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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung und Rückgewinnung von Energie.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der
DE 92 10 161 U1 ein Sandstrahlgenerator bekannt, bei dem Sand auf einer bestimmten Höhe gelagert wird, der somit eine potentielle Energie aufweist. Die Energie wird somit als potentielle Energie gespeichert. Beim Herunterrieseln des Sandes wird die Energie zunächst in eine kinetische Energie umgewandelt. Der herunterrieselnde Sand treibt ein Schaufelrad an.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Alternative zu den bislang bekannten Vorrichtungen zur Speicherung und Rückgewinnung von Energie bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Dementsprechend umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Speicherung und Rückgewinnung von Energie einen Auftriebskörper und eine längenverstellbare Befestigungsvorrichtung. Auf einer Seite der Befestigungsvorrichtung ist der Auftriebskörper mit dieser verbunden, während auf der anderen Seite die Befestigungsvorrichtung mit dem Boden eines Behälters verbunden werden kann. Der Auftriebskörper soll in ein fluides Medium mit einer höheren Dichte eingetaucht werden, als der Auftriebskörper sie aufweist. Ein Fluid ist ein gasförmiger oder flüssiger Stoff. Die Verbindung kann durch eine Befestigung erreicht werden. Es ist aber auch denkbar, dass keine Befestigung erfolgt, sondern die Befestigungsvorrichtung lediglich aufgrund ihrer Dichte am Boden bleibt, gegebenenfalls beschwert ist, sodass sie am Boden bleibt bzw. haftet. Zweckmäßig ist eine Befestigung am Boden des Behälters in der Regel, um eine sichere Lagerung, gerade auch bei groß gewählter Dimensionierung des Auftriebskörpers und bei einer hohen Auftriebskraft zu gewährleisten. Das fluide Medium besitzt dabei eine höhere Dichte als der Auftriebskörper, sodass auf den eingetauchten Auftriebskörper eine Auftriebskraft wirkt, welche diesen entgegen der Schwerkraft aus dem fluiden Medium (z. B. an die Oberfläche des fluiden Mediums) treibt.
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Bei dem Auftriebskörper kann es sich beispielsweise um einen mit Gas, z. B. mit Helium, gefüllten Körper handeln. Denkbar ist aber auch, dass es sich um einen Festkörper aus einem Material mit einer geringeren Dichte handelt, als sie das fluide Medium aufweist. Auch die Verwendung von Verbundmaterialien ist möglich. Es kann sich auch um einen Auftriebskörper aus einem porösen oder mit Kammern versehenen Material, etwa einen Festkörper mit gasgefüllten Bereichen handeln. Hinsichtlich des Auftriebskörpers sind verschiedene Ausführungsformen denkbar, die sich jedoch alle dadurch auszeichnen, dass ihre Dichte geringer ist, als die des fluiden Mediums, sodass der Auftriebskörper über den Auftrieb im fluiden Medium aufsteigen kann. Die Menge an gespeicherter Energie hängt nicht nur vom Volumen des Auftriebskörpers ab, sondern auch vom Dichteunterschied zwischen der mittleren Dichte des Auftriebskörpers und der des fluiden Mediums. Die Befestigungsvorrichtung umfasst eine Längenverstellvorrichtung zur Einstellung des Abstandes zwischen bodenseitiger Befestigung und dem Auftriebskörper. Betrachtet man zwei Zustände, zum einen wenn der Auftriebskörper in Bodennähe, eingetaucht im Fluid gehalten wird, wodurch Energie gespeichert ist, und zum anderen, wenn der Auftriebskörper gelöst wurde und infolge der Auftriebskraft nach oben gestiegen ist. In der zuletzt genannten Position ist der Abstand also des Auftriebskörpers zur Befestigungsvorrichtung also geringer. Bei einer Ausführungsvariante kann eine Befestigungsvorrichtung zum Beispiel ein Seil oder eine Kette umfassen, die an einer mechanischen Winde bzw. einer Winsch als Längenverstellvorrichtung am Boden befestigt ist.
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Des Weiteren ist ein Generator zur Erzeugung von Energie, insbesondere von elektrischer Energie, an die Befestigungsvorrichtung bzw. die Längenverstellvorrichtung gekoppelt. Wenn der Auftriebskörper durch die Auftriebskraft auftaucht, kann über den Generator elektrische Energie erzeugt werden, weil durch die Kopplung der Längenverstellvorrichtung (z. B. der Winsch) mit dem Generator oder allgemein der Befestigungsvorrichtung (z. B. des Seils) mit dem Generator dieser angetrieben werden kann.
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Zur Speicherung der Energie wird über die Längenverstellvorrichtung der Auftriebskörper in Bodennähe gebracht und über eine Feststellvorrichtung in der gewünschten Position, eingetaucht im fluiden Medium arretiert. Die gespeicherte Energie kann zumindest teilweise wieder frei gesetzt werden, indem die Feststellvorrichtung gelöst wird, der Auftriebskörper durch die Auftriebskraft aufsteigen kann und somit bei seiner Bewegung über die Längenverstell- bzw. Befestigungsvorrichtung den Generator antreibt.
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Durch das Halten des Auftriebskörpers innerhalb des fluiden Mediums entgegen der wirkenden Auftriebskraft wird also Energie gespeichert. Besonders vorteilhaft ist an dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass die Speicherung zeitlich praktisch unbegrenzt erfolgen kann. Im Gegensatz dazu ist eine unbegrenzte Speicherung elektrischer Energie, beispielsweise in einem Akkumulator oder einer Batterie, nicht denkbar. Zudem bietet die Vorrichtung den Vorteil, dass sie in unterschiedlichen Größen je nach Bedarf an Energie dimensioniert werden kann.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Längenverstellvorrichtung mit einer Antriebsvorrichtung verbunden, damit der Abstand zwischen bodenseitiger Befestigung und dem Auftriebskörper mit größerer Zugkraft und gegebenenfalls auch automatisiert verkürzt werden kann. Eine derartige Antriebsvorrichtung ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Auftriebskörper im fluiden Medium (entgegen der wirkenden Auftriebskraft) herabgezogen werden muss. Dies ist wiederum regelmäßig der Fall, wenn das fluide Medium nicht zwingend beim wiederholten Betrieb der Vorrichtung nicht abgelassen wird. Im Fall eines flüssigen Mediums wird der Auftriebskörper über den Auftrieb an die Oberfläche gezogen, treibt dabei den Generator an und muss anschließend zum erneuten Betrieb unter Aufwand von Energie wieder entgegen der Auftriebskraft in der Flüssigkeit heruntergezogen werden. Dieses Herunterziehen wird sodann durch die Antriebsvorrichtung erreicht.
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Alternativ zur Verwendung einer Antriebsvorrichtung kann auch lediglich ein Behälter vorgesehen sein, welcher einen Auslass aufweist, sodass das fluide Medium, etwa die Flüssigkeit, aus dem Behälter abgelassen werden kann. Wurde Energie dadurch erzeugt, dass der Auftriebskörper im fluiden Medium aufsteigen konnte und somit einen Generator angetrieben hat, so muss der Auftriebskörper nicht mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung nach unten gezogen werden, weil durch das Ablassen des fluiden Mediums die Auftriebskraft entfällt und der Auftriebskörper ohnehin infolge der Schwerkraft zum Boden hin beweget wird. Die Längenverstellvorrichtung kann entsprechend eingestellt und die Feststellvorrichtung betätigt werden, damit später, wenn das fluide Medium erneut in den Behälter eingelassen wird, der Auftriebskörper in Bodennähe gehalten wird und Energie gespeichert ist.
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Es ist denkbar, am Boden des Behälters einen verschließbaren Auslass oder ein Ventil vorzusehen. Denkbar ist aber auch, das fluide Medium über eine Pumpe über einen Auslass hinaus zu transportieren. Als Antriebsvorrichtung bietet es sich an, zum Beispiel einen Elektromotor zu verwenden. Der Elektromotor kann wiederum mit der von einem Windrad oder einer Solarzelle erzeugten elektrischen Energie gespeist werden. Die Ausführungsform ohne eigene Antriebsvorrichtung kann sich etwa anbieten, wenn der Behälter bei Gelegenheit mit Regenwasser oder mit Wasser eines fließenden Bachs gefüllt wird und somit keine elektrische Energie zum Antrieb einer Antriebsvorrichtung benötigt wird, weil die Energie, die für den Transport des fluiden Medium (hier: des Wassers) benötigt wird, ohnehin aus der Natur geliefert wird. In diesem Fall muss der Auftriebskörper nicht eigens im bereits vorhandenen fluiden Medium herabgezogen werden.
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Die Wahl der jeweiligen Ausführungsform kann sich danach richten, ob es sich um eine regenreiche Gegend handelt, ob ein Flusslauf zur Verfügung steht oder ob Sonnen- oder Windenergie in ausreichendem Maße vorhanden sind. Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Behälter vorgesehen sein um das fluide Medium aufzunehmen, in dessen Boden die Befestigungsvorrichtung wiederum befestigbar ist. Denkbar ist aber grundsätzlich auch, dass als Behälter ein bereits vorhandenes Reservoir eines fluiden Mediums genutzt wird, beispielsweise ein See oder das Meer. In diesem Fall kann die gesamte Vorrichtung am Grund des Sees oder des Meeres befestigt oder über eine Beschwerung dort gehalten werden. Während die Ausführungsform mit eigenem Behälter hinsichtlich ihrer Positionierung wesentlich flexibler ist, bietet die Ausführungsform für Meere oder für Seen den Vorteil, dass diese gegebenenfalls nicht nur kostengünstiger gefertigt werden kann, weil der Behälter eingespart wird, sondern auch meistens größer dimensonierbar ist.
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Dementsprechend kann als fluides Medium Süßwasser in Seen oder Salzwasser im Meer dienen, wobei sich Salzwasser durch seine höhere Dichte gegenüber Süßwasser auszeichnet, um die Auftriebskraft erhöhen zu können. In einem Behälter kann prinzipiell jedes fluide Medium verwendet werden, neben Salzwasser oder Süßwasser etwa auch Öl. Durch die Erhöhung des Dichteunterschiedes zwischen dem Auftriebskörper und dem fluiden Medium wird der Auftrieb vergrößert.
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Als Befestigungsvorrichtung bzw. Längenverstellvorrichtung können in vorteilhafterweise bei Ausführungsformen der Erfindung verschiedene Varianten eingesetzt werden, beispielsweise solche mit einem Seil oder einer Kette. Die Befestigung und zugleich die Längenverstellung kann aber auch über eine Spindel oder über ein Gewinde erreicht werden. Zum Beispiel kann in den Auftriebskörper ein Gewinde eingearbeitet sein, in das eine Gewindestange der Befestigungsvorrichtung bzw. Längenverstellvorrichtung eingreift. Die Abwärtsbewegung kann durch Drehen der Gewindestange erfolgen, sodass sich der Auftriebskörper, der auf die Gewindestange aufgedreht ist, abwärts bewegt; der Auftriebskörper darf mit dem Drehen der Gewindestange dann keine Drehbewegung ausführen, sondern muss eine entsprechende Zwangsführung aufweisen. Ein Seil oder eine Kette bieten in der Regel den Vorteil, dass diese einfach und platzsparend aufgewickelt werden können und dazu auch regelmäßig geringe Reibungskräfte aufgrund der Lagerung auftreten. Insbesondere kann der Auftriebskörper über eine Führung geführt werden, damit beispielsweise eine seitliche Drift, bedingt durch Strömungen innerhalb des fluiden Mediums, reduziert oder vermieden wird. Eventuell entstehende Querkräfte könnten dafür sorgen, dass die Antriebsvorrichtung beim Herabziehen des Auftriebskörpers im fluiden Medium eine höhere Kraft aufwenden müsste, der Verlust somit größer wäre.
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Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Befestigungsvorrichtung bzw. die Längenverstellvorrichtung mit Umlenkrollen arbeitet. Diese Variante ist unter anderem dann vorteilhaft, wenn etwa der Elektromotor und/oder der Generator außerhalb des Behälters bzw. am Ufer eines Sees oder des Meeres angeordnet ist/sind; denn mittels der Umlenkrollen können zum Beispiel das Seil oder die Kette, an welchem/welcher der Auftriebskörper befestigt ist, und damit die wirkende Kraft umgelenkt werden. Die Positionierung des Elektromotors und/oder des Generators kann deshalb weitgehend flexibel und unabhängig erfolgen. Der Motor bzw. der Generator müssen auch nicht hinsichtlich einer verwendeten Flüssigkeit abgedichtet werden, wenn sie sich nicht darin befinden, sodass der bauliche Aufwand geringer ausfallen kann. Werden eine oder mehrere Umlenkrollen verwendet, so ist es möglich, dass am Boden des Behälters nur Umlenkrollen (eine oder mehrere) befestigt sind, die dann ein Bestandteil der Befestigungsvorrichtung sind.
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Beim Ausführungsbeispiel mit einer Antriebsvorrichtung kann insbesondere eine alternative Energiequelle wie eine Solarzelle oder ein Windrad verwendet werden. Diese Ausführungsvariante kann daher besonders umweltfreundlich gestaltet sein. Sie bietet insbesondere die Möglichkeit, in sonnenreichen oder windreichen Regionen eine passende und effektive Energiegewinnung zu ermöglichen.
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Bei einer Ausführungsvariante ist es auch möglich, eine Variante mit einer Antriebsvorrichtung und einem Behälter mit Auslassvorrichtung zu koppeln. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem eine Wasserzufuhr zum Füllen des Behälters nicht vorhanden ist, das fluide Medium im Behälter verbleiben und stattdessen der Auftriebskörper über die Antriebsvorrichtung herabgezogen werden. Andererseits kann wiederum dann, wenn keine Sonnen- oder Windenergie vorhanden ist, stattdessen zum Beispiel Regenwasser genutzt werden, um den Behälter aufzufüllen, während der Auftriebskörper über die Feststellvorrichtung am Boden arretiert ist. Eine derartige Kombination ermöglicht also einen von äußeren Umweltbedingungen weitgehend unabhängigen Betrieb und einen besonders hohes Maß an gewonnener Energie.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Bewegungsgeschwindigkeit gesteuert oder geregelt werden. Insbesondere kann die Antriebsvorrichtung und/oder der Generator ein Getriebe aufweisen, beispielsweise ein stufenloses Getriebe oder durch Verwendung eines lastabhängigen E-Motors/Generator, damit die Vorrichtung auf die Menge an vorhandener, zu speichernde Energie oder auf den benötigten Energiebedarf eingestellt werden kann. Im Speziellen kann zwischen den Elektromotor bzw. zwischen den Generator und die Befestigungs-/Längenverstellvorrichtung ein Schneckengetriebe zwischengeschaltet sein, um unter andrem hohe Kraftbelastungen im Betrieb aufnehmen zu können. Wird beispielsweise die Antriebsvorrichtung über eine Solarzelle oder einem Windrad betrieben, so kann in Zeiten, in denen nur wenig Sonneinstrahlung oder nur wenig Wind vorhanden ist, ein Getriebe bei der Antriebsvorrichtung eingeschaltet werden, das eine entsprechende Übersetzung ermöglicht, sodass auch in diesen Fällen der Auftriebskörper im fluiden Medium nach unten gezogen wird, die entsprechenden Wegstrecken pro Zeiteinheit aber gering sind, also eine geringe Leistung benötigt wird.
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Befindet sich der Auftriebskörper im fluiden Medium und soll Energie rückgewonnen werden, so besteht die Möglichkeit, den Auftriebskörper frei infolge des Auftriebs nach oben treiben zu lassen, wodurch eine relativ hohe Leistung zur Verfügung steht, aber nur über einen relativ kurzen Zeitraum. Daneben kann aber auch die Bewegung des Auftriebskörpers über ein entsprechendes Getriebe mit dem Generator verbunden sein, damit der Auftriebskörper über eine längere Zeitspanne aufsteigt und eine geringere Leistung abgibt.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Umschaltvorrichtung vorgesehen, um zwischen dem Generatorbetrieb und der Antriebsvorrichtung zu wechseln, je nachdem, ob der Auftriebskörper von der Antriebsvorrichtung bewegt werden soll oder ob der Auftriebskörper infolge des Auftriebs selbst den Generator antreibt. Durch die Umschaltvorrichtung kann in vorteilhafter Weise ein schneller Betriebswechsel vorgenommen werden, ohne die Vorrichtung umbauen zu müssen. Da in baulicher Hinsicht ein Generator einem Elektromotor auch entspricht, ist auch eine kostengünstige gemeinsame Nutzung des gleichen Bauteils für zwei Funktionen, zum Antrieb und zur Stromerzeugung, grundsätzlich möglich. Die Umschaltung kann ebenfalls über ein Getriebe erfolgen.
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Ferner zeichnet sich das Verfahren zur Speicherung und Rückgewinnung der Energie dadurch aus, dass ein entsprechender Auftriebskörper und eine längenverstellbare Befestigungsvorrichtung, die einerseits mit dem Auftriebskörper verbunden ist, verwendet werden, wobei andererseits die Befestigungsvorrichtung mit dem Boden eines Behälters verbunden wird, um den Auftriebskörper in ein fluides Medium mit einer höheren Dichte als des Auftriebskörpers einzutauchen, damit der Auftriebskörper wiederum im eingetauchten Zustand mit Hilfe des Auftriebs eine Kraft auf die Befestigungsvorrichtung ausüben kann. Dabei wird eine solche Befestigungsvorrichtung verwendet, die eine Längenverstellvorrichtung zur Einstellung des Abstandes zwischen bodenseitiger Befestigung und dem Auftriebskörper aufweist. Die Längenverstellvorrichtung wiederum wird mit einem Generator zur Erzeugung von Energie, insbesondere elektrischer Energie, gekoppelt, wobei darüber hinaus eine solche Längenverstellvorrichtung verwendet wird, die eine Feststellvorrichtung zum Feststellen und Halten des Auftriebskörpers im fluiden Medium entgegen der Auftriebskraft aufweist.
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Grundsätzlich können vor allem zwei Varianten eingesetzt werden: Entweder es wird eine Antriebsvorrichtung zum Eintauchen und Herabziehen des Auftriebskörpers im fluiden Medium verwendet oder aber der Behälter besitzt eine Auslassvorrichtung zum Auslass des fluiden Mediums und kann beispielsweise mit Regenwasser betrieben werden. Dadurch wird wenigstens ein Teil der Energie, die entweder in die Antriebsvorrichtung gesteckt wird oder aber zum Transport des fluiden Mediums in den Behälter benötigt wird, gespeichert. Schließlich wird die Feststellvorrichtung gelöst wird und der Auftriebskörper durch den Auftrieb nach oben bewegt, sodass er eine Kraft auf die Befestigungsvorrichtung bzw. Längenverstellvorrichtung ausübt, welche wiederum den Generator antreibt und Energie erzeugt.
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Als Behälter kann je nach Ausführungsform ein Gefäß verwendet werden, hierzu kann aber auch ein See oder das Meer dienen. Insbesondere dann, wenn es sich um Gewässer der Schifffahrt handelt, muss gegebenenfalls auch der Sicherheitsabstand des Auftriebskörpers zur Wasseroberfläche der Schiffe oder auch der seitliche Abstand zu Fahrwassern entsprechend eingehalten werden. Als fluides Medium können je nachdem, wie bereits beschrieben Salzwasser, Süßwasser, Öl oder andere Fluide verwendet werden. Auch die Verwendung von Gas als fluidem Medium ist grundsätzlich denkbar. Flüssige Medien besitzen in der Regel jedoch eine höhere Dichte, sodass eine entsprechend höhere Auftriebskraft vorherrschen kann.
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Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellten werden nachstehend unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert.
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Im Einzelnen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Speicherung und Rückgewinnung von Energie mit einer Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung, sowie
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2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Speicherung und Rückgewinnung von Energie mit einem Behälter mit Auslassvorrichtung.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Speicherung und Rückgewinnung von Energie mit einem Behälter 2, der mit einem fluiden Medium 3, nämlich mit Wasser befüllt ist. In dem Behälter befindet sich ein Schwimmkörper bzw. Auftriebskörper 4, der über eine Befestigungsvorrichtung 5 mit dem Boden 6 verbunden ist. Die Befestigungsvorrichtung 5 umfasst ein Seil 7. Das Seil 7 ist um die Achse 8 der Befestigungsvorrichtung 5 gewickelt. Die Achse 8 wiederum ist ebenfalls Teil einer Längenverstellvorrichtung, weil durch Aufwickeln des Seils 7 über die Achse 8 der Abstand des Auftriebskörpers 4 zum Boden 6 verkürzt werden kann. Beim Aufwickeln des Seils 7 wird auch die freie Länge des Seils 7 verkürzt, während durch Abwickeln des Seils 7 von der Achse 8 der Abstand zwischen dem Auftriebskörper 4 und dem Boden 6 vergrößert werden kann, weil mehr freie Weglänge des Seils 7 verfügbar ist. Die Achse 8 ist über eine Dichtung 9 aus dem Behälter 2 herausgeführt und an einem Elektromotor bzw. Generator 10 gekoppelt.
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Der Elektromotor 10 wird über eine Solarzelle 11 betrieben und ist über Leitungen 12 an diese angeschlossen. Sonnenlicht S wird eingestrahlt und sorgt für eine Stromerzeugung über die Solarzelle 11. Sodann dient der Elektromotor 10 als Antriebsvorrichtung zum Antrieb der Achse 8, die wiederum das Seil 7 aufwickelt und den Auftriebskörper 4 entgegen seiner Auftriebskraft A nach unten zieht. Die Feststellvorrichtung ist in 1 nicht explizit dargestellt und wird durch eine Blockierung der Achse 8 innerhalb des Motors beziehungsweise Generators 10 realisiert. Die Antriebsvorrichtung 10 wird solange betrieben, bis der Auftriebskörper 4 sich in der Nähe des Bodens 6 befindet. Scheint keine Sonne mehr und wird die gespeicherte Energie benötigt, so wird die Feststellvorrichtung gelöst. Dabei wird auf den Generatorbetrieb mittels einer Umstellung des Getriebes umgeschaltet, sodass der Auftriebskörper 4 sich in Folge des Auftriebs A nach oben bewegt und den Generator 10 antreibt.
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Zur Umstellung des Getriebes zwischen dem Motorbetrieb und dem Generatorbetrieb kann in den E-Motor beziehungsweise Generator 10 eine entsprechende Umstellvorrichtung zur Umstellung der Getriebe vorgesehen sein. Eine entsprechende Ausführung im Meer oder einem See kann analog aufgebaut sein, wie es in 1 dargestellt ist. Lediglich der Behälter 2 kann entsprechend im Meer oder in einem See entfallen. In diesen Fällen kann entschieden werden, ob der Elektromotor bzw. Generator 10 unter Wasser, gegebenenfalls gekapselt, platzier wird. Anstelle der Solarzelle 11 kann zum Beispiel auch ein Windrad verwendet werden. Denkbar ist darüber hinaus auch, dass die Antriebsvorrichtung 10 über das Stromnetz betrieben wird, vor allem dann, wenn ohnehin überschüssige Energie vorhanden ist, weil etwa die Netzauslastungen im allgemeinen öffentlichen Netz sehr niedrig ist.
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In 2 ist eine Vorrichtung 21 zur Speicherung und Rückgewinnung von Energie dargestellt, die ebenfalls einen Behälter 22 aufweist. Als fluides Medium wird jedoch Regenwasser 23 verwendet. Das Regenwasser 23 verbleibt jedoch nicht permanent im Behälter 22: Es wird zunächst über natürlichen Regen (Darstellung in 2: Regenwolke W) zugeführt.
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Ebenfalls verwendet die Vorrichtung 21 einen Auftriebskörper 24 der über eine Befestigungsvorrichtung 25 mit dem Boden 26 verbunden ist. Die Befestigungsvorrichtung 25 wiederum umfasst ein Seil 27, das auf einer Achse 28 der Befestigungsvorrichtung 25 aufgewickelt ist. Im vorliegenden Fall ist ebenfalls eine Längenverstellvorrichtung vorgesehen, nämlich eine behelfsweise Antriebsvorrichtung in Form einer Handkurbel 30. Die Achse 28 ist dazu über eine Dichtung 29 durch die Wandung des Behälters 22 hindurchgeführt. Außerhalb des Behälters 22 mündet sie in der Kurbel 30. Bei dieser Vorrichtung 21 ist es nicht notwendig, den Auftriebskörper 24 unbedingt entgegen der Auftriebskraft A nach unten zu ziehen. Bei dem Verfahren zur Energiegewinnung gemäß 2 wird nämlich zunächst das Seil 27 über die Befestigungsvorrichtung 25 beziehungsweise die Längenverstellvorrichtung 30 verkürzt.
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Der Auftriebskörper 24 kann unmittelbar am Boden 26 innerhalb des Behälters 22 liegen bleiben. Es befindet sich zunächst kein (Regen-)Wasser im Behälter 22. Darüber hinaus wird die Achse 28 über eine hier externe, außerhalb des Behälters 22 angeordnete Feststellvorrichtung 31 fixiert. Sodann wird abgewartet, bis über die Wolke W Regenwasser in den Behälter 22 fällt. Das Wasser sammelt sich im Behälter 22, weil die Auslassvorrichtung 32, hier dargestellt als Wasserhahn am Boden des Behälters 22, verschlossen ist.
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Wird Energie benötigt, so wird die Feststellvorrichtung 31 gelöst, und der Auftriebskörper 24 bewegt sich infolge des Auftriebs A im Regenwasser 23 nach oben. Dabei dreht sich die Achse 28, die in 2 nach links hin über die Dichtung 29 aus dem Behälter 22 hinausgeführt ist und dort einen Generator 33 antreibt. Der Generator 33 wiederum erzeugt Strom. Ist der Auftriebskörper 24 innerhalb des Regenwassers 23 im Behälter 22 aufgestiegen, kann das Regenwasser 23 über den Hahn als Auslassvorrichtung 32 wieder abgelassen werden. Mit Hilfe der Kurbel 30 kann auch dann das Seil 27 wieder aufgewickelt werden, und es wird wieder gewartet, bis weiterer Regen fällt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Energiegewinnung
- 2
- Behälter
- 3
- fluides Medium
- 4
- Auftriebskörper
- 5
- Befestigungsvorrichtung
- 6
- Boden
- 7
- Seil
- 8
- Achse
- 9
- Durchführung/Dichtung
- 10
- E-Motor/Generator
- 11
- Solarzelle
- 12
- elektrische Leitung
- 21
- Vorrichtung zur Energiegewinnung
- 22
- Behälter
- 23
- Regenwasser
- 24
- Auftriebskörper
- 25
- Befestigungsvorrichtung
- 26
- Boden
- 27
- Seil
- 28
- Achse
- 29
- Durchführung/Dichtung
- 30
- Kurbel
- 31
- Feststellvorrichtung
- 32
- Auslassvorrichtung
- 33
- Generator
- A
- Auftriebskraft
- S
- Sonneneinstrahlung
- W
- Regenwolke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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