DE19523939A1

DE19523939A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie

Info

Publication number: DE19523939A1
Application number: DE1995123939
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Med Schaefer; Klaus Dr Ing Hemmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-09
Anticipated expiration: 2015-07-06
Also published as: DE19523939C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung von Solar-, Wind- oder Was serkraftenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein Ver fahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 4, ein Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie mit den Merk malen des Oberbegriffs des Anspruchs 7 und einer Vorrichtung zur Durchfüh rung der genannten Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9.

Die z.Zt. hauptsächlich verwendeten ertragreichen Energiearten (Verbrennung fossiler Brennstoffe, Nukleartechnik) sind in ihrer Verfügbarkeit beschränkt und ihre Nutzung ist mit erheblichen Risiken verbunden. Der Verbrauch fossiler Ener gieträger ist überdies mit nachteiligen Konsequenzen für das Ökosystem der Erde verbunden.

Bekannt ist es, Wasserstoff für eine ökologisch verträgliche Verbrennung zu nut zen. Bei dieser Verbrennung verbindet sich unter Energieabgabe der Wasserstoff mit dem Sauerstoff der Luft. Als Abgas wird aus dieser Verbrennung Wasser dampf erhalten. Es bestehen jedoch Probleme bei der Lagerung von Wasserstoff. Wasserstoff nimmt ein vergleichsweise großes Volumen für eine bestimmte Energiemenge ein. Hinsichtlich der Explosionsgefahr von Wasserstoff ergeben sich hohe Anforderungen an die Lagerung für den Fall von Unfällen. Die Flüch tigkeit von Wasserstoff führt zu Verlusten bei langer Lagerungszeit.

Aufgabe der Erfindung ist es, Wasserstoff als Energieträger, der bei Bedarf schlagartig zur Verfügung steht, ohne ökologisch nachteilige Auswirkungen zu gewinnen und die Explosionsgefahr zu vermeiden, und die Energie daraus ver lustfrei über lange Zeit gespeichert werden kann.

Die Lösung erfolgt gemäß der Erfindung mit einem Verfahren zur Speicherung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie mit den Merkmalen des An spruchs 1, einem Verfahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie mit den Merkmalen des Anspruchs 4, einem Verfahren zur Speicherung und zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraft energie mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und einer Vorrichtung zur Durch führung der genannten Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Speicherung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie vorgeschlagen, bei dem flüssiges Lithium-, Natrium-, Kalium-, Beryllium-, Magnesium- oder Calziumhydroxid (Grundhydroxide oder Hydroxide) aus einem Vorratsbehälter einer Elektrolysierzelle zugeführt wird.

Vorzugsweise mittels Parabolspiegel oder gekrümmten Linearspiegeln kann dieser Elektrolysierzelle Solarwärme zwecks Reaktionsbeschleunigung oder Reaktionsermöglichung zugeführt werden. Das Grundhydroxid wird mittels Strom in der Elektrolysierzelle unter Abgabe von Sauerstoff elektrolytisch in das entsprechende Grundelement (Lithium, Natrium, Kalium, Beryllium, Magnesium oder Calzium) und Wasser zerlegt. Das Grundelement wird zu verlustfrei über lange Zeit lagerbaren Reaktionselementen, in den die Energie schlagartig abrufbar gespeichert ist, verarbeitet. Die sichere Lagerung des Grundelements zur Vermeidung von Explosionsgefahr ist gemäß der Erfindung gewährleistet. Eine Grundausstattung an Brennmaterial aus Wasser und einem Grundelement wird anders als bei der Verbrennung fossiler Energieträger niemals verbraucht. Durch Hinzufügen von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie können Wasser und das Grundelement beliebig oft aus dem Grundhydroxid recycled werden, wobei keinerlei schädliche Abfallprodukte entstehen. Bei der Verbrennung des Wasserstoffs wird die gleiche Menge Sauerstoff verbraucht, die bei der Tren nung des Wassertoffs aus dem Grundhydroxid entsteht. Die genannten Grund elemente sind überdies ungefährlich, wenn sie in Kontakt mit Luft kommen, da sie sich dann mit einer dicken Hydroxidhaut überziehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Speicherung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie wird der Strom für die Elektrolysier zelle umweltfreundlich von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftanlagen erzeugt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Speiche rung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie sind die Reaktionselemente aus den Grundelementen unter Petroleum oder unter anderen nicht reagierenden Stoffen, wie z. B. in Edelgasen oder auch in Wasserstoff, gelagert, so daß uner wünschte Reaktionen verhindert werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrung kann die nach dem oben angegebenen Verfahren gespeicherte Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie genutzt werden, indem in einem Druckbehälter befindliche Reaktionselemente aus einem Grundelement in Wasser eingetaucht werden, das im Druckbehälter enthalten ist, wobei die entstehende Reaktionswärme abge führt wird, und der dabei entstehende Wasserstoff einer Wärmekraftmaschine zugeführt und dort verbrannt wird.

Bei der Verbrennung des Wasserstoffs in der Wärmekraftmaschine entstandenes Wasser kann in dem Tank gesammelt oder direkt wieder der Reaktion Grundele ment/Wasser zugeführt werden.

Der erfindungsgemäße Druckbehälter ist für getrennte Lagerung von dem Grund element und Wasser ausgestattet.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren zur Spei cherung und das Verfahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie zu einem Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie kombiniert, indem flüssiges Grundhydroxid aus dem Vorratsbehälter einer Elektrolysierzelle zugeführt wird, wobei zur Reaktionsbeschleunigung bzw. -ermöglichung das Hydroxid erhitzt werden kann. Das Grundhydroxid wird in einer Elektrolysierzelle elektrolytisch zerlegt in ein Grundelement und Wasser unter Abgabe von Sauerstoff. Das Grundelement wird zu Reaktionselementen verarbeitet, die in Wasser in dem Druckbehälter getaucht werden. Der bei der chemischen Reaktion entstehende Wasserstoff wird in einer Wärmekraftmaschine verbrannt. Das entstehende Wasser kann in einem Tank gesammelt und/oder wieder dem Hydroxid im Druck behälter oder der Grundelement/Wasser-Reaktion zugeführt werden. Der bei der Elektrolyse entstehende Sauerstoff kann ohne nachteilige Auswirkungen an die Atmosphäre abgegeben oder aufgefangen werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Nutz barmachung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie weist einen Druck behälter auf, der in einem oberen Abschnitt das Grundelement, bzw., eine ent sprechende Verbindung, in einem unteren Abschnitt Wasser und in einem mitt leren Abschnitt Wasserstoff enthält. Eine Trennvorrichtung zwischen dem oberen und dem mittleren Abschnitt enthält eine Dosiervorrichtung, mittels der die Menge des Grundelementes gesteuert wird, das von einer Fördereinrichtung vom oberen Abschnitt zum Wasser im unteren Abschnitt des Druckbehälters gefördert wird, um mit dem Wasser zur Erzeugung von Wasserstoff zu reagieren, wobei die Reaktionswärme abgeführt wird. Eine Leitung, die aus dem mittleren Abschnitt zu einem Verbraucher, insbesondere eine Wärmekraftmaschine, führt ist mit einer Regel- und Sicherungseinheit versehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist über seinen Schmelz punkt erwärmtes, flüssiges Grundelement im oberen Abschnitt des Druckbe hälters der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie enthalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Reaktionskammer auf, in die dosiert das Grundelement aus dem oberen Abschnitt zugeführt und in die mittels einer Einspritzpumpe Wasser dosiert aus dem unteren Abschnitt des Druckbe hälters eingespritzt wird. Eine Kammer ist in dem unteren Abschnitt zur Auf nahme von Grundhydroxid aus der Reaktionskammer vorgesehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es über seinen Siede punkt erwärmtes, in Wasserdampf umgewandeltes Wasser, z. B. Abgas aus der Verbrennung, das in der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Grundele ment in Verbindung gebracht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckbehälter in separierbare Segmente für Wasser oder Hydroxid aufgeteilt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Druckbe hälter der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie an einer oder mehreren Stellen mit Temperatur- und Druckmeßeinrichtungen ausgestattet.

Gemäß der Erfindung sind die Reaktionselemente aus dem Grundelement steuer bar, so daß die Eintauchtiefe der Reaktionselemente in das Wasser und damit die Reaktionsmenge aus dem Grundelement mit dem Wasser steuerbar ist.

Gemäß der Erfindung sind die Reaktionselemente aus dem Grundelement in mehrere stabförmige Elemente aufgeteilt.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist zur Bildung von Reaktionselementen ein System von Röhren unterschiedlicher Länge mit geschlossenen oder per forierten Mantelflächen auf, die einmalig mit einem Grundelement gefüllt werden oder in die das Grundelement permanent gepreßt wird.

Gemäß der Erfindung ist zum Ausgleich von Druckstößen ein Ausdehnungs- oder Gasauffanggefäß mit dem Druckbehälter der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie verbunden.

Die Elektrolysierzelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen Metall kessel auf, der in den von unten eine verdickte Kathode und von oben ein offe ner Metallzylinder als Anode eingebaut ist, wobei die Kathode von einem Draht netz umgeben ist, das oben in einer Sammelglocke endet. In der Sammelglocke wird das gebildete Grundelement nach der Trennung abgeschöpft. Das Draht netz verhindert, daß sich die abscheidenden Stoffe Wasser und Sauerstoff wie der mit dem gebildeten Grundelement verbinden. Das abgeschöpfte Grundele ment kann in Reaktionselemente eingebaut werden.

Eine Einspritzleitung von der Wärmekraftmaschine zu der Reaktionskammer, die mit einer Zufuhr- und Regeleinrichtung für Wasserdampf versehen ist, ermöglicht die Nutzung des Energieinhalts der Abgase und des Abgases (Wasserdampf) selbst aus dem Verbrennungsvorgang in der Wärmekraftmaschine für die Erzeugung des Wasserstoffes aus einem Grundelement (und Wasser) im Druckbehälter.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Speicherung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Nutzbar machung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine erste Vorrichtung zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine zweite Vorrichtung zur Nutzbar machung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der Erfindung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine dritte Vorrichtung zur Nutzbar machung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der Erfindung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine vierte Vorrichtung zur Nutzbar machung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der Erfindung, und

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine fünfte Vorrichtung zur Nutzbar machung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der Erfindung.

Fig. 1: Eine Vorrichtung 7 zur Speicherung von Solar-, Windkraft oder Wasser kraftenergie weist einen Vorratsbehälter 1 auf, in dem ein Grundhydroxid (LiOH, NaOH, KOH, Be(OH)₂, Mg(OH)₂ oder Ca(OH)₂) gelagert ist. Durch eine Leitung wird das Grundhydroxid zu einer Elektrolysierzelle 4 gefördert. Das Hydroxid kann mittels Sonnenlicht erhitzt werden.

Eine Solarzellen- (3), Windkraft- (3a) oder Wasserkraftanlage (3b) liefert über Leitung (17) den für die Elektrolysierzelle (4) benötigten elektrischen Strom. In der Elektrolysierzelle (4) wird mit Hilfe der Energie aus dem elektrischen Strom von der Solarzellen-, Windkraft- oder Wasserkraftanlage das erhitzte Hydroxid zu dem Grundelement unter Abgabe von Wasser und Sauerstoff umwandelt. Die Elektrolysierzelle (4) weist einen Metallkessel (nicht dargestellt) auf, in den von unten eine verdickte Kathode und von oben ein offener Metallzylinder, als Anode eingebaut sind. Die Eisenkathode ist von einem Drahtnetz umgeben, das oben in einer Sammelglocke endet, in der das gebildete Grundelement nach der Tren nung abgeschöpft wird. Das Drahtnetz verhindert, daß die sich abscheidenden Stoffe Wasser und Sauerstoff sich wieder mit dem Grundelement verbinden. Das Wasser kann über eine Leitung (16) in einen Tank (6) gelangen, und der Sauer stoff kann an die Atmosphäre entweichen. Das Grundelement wird sorgfältig ge trennt zu Reaktionselementen (5) verarbeitet, die anschließend unter Petroleum, Edelgasen, Wasserstoff oder anderen nicht reagierenden Stoffen gelagert wer den. Die Reaktionselemente (5) weisen ein System von Röhren (18) unterschied licher Länge auf. Die Röhren (18) können in ihrer Mantelfläche geschlossen oder zur Vergrößerung der Reaktionsoberfläche perforiert ausgeführt sein. Zur Bildung der Reaktionselemente (5) werden die Röhren (18) einmal mit dem Grundelement gefüllt oder das Grundelement wird permanent in die Röhren (18) gepreßt, so daß eine Vorderseite der Füllung mit dem unteren Ende der Röhren (18) der Reaktionselemente (5) bündig abschließt.

Fig. 2: Eine Vorrichtung (20) zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie weist einen Druckbehälter (8) auf, in dem die Reaktionsele mente (5) und ein Wasservorrat getrennt gehalten sind. Der Druckbehälter (8) kann mit Kühlrippen versehen sein für Luftkühlung oder mit einem Flüssigkeits mantel umgeben sein (Flüssigkeitskühlung). Das Innere des Druckbehälters (8) ist isoliert von Sauerstoff oder anderen Stoffen, die geeignet sind mit dem Grundelement oder Wasserstoff zu reagieren.

Zur Erzeugung von Wasserstoff wird das Reaktionselement (5) aus dem Grund element in den Wasservorrat im Druckbehälter (8) eingetaucht, wobei unter chemischer Reaktion Wasserstoff und das entsprechende Hydroxid und Wärme, die abgeführt wird, entstehen. Das Hydroxid kann sich im Wasservorrat auflö sen. Der bei der chemischen Reaktion ansteigende Druck im Druckbehälter (8) kann über eine Leitung (21) zu einem Ausdehnungs- und Gasauffanggefäß (9) ausgeglichen werden. Wird viel Wasserstoff benötigt, werden die Reaktions elemente (5) tief und/oder schnell in den Wasservorrat im Druckbehälter (8) ein getaucht. Es wird also Wasserstoff nach Bedarf gesteuert erzeugt.

Der mit erhöhtem Druck im Druckbehälter (8) beaufschlagte Wasserstoff gelangt über eine Leitung (22) zu einer Wärmekraftmaschine (10) und wird in der Wär mekraftmaschine (10) unter Zufuhr von Sauerstoff aus der Atmosphäre zu Was serdampf verbrannt, der im einfachen Fall direkt an die Atmosphäre abgegeben wird oder über eine Leitung (23) zu einem Kondensator (11) zugeführt und dort mittels Kühlung verflüssigt wird. Das so im Kondensator (11) gebildete reine Wasser wird in einem Tank (12) gespeichert und/oder dem Druckbehälter (8) zugeführt. Wird das reine Wasser aus Kondensator (11) dem Druckbehälter (8) zugeführt, wird der Wasseranteil der Hydroxidlösung erhöht, so daß eine für die Erzeugung von Wasserstoff erhöhte Reaktionsmenge im Druckbehälter (8) für beschleunigte Reaktion zur Verfügung steht.

Nach Trennung der Reaktionselemente (5) von dem Wasservorrat im Druckbe hälter (8) ist nur eine geringe Menge an Wasserstoff in Vorrichtung (20) zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie vorhanden, so daß die Brand- oder Explosionsgefahr reduziert ist. Eine Sicherheitsvorrichtung (nicht dargestellt) trennt bei einem Stör- oder Unfall die Reaktionselemente (5) vom Wasservorrat im Druckbehälter (8).

Zur Herstellung eines vollständigen Kreislaufs (nicht dargestellt) kann nach Verbrauch der Reaktionselemente (5) das Hydroxid im Druckbehälter (8) der Vorrichtung (20) zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraft energie in den Vorratsbehälter (1) der Vorrichtung (7) gepumpt werden. Die für den Kreislauf benötigte Pumpleistung kann ohne Umweltbelastungen entweder aus Solarzellen oder aus der Verbrennung dem im Druckbehälter (8) gewonnenen Wasserstoffs erhalten werden.

Die Vorrichtung (20) zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasser kraftenergie kann in Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen, die dann ohne Abgase betrieben werden können, oder für Heizungen, die ohne Kamin realisier bar wären.

Fig. 3: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1 oder 2 versehen. Der Druckbehälter (8) weist einen oberen Abschnitt (30), einen mittleren Abschnitt (31) und einen unteren Abschnitt (32) auf. Im oberen Abschnitt (30) ist ein Grundelement, im mittleren Abschnitt (31) ist Wasserstoff, und im unteren Abschnitt (32) ist ein Wasservorrat enthalten. Der obere Ab schnitt (30) ist vom mittleren Abschnitt (31) durch eine Trennvorrichtung (33) getrennt. Verbindungsteile (34, 35) am Umfang des oberen Abschnitts (30), des mittleren Abschnitts (31) und des unteren Abschnitts (32) halten den Druckbe hälter (8) mit Dichtungen (nicht dargestellt) nach außen dicht zusammen.

Das Grundelement im oberen Abschnitt (30) kann über eine Druckmembran (36) mit einer Kraft von einem Kolben (nicht dargestellt) durch eine Durchführung (42) von außen beaufschlagt werden, die senkrecht zu einer Stirnseite (37) des Druckbehälters (8) in Richtung des Pfeils (38) gerichtet ist. Die Durchführung (42) in der Stirnseite (37) dient auch zum Druckausgleich im Druckbehälter (8). Unter der Wirkung der Kraft auf die Druckmembran (36) wird das Grundelement im oberen Abschnitt (30) auf die Trennvorrichtung (33) gedrückt, in der eine Do siervorrichtung (39), wie z. B. eine Verschlußvorrichtung oder ein Zerhacker, an geordnet ist, die die Menge des Grundelements, die vom oberen Abschnitt (30) in den unteren Abschnitt (32) unter Bildung von Wasserstoff, der sich im mittleren Abschnitt (31) sammelt. Die dabei entstehende Wärme wird abgeführt. Das im Wasser gelöste Grundelement verändert das Wasser zu einer wäßrigen Lösung mit steigendem Hydroxidanteil.

Vom mittleren Abschnitt (31) gelangt der Wasserstoff über eine Leitung (40) und eine Regel- und Sicherungseinheit (41) zu einer Wärmekraftmaschine (10). Die Regel- und Sicherungseinheit (41) verhindert das Eindringen von Luft in den Druckbehälter (8) und bei Schräglage und/oder Erschütterungen das Austreten von Stoffen aus dem Druckbehälter (8).

Fig. 4: Entsprechende Merkmale sind mit dem Bezugszeichen aus Fig. 1, 2 oder 3 versehen. Der Druckbehälter (8) weist eine Heizvorrichtung (45) an der Trennvorrichtung auf. Vorzugsweise ist im oberen Abschnitt (30) mittels der Heizvorrichtung (45) verflüssigtes Grundelement enthalten. Das flüssige Grund element kann über die Dosiervorrichtung (39), wie eine Verschluß- oder Regel vorrichtung, dem unteren Abschnitt (32) zugefügt werden.

Fig. 5: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1, 2, 3, oder 4 versehen. Der Druckbehälter (8) weist im unteren Abschnitt (32) eine zu sätzliche Kammer (50) auf. Wasser aus dem unteren Abschnitt (32) wird mittels einer Einspritzpumpe (51) dosiert einer Reaktionskammer (52) im mittleren Ab schnitt (31) zugeführt, wo es mit dem über die Dosiervorrichtung (39) geregelt zugeführten Grundelement reagiert. Das in der Reaktionskammer (52) entste hende Hydroxid fließt in die zusätzliche Kammer (50) ab, ohne in Kontakt mit dem Wasser im unteren Abschnitt (32) zu kommen.

Fig. 6: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1, 2, 3, 4, oder 5 versehen. Eine Einspritzleitung (60) von der Einspritzpumpe (51) zu der Reaktionskammer (52) ist mit einer Heizvorrichtung (61) versehen. Wasser aus dem unteren Abschnitt (32) des Druckbehälters (8) wird in der Einspritzleitung (60) mittels Energie aus der Heizvorrichtung (61) verdampft, so daß in der Reak tionskammer (52) das Grundelement beschleunigt mit dem Wasserdampf reagiert. Die Zufuhr mindestens einer der Stoffe Grundelement oder Wasser zu der Reaktionskammer (52) ist definiert und begrenzt.

Fig. 7: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 versehen. Eine Einspritzleitung (65) von der Wärmekraftmaschine (10), die hauptsächlich Wasserdampf fördert, ist mit einer Zufuhr- und Regelein richtung (66) für Wasserdampf versehen. Die Einspritzleitung (65) mündet in die Reaktionskammer (52).

Der Druckbehälter (8) ist in separierbare Segmente für Wasser oder Grundele ment aufgeteilt. Der Druckbehälter (8) der Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie ist an einer oder mehreren Stellen mit Temperatur- und Druckmeßeinrichtungen ausgestattet. Die Energie für die Erwärmung des Grundelements und des Wassers im Druckbehälter (8) kann zusätzlich aus der Wasserstoffverbrennung in der Wärmekraftmaschine (10) oder aus dem Wasserdampf aus der Wasserstoff verbrennung in der Wärmekraftmaschine (10) erhalten werden.

Claims

1. Verfahren zur Speicherung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie mit folgenden Schritten:
Zuführen von Lithiumhydroxid oder Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid oder Berylliumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder Calziumhydroxid (nachfolgend kurz Grundhydroxid genannt) aus einem Vorratsbehälter (1) in mindestens eine Elektrolysierzelle (4).
Beaufschlagen der Hydrolysierzelle (4) mit Strom unter einer möglichen Wärme zuführung (2) über die Leitung (15) zwecks Reaktionsbeschleunigung oder Reak tionsermöglichung. Elektrolytisches Zerlegen des Grundhydroxids in der Elektro lysierzelle (4) in die jeweiligen Grundelemente (Lithium, Natrium, Kalium, Beryl lium, Magnesium oder Calzium) und Wasser unter Abgabe von Sauerstoff.
Separieren des jeweiligen Grundelementes und Verarbeiten zu Reaktionsele menten (5), die lagerbar sind.

2. Verfahren zur Speicherung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom für die Elektrolysier zelle (4) von einer Solarkraftanlage (3) oder Windkraftanlage (3a) oder Wasser kraftanlage (3b) oder von einer Kombination der zuvor genannten Kraftanlagen erzeugt wird und über die Leitungen (17) der Elektrolysierzelle zugeführt wird.

3. Verfahren zur Speicherung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionselemente (5) unter Petroleum, Edelgasen, Wasserstoff oder in anderen nicht reagierenden Stoffen gelagert sind.

4. Verfahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraft energie mit folgenden Schritten:
Eintauchen von in einem Druckbehälter (8) befindlichen Reaktionselementen aus Lithium, Natrium, Kalium, Beryllium, Magnesium oder Calzium in Wasser, das im Druckbehälter (8) enthalten ist, unter Abführung der entstehenden Reaktions wärme. Abführen des entstehenden Wasserstoffs zu einem Verbraucher, insbe sondere zu einer Wärmekraftmaschine (10), in der der Wasserstoff verbrannt wird.

5. Verfahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraft energie gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Verbrennung des Wasserstoffs in der Wärmekraftmaschine (10) entstehende Wasser in einem Tank (12) gesammelt wird, oder dem Reaktionskreislauf wieder direkt zugeführt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckbe hälter (4) das Grundelement (Lithium, Natrium, Kalium, Beryllium, Magnesium oder Calzium) getrennt vom Wasser angeordnet ist.

7. Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie mit folgenden Schritten:
Zuführen von Lithiumhydroxid oder Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid oder Berylliumhydroxid oder Magnesiumhydroxid oder Calziumhydroxid (nachfolgend kurz Grundhydroxid genannt) aus einem Vorratsbehälter (1) in mindestens eine Elektrolysierzelle (4).
Beaufschlagen der Hydrolysierzelle (4) mit Strom unter einer möglichen Wärme zuführung (2) über die Leitung (15) zwecks Reaktionsbeschleunigung oder Reak tionsermöglichung. Elektrolytisches Zerlegen des Grundhydroxids in der Elektro lysierzelle (4) in die jeweiligen Grundelemente (Lithium, Natrium, Kalium, Beryl lium, Magnesium oder Calzium) und Wasser unter Abgabe von Sauerstoff.
Separieren des jeweiligen Grundelementes und Verarbeiten zu Reaktionsele menten (5), die lagerbar sind.
Eintauchen der in einem speziellen Behälter (8) befindlichen Reaktionselementen aus Lithium, Natrium, Kalium, Beryllium, Magnesium oder Calzium in Wasser, das im Druckbehälter (8) enthalten ist, unter Abführung der entstehenden Reaktionswärme. Abführen des entstehenden Wasserstoffs. Verbrennen des Wasserstoffs in einer Wärmekraftmaschine (10) und Sammeln des bei der Ver brennung des Wasserstoffs in der Wärmekraftmaschine (10) entstehenden Wassers in einem Tank, und/oder Zuführen des Wassers zum Grundelement in der Reaktionskammer (8).

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckbe hälter (8) eine Pumpe oder Transportvorrichtung vorgesehen ist, die das Grund hydroxid aus dem Druckbehälter (8) in den Vorratsbehälter (1) fördert.

9. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 4 mit dem Druckbehälter (8), der in einem oberen Abschnitt (30) eines der sechs zuvor genannten Grundelemente oder eine reaktionsfähige Verbindung derselben, in einem unteren Abschnitt (32) Wasser (später das entsprechende Hydroxid) und in einem mittleren Abschnitt (31) Wasserstoff enthält, einer Trennvorrichtung (33) zwischen dem oberen Abschnitt (30) und dem mittleren Abschnitt (31), die eine Dosiervorrichtung (39) enthält, mittels der die Menge des Grundelements gesteuert wird, das von einer Fördereinrichtung (36) vom oberen Abschnitt (30) zum unteren Abschnitt (32) des Druckbehälters (8) gefördert wird, um mit dem Wasser im unteren Abschnitt (32) zur Erzeugung von Wasserstoff zu reagieren, wobei die Reaktionswärme abgeführt wird, einer Leitung (40), die aus dem mittleren Abschnitt (31) zu einem Verbraucher führt und mit einer Regel- und Sicherungseinheit (41) versehen sein kann.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Druck behälter (8) eine Heizvorrichtung (45) vorgesehen ist, die das Grundelement im oberen Abschnitt (30) des Druckbehälters (8) auf oder über seinen Schmelz punkt erwärmt.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (8) eine Reaktionskammer (52) aufweist, in die dosiert das Grund element aus dem oberen Abschnitt (30) zugeführt und in die mittels einer Ein spritzpumpe (51) Wasser dosiert aus dem unteren Abschnitt (32) des Druckbe hälters (8) eingespritzt wird und eine Kammer (50) in dem unteren Abschnitt (32) zur Aufnahme des entstehenden Grundhydroxids aus der Reaktionskammer (52) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein spritzleitung (60) von der Einspritzpumpe (51) zu der Reaktionskammer (52) vor gesehen ist, die mit einer Heizvorrichtung (61) ausgestattet ist, mittels der das Wasser aus dem unteren Abschnitt (32) über seinen Siedepunkt erwärmt mit dem Grundelement aus dem oberen Abschnitt (30) in der Reaktionskammer (52) in Verbindung gebracht wird.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck behälter (8) in separierbare Abschnitte (30, 32) für Wasser und das verwendete Grundelement aufgeteilt ist.

14. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck behälter (8) an einer oder mehreren Stellen mit Temperatur- und Druckmeßein richtungen ausgestattet ist.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reak tionsmenge aus den Reaktionselementen (5), Grundelement und Wasser steuer bar ist.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reak tionselemente (5) in mehrere stabförmige Elemente (18) aufgeteilt sind.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Reaktionselementen (5) ein System von Röhren unterschiedlicher Länge mit geschlossenen oder perforierten Mantelflächen einmalig mit einem Grundelement gefüllt oder das Grundelement permanent in die Röhren (18) gepreßt wird.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aus dehnungs- oder Gasauffanggefäß (9) mit dem Druckbehälter (8) in Verbindung steht.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro lysierzelle (4) einen Metallkessel aufweist, in den von unten eine verdickte Kathode und von oben ein offener Metallzylinder als Anode eingebaut ist, wobei die Kathode von einem Drahtnetz umgeben ist, das oben in einer Sammelglocke endet.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einspritzleitung (65) von der Wärmekraftmaschine (10) zu der Reaktionskammer (52) vorgesehen ist, die mit einer Zufuhr- und Regeleinrichtung (66) für Wasser dampf versehen ist.