DE202023001331U1

DE202023001331U1 - Hybrides Kraftwerk zur Stromerzeugung

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Publication number: DE202023001331U1
Application number: DE202023001331.3U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-06-23
Filing date: 2023-06-23
Publication date: 2023-07-10
Anticipated expiration: 2033-06-24

Abstract

Ein hybrides Kraftwerk zur Stromerzeugung, das eine Kombination aus einem Solarkraftwerk und einem Aufwindkraftwerk ist, dadurch gekennzeichnet, dass Solarmodule in der Kollektorfläche integriert sind.

Description

Stand der Technik
Die Erzeugung von erneuerbarer Energie durch Solar- und Windkraft ist ein etabliertes Feld, und beide Technologien werden weltweit zur Stromerzeugung genutzt.
In Bezug auf Solarkraftwerke sind Photovoltaikmodule (Solarmodule) eine weit verbreitete Technologie. Sie wandeln Sonnenlicht direkt in Elektrizität um. Traditionell werden Solarmodule auf Dächern oder in Solarparks aufgestellt, wo sie das einfallende Sonnenlicht absorbieren.
Aufwindkraftwerke sind eine weniger verbreitete, aber dennoch bekannte Technologie zur Erzeugung erneuerbarer Energie. Bei dieser Technik wird Luft durch solare Einstrahlung unter einer großen transparenten Oberfläche erhitzt. Die erwärmte Luft steigt aufgrund des Treibhauseffekts auf und entweicht in einem Turm. Der dabei entstehende Luftstrom treibt eine Turbine an, die elektrische Energie erzeugt.
Die Kosten für ein Aufwindkraftwerk setzen sich zusammen aus den Kosten für den Turm, die Turbine, den Generator und den Kollektor. Aufgrund der hohen Maschinenkosten und Turmkosten sind solche Anlagen, nach aktuellem Stand der Technik, erst bei einer Mindestgröße im 100-MW-Bereich wirtschaftlich.
Windkraftanlagen, die Windenergie in elektrische Energie umwandeln, sind ebenfalls eine weit verbreitete Form der erneuerbaren Energieerzeugung. Dabei drehen die Rotorblätter der Windkraftanlage einen Generator, der Strom erzeugt.
In der aktuellen Technik sind Solarkraftwerke, Aufwindkraftwerke und Windkraftanlagen im Allgemeinen getrennte Einrichtungen mit spezifischen Standortanforderungen und unabhängigen Betriebsmethoden. Es gibt derzeit keine Anwendung oder Technologie, die diese drei Energiesysteme in einer einzigen, integrierten Anlage kombiniert.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die genannten Technologien zu integrieren und dabei die Vorteile der einzelnen Technologien zu nutzen und durch Synergieeffekte zu maximieren. Dies könnte die Effizienz der erneuerbaren Energieerzeugung insgesamt erhöhen und Kosten einsparen.
Erfindung
Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Gebiet der erneuerbaren Energieerzeugung, insbesondere der kombinierten Technologien von Solarkraftwerken und Aufwindkraftwerken.
Die Erfindung zeichnet sich durch die Integration von Solarmodulen in die Kollektorfläche eines Aufwindkraftwerks aus. Die Solarmodule dienen nicht nur der Energieerzeugung durch Sonnenlicht, sondern tragen auch zusätzlich zur Erwärmung der Luft unter der transparenten Haube bei. Diese Erwärmung der Luft verstärkt den Aufwindeffekt, der als Energiequelle für eine zusätzliche Turbine in einem Turm genutzt wird.
Ein charakteristisches Merkmal dieser Erfindung ist der Einsatz von speziell ausgewählten schwarzen Solarmodulen. Die Solarmodule sind so konzipiert, dass sie mehr Sonnenlicht absorbieren, sich stärker aufheizen und so den Treibhauseffekt verstärken, wodurch der Aufwind unter der transparenten Haube verstärkt wird.
Die Innovation dieser Erfindung zeigt sich auch in der intelligenten Platzierung und Kühlung der Solarmodule. Die Solarmodule werden nahe am Außenring des Kollektors platziert, wo kalte Luft aus der Umgebung angesaugt wird. Diese kalte Luft kühlt die Solarmodule und wird dabei zusätzlich aufgewärmt, was den Treibhauseffekt verstärkt und somit den Aufwind erhöht. Der so entstehende Aufwind wird über den Turm abgeleitet und erzeugt einen konstanten Luftstrom, der zur weiteren Kühlung der Solarmodule beiträgt. Dieser Kühlmechanismus maximiert die Effizienz der Solarmodule und gewährleistet ihre optimale Leistung.
Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist die Nutzung von bestehenden Windkraftanlagen. Bei dieser Erfindung wird die vorhandene Turmstruktur, der Generator und die elektrische Anbindung der Windkraftanlage genutzt. Dabei kann der für das Aufwindkraftwerk benötigte Schornstein in den vorhandenen Turm integriert werden. Die Kosten für das Aufwindkraftwerk werden durch die gemeinsame Nutzung der Maschinen des Windkraftwerkes stark reduziert. Somit sind deutlich kleineren Aufwindkraftwerke, als nach aktuellem Stand der Technik wirtschaftlich umsetzbar.
Die Kombination dieser Technologien und Merkmale führt zu einer innovativen Lösung zur Maximierung der Effizienz erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen dar. Sie erreicht dies durch die Integration und Kombination von Solarkraftwerk- und Aufwindkraftwerktechnologien in Verbindung mit existierenden Windkraftanlagen. Diese neuartige Integration ermöglicht die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und erhöht die Gesamtenergieausbeute im Vergleich zu isoliert betriebenen Systemen.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung stellt ein innovatives System zur effizienten erneuerbaren Energieerzeugung dar, welches Solarkraftwerk-, Aufwindkraftwerk- und Windkrafttechnologien integriert. Schlüsselmerkmale sind die Nutzung von Solarmodulen zur Energieerzeugung und Aufwindproduktion, die Anwendung eines durch Aufwind betriebenen Kühlungssystems für die Solarmodule und die Verwendung existierender Windkraftanlageninfrastrukturen. Dieses System optimiert die Energieausbeute und reduziert Kosten, was einen bedeutenden Fortschritt in der Technologie der erneuerbaren Energieerzeugung darstellt.

Claims

Ein hybrides Kraftwerk zur Stromerzeugung, das eine Kombination aus einem Solarkraftwerk und einem Aufwindkraftwerk ist, dadurch gekennzeichnet, dass Solarmodule in der Kollektorfläche integriert sind.
Das hybride Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dunkle Solarmodule verwendet werden, die sich aufheizen und zusätzlich Aufwind erzeugen.
Das hybride Kraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Solarmodule nahe am Außenring des Kollektors platziert werden, wo sie durch die angesaugte, kalte Umgebungsluft gekühlt werden.
Das hybride Kraftwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turm, der Generator und die elektrische Anbindung an das Stromnetz einer bestehenden Windkraftanlage genutzt wird.