DE202012006352U1

DE202012006352U1 - Device for generating energy

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Publication number: DE202012006352U1
Application number: DE202012006352U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: DE102012009864A1

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung von Energie (1, 11, 21, 31), welche eine Aufnahmevorrichtung (2, 12, 22, 29, 32) zur Bevorratung eines Mediums (3) zur Übertragung einer Kraft und zur Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie umfasst, wobei das Medium als granulares Medium ausgebildet ist, sowie mit einer Turbine (8, 18, 28, 38), die über das sich bewegende Medium antreibbar ist, und wobei die Turbine mit einer Umwandlungsvorrichtung (G) zur Umwandlung von kinetischer Energie in elektrische Energie gekoppelt ist.Device for generating energy (1, 11, 21, 31), which comprises a receiving device (2, 12, 22, 29, 32) for storing a medium (3) for transmitting a force and for converting potential energy into kinetic energy , wherein the medium is designed as a granular medium, and with a turbine (8, 18, 28, 38) which can be driven via the moving medium, and wherein the turbine with a conversion device (G) for converting kinetic energy into electrical Energy is coupled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Energie, insbesondere von elektrischer Energie.The invention relates to a device for generating energy, in particular of electrical energy.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Vorrichtungen zur Erzeugung von Energie, insbesondere elektrischer Energie bekannt, wie zum Beispiel Wasserkraftwerke. Bei Wasserkraftwerken wird beispielsweise ein Flusslauf aufgestaut. Über Rohrleitungen kann das Wasser dann auf ein tieferes Niveau herabfallen und dort beispielsweise eine Turbine antreiben, welche wiederum mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie verbunden ist.Numerous devices for generating energy, in particular electrical energy, such as hydropower plants, are known in the prior art. In hydroelectric power plants, for example, a river is dammed up. Via pipes, the water can then fall to a lower level and drive there, for example, a turbine, which in turn is connected to a generator for generating electrical energy.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine alternative Vorrichtung zur Erzeugung von Energie bereitzustellen, die auch bei verschiedensten geographischen Bedingungen eingesetzt werden kann.The object of the invention is to provide an alternative device for generating energy, which can also be used in a wide variety of geographical conditions.

Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved, starting from a device of the type mentioned, by the features of claim 1.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.The measures mentioned in the dependent claims advantageous embodiments and modifications of the invention are possible.

Dementsprechend umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Energie eine Aufnahmevorrichtung zur Bevorratung eines Mediums zur Übertragung einer Kraft und zur Umwandlung von potentieller Energie in kinetische Energie, wobei das Medium als granulares Medium ausgebildet ist sowie eine Turbine, die über das sich bewegende Medium antreibbar ist und wobei die Turbine mit einer Umwandlungsvorrichtung zur Umwandlung von kinetischer Energie in elektrischer Energie gekoppelt ist. Das granulare Medium ist in der Aufnahmevorrichtung bevorratet. Regelmäßig hält die Aufnahmevorrichtung das Medium auf einer bestimmten Höhe, sodass die potentielle Energie des granularen Mediums genutzt werden kann. Verlässt das granulare Medium die Aufnahmevorrichtung, wird etwa beim Herabfallen des granularen Mediums potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt. Diese kinetische Energie wiederum kann eine Turbine antreiben, die mit einer Umwandlungsvorrichtung zur Umwandlung dieser Energie in elektrische Energie gekoppelt ist. Eine derartige Umwandlungsvorrichtung wird typischerweise als Generator bezeichnet.Accordingly, an inventive device for generating energy comprises a receiving device for storing a medium for transmitting a force and for converting potential energy into kinetic energy, wherein the medium is formed as a granular medium and a turbine which is drivable via the moving medium and wherein the turbine is coupled to a conversion device for converting kinetic energy into electrical energy. The granular medium is stored in the receiving device. The recording device regularly keeps the medium at a certain height so that the potential energy of the granular medium can be utilized. When the granular medium leaves the receiving device, for example, as the granular medium falls, potential energy is converted into kinetic energy. This kinetic energy, in turn, can drive a turbine coupled to a conversion device to convert that energy into electrical energy. Such a conversion device is typically referred to as a generator.

Ein granulares Medium oder Granulat besteht regelmäßig aus vielen kleinen Festkörperpartikeln. Bei den Partikeln kann es sich um feste, unregelmäßige Gebilde wie beispielsweise Körner handeln, gegebenenfalls aber auch um Kugeln oder Ellipsoide. Grundsätzlich kommt jede Art von dreidimensionaler Struktur, sei regelmäßig oder unregelmäßig, in Betracht. Auch die Korngröße bzw. Partikelgröße kann durchaus verschieden sein. Denkbar sind insbesondere Größen von wenigen Mikrometern bis wenigen Millimetern.A granular medium or granules regularly consists of many small solid particles. The particles may be solid, irregular structures such as grains, but possibly also spheres or ellipsoids. In principle, any kind of three-dimensional structure, be it regular or irregular, comes into consideration. Also, the particle size or particle size may well be different. In particular, sizes of a few micrometers to a few millimeters are conceivable.

Die Aufnahmevorrichtung muss zur Bevorratung des Mediums geeignet sein, das heißt, sie muss dazu ausgebildet sein, das granulare Medium dauerhaft auf dem entsprechenden Höhenniveau zu halten und zu lagern. Darüber hinaus muss die Turbine so ausgebildet sein, dass sie durch herabfallendes granulares Medium angetrieben wird, ohne dabei selbst über die normale betriebliche Abnutzung hinaus beschädigt zu werden. Insbesondere ist es denkbar, dass die Schaufeln der Turbine bzw. die Oberflächen der Turbine aus einem Material gefertigt sind, das besonders widerstandsfähig gegen einen Abrieb durch das granulare Medium ist. Statt eines Materials, auf dem die Turbine oder deren Oberflächen gefertigt sind, kann es sich ferner auch um eine spezielle Beschichtung der Turbine oder der Turbinenschaufeln handeln.The receiving device must be suitable for storing the medium, that is, it must be designed to hold the granular medium permanently at the appropriate height level and store. In addition, the turbine must be designed to be driven by falling granular media without being damaged even beyond normal operational wear and tear. In particular, it is conceivable that the blades of the turbine or the surfaces of the turbine are made of a material which is particularly resistant to abrasion by the granular medium. Furthermore, instead of a material on which the turbine or its surfaces are made, it may also be a special coating of the turbine or the turbine blades.

Der besonders flexible Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch ermöglicht, dass, beispielsweise im Gegensatz zu einem Wasserkraftwerk, das granulare Medium praktisch überall bevorratet werden kann und problemlos lagerbar ist, im Unterschied zu Wasser, welches verschmutzen kann, gegebenenfalls gereinigt werden muss und in welchem sich Keime bilden können. Diese Maßnahme kann zudem die Wartungsanfälligkeit der Vorrichtung verbessern.The particularly flexible use of the device according to the invention is made possible in that, for example, in contrast to a hydroelectric power plant, the granular medium can be virtually everywhere stored and easily storable, unlike water, which can pollute, if necessary, must be cleaned and in which Germs can form. This measure can also improve the maintenance of the device.

Zudem ist die vorgeschlagene, erfindungsgemäße Vorrichtung praktisch überall, unabhängig von der geographischen Lage, einsetzbar. Durch die Maßnahme, ein granulares Medium zu verwenden, ist eine entsprechende Vorrichtung oder ein entsprechendes Kraftwerk nicht davon abhängig, ob sich beispielsweise Flussläufe oder Stauseen in der Nähe befinden, wobei es insbesondere bei unterschiedlichsten klimatischen Bedingungen betrieben werden kann.In addition, the proposed device according to the invention is practically everywhere, regardless of the geographical location, can be used. By the measure to use a granular medium, a corresponding device or a corresponding power plant is not dependent on whether, for example, rivers or reservoirs are nearby, and it can be operated in particular in different climatic conditions.

Insbesondere kann die Vorrichtung zur Erzeugung von Energie auch als Kraftwerk betrieben werden.In particular, the device for generating energy can also be operated as a power plant.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das granulare Medium ein Sand. Gerade in Gebieten, in denen besonders reichhaltig Sand verfügbar ist, ist somit in vorteilhafter Weise ein Einsatz einer entsprechenden Vorrichtung zur Energieerzeugung bzw. eines solchen Kraftwerks denkbar. Eine Anwendung besteht beispielsweise darin, eine entsprechende Vorrichtung zur Erzeugung von Energie bzw. ein solches Kraftwerk für den Betrieb mit Sand beispielsweise in Wüsten einzusetzen. Ein derartiges Kraftwerk oder eine derartige Vorrichtung zur Erzeugung von Energie kann allerdings beispielsweise auch in sandreichen Gebieten oder in Gebieten, in denen eine entsprechende Menge an Abräumhalde vorhanden ist, eingesetzt werden (vgl. beispielsweise in der Nähe von Braunkohlebergwerken, zum Beispiel in Brandenburg). Des Weiteren kann als granulares Medium nämlich auch ein Schüttgut oder ein Material aus einer Abräumhalde oder Bergehalde in Betracht kommen. Ein granulares Medium im Allgemeinen kann dabei praktisch unabhängig von den einzelnen klimatischen Bedingungen eingesetzt werden. Selbst in Wüstengebieten, in denen große Temperaturschwankungen möglich sind und tagsüber insbesondere sehr hohe Temperaturen herrschen, kann ein Betrieb der entsprechenden Vorrichtung zur Energieerzeugung stattfinden. Da Sand praktisch unbegrenzt bevorratet ist, ist auch ein umweltfreundlicher Betrieb des Kraftwerks möglich und es kommt nicht so leicht zu Umweltverschmutzungen, wie dies beispielsweise bei Wasserkraftwerken der Fall ist, sobald Verschmutzungen im Wasser auftreten und das Wasser gereinigt/gefiltert werden muss. Ein derartiges Kraftwerk ist auch nicht abhängig von hohen Temperaturen, die in nachteiliger Weise bei einem Wasserkraftwerke eine hohe Verdunstungsrate bedeuten und gegebenenfalls zu Wasserniedrigständen in den Aufstaubecken führen können.In a preferred embodiment of the invention, the granular medium is a sand. Especially in areas where particularly abundant sand is available, an application of a corresponding device for power generation or such a power plant is thus conceivable in an advantageous manner. One application is, for example, to use a corresponding device for generating energy or such a power plant for operation with sand, for example, in deserts. Such a power plant or such a device for Generation of energy, however, can also be used, for example, in sand-rich areas or in areas where a corresponding amount of disposal heap is present (cf., for example, in the vicinity of lignite mines, for example in Brandenburg). Furthermore, as a granular medium namely a bulk material or a material from a Abreäumhalde or piles of land into consideration. A granular medium in general can be used practically independent of the individual climatic conditions. Even in desert areas, in which large temperature fluctuations are possible and in particular very high temperatures prevail during the day, an operation of the corresponding device for power generation can take place. Since sand is stored virtually indefinitely, an environmentally friendly operation of the power plant is possible and it is not so easy to environmental pollution, as is the case for example with hydroelectric power plants, as soon as contamination occurs in the water and the water must be cleaned / filtered. Such a power plant is also not dependent on high temperatures, which disadvantageously in a hydroelectric power plants mean a high evaporation rate and may possibly lead to water low levels in the Aufstaubecken.

Die Aufnahmevorrichtung für ein solches granulares Medium kann beispielsweise ein Trichter sein. Aufgrund der schrägen Wände eines Trichters wird ermöglicht, dass das Material, das im Trichter bevorratet ist, nachrutschen kann, sobald Material, das sich im unteren Bereich der Trichteröffnung befindet, durch die Trichteröffnung fällt.The receiving device for such a granular medium may for example be a funnel. The sloping walls of a funnel allow the material stored in the funnel to slip as soon as material located at the bottom of the funnel opening falls through the funnel opening.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ferner eine Sperrvorrichtung zum Öffnen und Schließen der Aufnahmevorrichtung vorgesehen. Muss der Betrieb der Energieerzeugungsvorrichtung unterbrochen werden, wird die Sperrvorrichtung geschlossen, sodass kein granulares Medium nach unten fallen kann und die Turbine nicht mehr angetrieben wird. Im Betrieb jedoch wird die Sperrvorrichtung geöffnet, so dass granulares Medium herabfallen kann und die Turbine weiterhin antreibt. Bei einem Trichter ist die Sperrvorrichtung beispielsweise dort angeordnet, wo die schrägen Wände schließlich im Bereich einer Öffnung einmünden, sodass auch tatsächlich das gesamte granulare Medium, angezogen von der Schwerkraft, nach und nach im Trichter herabsinken und schließlich durch die Öffnung fallen kann. Je nach Ausbildung kann es sich bei der Sperrvorrichtung um eine Luke oder einen Schieber handeln. Ein Schieber besitzt beispielsweise den Vorteil, dass dieser im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des granularen Mediums betrieben werden kann, sodass der Schieber unter einer geringeren Krafteinwirkung als eine Luke, die senkrecht verschwenkt wird, betreibbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, a locking device for opening and closing the receiving device is further provided. If the operation of the power generation device must be interrupted, the locking device is closed, so that no granular medium can fall down and the turbine is no longer driven. In operation, however, the locking device is opened so that granular medium can fall down and continue to drive the turbine. In a funnel, the locking device is arranged, for example, where the sloping walls finally open in the region of an opening, so that in fact all the granular medium, attracted by gravity, gradually sink in the hopper and finally fall through the opening. Depending on the design, the locking device may be a hatch or a slider. For example, a slider has the advantage that it can be operated substantially perpendicular to the direction of movement of the granular medium, so that the slider is operable under a smaller force than a hatch, which is pivoted vertically.

Unterhalb der Turbine kann beispielsweise eine Auffangvorrichtung zum Auffangen des Mediums nach Passieren der Turbine angeordnet sein. Diese Auffangvorrichtung kann im einfachsten Fall aus einem Becken bestehen bzw. ähnlich ausgebildet sein, wie die Aufnahmevorrichtung, beispielsweise auch als Trichter mit einer Sperrvorrichtung. Regelmäßig ist die Auffangvorrichtung so angeordnet, dass die herabfallenden und die Turbine antreibenden Partikel im normalen Betrieb nicht aus dem Auffangbereich gelangen können und sich sodann in der Auffangvorrichtung ansammeln.Below the turbine, for example, a collecting device for collecting the medium can be arranged after passing through the turbine. In the simplest case, this collecting device may consist of a basin or be designed in a similar manner as the receiving device, for example as a funnel with a blocking device. Regularly the catcher is arranged so that the falling and turbine driving particles can not get out of the catchment area in normal operation and then accumulate in the catcher.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, Aufnahmevorrichtung und gegebenenfalls auch Auffangvorrichtung an einem festen Platz anzuordnen. Denkbar ist aber auch, Aufnahmevorrichtung und Auffangvorrichtung um eine gemeinsame Drehachse schwenkbar zu lagern. Sind ferner Aufnahmevorrichtung und Auffangvorrichtung zusätzlich so ausgebildet, dass die Aufnahmevorrichtung gleichzeitig als Auffangvorrichtung dienen kann und umgekehrt, kann durch Drehen jede der beiden in der jeweils anderen Funktion verwendet werden. Beide können dazu miteinander verbunden sein und beispielsweise Öffnungen aufweisen, die zueinander positionierbar sind. Die gesamte Vorrichtung kann ähnlich wie eine Sanduhr ausgebildet sein. Bei der Aufnahmevorrichtung handelt es sich dann in einem bestimmten Betriebszustand um einen Behälter, welcher das granulare Medium bevorratet. Im unteren Bereich des Behälters ist eine Öffnung vorgesehen, sodass granulares Medium dort austreten kann und die Turbine antreibt. Anschließend fällt das granulare Medium in eine Auffangvorrichtung, die vorzugsweise gleich ausgebildet ist wie die im gerade vorliegenden Zustand dienende Aufnahmevorrichtung. Das granulare Medium fällt in die Auffangvorrichtung und wird dort zunächst zwischengelagert.In principle, it is possible to arrange receiving device and possibly also collecting device at a fixed place. It is also conceivable, however, to mount the receiving device and collecting device so as to be pivotable about a common axis of rotation. Further, recording device and collecting device are additionally designed so that the receiving device can simultaneously serve as a collecting device and vice versa, can be used by turning each of the two in the other function. Both can be connected to each other and, for example, have openings that are positioned to each other. The entire device may be similar to an hourglass. The receiving device is then in a certain operating state to a container which stores the granular medium. In the lower part of the container an opening is provided so that granular medium can escape there and drive the turbine. Subsequently, the granular medium falls into a collecting device, which is preferably formed the same as serving in the present state receiving device. The granular medium falls into the collecting device and is stored there first.

Ist die Aufnahmevorrichtung vollständig entleert, werden Aufnahme- und Auffangvorrichtung um eine gemeinsame Achse gedreht, sodass die bis dahin als Auffangvorrichtung dienende Vorrichtung nun in die Position verschwenkt wird, in der sie als Aufnahmevorrichtung dient und in der sie granulares Medium abgeben kann. Das heißt, deren Öffnung befindet sich nunmehr am unteren Ende nach dem Verschwenken, sodass das granulare Medium von selbst heraus fällt. Beide Vorrichtungen, die somit wechselseitig als Aufnahme- oder Auffangvorrichtung dienen können, können durch ein Gestänge beispielsweise miteinander verbunden sein. Durch das Drehen wird die Auffangvorrichtung zur Aufnahmevorrichtung und umgekehrt die Aufnahmevorrichtung zur Auffangvorrichtung. Diese Ausführungsform bietet insbesondere den Vorteil, dass zur Aufnahme des Betriebes im Grunde genommen lediglich die Drehung von Auffang- und Aufnahmevorrichtung notwendig ist. Zusätzliche Transportvorrichtungen können entfallen. Zudem ermöglicht eine solche Ausbildung auch, dass die Energieerzeugungsvorrichtung weitgehend gekapselt werden kann. Sie kann dann einerseits sehr kompakt ausgebildet sein. Es ist darüber hinaus auch denkbar, Aufnahme- und Auffangvorrichtung tatsächlich wie beispielsweise in einer Sanduhr zu kapseln und beispielsweise die Turbine zu integrieren, sodass die erzeugte Energie entweder durch Übertragung der Drehbewegung über eine Kupplung oder, wenn beispielsweise auch der Generator darin integriert ist, entsprechend nach außen geleitet werden kann. Der Sand kann dadurch auch besonders gut in der Vorrichtung gehalten werden und nicht herausfallen.If the receiving device is completely emptied, receiving and collecting device are rotated about a common axis, so that the device serving hitherto as a collecting device is now pivoted to the position in which it serves as a receiving device and in which they can deliver granular medium. That is, the opening is now at the bottom after pivoting, so that the granular medium falls out by itself. Both devices, which can thus serve mutually as receiving or collecting device, can be connected to each other by a linkage, for example. By turning the collecting device to the receiving device and vice versa, the receiving device for collecting device. This embodiment offers the particular advantage that basically only the rotation of collecting and receiving device is necessary to accommodate the operation. Additional transport devices can be omitted. In addition, such a design also allows the power generating device can be largely encapsulated. It can then be very compact on the one hand. In addition, it is also conceivable to encapsulate receiving and collecting device actually such as in an hourglass and integrate, for example, the turbine, so that the energy generated either by transmitting the rotational movement via a clutch or, for example, if the generator is integrated therein accordingly can be directed to the outside. The sand can also be kept very well in the device and not fall out.

Die Vorrichtung von Erzeugung von Energie kann grundsätzlich auf verschiedenste Weise ausgebildet sein und auch für verschiedene Zwecke dienen: Es ist beispielsweise denkbar, ein großes Kraftwerk gemäß der vorgeschlagenen Vorrichtung zu betreiben, darüber hinaus aber auch, die Energieerzeugungsvorrichtung als kleineres Modell zu betreiben, mit dem beispielsweise lediglich eine Lampe oder ein elektrisches Kleingerät betrieben wird. Gerade dann, wenn es sich um relativ kleine Anwendungen handelt, bei denen lediglich eine geringe Leistung zur Verfügung gestellt werden muss, kann eine Ausführungsform, wie oben dargestellt, die einer Sanduhr ähnelt, bevorzugt werden. Bei größeren Anwendungen kann es aber vorteilhaft sein, eine Transportvorrichtung zum Transportieren des granularen Mediums zur Aufnahmevorrichtung vorzusehen. Auch hier ist eine Variante denkbar, bei der beispielsweise die Auffangvorrichtung entfällt bzw. bei der die Transportvorrichtung oder ein Teil der Transportvorrichtung selbst als Auffangvorrichtung ausgebildet ist. Insbesondere kann eine derartige Transportvorrichtung als Förderband ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass die Transportvorrichtung während des Betriebes arbeitet, um so kontinuierlich das nach unten gefallene granulare Medium nach oben in die Aufnahmevorrichtung zurückzubringen. Denkbar ist allerdings auch, dass stattdessen die Transportvorrichtung lediglich dann arbeitet, wenn der Betrieb zur Energieerzeugung abgeschlossen ist.The device of generation of energy can in principle be formed in a variety of ways and also serve different purposes: It is conceivable, for example, to operate a large power plant according to the proposed device, but also to operate the power generation device as a smaller model, with the For example, only a lamp or a small electrical appliance is operated. Even if it is relatively small applications in which only a small power must be provided, an embodiment, as shown above, which resembles an hourglass, may be preferred. For larger applications, however, it may be advantageous to provide a transport device for transporting the granular medium to the receiving device. Again, a variant is conceivable in which, for example, the collecting device is omitted or in which the transport device or a part of the transport device itself is designed as a collecting device. In particular, such a transport device may be designed as a conveyor belt. It is conceivable that the transport device operates during operation, so as to bring back continuously down the fallen granular medium in the receiving device. It is also conceivable, however, that instead the transport device only works when the operation for power generation is completed.

Gerade bei einer Ausführungsform, bei der die Transportvorrichtung immer dann eingesetzt werden soll, sobald kein Strom durch die erfindungsgemäße Vorrichtung produziert wird, kann ein Zusammenwirken mit regenerativen Energiequellen in vorteilhafter Weise genutzt werden. Die Transportvorrichtung kann eine Spannungsversorgung aufweisen, die als Energieerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Energie aus regenerativen Energiequellen, insbesondere als Solaranlage und/oder Windkraftanlage ausgebildet ist. Denkbar ist auch eine Kombination mit beispielsweise einem Gezeitenkraftwerk. Die somit vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Energie kann damit als Ergänzung zu regenerativen Energiequellen verstanden werden. Vielfach besitzen nämlich regenerative Energiequellen den Nachteil, dass sie nicht ständig zur Verfügung stehen, sondern von der gerade vorherrschenden Situation abhängig sind. Solarenergie kann beispielsweise nur dann genutzt werden, wenn entsprechende Sonneneinstrahlung vorliegt. Ferner kann Windenergie nur dann genutzt werden, wenn auch tatsächlich Wind vorherrscht. Besonders problematisch ist daran, dass derartige regenerative Energiequellen nicht ständig verfügbar sind, dass gerade dann, wenn eine Energieversorgung benötigt wird, diese Energieressourcen nicht immer genutzt werden können (zum Beispiel in der Nacht oder bei Windstille), dann aber, wenn mehr als ausreichend Energie produziert werden könnte, diese nicht genutzt wird, da der Energiebedarf zu dieser Zeit zu gering ist. Auch die Möglichkeit, Energiespeicher wie beispielsweise Akkus einzusetzen, ist oftmals problematisch. Daher kann in vorliegendem Fall bei einer Weiterbildung der Erfindung eine Energieerzeugungsvorrichtung wie beispielsweise eine Solaranlage oder Windkraftanlage genutzt werden, um in Zeiten, wenn durch die regenerative Energiequelle mehr als ausreichend Energie zur Verfügung gestellt werden kann, gleichzeitig die Transportvorrichtung betrieben wird und das granulare Medium befördert wird. Die überschüssige Energie aus regenerativen Energiequellen wird schließlich gewissermaßen in potentielle Energie des granularen Mediums umgewandelt (zumindest teilweise). Die nicht benötigte Energie wird nicht ”umsonst” aufgebraucht, sondern gewissermaßen in potentielle Energie umgewandelt und zwischengespeichert. Dann, wenn die regenerative Energiequelle nicht mehr zur Verfügung steht, kann das granulare Medium zur Energiegewinnung eingesetzt werden, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen.Especially in an embodiment in which the transport device should always be used when no current is produced by the device according to the invention, an interaction with regenerative energy sources can be used in an advantageous manner. The transport device may have a power supply, which is designed as an energy generating device for generating energy from renewable energy sources, in particular as a solar system and / or wind turbine. Also conceivable is a combination with, for example, a tidal power plant. The thus proposed device according to the invention for the production of energy can thus be understood as a supplement to regenerative energy sources. In many cases, regenerative energy sources have the disadvantage that they are not always available, but are dependent on the currently prevailing situation. For example, solar energy can only be used if there is adequate solar radiation. Furthermore, wind energy can only be used if wind actually prevails. Particularly problematic is that such regenerative energy sources are not always available, that just when a power supply is needed, these energy resources can not always be used (for example, at night or in calm weather), but then if more than enough energy could be produced, this is not used, since the energy demand is too low at this time. The ability to use energy storage such as batteries is often problematic. Therefore, in the present case in a development of the invention, a power generating device such as a solar system or wind turbine can be used to at times when more energy can be provided by the regenerative energy source, the transport device is simultaneously operated and the granular medium transported becomes. The surplus energy from regenerative energy sources is eventually converted into (at least partially) potential energy of the granular medium. The unneeded energy is not consumed "for nothing", but effectively converted into potential energy and cached. Then, when the regenerative energy source is no longer available, the granular medium can be used for energy production, as proposed by the invention.

Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung von Energie dadurch aus, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Energie bzw. eine Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wodurch die bereits genannten Vorteile nutzbar gemacht werden können.Accordingly, a method according to the invention for generating energy is characterized in that a device according to the invention for generating energy or an embodiment of the invention is used, whereby the advantages already mentioned can be utilized.

Zudem zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung von Energie dadurch aus, dass folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:

1. Beschleunigung eines granularen Mediums, insbesondere von Sand,
2. Übertragung der kinetischen Energie des beschleunigten Mediums auf eine Turbine,
3. Umwandlung der mittels der Turbine erzeugten Energie in elektrische Energie.

In addition, a method according to the invention for generating energy is characterized in that the following method steps are carried out:

1. acceleration of a granular medium, in particular of sand,
2. transfer of the kinetic energy of the accelerated medium to a turbine,
3. Conversion of the energy generated by the turbine into electrical energy.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend in den Zeichnungen dargestellt und werden unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated below in the drawings and will be explained in more detail, stating further details and advantages.

Im Einzelnen zeigen:In detail show:

1 eine schematische Darstellung eines Sandkraftwerks mit Trichter gemäß der Erfindung, 1 a schematic representation of a sand power plant with funnel according to the invention,

2 eine schematische Darstellung eines Sandkraftwerks mit Bühne gemäß der Erfindung, 2 a schematic representation of a sand power plant with stage according to the invention,

3 und 4 jeweils eine schematische Darstellung eines Sandkraftwerke in Form einer Sanduhr gemäß der Erfindung, sowie 3 and 4 in each case a schematic representation of a sand power plant in the form of an hourglass according to the invention, as well

5 eine schematische Darstellung eines Sandkraftwerks mit Transportvorrichtung gemäß der Erfindung. 5 a schematic representation of a sand power plant with transport device according to the invention.

1 zeigt ein Sandkraftwerk 1 mit einem Trichter 2, der zur Aufnahme von Sand 3 als granularem Medium ausgebildet ist. Der Hals des Trichters 4 ist vom Aufnahmebereich des Trichters über einen Schieber 5 abgetrennt. Wird der Schieber 5 geöffnet (Öffnungs- und Schließbewegungen des Schiebers sind durch einen Doppelpfeil 6 gekennzeichnet, so fällt granulares Medium 3 nach unten entsprechend dem Pfeil 7. Dort treibt es eine Turbine 8 an. Anschließend fällt das granulare Medium 3 in eine Auffangvorrichtung 9. 1 shows a sand power plant 1 with a funnel 2 which is responsible for absorbing sand 3 is designed as a granular medium. The neck of the funnel 4 is from the receiving area of the funnel via a slider 5 separated. Will the slider 5 open (opening and closing movements of the slider are indicated by a double arrow 6 characterized, so falls granular medium 3 down according to the arrow 7 , There it drives a turbine 8th at. Subsequently, the granular medium falls 3 in a collecting device 9 ,

Solange der Schieber 5 geschlossen ist, verbleibt der Sand 3 im oberen Aufnahmebereich des Trichters 2. Erst dann, wenn der Schieber 6 geöffnet wird, fällt das granulare Medium 3 herab (Richtung 7).As long as the slider 5 is closed, the sand remains 3 in the upper receiving area of the funnel 2 , Only then, when the slider 6 is opened, falls the granular medium 3 down (direction 7 ).

2 zeigt ein ähnliches Sandkraftwerk 11, bei dem jedoch anstelle eines Trichters eine Bühne 12 vorgesehen ist, auf der der Sand 3 bevorratet wird. Statt einer Sperrvorrichtung in Form einer Luke oder eines Öffnungsschiebers (vgl. 1, Bezugszeichen 5) ist in vorliegendem Fall eine Schubvorrichtung 15 vorgesehen. Diese Schubvorrichtung 15 schiebt den Sand 3 aktiv über den Bühnenrand der Bühne 12 hinaus, sodass der Sand dann nach und nach herunter fällt. Denkbar sind grundsätzlich sowohl eine aktiv betriebene Beschleunigung des granularen Mediums als auch eine (passive) Möglichkeit, den Sand einfach fallen zu lassen und somit durch die Schwerkraft zu beschleunigen. Der Sand kann, wie in 2 (im Unterschied zu 1) gezeigt, verschoben werden, um dann schließlich hinunterzufallen. 2 shows a similar sand power plant 11 in which, instead of a funnel, a stage 12 is provided on the sand 3 is stored. Instead of a locking device in the form of a hatch or an opening slide (see. 1 , Reference number 5 ) is in the present case a pusher 15 intended. This pusher 15 push the sand 3 active over the stage edge of the stage 12 out, so that the sand then gradually falls down. Both an actively driven acceleration of the granular medium and a (passive) possibility of simply dropping the sand and thus accelerating it by gravity are conceivable. The sand can, as in 2 (in contrast to 1 ), then finally fall off.

Der Sand 3 fällt in Richtung 17 von der Bühne 12 und treibt einen Propeller 18 an. Der Propeller 18 ist wiederum mit einem Generator verbunden, der somit Strom erzeugt. Der Sand 3 fällt weiter herunter und sammelt sich in einer Auffangvorrichtung 19 an. Der Generator G zur Stromerzeugung ist schematisch in den 1 und 2 dargestellt.The sand 3 falls in the direction 17 from the stage 12 and drives a propeller 18 at. The propeller 18 is in turn connected to a generator, which thus generates electricity. The sand 3 falls further down and collects in a catcher 19 at. The generator G for power generation is schematically in the 1 and 2 shown.

Die 3 und 4 zeigen jeweils die gleiche Variante einer Vorrichtung zur Erzeugung von Energie mittels Sand. 3 zeigt eine entsprechende Vorrichtung 21, bei der über einen Rahmen R ein Behälter 22 und ein Behälter 29 in dem Rahmen festgehalten werden. Die Behälter 22 und 29, die jeweils als Aufnahmevorrichtung bzw. Auffangvorrichtung dienen, sind grundsätzlich gleich ausgebildet. Der herunterfallende Sand 3 treibt eine Turbine 28 an, die dann wiederum mit einem Generator verbunden ist (nicht dargestellt), sodass dieser Strom erzeugen kann.The 3 and 4 each show the same variant of a device for generating energy by means of sand. 3 shows a corresponding device 21 in which over a frame R a container 22 and a container 29 be recorded in the framework. The containers 22 and 29 , which each serve as a receiving device or collecting device, are basically the same design. The falling sand 3 drives a turbine 28 which in turn is connected to a generator (not shown) so that it can generate power.

Der Rahmen R, an dem die Behälter 22 und 29 befestigt sind, ist über eine Drehachse A verschwenkbar. Die Drehachse A wiederum ist über eine Halterung B gelagert. Bei der Drehung um die Drehachse A wird dann der Behälter 29, sobald der gesamte Sand 3 darin aufgenommen ist, auf den Kopf gestellt, sodass der Sand 3 aus dem Behälter 29 austreten kann und die Turbine 28 antreibt. Denkbar ist eine Ausführungsvariante, bei der der Propeller 28 so angeordnet ist, dass dieser bei der Drehung des Rahmens R nicht berührt werden muss. Denkbar ist auch, dass bei Drehung des Rahmens R um die Achse A der Propeller bzw. die Turbine relativ zum Rahmen verschoben wird, sodass keine Kollision stattfindet. Denkbar ist auch, dass die Behälter 22 und 29 miteinander verbunden sind und ein Propeller 28 darin integriert ist, einschließlich Generator, sodass der Propeller mitverdreht werden kann und die gewonnene Energie lediglich nach außen abgegeben wird (zum Beispiel über entsprechende Kabelführungen in der Drehvorrichtung). 4 zeigt eine analoge Vorrichtung, bei der jeweils auf dem Behälter 22 ein Trichter T und auf den Behälter 29 ein Trichter T' aufgesteckt wird. Der Trichter T dient dazu, die Öffnung des Behälters 22, durch die der Sand 3 nach unten fällt, zu verkleinern, während der Trichter T' auf Behälter 29 dazu dient, die Öffnung zu vergrößern und zuverlässiger den Sand 3 auffangen zu können, nachdem er die Turbine 28 passiert hat.The frame R to which the containers 22 and 29 are fixed, is pivotable about a rotation axis A. The axis of rotation A in turn is mounted on a bracket B. Upon rotation about the axis of rotation A then the container 29 as soon as the entire sand 3 taken upside down, so that the sand 3 from the container 29 can escape and the turbine 28 drives. Conceivable is a variant in which the propeller 28 is arranged so that it does not have to be touched during the rotation of the frame R. It is also conceivable that upon rotation of the frame R about the axis A of the propeller or the turbine is displaced relative to the frame, so that no collision takes place. It is also conceivable that the containers 22 and 29 connected to each other and a propeller 28 is integrated, including generator, so that the propeller can be mitverdreht and the energy gained is discharged only to the outside (for example, via corresponding cable guides in the rotating device). 4 shows an analogous device, in each case on the container 22 a funnel T and onto the container 29 a funnel T 'is plugged. The funnel T serves to open the container 22 through which the sand 3 falls down, zoom out, while the funnel T 'on container 29 serves to enlarge the opening and more reliable the sand 3 after being able to catch the turbine 28 happened.

5 zeigt ein Sandkraftwerk 31 mit einem Trichter 32, in dem Sand 3 bevorratet ist sowie mit einem Schieber 35 zum Öffnen und Schließen der Öffnung des Trichters 32 mit einer Turbine 38, auf die der Sand 3 herab fällt und welche durch den Sand 3 somit angetrieben wird. Des Weiteren ist ein Behälter 39 vorgesehen, welcher den herabfallenden Sand 3 bevorratet. Im unteren Bereich des Behälters ist eine Luke 40 angeordnet, durch welche der Sand in Richtung 41 herabfallen kann, sobald die Luke 40 geöffnet ist. Die gesamte Transportvorrichtung, die den Sand schließlich vom Auffangbehälter 39 wieder in den Trichter 32 zurückführt, umfasst ein erstes Transportband 42, welches den Sand zu einer Hebebühne 43 befördert, wo der Sand in einen Korb 44 fällt. Der Korb 44 kann gemäß dem Doppelpfeil 45 nach oben oder nach unten bewegt werden, wobei der Korb 44 im oberen Bereich ausgekippt wird, sodass der Sand 3 auf ein Förderband 46 fällt. Das Förderband befördert den Sand schließlich in den Trichter 32. 5 shows a sand power plant 31 with a funnel 32 in the sand 3 stocked as well as with a slider 35 for opening and closing the opening of the funnel 32 with a turbine 38 on which the sand 3 falls down and which through the sand 3 thus being driven. Furthermore, a container 39 provided, which the falling sand 3 stored. In the lower part of the tank is a hatch 40 arranged, through which the sand in the direction 41 fall down as soon as the hatch 40 is open. The entire transport device, the sand finally from the collection container 39 back in the funnel 32 includes a first conveyor belt 42 , which turns the sand into a lift 43 transported where the sand in a basket 44 falls. The basket 44 can according to the double arrow 45 be moved up or down, with the basket 44 dumped in the upper area, so the sand 3 on a conveyor belt 46 falls. The conveyor finally transports the sand into the funnel 32 ,

Die Transportvorrichtung 42, 43 und 46 wird durch regenerative Energien betrieben, nämlich durch eine Solaranlage S oder eine Windkraftanlage W. In der schematischen Darstellung sind die jeweiligen Anlagen über eine Leitung 47 mit der Transportvorrichtung 42, 43, 46 verbunden. Bei Nacht, wenn zwar elektrische Energie benötigt wird, jedoch keine Sonneneinstrahlung zur Verfügung steht, kann das (eigentliche) Sandkraftwerk 31 betrieben werden. Bei Tag wiederum, wenn ausreichend Sonneneinstrahlung vorhanden ist, kann mittels der Solaranlage S die Transportvorrichtung betrieben werden, sodass der Sand in den Trichter 32 wieder gefüllt und bevorratet wird. Er steht in der Nacht wieder zur Energieversorgung zur Verfügung. Im Trichter 32 besitzt der Sand 3 eine höhere potentielle Energie als im Behälter 39. Die kinetische Energie, die er durch das Herabfallen nach Passieren des Schiebers 35 während seines Falls aufnimmt, ermöglicht das Antreiben der Turbine 38.The transport device 42 . 43 and 46 is operated by renewable energy, namely by a solar system S or a wind turbine W. In the schematic representation of the respective systems are via a line 47 with the transport device 42 . 43 . 46 connected. At night, when electrical energy is needed, but no sunshine is available, the (actual) sand power plant 31 operate. By day, in turn, when there is sufficient solar radiation, the transport device can be operated by means of the solar system S, so that the sand in the funnel 32 refilled and stored. He is available again at night for energy supply. In the funnel 32 owns the sand 3 a higher potential energy than in the container 39 , The kinetic energy that it releases by falling after passing the slider 35 during its fall allows driving the turbine 38 ,

Denkbar sind neben Sand auch alle andere granularen Medien, beispielsweise auch Schüttgut, Pulver, Kolloide oder auch Kugeln.In addition to sand, all other granular media are also conceivable, for example bulk materials, powders, colloids or even spheres.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: SandkraftwerkSand plant
22: Trichterfunnel
33: Sandsand
44: Trichterhalsfunnel neck
55: Sperrvorrichtunglocking device
66: Doppelpfeil (Richtung)Double arrow (direction)
77: Fallrichtungfalling direction
88th: Turbineturbine
99: Auffangbehälterreceptacle
1111: SandkraftwerkSand plant
1212: Bühnestage
1717: Fallrichtungfalling direction
1818: Propellerpropeller
1919: Auffangbehälterreceptacle
2121: SandkraftwerkSand plant
2222: Behältercontainer
2828: Propellerpropeller
2929: Behältercontainer
3131: SandkraftwerkSand plant
3232: Trichterfunnel
3535: Sperrvorrichtunglocking device
3838: Propellerpropeller
3939: Auffangbehälterreceptacle
4040: Klappeflap
4141: Fallrichtungfalling direction
4242: Transportbandconveyor belt
4343: Hebevorrichtunghoist
4444: Korbbasket
4545: RichtungsdoppelpfeilDirection double arrow
4646: Förderbandconveyor belt
4747: Versorgungsleitungsupply line
AA: Drehachseaxis of rotation
BB: Gestellframe
GG: Generatorgenerator
RR: Rahmenframe
TT: Trichterfunnel
T'T ': Trichterfunnel
SS: Solaranlagesolar system
WW: WindkraftanlageWind turbine

Claims

Device for generating energy ( 1 . 11 . 21 . 31 ), which a receiving device ( 2 . 12 . 22 . 29 . 32 ) for storing a medium ( 3 ) for transmitting a force and for converting potential energy into kinetic energy, wherein the medium is formed as a granular medium, as well as with a turbine ( 8th . 18 . 28 . 38 ) drivable via the moving medium, and wherein the turbine is coupled to a conversion device (G) for converting kinetic energy into electrical energy.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the granular medium ( 3 ) is a sand.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device as a funnel ( 2 . 32 ) is trained.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a locking device ( 5 . 35 ) is provided for opening and closing the receiving device, in particular a hatch or a slide.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a collecting device ( 9 . 19 . 22 . 29 . 39 ) is present for collecting the medium after passing through the turbine.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device ( 22 . 29 ) and the collecting device ( 22 . 29 ) are mounted pivotably about a common axis of rotation (A) and the receiving device is also designed as a collecting device and, conversely, the collecting device is also designed as a receiving device, so that by rotating each in the other function is used.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a transport device ( 42 . 43 . 46 ) for transporting the granular medium ( 3 ) to the receiving device ( 32 ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transport device has a power supply (S, W), which is designed as an energy generating device for generating energy from renewable energy sources, in particular as a solar system and / or wind turbine.