DE19838463A1

DE19838463A1 - Current generation system with artificially generated water at altitude has pipes carrying air from low level to altitude where water is emitted after heating by solar energy, used to drive turbine

Info

Publication number: DE19838463A1
Application number: DE19838463A
Authority: DE
Inventors: Max Gangkofner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1998-08-25
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2018-08-26
Also published as: DE19838463C2

Abstract

The current generator has pipes (5) leading from a low level to altitude at which, after heating by solar energy, a medium containing water rises and emits water in the upper region by condensation by cooling with cold air. The water acts via a down pipe on a turbine connected to a current generator. The medium containing water is the ambient air. Heating rods (7) are mounted in the pipes and the air is additionally heated in the valley by black-painted surfaces (2) exposed to the sun.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromerzeugung mit künstlich erzeugtem Wasser in großer Höhe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to power generation with artificially generated Water at high altitude according to the preamble of claim 1.

Die Energieerzeugung als solche wird zukünftig immer mehr an Bedeutung ge winnen, da aufgrund knapp werdender Energieträger die Energieversorgung und insbe sondere die Stromerzeugung bei einem ständig steigenden Energiekonsum schwieriger wird. Insbesondere in Gebieten, die knapp an Energieressourcen sind, müssen entweder die Energieressourcen aufwendig angeliefert werden oder aber Strom wird mit Über landleitungen in diese Gebiete transportiert. Insbesondere in gebirgigem Gebiet, sind derartige Transportwege äußerst schwierig zu bewältigen.Energy production as such will become increasingly important in the future win, because due to the scarcity of energy sources the energy supply and especially Especially the generation of electricity with increasing energy consumption more difficult becomes. Especially in areas that are scarce in energy resources, either the energy resources are elaborately delivered or electricity is used with over land lines are transported to these areas. Especially in mountainous areas such transport routes extremely difficult to manage.

Zur Vermeidung derartig aufwendiger Transportwege ist beispielsweise in der DE 36 19 269 eine Vorrichtung beschrieben, die einen im wesentlichen kegelförmigen, sich verjüngenden Turm aufweist, der über einem Ringkanal angeordnet ist, der mit aus einem benachbarten Fluß abgeleiteten Wasser gespeist wird. In der Wand des Turmes befindet sich eine Anzahl von Steigrohren, in denen ein Energieträgerdampf zu einer oberen Plattform aufsteigt, wo der Dampf in Kondensatoren verflüssigt wird. Der flüs sige Energieträger fällt in einem innerhalb des Turmes angeordneten Fallrohr, das mit einer Flüssigkeitsturbine verbunden ist, zur Ebene des Ringkanals zurück. Von dort ge langt der Energieträger in den im Ringkanal angeordneten Wärmetauscher, in dem er verdampft, bevor er in den Steigrohren aufsteigt. Um diesen Kreislauf in Gang zu setzen sind beispielsweise zusätzliche Fremdenergiequellen erforderlich. Dies stellt eine zu sätzliche erhebliche Umweltbelastung da, da zusätzlich ein erheblich großer Energie aufwand notwendig ist. To avoid such complex transport routes, for example, in DE 36 19 269 describes a device which has an essentially conical, has a tapered tower, which is arranged over an annular channel, which is made of is fed to an adjacent river drained water. In the wall of the tower there is a number of risers in which an energy carrier vapor becomes one top platform rises where the steam is liquefied in condensers. The river sige energy carrier falls in a downpipe arranged inside the tower, which with a liquid turbine is connected back to the level of the ring channel. From there ge the energy source reaches the heat exchanger arranged in the ring channel, in which it evaporates before rising in the risers. To start this cycle additional sources of external energy are required, for example. This delivers one additional considerable environmental pollution because there is also a considerably large amount of energy effort is necessary.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß sie möglichst umweltschonend und ohne Fremdenergiezufuhr arbeitet.The object of the present invention is a generic device like this to train them to work as environmentally friendly as possible and without external energy supply.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved with the features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.Advantageous developments of the present invention are the subject of dependent subclaims.

Erfindungsgemäß wird eine Stromerzeugung mit künstlich erzeugtem Wasser in großer Höhe bereitgestellt, bei der das wasserhaltige Medium Umgebungsluft ist, wobei in den Rohren Heizstäbe angeordnet sind, und in der Tallage die Umgebungsluft durch schwarz lackierte, der Sonne ausgesetzte Flächen zusätzlich erwärmt wird.According to the invention, electricity is generated using artificially generated water provided high altitude, at which the water-containing medium is ambient air, wherein heating rods are arranged in the tubes, and in the valley the ambient air passes through black painted surfaces exposed to the sun is additionally heated.

Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß kein weiterer spezieller Energieträger be reitgestellt wird, sondern lediglich die bereits vorhandene Umgebungsluft als Energie träger herangezogen werden muß, wobei die mit den Heizstäben ausgestatteten Rohre eine frühzeitige Kondensation verhindert wird. Es hat sich herausgestellt, daß insbeson dere die anmeldungsgemäße Stromerzeugung an Hanglagen bzw. Berghänge günstig zu betreiben ist, und insbesondere ein entsprechender Temperaturgradient bei Berghöhen von 4000 m besonders gut arbeitet. Beispielsweise könnte die Stromerzeugung gut im Bereich des Maunt Kinabalu Borneo verwendet werden, da die Berge mit Berghöhen von bis zu 4000 m direkt aus Meereshöhe aufsteigend sind und die angenommene Tem peratur der aufgewärmten Luft ca. 50°C in Tallage beträgt.This measure ensures that no further special energy sources be is provided, but only the existing ambient air as energy Carrier must be used, the pipes equipped with the heating rods early condensation is prevented. It has been found that in particular the cheaply generated electricity generation on slopes or mountain slopes operate, and in particular a corresponding temperature gradient at mountain heights from 4000 m works particularly well. For example, electricity generation could be good in Area of Maunt Kinabalu Borneo used as the mountains with mountain heights of up to 4000 m ascending directly from sea level and the assumed tem temperature of the warmed air is approx. 50 ° C in the valley.

Werden gemäß Anspruch 2 die Rohre mit Ventilatoren ausgestattet, so kann zum Einen auf diese Weise der Auftrieb unterstützt werden. Andererseits besteht die Mög lichkeit, im Falle eines sehr starken Auftriebs im Aufwindkanal als willkommener Ne beneffekt ebenfalls eine zusätzliche Stromerzeugung. If the pipes are equipped with fans according to claim 2, then can be One can support the buoyancy this way. On the other hand, there is the possibility in the event of a very strong lift in the upwind channel as a welcome ne also effects additional electricity generation.

Wird gemäß Anspruch 3 die Kaltluft mit Staubpartikel eingestäubt, so sind Kon densationskerne vorhanden, die die Wasserbildung aus der Umgebungsluft begünstigen und somit die Kondensation des Wassers unterstützen.If the cold air is dusted with dust particles according to claim 3, then con There are condensation cores that promote water formation from the ambient air and thus support the condensation of the water.

Werden die schwarz lackierten Flächen als Alublech gemäß Anspruch 4 ausge staltet, so kann ein Wärmestau erzeugt werden, der zusätzlich die Umgebungsluft er hitzt.Are the black painted surfaces as aluminum sheet according to claim 4 stalls, so a heat accumulation can be generated, which he also the ambient air is heating.

Wird gemäß Anspruch 5 das Alublech mit einer Glasplatte abgedeckt, so ist das Blech vor Unrat geschützt.If, according to claim 5, the aluminum sheet is covered with a glass plate, then that is Sheet metal protected from debris.

Wird gemäß Anspruch 6 eine Wasserdusche für das wasserhaltige Medium vorge sehen, so wird auf diese Weise erneut die Ausfällung von Wasser begünstigt, da die Wasserdusche kaltes Wasser zuführt.Is according to claim 6, a water shower for the water-containing medium pre- see, the precipitation of water is further promoted in this way, since the Water shower supplies cold water.

Je nach Plazierung der Stormerzeugungsanlage kann es von Vorteil sein, daß die Sonnenenergie durch Prismen und Spiegeln gebündelt auf die schwarz lackierten Flä chen gemäß Anspruch 7 aufgebracht werden.Depending on the placement of the storm generation system, it can be advantageous that the Solar energy bundled on the black-painted surfaces by prisms and mirrors Chen applied according to claim 7.

Wird gemäß Anspruch 8 das von dem niedrigen Niveau in die Höhe führende Rohr aus mehreren Rohren zusammengesetzt, so können entsprechenden Strömungsei genschaften Rechnung getragen werden.According to claim 8, the leading from the low level upwards Pipe composed of several pipes, so appropriate flow egg properties are taken into account.

Anhand der nachfolgenden Zeichnungen soll detaillierter auf das Funktionsprinzip der Stromerzeugung eingegangen werden.Using the following drawings is intended to detail the operating principle of electricity generation.

Fig. 1 ist eine Übersichtszeichnung der Anlage zur Stromerzeugung. Fig. 1 is an overview drawing of the power generation plant.

Fig. 2 ist eine detailliertere Aufrißzeichnung, für die Sammlung der Umgebungs luft. Fig. 2 is a more detailed elevation drawing, for the collection of the ambient air.

Fig. 3 ist eine Teilzeichnung hinsichtlich der Kondensation von Wasser. Fig. 3 is a partial drawing regarding the condensation of water.

Die in Fig. 1 dargestellte Gesamtansicht zeigt zum Einen die Anordnung 1 zur Stromerzeugung mit künstlich erzeugtem Wasser in großer Höhe dadurch, daß talseitig Alubleche 2 vorgesehen sind, die die Umgebungsluft mittels Sonnenenergie erwärmen und die aufsteigende Luft über ein Rohrsystem 5, 9 in höher gelegene Bereiche trans portiert wird. Die Alubleche können hierbei sowohl in der Tallage als auch im Talbe reich des Berghangs angeordnet sein. Zur Erhöhung der Erwärmungscharakteristik kön nen die Sonnenstrahlen über Prismen bzw. Spiegel 3, 4 auf die in Form von schwarz lackierten Alublechen 2 dargestellten schwarz lackierten Flächen umgelenkt werden. Zum Schutz vor Unrat wird beispielsweise eine Glasplatte 18 vorgesehen, welche die Ansaugrohre 5 abdeckt. In den Ansaugröhren 5 können beispielsweise die Ventilatoren vorgesehen sein, wobei in höheren Lagen Heizstäbe 7 in den Rohren vorgesehen sein können, um eine frühzeitige Kondensation zu vermeiden. Um die zu transportierende Umgebungsluft zu optimieren, ist es sinnvoll, wenn beispielsweise, wie in Fig. 2 gezeigt, die Umgebungsluft über ein bestimmtes Rohrsystem 5, 9 gesammelt wird, um dann in das Aufstiegsrohr einzufügen.The overall view shown in Fig. 1 shows on the one hand the arrangement 1 for generating electricity with artificially generated water at a great height in that aluminum sheets 2 are provided on the valley side, which heat the ambient air by means of solar energy and the rising air via a pipe system 5 , 9 at a higher level Areas is transported. The aluminum sheets can be arranged in the valley as well as in the valley area of the mountain slope. To increase the heating characteristic, the sun's rays can be deflected via prisms or mirrors 3 , 4 onto the black-painted surfaces shown in the form of black-painted aluminum sheets 2 . To protect against debris, for example, a glass plate 18 is provided which covers the intake pipes 5 . For example, the fans can be provided in the intake pipes 5 , heating rods 7 being able to be provided in the pipes at higher altitudes in order to avoid premature condensation. In order to optimize the ambient air to be transported, it is useful if, for example, as shown in FIG. 2, the ambient air is collected via a specific pipe system 5 , 9 and then inserted into the riser pipe.

Die Stromerzeugung wird beispielsweise gemäß Fig. 3 durch Zusammenführen von Warmluft aus Tallagen und Kaltluft in Höhenlagen zur Kondensation ermöglicht. Hierzu wird die Warmluft mit von einem niedrigem Niveau in diese Höhe führenden Rohr mit Kaltluft zusammengeführt, welche beispielsweise über einen Ventilator ange saugt werden kann. Aufgrund der Vermischung kondensiert das Wasser, welches im unteren Bereich der Mischkammer 11 gesammelt wird, und über den Abfluß 15 in die Tallage zurückgeführt wird. Zusätzlich ist eine Wasserdusche 13 zur Kondensationsför derung vorgesehen, welche Wasser über eine Pumpe in den Mischungsraum transpor tiert. Zur weiteren Erhöhung der Kondensationsförderung ist ein Behälter 17 für Staub partikel 12 vorgesehen, welche ebenfalls mit der Kaltluft der Warmluft aus Tallagen gemischt werden. According to FIG. 3, power generation is made possible, for example, by combining warm air from valley positions and cold air at high altitudes for condensation. For this purpose, the hot air is brought together with cold air from a low level leading to this height, which can be sucked in, for example, by a fan. Due to the mixing, the water condenses, which is collected in the lower region of the mixing chamber 11 and is returned to the valley via the drain 15 . In addition, a water shower 13 is provided for the condensation promotion, which transports water via a pump into the mixing chamber. To further increase the condensation promotion, a container 17 for dust particles 12 is provided, which are also mixed with the cold air of the warm air from the valley.

Generell zeichnet sich die Stromerzeugung mit künstlich erzeugtem Wasser auf hohen Bergen oder Türmen erfindungsgemäß dadurch aus, daß zum Zwecke der Strom erzeugung Luft in Tallagen erwärmt wird. Dies ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Landfläche mit schwarz lackiertem Alublech 2 ausgelegt wird, um einen Wärmestau zu erzeugen. Die Sonnenwärme wird zusätzlich über Prismen, Spiegel 3, 4 oder einem son stigen Mittel aktiviert. Dieses Blech wird vor Unrat mit einer Glasscheibe 18 geschützt. Das Alublech wird in einem günstigen Einfallswinkel zur Sonne angebracht, daß zum Zwecke der Stromerzeugung die erzeugte Warmluft in isolierten Rohren 5 auf hohe Berge oder Türme transportiert wird, daß der Auftrieb der Luft (wenn nötig) gefördert und eine frühzeitige Kondensation verhindert wird, indem in den Rohren zur Verstär kung des Aufwindes Ventilatoren angebracht werden und Heizstäbe 7 installiert werden, um eine frühzeitige Abkühlung (und dadurch Kondensation) zu verhindern.In general, the generation of electricity with artificially generated water on high mountains or towers according to the invention is characterized in that air is heated in valley locations for the purpose of generating electricity. This is characterized in that a land area is laid out with black lacquered aluminum sheet 2 in order to generate heat accumulation. The heat of the sun is additionally activated via prisms, mirrors 3 , 4 or an agent. This sheet is protected from debris with a glass pane 18 . The aluminum sheet is attached at a favorable angle of incidence to the sun, that for the purpose of electricity generation, the warm air generated is transported in insulated pipes 5 to high mountains or towers, that the buoyancy of the air is promoted (if necessary) and early condensation is prevented by in the pipes to reinforce the upwind fans are installed and heating rods 7 are installed to prevent premature cooling (and thereby condensation).

Zum Zwecke der Stromerzeugung wird auf hohen Bergen oder Türmen kalte Luft in große Rohre oder Räume mit Ventilatoren angesaugt, wobei zum Zwecke der Strom erzeugung die hochtransportierte Warmluft aus Tallagen mit der kalten Luft auf hohen Bergen oder Türmen in großen Rohren oder Räumen zwangsgemischt wird und dadurch ein künstliches Gewitter erzeugt wird, und zwar mit starken Ausfall von Wasser. Die Kondensation der Luft wird dadurch gefördert, daß der Kaltluft im Ansaugvorgang Staubpartikelchen eingestäubt werden, um Kondensationspunkte für die Wasserbildung zu haben. Die Mischluft wird anschließend mittels einer Wasserpumpe durch eine Was serdusche geführt, um den Ausfall des Wassers zu erzwingen. Die Kondensation wird durch andere Hilfsmittel (z. B. Zugabe von Sauerstoff) gefördert. Das erzeugte Wasser wird in einer Wasserrinne oder Behälter gesammelt und in einem Rohr mit großem Gefälle zur Turbine mit Generator zur Stromerzeugung abgeleitet. Die Restluft wird an die Atmosphäre abgegeben. Das Wasser wird nach der Energiegewinnung anderen Zwecken oder Verwendungen zugeführt, da keinerlei Verunreinigungen vorliegen (z. B. Brauchwasser für Haushalte, Wasser für Gärtnereien usw.). Im Falle eines sehr starken Auftriebes im Aufwindkanal können durch Anbringen eines Ventilators mit Generator ebenfalls eine weitere Stromerzeugung als willkommener Nebeneffekt genutzt werden. Cold air is generated on high mountains or towers for the purpose of electricity generation sucked into large pipes or rooms with fans, taking for the purpose of electricity generation of the highly transported warm air from valley locations with the cold air at high Mountains or towers in large pipes or rooms are mixed and forced an artificial thunderstorm is generated, with severe loss of water. The Condensation of the air is promoted by the fact that the cold air is sucked in Dust particles are dusted at condensation points for water formation to have. The mixed air is then passed through a water pump led shower to force the water to fail. The condensation will promoted by other aids (e.g. addition of oxygen). The water produced is collected in a gully or container and in a tube with large Slope to the turbine with generator for power generation derived. The residual air is on released the atmosphere. The water becomes different after the energy production Used for purposes or uses since there are no impurities (e.g. Process water for households, water for garden centers, etc.). In the case of a very strong one Buoyancy in the upwind channel can be achieved by attaching a fan with a generator Another generation of electricity can also be used as a welcome side effect.

Ferner zeichnet sich die Stromerzeugung mit künstlich erzeugtem Wasser auf ho hen Bergen oder Türmen dadurch aus, daß zum Zwecke der Stromerzeugung die Son nenwärme in Tallagen aktiviert wird, und zwar durch Auslegung einer Landfläche mit schwarz lackiertem Aluminiumblech und durch Anbringen von Prismen und Spiegeln, um die Sonneneinwirkung noch zusätzlich zu verstärken.Furthermore, the generation of electricity with artificially generated water is on ho hen mountains or towers from the fact that the Son heating in valley locations is activated by designing a land area with black painted aluminum sheet and by attaching prisms and mirrors, to further intensify the sun exposure.

Der Transport der Warmluft in isolierten Rohren auf hohe Berge oder Türme mit eigenem Auftrieb kann mit Hilfe von Ventilatoren und Heizstäben erfolgen, die in den Rohren angebracht sind. Zum Zwecke der Stromerzeugung auf hohen Bergen oder Türmen wird kältere Höhenluft mit Ventilatoren angesaugt. Zum Zwecke der Wasser bildung wird die hochtransportierte Warmluft mit der angesaugten Kaltluft in der Hö henlage in großen Rohren oder Räumen zwangsgemischt.Transporting warm air in insulated pipes to high mountains or towers own buoyancy can be done with the help of fans and heating elements, which in the Pipes are attached. For the purpose of generating electricity on high mountains or Towers, colder mountain air is drawn in with fans. For the purpose of water education is the highly transported warm air with the sucked cold air in the Hö position in large pipes or rooms.

Zur Förderung der Wasserbildung der Mischluft werden Staubpartikelchen bei gemischt, um die Kondensation der Luft zu ermöglichen, wobei die Mischluft zusätzlich durch eine Wasserdusche geführt wird, um den Wasserausfall zu erzwingen.To promote the water formation in the mixed air, dust particles are added mixed to allow the condensation of the air, with the mixed air in addition passed through a water shower to force the water to fail.

Der Ausfall des Wassers wird durch das künstlich erzeugte Gewitter in Rohren oder Räumen gesammelt und anschließend in Fallrohren talwärts abgeleitet, um über Turbine und Generator zur Stromerzeugung verwendet zu werden.The failure of the water is caused by the artificially created thunderstorm in pipes or rooms collected and then drained downwards in downpipes to pass over Turbine and generator used to generate electricity.

Das Wasser wird nach der Energiegewinnung anderen Verwendungen zugeführt (z. B. Wasser für Haushalte, Gärtnereien usw.).The water is used for other purposes after the energy has been obtained (e.g. water for households, garden centers, etc.).

Im Falle eines starken Aufwindes im Warmluftkanal kann dieser als Nebeneffekt ebenfalls zur Stromerzeugung genutzt werden.In the event of a strong upturn in the warm air duct, this can be a side effect can also be used to generate electricity.

Grundsätzlich wird somit zum Zwecke der Stromerzeugung Warmluft in Tallagen durch aktivierende Sonnenenergie erzeugt, wobei zum Zwecke der Stromerzeugung die Warmluft in isolierten Rohren auf hohe Berge oder Türme transportiert wird, wodurch der Auftrieb der Luft gefördert wird und eine frühzeitige Kondensation verhindert wird. Basically, warm air is therefore used in valley locations for the purpose of generating electricity generated by activating solar energy, with the purpose of generating electricity Warm air is transported in insulated pipes to high mountains or towers the buoyancy of the air is promoted and early condensation is prevented.

Darüber hinaus wird zum Zwecke der Strom- bzw. Wassererzeugung auf hohen Bergen und Türmen kalte Luft angesaugt, und zum Zwecke der Strom- bzw. Wassererzeugung die hochtransportierte Warmluft aus Tallagen mit der kalten Luft auf hohen Bergen oder Türmen in großen Räumen oder Rohren zwangsgemischt, so daß ein künstliches Gewitter mit starken Ausfall von Wasser erzeugt wird. Die Kondensation der Luft wird durch Beigabe von Staubpartikeln bzw. durch Besprühen der Mischluft mit einer Warmdusche gefördert. Das künstlich erzeugte Wasser wird gelagert und anschließend in das Tal über Turbine und Generator zur Stromerzeugung geleitet. Nach der Energie gewinnung wird das Wasser zum Beispiel in Haushalten, Gärtnereien usw. verwendet.In addition, for the purpose of generating electricity or water on high mountains and towers sucked cold air, and for the purpose of electricity or water production the highly transported warm air from valley locations with the cold air on high mountains or Towers in large rooms or pipes mixed, so that an artificial Thunderstorm with strong failure of water is generated. The condensation of the air will by adding dust particles or spraying the mixed air with a Warm shower promoted. The artificially generated water is stored and then led into the valley via turbine and generator for electricity generation. After the energy For example, the water is used in households, nurseries, etc.

Claims

1.Power generation with artificially generated water at high altitudes, with pipes leading from this low level, in which, after heating by solar energy, a water-containing medium rises, which exudes water in the upper area through cooling by means of cold air through condensation, which a through downpipes Turbine applied, which is connected to a power-generating generator, characterized in that

a) that the water-containing medium is ambient air,
b) that heating rods are arranged in the tubes, and
c) that in the valley, the ambient air is additionally heated by black-painted surfaces exposed to the sun.

2. Power generation according to claim 1, characterized in that in the tubes ( 9 ) fans ( 6 ) are attached.

3. Power generation according to claim 1 or 2, characterized in that in the Cold air dust particles are dusted.

4. Power generation according to one of claims 1 to 3, characterized in that the black painted surface is an aluminum sheet.

5. Power generation according to claim 4, characterized in that the aluminum sheet

is protected with a glass pane.

6. Power generation according to one of claims 1 to 5, characterized in that a water shower is provided for the water-containing medium.

7. Power generation according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sun's energy is focused on the black by prisms and mirrors painted surface is applied.

8. Power generation according to one of claims 1 to 7, characterized in that the pipes of several leading from a low level to this height Pipes are assembled.