DE202013008030U1 - New energy storage system - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J15/00—Systems for storing electric energy

Abstract

Neues Energie-Speichersystem, das nach folgendem Prinzip arbeitet (siehe auch Skizze 1): Ein Computer (oder eine elektronische Schaltung), der Teil einer Steuer- und Regeleinheit ist, erhält vom Stromerzeuger oder mit Hilfe eigener Messeinrichtungen ein Signal „Stromüberschuss”. Daraufhin überprüft er die am Stromnetz angeschlossenen Stromverbraucher (z. B. Haushalte, Fabriken), ob Speicherkapazität in den dort installierten dezentralen Wärmespeichern vorhanden ist. In allen Wärmespeichern, in denen noch Speicherkapazität frei ist, wird dann die in jedem Wärmespeicher eingebaute elektrische Heizung, bestehend aus Heizwiderständen, durch ein vom Computer gesendetes Signal automatisch eingeschaltet. Die elektrische Heizung bleibt solange eingeschaltet, bis die definierte maximale Temperatur des jeweiligen Speichermediums im Speicher erreicht ist, oder bis die Stromerzeuger keinen überschüssigen Strom mehr erzeugen. Die gespeicherte Wärmeenergie kann über Wärmetauscher für Heizzwecke verwendet werden. Zum Teil kann die Wärmeenergie wieder in elektrische Energie zurückverwandelt werden, entweder durch den Einsatz einer Wärmekraftmaschine in Verbindung mit einem Generator, oder durch die Anwendung von Peltier-Elementen. Die hierbei entstehenden Wärmeverluste können wieder in den Heizkreis gespeist werden und dort den Wirkungsgrad der Anlage erhöhen.New energy storage system that operates according to the following principle (see also sketch 1): A computer (or an electronic circuit), which is part of a control unit, receives a signal "surplus power" from the power generator or with the help of its own measuring equipment. He then checks the electricity consumers connected to the power grid (eg households, factories) to determine whether storage capacity is available in the decentralized heat storage units installed there. In all heat accumulators, in which still storage capacity is free, then the built-in each heat storage electric heater, consisting of heating resistors, automatically turned on by a signal sent by the computer. The electric heater remains switched on until the defined maximum temperature of the respective storage medium is reached in the memory, or until the power generator no longer produce excess power. The stored heat energy can be used via heat exchangers for heating purposes. In part, the heat energy can be converted back into electrical energy, either through the use of a heat engine in conjunction with a generator, or through the use of Peltier elements. The resulting heat losses can be fed back into the heating circuit and there increase the efficiency of the system.

Description

Fehlende Speichermöglichkeiten für Strom sind eines der Kernprobleme der Energiewende. Mit dem schnellen Ausbau der Wind- und Sonnenstrom-Kapazitäten wird schon heute bei Maximalbedingungen mehr Wind- und Sonnenstrom erzeugt, als verbraucht wird. Dieser überschüssige Strom wird heute oft zu unwirtschaftlichen Bedingungen verkauft, oder es müssen sogar Stromerzeuger zeitweise abgeschaltet werden.Lack of storage options for electricity are one of the core problems of the energy transition. With the rapid expansion of wind and solar power capacities, even at maximum conditions, more wind and solar power is generated today than is consumed. This surplus electricity is often sold today at uneconomic conditions or even power generators have to be temporarily shut down.

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in the protection claim 1.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass der überschüssige Strom wirtschaftlich eingesetzt werden kann, indem man mit ihm über das vorhandene Stromnetz viele dezentrale Wärmespeicher aufheizt. Die gespeicherte Wärmeenergie kann für verschiedene Zwecke genutzt werden: Der beste Wirkungsgrad wird erreicht, wenn man die gespeicherte Wärme für Heizzwecke verwendet, z. B. zum Heizen der Wohnung oder zum Erwärmen von Brauchwasser. Es ist aber auch eine Rückwandlung in Strom möglich, entweder durch den Einsatz einer Wärmekraftmaschine in Verbindung mit einem Generator, oder durch die Anwendung von Peltier-Elementen.With the invention it is achieved that the excess power can be used economically by heating with him over the existing power grid many decentralized heat storage. The stored heat energy can be used for different purposes: The best efficiency is achieved when using the stored heat for heating purposes, eg. B. for heating the apartment or for heating domestic water. But it is also possible to convert it into electricity, either by using a heat engine in conjunction with a generator, or by the use of Peltier elements.

Im Prinzip arbeitet das System wie folgt (siehe auch Skizze 1): Ein Computer (oder eine elektronische Schaltung) erhält vom Stromerzeuger oder mit Hilfe eigener Messeinrichtungen ein Signal „Stromüberschuss”. Daraufhin überprüft er die am Stromnetz angeschlossenen Stromverbraucher (z. B. Haushalte, Fabriken), ob Speicherkapazität in den dort installierten dezentralen Wärmespeichern vorhanden ist. In allen Wärmespeichern, in denen noch Speicherkapazität frei ist, wird dann die in jedem Wärmespeicher eingebaute elektrische Heizung, bestehend aus Heizwiderständen, durch ein vom Computer gesendetes Signal automatisch eingeschaltet. Die elektrische Heizung bleibt solange eingeschaltet, bis die definierte maximale Temperatur des jeweiligen Speichermediums im Speicher erreicht ist, oder bis die Stromerzeuger keinen überschüssigen Strom mehr erzeugen. Die gespeicherte Wärmeenergie kann über Wärmetauscher für Heizzwecke verwendet werden. Zum Teil kann die Wärmeenergie wieder in elektrische Energie zurückverwandelt werden, entweder durch den Einsatz einer Wärmekraftmaschine in Verbindung mit einem Generator, oder durch die Anwendung von Peltier-Elementen. Die hierbei entstehenden Wärmeverluste können wieder in den Heizkreis gespeist werden und dort den Wirkungsgrad der Anlage erhöhen.In principle, the system operates as follows (see also sketch 1): A computer (or an electronic circuit) receives from the power generator or with the help of its own measuring equipment a signal "surplus power". He then checks the electricity consumers connected to the power grid (eg households, factories) to determine whether storage capacity is available in the decentralized heat storage units installed there. In all heat accumulators, in which still storage capacity is free, then the built-in each heat storage electric heater, consisting of heating resistors, automatically turned on by a signal sent by the computer. The electric heater remains switched on until the defined maximum temperature of the respective storage medium is reached in the memory, or until the power generator no longer produce excess power. The stored heat energy can be used via heat exchangers for heating purposes. In part, the heat energy can be converted back into electrical energy, either through the use of a heat engine in conjunction with a generator, or through the use of Peltier elements. The resulting heat losses can be fed back into the heating circuit and there increase the efficiency of the system.

Claims (7)

Neues Energie-Speichersystem, das nach folgendem Prinzip arbeitet (siehe auch Skizze 1): Ein Computer (oder eine elektronische Schaltung), der Teil einer Steuer- und Regeleinheit ist, erhält vom Stromerzeuger oder mit Hilfe eigener Messeinrichtungen ein Signal „Stromüberschuss”. Daraufhin überprüft er die am Stromnetz angeschlossenen Stromverbraucher (z. B. Haushalte, Fabriken), ob Speicherkapazität in den dort installierten dezentralen Wärmespeichern vorhanden ist. In allen Wärmespeichern, in denen noch Speicherkapazität frei ist, wird dann die in jedem Wärmespeicher eingebaute elektrische Heizung, bestehend aus Heizwiderständen, durch ein vom Computer gesendetes Signal automatisch eingeschaltet. Die elektrische Heizung bleibt solange eingeschaltet, bis die definierte maximale Temperatur des jeweiligen Speichermediums im Speicher erreicht ist, oder bis die Stromerzeuger keinen überschüssigen Strom mehr erzeugen. Die gespeicherte Wärmeenergie kann über Wärmetauscher für Heizzwecke verwendet werden. Zum Teil kann die Wärmeenergie wieder in elektrische Energie zurückverwandelt werden, entweder durch den Einsatz einer Wärmekraftmaschine in Verbindung mit einem Generator, oder durch die Anwendung von Peltier-Elementen. Die hierbei entstehenden Wärmeverluste können wieder in den Heizkreis gespeist werden und dort den Wirkungsgrad der Anlage erhöhen.New energy storage system that operates according to the following principle (see also sketch 1): A computer (or an electronic circuit), which is part of a control unit, receives a signal "surplus power" from the power generator or with the help of its own measuring equipment. He then checks the electricity consumers connected to the power grid (eg households, factories) to determine whether storage capacity is available in the decentralized heat storage units installed there. In all heat accumulators, in which still storage capacity is free, then the built-in each heat storage electric heater, consisting of heating resistors, automatically turned on by a signal sent by the computer. The electric heater remains switched on until the defined maximum temperature of the respective storage medium is reached in the memory, or until the power generator no longer produce excess power. The stored heat energy can be used via heat exchangers for heating purposes. In part, the heat energy can be converted back into electrical energy, either through the use of a heat engine in conjunction with a generator, or through the use of Peltier elements. The resulting heat losses can be fed back into the heating circuit and there increase the efficiency of the system. Neues Energie-Speichersystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (oder die elektronische Schaltung) mit einer Und-Logik ausgerüstet ist, mit der die Eingangssignale „Stromüberschuss” (die von einzelnen oder vielen Stromerzeugern kommen können), und „Wärmespeicherkapazität vorhanden” (Signale kommen von den jeweiligen dezentralen Speichern über Temperatur-Sensoren) zu einem entsprechenden Ausgangssignal „Heizung für Wärmespeicher ein” erzeugt wird.A new energy storage system according to claim 1, characterized in that the computer (or the electronic circuit) is equipped with an AND logic, with which the input signals "excess current" (which can come from individual or many generators), and "heat storage capacity available" (Signals come from the respective decentralized storage via temperature sensors) to a corresponding output signal "heater for heat storage on" is generated. Neues Energie-Speichersystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass für die Wärmespeicher als Speichermedium unterschiedliche Stoffe verwendet werden können, wie z. B. Wasser, Beton, Öl, Metallhydrid oder Zeolith.New energy storage system according to claim 1, characterized in that for the heat storage as a storage medium different substances can be used, such. As water, concrete, oil, metal hydride or zeolite. Neues Energie-Speichersystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das die digitalen Signale zwischen dem Computer in der Steuer- und Regeleinheit und der jeweiligen Wärmespeicher-Einheit über das elektrische Netz oder über Internet gesendet werden können.New energy storage system according to one of the preceding claims, characterized in that the digital signals between the computer in the control unit and the respective heat storage unit can be sent via the electrical network or via the Internet. Neues Energie-Speichersystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass für die Stromversorgung der dezentralen Wärmespeicher das vorhandene elektrische Netz zwischen Erzeuger und Verbraucher verwendet wird und keine Ausweitung des Netzes erforderlich ist.New energy storage system according to one of the preceding claims, characterized in that for the power supply of the decentralized heat storage, the existing electrical network between producer and consumer and no extension of the network is required. Neues Energie-Speichersystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherte Wärmeenergie über Wärmetauscher zum Heizen und/oder zum Erzeugen von Strom verwendet werden kann.New energy storage system according to one of the preceding claims, characterized in that the stored heat energy can be used via heat exchangers for heating and / or for generating electricity. Neues Energie-Speichersystem nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zur Stromerzeugung die gespeicherte Wärmenergie entweder durch den Einsatz einer Wärmekraftmaschine in Verbindung mit einem Generator, oder durch die Anwendung von Peltier-Elementen in elektrischen Strom umgewandelt wird. Als Wärmekraftmaschinen kommen entweder Dampfmaschinen, Dampfturbinen, oder Stirlingmotore infrage.New energy storage system according to one of the preceding claims, characterized in that is converted to generate electricity, the stored heat energy either by the use of a heat engine in conjunction with a generator, or by the application of Peltier elements in electricity. As heat engines are either steam engines, steam turbines, or Stirling engines in question.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3499674A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-19 i-select SA Technique for decentralised storage of energy
DE102020128329A1 (en) 2020-10-28 2022-04-28 Vaillant Gmbh Method and device for stabilizing a power supply network and/or for storing its power by means of electrical heating systems

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3499674A1 (en) * 2017-12-13 2019-06-19 i-select SA Technique for decentralised storage of energy
DE102020128329A1 (en) 2020-10-28 2022-04-28 Vaillant Gmbh Method and device for stabilizing a power supply network and/or for storing its power by means of electrical heating systems

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