DE19528681A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie - Google Patents

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 jeweilige Grundelement wird dann unter Zufuhr von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie mit Wasserstoff verbun­ den (Bildung der Grundhydrite) und zu verlustfrei über lange Zeit lagerbaren Re­ aktionselementen, in den die Energie schlagartig abrufbar gespeichert ist, verar­ beitet. Die sichere Lagerung des Grundhydrits zur Vermeidung von Explosions­ gefahr ist gemäß der Erfindung gewährleistet. Eine Grundausstattung an Brenn­ material aus Wasser und einem Grundhydrit wird anders als bei der Verbren­ nung fossiler Energieträger niemals verbraucht. Durch Hinzufügen von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie können Wasser und das Grundhydrit beliebig oft aus dem Grundhydroxid recycelt werden, wobei keinerlei schädliche Abfall­ produkte entstehen. Bei der Verbrennung des Wasserstoffs wird die gleiche Menge Sauerstoff verbraucht, die bei der Trennung des Wasserstoffs aus dem Grundhydroxid und der Trennung von Wasser zur Erzeugung des Wasserstoffs, der zur Bildung des Grundhydrits aus dem Grundelement benötigt wird, entsteht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Speicherung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie wird der Strom für die Elektrolysier­ zelle und die Bildung der Grundhydrite 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 Grundhydriten 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 Verfahrens kann die nach dem oben angegebenen Verfahren gespeicherte Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie genutzt werden, indem in einem Druckbehälter befindliche Reaktionselemente aus einem Grundhydrit 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 hydrit 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 durch Bindung von Wasserstoff, der vorzugsweise aus Was­ ser unter Benutzung von Energie aus Solar-, Wind- oder Wasserkraftanlagen ge­ wonnen wird, mittels Energiezugabe in ein entsprechendes Hydrit (Lithiumhydrit, Natriumhydrit, Kaliumhydrit, Berylliumhydrit, Magnesiumhydrit oder Calziumhy drit) übergeführt, das zu Reaktionselementen verarbeitet wird, die in Wasser in dem Druckbehälter getaucht werden. Der bei der chemischen Reaktion entste­ hende Wasserstoff wird in einer Wärmekraftmaschine verbrannt. Das entste­ hende Wasser kann in einem Tank gesammelt und/oder wieder dem Hydroxid im Druckbehälter oder der Grundhydrit/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 Grundhydrit, in einem unteren Abschnitt Wasser und in einem mittleren Abschnitt Wasserstoff enthällt. Eine Trennvorrichtung zwischen dem oberen und dem mittleren Abschnitt enthällt eine Dosiervorrichtung, mittels der die Menge des Grundhydrits 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 Grundhydrit im oberen Abschnitt des Druckbehälters 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 Grundhydrit 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 Grundhydrit 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-, Wind kraft 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 Grundhydrit mit dem Wasser steuerbar ist.

Gemäß der Erfindung sind die Reaktionselemente aus dem Grundhydrit 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 Grundhydrit gefüllt werden oder in die das Grundhydrit 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 nach der Bindung mit Wasserstoff als Grundhydrit in Reaktionsele­ mente 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 Grundhydrit (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 und durch Bindung an Wasserstoff, der vorzugsweise aus Wasser unter Benutzung von Energie aus Solar-, Wind- oder Wasserkraftanlagen gewonnen wird, mittels Energiezugabe in ein entsprechendes Hydrit (LiH, NaH, KH, BeH₂, MgH₂ oder CaH₂) übergeführt (nicht dargestellt) und zu Reaktionselementen (5) verarbeitet, die anschließend unter Petroleum, Edelgasen, Wasserstoff oder an­ deren nicht reagierenden Stoffen gelagert werden. Die Reaktionselemente (5) weisen ein System von Röhren (18) unterschiedlicher Länge auf. Die Röhren (18) können in ihrer Mantelfläche geschlossen oder zur Vergrößerung der Reak­ tionsoberfläche perforiert ausgeführt sein. Zur Bildung der Reaktionselemente (5) werden die Röhren (18) einmal mit dem Grundhydrit gefüllt oder das Grundhydrit wird permanent in die Röhren (18) gepreßt, so daß eine Vorderseite der Füllung theoretisch 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 Grundhydrit oder Wasserstoff zu reagieren.

Zur Erzeugung von Wasserstoff wird das Reaktionselement (5) aus dem Grund­ hydrit in den Wasservorrat im Druckbehälter (8) eingetaucht, wobei unter chemi­ scher Reaktion Wasserstoff und das entsprechende Hydroxid und Wärme, die abgeführt wird, entstehen. Das Hydroxid kann sich im Wasservorrat auflösen. 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 Atmossphäre 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 dem 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 des 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 Grundhydrit, im mittleren Abschnitt (31) ist Wasserstoff, und im unteren Abschnitt (32) ist eine 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 Grundhydrit 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 Grundhydrit 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 Grundhydrits, 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 Grundhydoxid 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 Grundhydrit enthalten. Das flüssige Grund­ hydrit kann über die Dosiervorrichtung (39), wie eine Verschluß- oder Regelvor­ richtung, 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 Grundhydrit reagiert. Das in der Reaktionskammer (52) entstehende 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 Grundhydrit beschleunigt mit dem Wasserdampf reagiert. Die Zufuhr mindestens einer der Stoffe Grundhydrit oder Wasser zu der Reak­ tionskammer (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 (20)

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, Bindung von Wasserstoff mittels Energiezugabe an das jeweilige Grundelement zu einem entsprechendem Hydrit (Lithiumhydrit, Natriumhydrit, Kaliumhydrit, Berylliumhydrit, Magnesiumhydrit oder Calziumhydrit) und Verarbeiten zu Reaktionselementen (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) sowie die Energie für die Bindung des Wasserstoffs an die Grundele­ mente von einer Solarkraftanlage (3) oder Windkraftanlage (3a) oder Wasser­ kraftanlage (3b) oder von einer Kombination der zuvor genannten Kraftanlagen erzeugt 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 Lithiumhydrit, Natriumhydrit, Kaliumhydrit, Berylliumhydrit, Magnesiumhydrit oder Calziumhydrit in Wasser, das im Druckbehälter (8) enthalten ist, unter Abführung der entstehenden Reaktionswärme. Abführen des entstehenden Was­ serstoffs zu einem Verbraucher, insbesondere 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 Reaktionselement (Lithiumhydrit, Natriumhydrit, Kaliumhydrit, Be­ rylliumhydrit, Magnesiumhydrit oder Calziumhydrit) getrennt vom Wasser ange­ ordnet 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 , Bindung von Wasserstoff mittels Energiezugabe an das jeweilige Grundelement zu einem entsprechendem Hydrit (Lithiumhydrit, Natriumhydrit, Kaliumhydrit, Berylliumhydrit, Magnesiumhydrit oder Calziumhydrit) und Verarbeiten zu Reaktionselementen (5), die lagerbar sind.
Eintauchen der in einem speziellen Behälter (8) befindlichen Reaktionselementen aus Lithiumhydrit, Natriumhydrit, Kaliumhydrit, Berylliumhydrit, Magnesiumhydrit oder Calziumhydrit 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 Verbrennung des Wasserstoffs in der Wärmekraft­ maschine (10) entstehenden Wassers in einem Tank, und/oder Zuführen des Wassers zur Reaktionskammer (8).

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnete 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 Grundhydrite (Lithiumhydrit, Natriumhydrit, Kaliumhydrit, Berylliumhy­ drit, Magnesiumhydrit oder Calziumhydrit), in einem unteren Abschnitt (32) Was­ ser (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 Grundhydrits 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 Grundhydrit 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 hydrit 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 Grundhydrit 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 Grundhydrit 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), Grundhydrit und Wasser steuerbar 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 Grundhydrit gefüllt oder das Grundhydrit 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.