DE4135440A1

DE4135440A1 - Stromerzeugungsanlage

Info

Publication number: DE4135440A1
Application number: DE4135440A
Authority: DE
Inventors: Erich Kettler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-26
Filing date: 1991-10-26
Publication date: 1993-04-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromerzeugungsanlage zur Ein speisung von Strom in das Verbundnetz zwecks Abdeckung der Spitzenlastzeiten des Stromverbrauches eines jeden Tages rhythmus.

Um die Stromversorgung von Industrie, Handel, Gewerbe, Haus halt u. a. sicherzustellen, wird die benötigte elektrische Energie in Kraftwerken erzeugt und über Hoch- und Nieder spannungsnetze den Verbrauchern zugeführt, wobei insbe sondere dem Verbundbetrieb besondere Bedeutung zukommt. Da bei wird die elektrische Energie in Laufwasserkraftwerken, Braunkohlekraftwerken, Steinkohlekraftwerken, Industrie kraftwerken, Speicherkraftwerken und in letzter Zeit auch Atomkraftwerken erzeugt. Der Verbrauch elektrischer Energie während eines bestimmten Zeitraumes folgt einem typischen Rhythmus, der sich aus Zeiten hohen gleichzeitigen Ver brauches und solchen mit schwachem Verbrauch abwechselnd zusammensetzt. Diesem Rhythmus müssen sich die Kraftwerke anpassen, wobei insbesondere lediglich die Laufwasser-, Braunkohle- und ggf. auch Atomkraftwerke mit gleichbleiben der Grundlast gefahren werden. Speicherkraftwerke laufen z. B. nur in Spitzenlastzeiten. Die auch als Pumpspeicher werke bekannten Speicherkraftwerke nutzen die hochgelegenen Speicherseen innewohnende Energie durch Zuführung des Wassers zu tiefergelegten Turbinen für die Stromerzeugung zu Spitzen lastzeiten. Zu Zeiten schwachen Stromverbrauchs wird dann das Wasser über Pumpanlagen wieder in den Speicher see zurückgepumpt. Derartige Speicherkraftwerke lassen sich jedoch in Abhängigkeit von der Geographie nicht an beliebige Stellen errichten, so daß die Stromerzeugung durch Speicherkraftwerke, gemessen an dem Gesamtstrombe darf relativ gering ist.

Die Kapazität aller Kraftwerke ist demnach derart auszu legen, daß sich ihre Einzelkapazitäten zur Spitzenlast summieren lassen. Dabei tragen Kraftwerke, in denen Brenn stoffe zur Stromerzeugung verfeuert werden, durch das an fallende Rauchgas und Stäube wesentlich zur Umweltbelastung bei. Von daher kommt der Ausbeutung regenerativer Energien zunehmende Bedeutung zu, was jedoch nur sinnvoll ist, wenn diese auch speicherbar sind. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Bestrebungen zu unterstützen, die zum Ziele haben, den Strombedarf zu Spitzenlastzeiten zum größten Teil durch solche Stromerzeugungsanlagen abzudecken, die umweltfreund lich betrieben werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Schächten bewegbare Gewichtsblöcke über Seile, Umlenkräder und abbremsbare Seiltrommeln eine mit den Seiltrommeln kuppelbare Schwungscheibe antreiben, die ihrerseits mit einem Generator kuppelbar ist. Dabei ist dann vorteilhaft außer dem von einem Gewichtsblock belasteten, abwärtsbe wegten Seil ein gegenläufig bewegtes Leerseil über ein mit der Schwungscheibe gekuppeltes Getriebe auf eine zugehörige Seiltrommel aufwickelbar. Derartige Anlagen lassen sich mit relativ geringen Investitionskosten, beispielsweise in still gelegten Bergwerken einsetzen, da dort einerseits lange vertikale Schächte vorhanden sind, und andererseits die zur Stromerzeugung abgelassenen Gewichtsblöcke in den unter idischen Stollen vorübergehend gelagert werden können. Zur stetigen Bewegung des Schwungrades während der Spitzen zeiten sind vorteilhaft die über Tage gelagerten Gewichts blöcke auf einer Fördereinrichtung dem Schacht zum An hängen an das Seil zuführbar, während die jeweils in den Schacht abgelassenen Gewichtsblöcke am Ende ihres Ab senkweges vom Seil abnehmbar und über ebenfalls Förderein richtungen in den Stollen unter Tage lagerbar sind.

Zu Zeiten schwachen Verbrauches lassen sich dann die in die Stollen eingebrachten Gewichtsblöcke über Elektromo toren wieder nach oben ziehen. Zu diesem Zwecke sind die Seiltrommeln in Zeiten schwachen Stromverbrauches mit Motoren - vorzugsweise Elektromotoren - kuppelbar.

Ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Tagesbelastungskurve der öffentlichen Elektrizitätsversorgung in der Summierung der diversen Kraftwerke,

Fig. 2 das Schema der erfindungsgemäßen Stromer zeugungsanlage.

In Fig. 1 ist beispielhaft die Tagesbelastungskurve der öffentlichen Elektrizitätsversorgung dargestellt, aus der ersichtlich ist, daß in der Nacht, gegen 3 Uhr, der geringste Strombedarf herrscht, der dann gegen 8 Uhr am Morgen auf seinen höchsten Wert ansteigt, der 75% über dem 3-Uhr- Nachtwert liegt. Bis etwa 12 Uhr bleibt dieser Wert fast nahezu konstant, während er bis 14 Uhr auf einen Wert ab fällt, der noch etwa 45% über dem 3-Uhr-Nachtwert liegt.

Bis ca. 16 Uhr bleibt dieser Wert dann etwa konstant, um danach bis gegen 18 Uhr erneut anzusteigen, und zwar auf einen Wert, der um etwa 56% über dem 3-Uhr-Nachtwert liegt, und der dann bis etwa 20 Uhr leicht abfällt und nach 20 Uhr etwa konstant wieder auf den 3-Uhr-Nachtwert fällt. Mit geringen Abweichungen wiederholt sich diese Tagesbe lastungskurve fortwährend.

Mit einer Vielzahl der erfindungsgemäßen Stromerzeugungs anlagen ist es denkbar, in das Verbundnetz Strom einzu speisen, der aus einer regenerativen, die Umwelt nicht be lastenden Energieform stammt. Zu diesem Zweck ließen sich beispielsweise die Fördertürme 10 stillgelegter Zechen ver wenden, über welche durch Gewichtsblöcke 11 belastete Seile 12 in einen Schacht 13 abgelassen werden können. Dabei ist das Seil 12 über eine Umlenkrolle 14 mit einer Seiltrommel 15 verbunden, die ihrerseits an eine Schwungscheibe 16 an gekuppelt, bzw. von dieser abgekuppelt werden kann. Diese Schwungscheibe 16 läßt sich entweder mit einem Generator 17 oder mit einem Elektromotor 18 drehverbindbar kuppeln, je nachdem, ob durch den am Seil 12 anhängenden Gewichtsblock 11 Strom erzeugt werden soll, oder ob die im Schacht abge lassenen Gewichtsblöcke wieder nach oben zu ziehen sind. Als Gewichtsblöcke könnten beispielsweise zu einem Paket zusammengepreßte Schrottfahrzeuge Verwendung finden.

Diese Gewichtsblöcke 11 lassen sich sowohl über Tage als auch in Stollen 20 unter Tage auf Fördereinrichtungen 21 dem Schacht 13 zuführen bzw. auf Fördereinrichtungen 22 im Stollen 20 vom Schacht zur vorübergehenden Lagerung weg führen. Dabei kann es sich bei den Fördereinrichtungen 21 und 22 um Förderbänder bzw. um Rollenförderer handeln.

Zur Stromerzeugung mag nun der an das Seil 12 angehängte Gewichtsblock 11 abgelassen werden, wobei dieser die auf konstante Geschwindigkeit abbremsbare Seiltrommel 15 dreht, die dann ihrerseits an die Schwungscheibe 16 angeschlossen ist, die ihrerseits mit dem Generator 17 gekuppelt ist. In dem Augenblick, in welchem der Gewichtsblock 11 den zur Lagerung vorgesehenen Stollen 20 erreicht hat, wird die Seiltrommel 15 von der weiterdrehenden Schwungscheibe 16 abgekuppelt, die jedoch dann in gekuppelter Verbindung mit dem Generator 17 verbleibt. Währenddessen ist beispielsweise an dem als Leerseil 19 bezeichneten Seil ein weiterer Gewichtsblock 11 angehängt, der dann abgelassen wird, wobei die diesem Seil 19 zugehörige Seiltrommel 15′ mit der Schwungscheibe 16 fest gekuppelt ist, während die Schwungscheibe 16 über ein nicht dargestelltes Getriebe das dann ein Leerseil bil dende Seil 12 nach oben zieht, so daß dort ein von der Fördereinrichtung 21 abnehmbarer Gewichtsblock 11 an das Seil 12 erneut angehängt werden kann, während das Seil 19 mit seinem Gewichtsblock 11 am Stollen 20 angekommen ist und vom Seil abgenommen der Fördereinrichtung 22 zugeführt wird, um im Stollen 20 gelagert zu werden. In dieser Folge lassen sich nacheinander solange Gewichtsblöcke 11 absenken, solange im Zeitabschnitt des hohen Stromverbrauches die Spitzenbelastung dies erfordert. Zu Zeiten schwachen Strom verbrauches kann dann in umgekehrter Weise verfahren werden, indem die im Stollen 20 gelagerten Gewichtsblöcke 11 über die Fördereinrichtung 22 dem Schacht 13 zugeführt und wieder nach oben (Übertage) verbracht werden können, und über die dort vorhandene Fördereinrichtung 21 gelagert werden. Zur Verbringung der Gewichtsblöcke 11 nach oben dient ein Motor 18, bei dem es sich zweckmäßigerweise um einen Elektromotor handelt, der zu Zeitabschnitten schwachen Stromverbrauches aus dem Stromnetz gespeist wird. Durch die Summierung solcher Stromerzeugungsanlagen lassen sich die vorhandenen Kraft werke auf gleichmäßigerem Niveau fahren, wobei insbesondere zu Zeiten hohen gleichzeitigen Stromverbrauches weniger Schadstoffe als bisher anfallen. Außer der Schadstoffredu zierung bringt die Aktivierung bisher stillgelegter Zeichen zum Zwecke der Stromerzeugung in der erfindungsgemäßen Weise noch die Schaffung von Arbeitsplätzen mit sich.

Wie bereits erwähnt, gibt die dargestellte und vorbeschrie bene Ausführung die Erfindung nur beispielsweise wieder, die keinesfalls allein darauf beschränkt ist. Außerdem sind alle in der Beschreibung erwähnten und/oder in der Zeich nung dargestellten neuen Merkmale erfindungswesentlich, auch wenn sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind.

Bezugszeichenliste

10 Förderturm
11 Gewichtsblock
12 Seil
13 Schacht
14 Umlenkrolle
15 Seiltrommel
15′ Seiltrommel
16 Schwungscheibe
17 Generator
18 Motor
19 Leerseil
20 Stollen
21 Fördereinrichtung
22 Fördereinrichtung

Claims

1. Stromerzeugungsanlage zur Einspeisung von Strom in das Verbundnetz zwecks Abdeckung der Spitzenlastzeiten des Stromverbrauches eines jeden Tagesrhythmus, dadurch gekennzeichnet, daß in Schächten (13) bewegbare Gewichtsblöcke (11) über Seile (12, 19), Umlenkräder (14) und abbremsbare Seiltrommeln (15, 15′) eine mit den Seiltrommeln kuppelbare Schwungscheibe (16) antreiben, die ihrer seits mit einem Generator (17) kuppelbar ist.

2. Stromerzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß außer dem von einem Gewichtsblock (11) belasteten, abwärts bewegten Seil (12) ein gegenläufig bewegtes Leerseil (19) über ein mit der Schwungscheibe (17) gekuppeltes Getriebe auf eine zugehörige Seiltrommel (15′) aufwickelbar ist.

3. Stromerzeugungsanlage nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über Tage gelagerte Ge wichtsblöcke (11) auf einer Fördereinrichtung (21) dem Schacht (13) zum Anhängen an das Seil (12) zu führbar sind, und die jeweils in den Schacht (13) ab gelassenen Gewichtsblöcke (11) am Ende ihres Absenk weges vom Seil (12) abnehmbar und über Fördereinrich tungen (22) in Stollen (20) lagerbar sind.

4. Stromerzeugungsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiltrommeln (15, 15′) zum Zwecke des Auf ziehens der Gewichtsblöcke (11) in Zeiten schwachen Stromverbrauches mit Motoren (18) kuppelbar sind.