DE202021001773U1

DE202021001773U1 - Construction of pumped storage power plants in the slopes of open-cast lignite mining

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Publication number: DE202021001773U1
Application number: DE202021001773.9U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2021-05-17
Filing date: 2021-05-17
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2031-05-18

Abstract

Errichtung von Pumpspeicherkraftwerken in Industrielandschaften oder Industriebrachen z.B. in Braunkohletagebauen
und nicht wie bisher an dafür ausgesuchten natürlichen Bergen oder Hügeln mit genügendem Höhenunterschied. Die Idee schließt die Errichtung von Pumpspeicherkraftwerken auf Halden/ Kippen ausdrücklich mit ein.
Wie viel einfacher ist es da, die schon vorhandenen Höhenunterschiede (100-450m) vor Ort, in die in Zukunft stillgelegten Braunkohlereviere zum Bau von Pumpspeicher kraftwerken zu nutzen.
Es bieten sich zudem noch die durch Aushub aufgetürmten Halden/ Kippen an, deren Höhenunterschiede ebenfalls beachtlich sind.

Construction of pumped storage power plants in industrial landscapes or brownfield sites, e.g. in lignite opencast mines
and not, as before, on specially selected natural mountains or hills with sufficient height differences. The idea expressly includes the construction of pumped storage power plants on heaps / dumps.
How much easier is it to use the existing differences in altitude (100-450m) on site in the lignite mining areas that will be closed in the future for the construction of pumped storage power plants.
There are also the heaps / dumps piled up by excavation, the height differences of which are also considerable.

Description

Stand der Technik:State of the art:

Wenn im Netz elektrischer Strom benötigt wird, steht er in kürzester Zeit zur Verfügung. Man öffnet die Ventile am Oberbecken (4)(Berganlage), lässt das Wasser über die Fallrohre (8) in die Tiefe rauschen und treibt damit die Wasserturbine (6) am Fuß der Anlage (des Berges) an.
Danach sammelt man das Wasser wieder in einem gleich großen Unterbecken (5) in der Talanlage.If electrical power is required in the network, it is available in a very short time. You open the valves on the upper basin ( 4th ) (Mountain system), lets the water through the downpipes ( 8th ) rushing into the depths and drives the water turbine ( 6th ) at the foot of the facility (the mountain).
Then you collect the water again in a lower basin of the same size ( 5 ) in the valley.

Die Anlage hat also mit Hilfe des Höhenunterschiedes (3), der Wasserturbine (6) und dem Generator (7) Elektrizität erzeugt.
Der Höhenunterschied ist potentielle Energie.
Wenn in den umgebenden Netzen Strom übrig ist, leitet man ihn zurück zur Anlage. Jetzt wird die Turbine in umgekehrter Richtung als Pumpe benutzt. Das Wasser des unteren Sees wird wieder zurück auf die Höhe des Bergsees gepumpt.
Somit dient eine solche Anlage (Pumpspeicherkraftwerk) der Speicherung von Energie. Hier speziell indirekt von elektrischer Energie.
Die Vergangenheit hat gezeigt, dass es sehr mühsam ist, in geeigneten Gebieten hoch auf den Bergen, z.B. den Mittelgebirgen, Oberseen/ Unterseen anzulegen. Sofort behindern Bürgerinitiativen jegliche Ausbaupläne.With the help of the height difference ( 3 ), the water turbine ( 6th ) and the generator ( 7th ) Generates electricity.
The height difference is potential energy.
If there is electricity left in the surrounding networks, it is fed back to the system. Now the turbine is used as a pump in the opposite direction. The water of the lower lake is pumped back to the level of the mountain lake.
Such a system (pumped storage power plant) is used to store energy. Here especially indirectly from electrical energy.
The past has shown that it is very difficult to build in suitable areas high in the mountains, e.g. the low mountain ranges, Oberseen / Unterseen. Citizens' initiatives immediately hinder any expansion plans.

Meine nun folgende Idee bezieht sich auf diese schon lange erprobte und eingeführte Technik eines Pumpspeicherkraftwerkes.My next idea relates to this technology of a pumped storage power plant that has been tried and tested for a long time.

Da die Gesellschaft an der sogenannten Energiewende, weg von fossilen Brennstoffen, arbeitet, steuere ich folgende Idee bei: Since society is working on the so-called energy transition, away from fossil fuels, I contribute the following idea:

Diese Art von Energiespeicherung durch Pumpspeicherkraftwerke kann auch da erfolgen, wo von Menschen geschaffene ober- und unterirdische Veränderungen der Natur erfolgt sind, z.b. in Industrielandschaften.
Einzige Voraussetzung: Es gibt geeignete Höhenunterschiede.This type of energy storage using pumped storage power plants can also take place where man-made aboveground and underground changes in nature have occurred, e.g. in industrial landscapes.
The only requirement: there are suitable differences in altitude.

Der Anspruch unterstützt damit ausdrücklich die angestrebte Energiewende in Deutschland und Europa.The claim expressly supports the energy transition that is being sought in Germany and Europe.

Anmerkung und Einordnung der Idee und des Schutzanspruches in die Konzepte zur Alternativen Energie:Comment and classification of the idea and the right to protection in the concepts of alternative energy:

Zur Zeit unternimmt man gewaltige Anstrengungen, die durch Wind erzeugte elektrische Energie über weite Strecken zu transportieren, nämlich dorthin,wo der Strom gebraucht wird.
Ein Beispiel hierzu wurde gerade in Norddeutschland fertiggestellt:

NordLink bringt den Strom der Windgeneratoren über eine 600km lange (HGÜ) Hochspannungsgleichstromübertragungsfernleitung durch die Nordsee nach Norwegen. Dort werden in den Bergen die Höhenunterschiede zum Betreiben von Pumpspeicherkraftwerken genutzt. Wird in Deutschland Strom benötigt, so wird der Strom wieder auf diese 600km lange Reise geschickt.

At the moment enormous efforts are being made to transport the electrical energy generated by wind over long distances, namely to where the electricity is needed.
An example of this has just been completed in Northern Germany:

NordLink brings the electricity from the wind generators over a 600km long (HVDC) high-voltage direct current transmission line through the North Sea to Norway. There, the differences in altitude in the mountains are used to operate pumped storage power plants. If electricity is required in Germany, the electricity is sent back on this 600km long journey.

Windenergie (10) und Fotovoltaikanlagen (12) können gemeinsam elektrische Energie in Pumpspeicherkraftwerken speichern und bei Bedarf in die Netze abgeben.
Solange die Braunkohlekraftwerke noch am Netz sind, können sie ebenfalls dort Energie speichern.
(Anmerkung: Braunkohlekraftwerke kann man nicht über Nacht abschalten, dann ist der Bedarf aber deutlich geringer. Den erzeugten Strom könnte man zwischenspeichern.)Wind energy ( 10 ) and photovoltaic systems ( 12th ) can collectively store electrical energy in pumped storage power plants and transfer it to the grid when required.
As long as the lignite power plants are still connected to the grid, they can also store energy there.
(Note: Lignite-fired power plants cannot be switched off overnight, but then the demand is significantly lower. The electricity generated could be temporarily stored.)

Wie viel einfacher ist es, Pumpspeicherkraftwerke da, wo bereits Ortschaften und Wälder entfernt wurden und die Landschaften nur noch reine Industrielandschaften sind, z.B. im Braunkohleabbaugebieten, diese Anlagen zu errichten.

Der Höhenunterschied (3) kann bis zu 450m betragen.
Ein Oberbecken (4) am Grubenrand (1)) und ein Unterbecken (5) auf dem früheren Grubenboden (2) können mit geringem Aufwand erstellt werden.
(Die Flächen sind oft schon komplett in Firmenbesitz des Grubenbetreibers.)
Zur Stromerzeugung fließt das Wasser über die Rohre mit der Fallhöhe (3) durch die Turbine (6) und treibt einen Generator (7) an. Die Einspeisung des erzeugten Stromes erfolgt über (7,9,10,11,12,13,14) danach über die vorhandenen nahegelegenen Verbundnetze (15,16).
Zur Speicherung des überschüssigen Stromes, wird das Wasser in umgekehrter Reihenfolge von unten (5) nach oben (4) gepumpt (6).

How much easier is it to build pumped storage power plants where towns and forests have already been removed and the landscapes are only pure industrial landscapes, e.g. in lignite mining areas.

The difference in altitude ( 3 ) can be up to 450m.
An upper basin ( 4th ) at the edge of the pit ( 1 )) and a lower basin ( 5 ) on the former pit floor ( 2 ) can be created with little effort.
(The areas are often completely owned by the mine operator.)
To generate electricity, the water flows over the pipes with the height of fall ( 3 ) through the turbine ( 6th ) and drives a generator ( 7th ) at. The electricity generated is fed in via ( 7th , 9 , 10 , 11 , 12th , 13th , 14th ) then via the existing nearby interconnected networks ( 15th , 16 ).
To store the excess electricity, the water is supplied in reverse order from below ( 5 ) up ( 4th ) pumped ( 6th ).

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: GrubenrandniveauPit edge level
22: unteres Niveau der Grubelower level of the pit
33rd: Fallhöhe des WassersHeight of fall of the water
44th: Obersee, -beckenObersee, basin
55: Untersee, -beckenLower lake, basin
66th: Turbine / PumpeTurbine / pump
77th: Generator / MotorGenerator / motor
88th: Pumprichtung des Wassers (auf- und abwärts im Fallrohr)Pumping direction of the water (up and down in the downpipe)
99: elektrische Verbindung Pumpspeicherkraftwerk zur Verteilstationelectrical connection of the pumped storage power plant to the distribution station
1010: WindgeneratorWind generator
1111: elektrische Verbindung Windrad zur Verteilstationelectrical connection between wind turbine and distribution station
1212th: FotovoltaikanlagePhotovoltaic system
1313th: elektrische Verbindung Fotovoltaikanlage zur Verteilstationelectrical connection of the photovoltaic system to the distribution station
1414th: Verteilstation (Verbindung der verschiedenen Stromlieferanten) kombiniert Windgenerator/ Pumpspeicherkraftwerk/ Fotovoltaikanlage/ VerbundnetzDistribution station (connection of the various electricity suppliers) combines wind generator / pumped storage power plant / photovoltaic system / network
1515th: Leitung zum VerbundnetzLine to the network
1616: Mast des ÜberlandverbundnetzesMast of the overland network