DE202015007059U1

DE202015007059U1 - Anlage zur Speicherung von Energie

Info

Publication number: DE202015007059U1
Application number: DE202015007059.0U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2025-10-10

Abstract

Anlage zur Speicherung von Energie, bestehend aus einem aus einem Stromnetz betriebenen Verdichter, einem daran über eine Luft-Zufuhrleitung mit einem Ventil angeschlossenen Luftspeicher sowie aus einer von dem Speicher zu einer Turbine mit einem nachgeordneten und an das Stromnetz angeschlossenen Generator führenden Luft-Abführleitung, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspeicher aus einem langgestreckten und senkrecht in das Erdreich eingelassenen Stahlbehälter (1) mit kreisförmigem oder annähernd kreisförmigem Querschnitt gebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Speicherung von Energie, bestehend aus einem aus einem Stromnetz betriebenen Verdichter, einem daran über eine Luft-Zufuhrleitung mit einem Ventil angeschlossenen Luftspeicher sowie aus einer von dem Luftspeicher zu einer Turbine mit einem nachgeordneten und an das Stromnetz angeschlossenen Generator führenden Luft-Abführleitung.
Um in Niedriglastzeiten überschüssigen Strom ausnutzen zu können, der dann in Spitzenlastzeiten zumindest weitgehend wieder zu Verfügung steht, ist aus der deutschen Patentschrift 27 01 900 eine Druckluftspeicheranlage bekannt, die aus mindestens einem aus einem Stromnetz betriebenen Verdichter besteht, der über eine absperrbare Leitung an einen Luftspeicher angeschlossen ist. Der Luftspeicher ist hier aus einer beispielsweise in einen Fels eingehauenen Kaverne gebildet, der ein besonders ausgebildeter Wärmespeicher vorgeordnet ist. Dieser Wärmespeicher entzieht dem einströmenden Luftstrom die darin enthaltene Wärme und gibt sie dann, wenn in Spitzenlastzeiten die Luft aus der Kaverne entnommen wird, wieder an dieselbe ab. Die aus der Kaverne entnommene Luft wird dann über eine Leitung einer Turbine zugeführt, die einen Generator betreibt. Der im Generator erzeugte Strom wird dann wieder dem Stromnetz zugeführt. Dadurch können Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie kleiner ausgebildet und kostengünstiger betrieben werden. Diese vorbekannte Anlage ist jedoch in ihrer Herstellung verhältnismäßig aufwendig und kann nicht mit besonders hohen Drücken der Luft betrieben werden.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorbekannte Anlage zur Speicherung von Energie so auszugestalten, dass sich der Aufwand zu ihrer Herstellung verringert und gleichzeitig ein Betrieb mit verhältnismäßig hohen Drücken der zu speicherten Luft möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, dass der Speicher aus einem langgestreckten und senkrecht in das Erdreich eingelassenen Stahlbehälter mit kreisförmigem oder annähernd kreisförmigem Querschnitt gebildet ist.
Diese Ausgestaltung des Speichers und dessen Einsetzung in das Erdreich ist verhältnismäßig preiswert; zusätzlich ist es möglich, die Anlage mit höheren Drücken zu betreiben.
Weiter Merkmale einer Anlage gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 offenbart.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung weitgehend schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In dieser Zeichnung zunächst ein Stahlbehälter 1 zu erkennen, der beispielsweise ein Länge von bis zu 100 m und einen Durchmesser bis zu 4 m aufweisen kann. Diese Maße ermöglichen es, den Stahlbehälter 1 noch mittels eines Lastkraftfahrzeuges auf den Straßen von Herstellungsort zur Einbaustelle zu transportieren. Der Stahlbehälter 1 ist an seinem unteren Ende abgerundet und geht an seinem oberen Ende in einen spitz, ähnlich wie bei einer Flasche, zulaufenden Querschnitt über. Die Dicke der Wandung des Stahlbehälters ist in Abhängigkeit von dessen Größe ausgebildet und beträgt mindestens 5 mm. An der Einbaustelle wird zunächst eine senkrechte Bohrung 2 erzeugt, deren Durchmesser um ein vorgegebenes Maß größer als der Durchmesser des Stahlbehälters 1 ist. Gleiches gilt auch für die Tiefe der Bohrung 2.
In diese Bohrung 2 wird vorteilhaft zunächst eine gewisse Menge Beton eingefüllt, so dass der Stahlbehälter 1 einen Abstand vom Boden 1a aufweist der Bohrung 1 aufweist. Sodann wird der Stahlbehälter 1 in die Bohrung 2 abgesenkt, bis er auf den zuvor eingefüllten Beton zum Stehen kommt. Sobald der Stahlbehälter 1 in einer weitgehend senkrechten Lage ausgerichtet ist, wird in den freien, ringförmigen Raum zwischen dem Stahlbehälter 1 und der Wandung der Bohrung 2 so lange Beton eingefüllt, bis dieser Ringraum vollständig ausgefüllt und eine aus Beton entstandene Zwischenschicht 3 vorhanden ist. Dadurch entsteht eine stabile Lage des Stahlbehälters 1 in der Bohrung 2. Es ist jedoch auch möglich, diese Zwischenschicht 3 aus Sand zu bilden, der jedoch beim Einfüllen stufen- bzw. abschnittsweise verdichtet werden sollte.
An seinem oberen Ende, welches sich vorteilhaft unterhalb der Oberfläche des Erdreiches befindet, ist der Stahlbehälter 1 durch eine Platte 4 verschlossen, durch die eine Leitung 5 in das Innere des Stahlbehälters 1 mündet. Diese Leitung 5 dient in diesem Ausführungsbeispiel sowohl als Zuführleitung als auch als Abführleitung für Druckluft. Diese Druckluft wird in einem Verdichter 6 erzeugt, der aus dem Stromnetz während einer Niedriglastzeit des Stromnetzes, beispielsweise nachts, gespeist und damit angetrieben wird. Von diesem Verdichter 6 wird die komprimierte Luft über eine Leitung 7 mit einem geöffneten Ventil 8 und die Leitung 5 in den Stahlbehälter 1 gefördert. Der dabei erzeugte Druck kann bis zu 100 bar betragen. Ein ebenfalls in der Leitung 7 befindliches Ventil 9 in dieser Zeit geschlossen.
Sobald der Stahlbehälter 1 bei dem angestrebten Druck mit Luft gefüllt ist, wird der Verdichter 6 abgeschaltet und das Ventil 8 geschlossen. Sollte beispielsweise die Niedriglastzeit des Stromnetzes dazu nicht ganz ausreichen, kann der Verdichter 6 auch schon vorher abgeschaltet und das Ventil 8 geschlossen werden.
Bei einer späteren Spitzenlastzeit des Stromnetzes, beispielsweise um die Vormittags- und/oder Mittagszeit, kann, je nach Bedarf, das Ventil 9 mehr oder weniger geöffnet werden. Dadurch kann verdichtete Luft aus dem Stahlbehälter 1 über die Leitung 5 und die Leitung 7 mit geöffnetem Ventil 9 zu einer Turbine 10 gelangen und dieselbe antreiben. Diese Turbine 9 ist mit einem Generator 11 gekoppelt, der den dabei erzeugten Strom an das Stromnetz abgibt.
Das An- und Abschalten des Verdichters 1 und der Turbine 10 sowie das Öffnen und Schließen der Ventile 8 und 9 kann automatisch in Abhängigkeit vom Stromverbrauch bzw. Strombedarf gesteuert werden.
Durch die vorliegende Erfindung ist es also ohne allzu großen Aufwand möglich, in sogenannten Niedriglastzeiten Strom aus dem Stromnetz zu entnehmen, als Energie zu speichern und in Spitzenlastzeiten und später durch die gespeicherte in Spitzenlastzeiten wieder Strom zu erzeugen und in das Stromnetz einzuleiten.
In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es möglich, an den Stahlbehälter 1 getrennte Zuführ- und Abführleitungen anzuschließen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2701900 [0002]

Claims

Anlage zur Speicherung von Energie, bestehend aus einem aus einem Stromnetz betriebenen Verdichter, einem daran über eine Luft-Zufuhrleitung mit einem Ventil angeschlossenen Luftspeicher sowie aus einer von dem Speicher zu einer Turbine mit einem nachgeordneten und an das Stromnetz angeschlossenen Generator führenden Luft-Abführleitung, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspeicher aus einem langgestreckten und senkrecht in das Erdreich eingelassenen Stahlbehälter (1) mit kreisförmigem oder annähernd kreisförmigem Querschnitt gebildet ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlbehälter (1) gegenüber dem Erdreich von einer Zwischenschicht (3) umschlossen ist.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) aus Beton gebildet ist.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) aus Sand und/oder Kies gebildet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Stahlbehälter (1) in seinem oberen, die Luft-Zuführleitung und die Luft-Abführleitung aufnehmenden Bereich spitz zulaufend ausgebildet ist.