DE202012003839U1 - Versuchsanlage zur Weiterentwicklung von Bauwerken, insbesondere von energieerzeugenden Pumpspeicherkraftwerken, CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Häusern, Onshore-Windkraftanlagen und Offshore-Windkraftanlagen - Google Patents

Versuchsanlage zur Weiterentwicklung von Bauwerken, insbesondere von energieerzeugenden Pumpspeicherkraftwerken, CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Häusern, Onshore-Windkraftanlagen und Offshore-Windkraftanlagen Download PDF

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Abstract

Versuchsanlage zur Weiterentwicklung von Bauwerken, insbesondere von energieerzeugenden Pumpspeicherkraftwerken, CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Hausern, Onshore-Windkraftanlagen und Offshore-Windkraftanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Speicherbecken im kleinen Maßstab ausgebildet ist und im unteren Speicherbecken ein CO2-frei energieerzeugendes und hochwassersicheres Haus (3) in realer Größe angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Versuchsanlage zur Weiterentwicklung von Bauwerken, insbesondere von energieerzeugenden Pumpspeicherkraftwerken, CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Häusern, Onshore-Windkraftanlagen und Offshore-Windkraftanlagen.
  • Jedes Produkt wird durch die Weiterentwicklung an immer neuere Anforderungen angepasst. Auch zur Zeit am Markt befindliche Produkte auf dem Gebiet der Energiewende, der Bekämpfung des Klimawandels und der Schuldenkrisen müssen den neuen Anforderungen angepasst werden. Die Energiewende in Europa befindet sich im Anfangsstadium, aber trotzdem sind Speicher – insbesondere Pumpspeicherkraftwerke – für das weitere Fortschreiten der Energiewende unentbehrlich. Pumpspeicherkraftwerke haben einen niedrigeren Wirkungsgrad als manch andere Technologien. Dennoch gibt es bislang keine Alternative zu Pumpspeicherkraftwerken, weil alle anderen Technologien sind entweder viel zu teuer, noch nicht ausgereift oder können nur kleine Energiemengen speichern. Auch in Deutschland gibt es keine Alternative zu Pumpspeicherkraftwerken. Während des langen Weges, bis die Energiewende vollzogen ist, wird es in manchen Regionen Phasen geben, wo sich Pumpspeicherkraftwerke nicht rechnen. So beispielsweise zur Zeit das Pumpspeicherkraftwerk Atdorf. Aufgrund des Erfolgs der Solarenergie lässt sich in den Mittagsstunden kaum mehr Nachts gespeicherter Atomstrom gewinnbringend an den Verbraucher bringen. Trotzdem wird im laufe der fortschreitenden Energiewende der Bedarf an Pumpspeicherkraftwerken immer größer. Um deren Verbreitung zu ermöglichen, müssen aber noch einige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten geleistet werden zur Erhöhung der Effizienz von Pumpspeicherkraftwerken und anderen an der Energiewende beteiligten Produkten. Diese komplexe Aufgabe lässt sich auf preiswerteste und schnellste Weise mit Hilfe einer Versuchsanlage für die Weiterentwicklung von Bauwerken bewältigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Versuchsanlage zur Weiterentwicklung von Bauwerken so auszubilden, dass relevante Ausführungsformen von Pumpspeicherkraftwerken wie auch anderen Energieerzeugern im Maßstab untersucht werden können, um die optimalsten dann in realer Größe herzustellen und international, vorzugsweise über das Internet per Webcam in Echtzeit, vorzuführen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in den Figuren dargestellt. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung der Versuchsanlage zur Weiterntwicklung von Bauwerken, insbesondere von energieerzeugenden Pumpspeicherkraftwerken, CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Häusern, Onshore-Windkraftanlagen und Offshore-Windkraftanlagen gemäß Erfindung;
  • 2 ein Querschnitt der perspektivischen Darstellung von 1 mit im oberen Speicherbecken des Pumpspeicherkraftwerkes angeordneten Windkraftanlagen und unterem Speicherbecken, das mit CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Häusern besiedelbar ist;
  • 3 mit CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Häusern besiedelbares unteres Speicherbecken gemäß 2;
  • 4 im oberen Speicherbecken der Versuchsanlage befindliche Offshore-Windkraftanlage als Modell;
  • 5 ein Querschnitt der perspektivischen Darstellung von 4.
  • Mit Hilfe des im kleinen Maßstab gebauten oberen Speicherbeckens (1) können verschiedene Ausführungsformen von schwimmenden Windkraftanlagen für den On- und Offshorebereich getestet werden. Insbesondere ermittelt werden sollte die Effizienz, Stabilität, Standfestigkeit und Steuerbarkeit, um die wichtigsten Punkte zu nennen. Oberes Speicherbecken und unteres Speicherbecken der Versuchsanlage sind durch ein Rohr 5 verbunden. Mit 6 ist die Pumpen-Turbinen-Station bezeichnet. Auf diese Weise kann Wasser aus dem oberen Speicherbecken in das untere Speicherbecken fließen und dadurch gleichzeitig die Hochwassersicherheit des Hauses demonstriert werden. Die konkurrenzlosen energetischen und wohnklimatischen Eigenschaften des drehbaren Hauses 3 können dabei ebenso demonstriert werden. Das Hauptziel, die Zahl der Windturbinen in bestimmten Regionen zu konzentrieren, um das restliche Landschaftsbild zu entlasten, ist bei Windkraftanlagen gemäß Erfindung maximal erfüllt.
  • 2 zeigt die schematische Wiedergabe von 1 im Querschnitt. In den Figuren sind gleiche oder entsprechende Teile mit den selben Verweisziffern angegeben. Mit 7 ist die Absperrvorrichtung des unteren Speicherbeckens bezeichnet. In dieser Ausführung können Pumpspeicherkraftwerke gemäß Erfindung einen wichtigen Beitrag zum Hochwasserschutz in von Hochwasser bedrohten Flussgebieten leisten. Wenn eine Hochwasserwelle zu erwarten ist, wird die Absperrvorrichtung 7 geöffnet und so das untere Speicherbecken entleert. Auf diese Weise können die Spitzen der Hochwasserwelle gekappt werden. Noch dazu kann es zu einer weiteren Entleerung des unteren Speicherbeckens kommen, indem das Wasser aus dem unteren Speicherbecken in das obere Speicherbecken gepumpt wird. Das ist für den Hochwasserschutz von entscheidender Bedeutung. Mit 9 ist die Positioniersäule und mit 8 der Spezialanker mit Kugel- bzw. Kardangelenk bezeichnet. Mit schwimmenden Hochleistungswindkraftanlagen gemäß Erfindung können schon vorhandene Pumpspeicherkraftwerke nachgerüstet werden, wobei keine Arbeiten an den Speicherbecken notwendig sind.
  • 3 zeigt das mit CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Häusern besiedelte untere Speicherbecken des Pumpspeicherkraftwerks gemäß Erfindung.
  • 4 zeigt das Modell einer schwimmenden Offshore-Windkraftanlage.
  • Ein Vorteil der Offshore-Windkraftanlage gemäß Erfindung ist, dass diese sich für Gebiete im Offshorebereich bis 300 m Wassertiefe eignet, wodurch das große Flächenpotential auf dem Meer genutzt werden kann. Diese Anlagen können auf der Werft komplett gebaut und auf eigenem Kiel zum Einsatzort transportiert werden. Für die Positionierung sind keine meerestierfeindlichen Unterwasserarbeiten notwendig. Positioniert wird mit Hilfe eines Spezialankers 10 über Ankerketten 11. Mit 12 ist die Ankerwinde bezeichnet. Wenn die Windrichtung nicht gleich der Wellenrichtung ist, positioniert sich die schwimmende Windkraftanlage gemäß Erfindung nicht selbsttätig. In diesem Fall erfolgt die Positionierung durch einen Außenborder 13, GPS-gesteuert. Schlanke Schiffsrümpfe 14 ermöglichen eine gute Wellenverträglichkeit. Mit 15 ist die Plattform, die die Rümpfe zu einer Einheit verbindet, bezeichnet.

Claims (6)

  1. Versuchsanlage zur Weiterentwicklung von Bauwerken, insbesondere von energieerzeugenden Pumpspeicherkraftwerken, CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Hausern, Onshore-Windkraftanlagen und Offshore-Windkraftanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Speicherbecken im kleinen Maßstab ausgebildet ist und im unteren Speicherbecken ein CO2-frei energieerzeugendes und hochwassersicheres Haus (3) in realer Größe angeordnet ist.
  2. Versuchsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Speicherbecken mehrere Windkraftanlagen im kleinen Maßstab gebaut und auf einem schwimmenden Ponton (2) angeordnet sind.
  3. Versuchsanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ponton (2) mit Hilfe einer Positioniersäule (9) durch ein Kugel- oder Kardangelenk und einen Spezialanker (8) positioniert wird.
  4. Versuchsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Speicherbecken mit einer Absperrvorrichtung (7) ausgestattet ist.
  5. Versuchsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich die schwimmende Windkraftanlage aus schlanken Rümpfen mit hoher Wellenverträglichkeit, die mit Hilfe einer Plattform (15) zu einer Einheit verbunden ist, zusammensetzt.
  6. Versuchsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmende Windkraftanlage mit Hilfe eines Außenborders (13) GPS-gesteuert wird.
DE202012003839U 2012-04-14 2012-04-14 Versuchsanlage zur Weiterentwicklung von Bauwerken, insbesondere von energieerzeugenden Pumpspeicherkraftwerken, CO2-frei energieerzeugenden und hochwassersicheren Häusern, Onshore-Windkraftanlagen und Offshore-Windkraftanlagen Expired - Lifetime DE202012003839U1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2009682C2 (en) * 2012-10-23 2014-04-29 Mecal Wind Turbine Design B V Floating wind turbine, wind farm and method of controlling a wind turbine in a wind farm.

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