pressure adjustment in an energy system | |
DE102018111997A1 (en) | Storage generator for energy | |
DE102005010264A1 (en) | Fuel system for e.g. zero emission vehicle has pressure energy utilization unit, which is formed as gear machine with two interlocked gear wheels for production of mechanical energy | |
EP3794238B1 (en) | Method, system and devices for the compression, expansion and/or storage of a gas | |
DE102011007753A1 (en) | Multi-pressure CAES process | |
DE2709036A1 (en) | Power station for peak periods - uses natural gas pressure to turn turbine generators after first charging storage tank | |
DE102022117061A1 (en) | Device and method for storing rotational energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |