EP4747564A1 - Verfahren zur thermischen energiespeicherung und thermischer energiespeicher - Google Patents

Verfahren zur thermischen energiespeicherung und thermischer energiespeicher

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Publication number
EP4747564A1
EP4747564A1 EP24746745.9A EP24746745A EP4747564A1 EP 4747564 A1 EP4747564 A1 EP 4747564A1 EP 24746745 A EP24746745 A EP 24746745A EP 4747564 A1 EP4747564 A1 EP 4747564A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
storage medium
heat storage
thermal energy
containers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24746745.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Detlef Haje
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Energy Global GmbH and Co KG filed Critical Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Publication of EP4747564A1 publication Critical patent/EP4747564A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/0056—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using solid heat storage material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Definitions

  • the present invention relates to a method for thermal energy storage using at least two containers, each filled with a solid material. Furthermore, the invention relates to a thermal energy storage device.
  • Energy storage is advantageous for compensating for fluctuating electrical generation and consumption. Especially when using different renewable energies, energy storage and provision represent an important building block for the energy transition in the face of climate change.
  • Energy can be stored in energy storage systems, for example, chemical or electrical storage systems.
  • Thermal energy storage systems are also known, which offer advantages over chemical or electrical storage systems, particularly with regard to the cost per unit of energy and the amount of energy stored.
  • thermal energy storage solid-state or liquid storage are known from the state of the art.
  • temperature-stratified energy storage systems based on thermal oil are also advantageous.
  • saturated steam-related internal pressure can be eliminated.
  • Temperature stratification can prevent, in particular, a loss of mixing or "exergy loss”. Furthermore, a comparatively long extraction at a high temperature level can be ensured if the energy storage system is charged or discharged accordingly.
  • the object of the present invention is to provide an improved method for thermal energy storage and an improved thermal energy storage device.
  • this object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and/or by a thermal energy storage device having the features of patent claim 13.
  • a thermal energy storage device in particular for carrying out a method according to the invention, with at least two containers, each filled with a solid bed, wherein the containers are connected via at least one line in such a way that a heat storage medium for storing and/or discharging thermal energy can be introduced into and removed from the containers one after the other, wherein temperature storage takes place via the solid bed.
  • the finding underlying the present invention is to enable thermal energy storage, whereby the energy storage task can essentially be performed by a solid bed.
  • the idea underlying the present invention is to use a heat storage medium primarily for heat transport during storage and withdrawal. According to the invention, this is implemented in particular by using several small containers that can be loaded and unloaded one after the other. This allows the storage volume for the loading and unloading process to be kept small, whereby the volume fraction of the required heat storage medium, such as in particular the thermal oil, can be reduced.
  • the entire thermal energy storage device is divided into at least two containers, which can be filled with the heat storage medium one after the other.
  • the volume of each container is small in relation to the total energy storage device. Accordingly, less heat storage medium is required to charge or discharge a "small" container, a so-called sub-container, of the entire thermal energy storage device. According to the invention, the costs can be reduced considerably, since the costs for the heat storage medium in particular are low due to the small volume proportion of the so-called "sub-volumes" of the containers.
  • a container can be understood as a separate volume portion in which a solid bed is arranged.
  • the at least two containers can have a common partition wall so that sub-containers can be separated into different sub-volumes within a large container.
  • the containers can be arranged side by side and separated from one another to form an energy storage device.
  • a solid bed can fill a large portion of the volume of any container.
  • the entire container is filled with the solid bed.
  • Gravel for example, can be used as the solid bed.
  • different storage materials can be used, for example, porous and/or void-containing materials.
  • the solid bed is formed from bodies arranged at intervals so that the heat storage medium can reach the surface of the individual elements of the solid bed.
  • Thermal oil in particular, can be used as a heat storage or heat transfer medium.
  • Other fluid media capable of storing energy are also conceivable.
  • Temperature-stratified storage is understood to mean, in particular, that each container has a temperature gradient from an upper region to a lower region.
  • the storage medium such as the solid bed, has a higher temperature in an upper region of the container than in a lower region of the container.
  • each container Before energy is stored, each container is at a low temperature level and, in particular, does not contain a significant amount of heat storage medium.
  • heat storage medium can be introduced into the container from below up to a certain fill level, and then hot heat storage medium can be introduced into the container from above.
  • cold heat storage medium in particular cold thermal oil
  • the use of cold heat storage medium in particular avoids mixing losses. These are to be avoided in particular if the container is not completely filled. In such a case, the lower part of the solid filling could already be heated, which would lead to unused heat input.
  • the use of cold heat storage medium from below also prevents or reduces the occurrence of thermoelectric stresses when filling the container.
  • the filling with cold heat storage medium from below is continued in particular until a suitable and low-turbulence inflow with hot heat storage medium, in particular hot thermal oil, can take place from above.
  • the hot heat storage medium can therefore be supplied evenly and with minimal turbulence.
  • the supply occurs, in particular, from above into the container. This is particularly advantageous for achieving temperature stratification within the container. This allows for temperature-controlled storage, with the container being filled with the solid bulk material and the heat storage medium.
  • the interior of the container has a higher temperature, particularly in the upper area, than in the lower area.
  • the heat storage medium can be discharged downwards from the container. Since the heat storage medium is discharged from the container again after the container has been filled, it can be used to charge the next container of the energy storage system.
  • the heat storage medium can therefore be introduced from the first container into a second container in order to start a storage process in the second container.
  • the loading time for the second container corresponds to the loading process as described with regard to the first container.
  • the heat storage medium can remain in the container last charged with thermal energy after storage. Emptying the container is therefore unnecessary, and the container can be kept in a standby mode, so to speak.
  • heat storage medium can be introduced into the container from below until the heat storage medium reaches an outlet opening arranged on the top of the container, so that hot heat storage medium is discharged from the top of the container.
  • cold heat storage medium is introduced into the container from below. This enables the withdrawal process to begin immediately. It is advantageous if an appropriate temperature gradient is maintained, since a heated energy storage device is filled with cool medium. The temperature difference between the introduced heat storage medium and the heated energy storage device should not be too great. In one possible embodiment, a certain amount of heat storage medium can be kept at the bottom of the container. Additionally or alternatively, heat storage medium of medium temperature can be introduced from below at the start of the withdrawal process.
  • the heat storage medium can be supplied evenly and with little turbulence. This ensures, in particular, that temperature stratification is maintained within the container. After the heat storage medium has been supplied from above as a low-turbulence inflow, the heated heat storage medium is discharged upwards out of the container. This allows energy to be stored from the container.
  • the heat storage medium can be discharged downwards from the container.
  • the heat storage medium can therefore be used to store another container.
  • the heat storage medium can be introduced from the first container into a second container to initiate a storage removal process in the second container.
  • the process for removing energy from the second container can be carried out as described with respect to the first container.
  • venting can take place between the containers during storage and/or withdrawal between one another and/or with at least one intermediate storage device.
  • volume equalization or venting may be necessary.
  • volume equalization or venting may be necessary if the container is filled from below with heat storage medium.
  • volume equalization or venting may be necessary when the heat storage medium is discharged downwards after thermal withdrawal has taken place.
  • a protective gas can be used for ventilation or venting and/or volume equalization. Nitrogen can be used in particular to prevent oxidative effects on the heat storage medium or other structural components. Alternatively, or additionally a gas phase can be formed by a portion of evaporated heat storage medium. This gas phase can be removed from the respective container. In one embodiment a volume equalization can take place, for example, between the containers themselves, wherein the containers are connected in particular by lines. In a further embodiment alternatively or additionally an equalization container or a storage container can be provided which can temporarily store the heat storage medium. For example an overpressure or underpressure of a protective gas can be made possible, which depends on the state of the energy storage device. For example a closed system can be in a charged or discharged state, whereby the protective gas is present either at an overpressure or a underpressure.
  • At least one container can be only partially thermally charged, with an upper part of the solid bed having a higher temperature than a lower part of the solid bed, and the container not having a heat storage medium. Convective compensating losses can be limited by such stratification. In such a state, the heat storage medium is discharged from the container, in particular downwards.
  • the invention further relates to a thermal energy storage device.
  • the thermal energy storage device can be used, in particular, to implement the method according to the invention. Accordingly, the same features and advantages apply to the thermal energy storage device as described with regard to the method.
  • the containers can have an inflow area filled with a minimum amount of heat storage medium and/or a mixing area in which a temperature transition of the heat storage medium from cold to hot is enabled. This can, in particular, prevent unwanted thermal stresses from developing within the container.
  • a separating device can be provided in an outflow region of at least one container, which allows a separation between a liquid phase and a gaseous phase.
  • a line can be provided in an upper region of the container, which branched out in such a way that the liquid phase can be discharged via one branch and the gaseous phase via the other branch.
  • Appropriate valves can be used here, which are inserted in the lines.
  • a subsystem for controlling the supply and discharge of protective gas can be provided, which subsystem has, for example, at least one compressor or one blower, a line system and at least one compensation tank.
  • the containers preferably have thermal insulation to limit heat losses.
  • the at least two containers can be connected in a respective lower area via a first line system, so that cold heat storage medium can be introduced into the containers one after the other from below, and/or connected in a respective upper area via a second line system so that hot heat storage medium can be introduced or removed, wherein a connection to an intermediate storage tank is formed in particular in the upper region.
  • Valves can be provided in the corresponding piping systems to enable or prevent inflow or outflow to the respective container.
  • at least one pump can be provided to enable the flow of the heat storage medium.
  • a heat exchanger can be provided.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a container
  • Fig. 2 shows a further embodiment of a container
  • Fig. 3 a container with a possible temperature distribution
  • Fig. 4 shows a possible heat flow when loading a container
  • Fig. 5 shows a possible heat flow when unloading a container
  • Fig. 6 shows a possible embodiment of a thermal energy storage device.
  • Fig. 1 shows an embodiment of a container 1.
  • the container 1 is part of a thermal energy storage device 7, as described, for example, in Figure 6.
  • the container 1 is therefore designed as a partial storage device of the energy storage device 7 and is filled with a solid bed 2.
  • the container 1 is essentially completely filled with the solid bed 2.
  • a line 8 is shown, through which the container 1 can be filled.
  • an outlet opening 5 is provided, so that an outflow region 10 can be formed.
  • This can also be connected to a line 8.
  • a filling level 4 is shown in the middle region of the container 1, which Fill level of a heat storage medium 3 is shown.
  • the container 1 can therefore be filled with the heat storage medium 3 or emptied of heat storage medium 3 via the openings in the upper and lower areas. This allows thermal energy to be stored in or released from the container 1.
  • Fig. 2 shows a further embodiment of a container 1.
  • a line 8 can be seen which splits into two partial lines. This can form a separating device 11 so that a liquid phase 12 and a gaseous phase 13 can be discharged from the container 1 via different partial lines.
  • This can be used in particular for ventilation or venting and volume equalization, for example when a protective gas is used.
  • Venting or ventilation in or out of the container 1 can be made possible.
  • An inflow area 9 is provided in the lower region of the container 1.
  • the illustration shows a minimum fill level 4 in the container 1, with the heat storage medium 3 only being present in the lower region of the container 1. This can represent a state such as may exist before storage or withdrawal.
  • Fig. 3 shows a container 1 with a possible temperature distribution T.
  • the temperature distribution T is shown in the schematic diagram from a lower region L to an upper region H of the container 1.
  • the entire container 1 can be filled with the solids bulk material. tung 2 be filled .
  • a mixing zone can be created, shown with the dashed line inside the container 1 , in which a gradual temperature transition of the heat storage medium 3 from cold to hot temperatures is made possible . Consequently, even when the heat storage medium 3 is discharged from the container 1, the solid bed 2 can have the temperature gradient shown . Consequently, a temperature-stratified storage or withdrawal can be implemented using the heat storage medium 3 .
  • Fig. 4 shows a possible heat flow when loading a container 1.
  • the fill level 4 of the heat storage medium 3 is first raised to the upper area of the container 1.
  • warm heat storage medium or hot heat storage medium is filled into the container from above. This can generate a heat flow Q, with the container initially heating up more strongly from an upper area H.
  • the fill level 4 can be reached as in the right-hand area of the illustration by lowering the level.
  • the heat storage medium 3 can in particular be released downwards from the container 1.
  • Fig. 5 shows a possible heat flow during unloading of a container 1.
  • the container 1 is initially filled from below with heat storage medium 3 until the heat storage medium 3 reaches an upper region H of the container 1, and a removal of heated heat storage medium 3 from an upper region of the container 1 can take place.
  • a heat flow Q is generated in the direction of the upper region H, as indicated by the arrow direction
  • the interior of the container 1 is cooled in the process.
  • the heat storage medium is discharged downwards, whereby the filling level 4 can be reached as shown on the right-hand side of the illustration.
  • Fig. 6 shows a possible embodiment of a thermal energy storage device 7.
  • the thermal energy storage device 7 has four containers 1a to 1d.
  • the containers 1a to 1d are connected in the lower region via a first line system 8a.
  • the containers are connected via a second line system 8b.
  • Various valves can be provided in the lines 8 in order to enable the heat storage medium 3 to flow into and out of the containers 1.
  • the valves can enable the supply and discharge of protective gas in order to implement ventilation or venting.
  • the line system 8b is exposed to a high temperature.
  • the lines 8b lead to an intermediate storage tank 6b, which can be provided as an equalizing tank for protective gas handling.
  • an equalizing tank for protective gas handling For example, at least one compressor or one fan can be provided in the upper region.
  • the pipe system 8a is subjected to a low temperature.
  • a type of subsystem for filling or emptying with heat storage medium can be implemented.
  • a A pump 16 may be provided with which the heat storage medium 3 can be conveyed. This enables the heat storage medium 3 to be conveyed from a first container 1a to a second container 1b and then to a third container 1c and a fourth container 1d.
  • a further intermediate storage device 6a is shown, which in one embodiment can be implemented in the form of a volume compensation system for the heat storage medium 3. This intermediate storage device 6a can also be connected to the line system 8a via a pump.
  • Fig. 6 shows a possibility for storing or discharging thermal energy from or into the system or the thermal energy storage device 7.
  • a pump 16 and a heat exchanger are provided.
  • the hot heat storage medium 3 can be fed to the heat exchanger via lines 8a and 8b and discharged from the system or introduced into the system.
  • the present invention has been fully described above using preferred embodiments, it is not limited thereto, but can be modified in a variety of ways.
  • the number of containers 1 of a thermal energy storage device 7 can differ from the embodiment shown in Fig. 7.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Energiespeicherung mit zumindest zwei Behältern, die jeweils mit einer Feststoffschüttung gefüllt sind, wobei ein Wärmespeichermedium zum Einspeichern und/oder Ausspeichern von thermischer Energie nacheinander in die Behälter eingebracht und/oder aus den Behältern ausgebracht wird, wobei eine temperaturgeschichtete Temperaturspeicherung über die Feststoffschüttung in dem jeweiligen Behälter erfolgt, und das Wärmespeichermedium zu Wärmeübertragungsvorgängen beim Einspeichern und/oder Ausspeichern dient. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen entsprechenden thermischen Energiespeicher.

Description

Beschreibung
Verfahren zur thermischen Energiespeicherung und thermischer Energiespeicher
Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Verfahren zur thermischen Energiespeicherung mit zumindest zwei Behältern, die j eweils mit einer Feststof f schüttung gefüllt sind . Des Weiteren betri f ft die Erfindung einen thermischen Energiespeicher .
Um schwankende elektrische Erzeugungsleistungen sowie Verbrauchsleistungen zu kompensieren, ist eine Speicherung von Energie vorteilhaft . Insbesondere bei Verwendung unterschiedlicher erneuerbarer Energien stellt die Speicherung sowie die Vorhaltung der Energie einen wichtigen Baustein für die Energiewende im Zeichen des Klimawandels dar .
Energie kann in Energiespeicher gespeichert werden, wobei beispielsweise chemische oder elektrische Speicher bekannt sind . Weiterhin sind thermische Energiespeicher bekannt , welche im Vergleich zu chemischen oder elektrischen Speichern insbesondere hinsichtlich der auf eine Energieeinheit bezogenen Kosten und der vorgehaltenen Energiemengen Vorteile bieten .
Aus dem Stand der Technik sind im Falle der thermischen Energiespeicher beispielsweise Feststof f Speicher oder Flüs- sigkeitsspeicher bekannt . Für einen Temperaturbereich von 90 ° C bis 400 ° C sind weiterhin temperaturgeschichtete Energiespeicher auf der Thermoölbasis vorteilhaft . Im Gegensatz zu wasserbasierten Energiespeichern kann dabei eine Berücksichtigung von sattdampfbedingtem Innendruck entfallen . Durch eine Temperaturschichtung kann insbesondere ein Mischungsverlust bzw . „Exergieverlust" verhindert werden . Des Weiteren kann eine vergleichsweise lange Entnahme auf einem hohen Temperaturniveau gewährleistet werden, wenn eine entsprechende Beladung bzw . Entladung des Energiespeichers umgesetzt wird .
Um dem Energiespeicher Energie zuzuführen, wird dieser geladen . Dabei ist aus dem Stand der Technik bekannt , ein Thermoöl von oben in dem Energiespeicher einzuführen, sodass eine Durchströmung von heißem Thermoöl von oben nach unten erfolgen kann . Um Energie aus dem Energiespeicher zu entnehmen, wird dieser entladen . Dabei wird kühles Thermoöl von unten nach oben in den Behälter eingeführt .
Da das Thermoöl kostenintensiv ist , kann zur Reduzierung der Kosten eine kostengünstige Feststof f schüttung, wie beispielsweise Kies , in den Speicher eingeführt werden . Dadurch kann ein Volumenanteil des kostenintensiven Thermoöls ersetzt werden . Aus dem Stand der Technik sind insbesondere Speicher bekannt , bei welchen die Feststof f schüttung einen Anteil von 60 % bis 70 % des Volumens einnimmt und ca . 60 % bis 80 % der Wärmekapazität bereitstellen kann .
Die Kosten für das Thermoöl liegen um ein Viel faches höher als die Kosten für die Feststof f schüttung und betragen beispielsweise das 10- fache bis 20- fache , insbesondere bezogen auf eine gleiche Wärmekapazität . Daher ist es wünschenswert , den Thermalölbedarf weiter zu reduzieren . Insbesondere soll dabei eine Temperaturschichtung des Energiespeichers weiterhin ermöglicht werden . Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde , ein verbessertes Verfahren zur thermischen Energiespeicherung und einen verbesserten thermischen Energiespeicher anzugeben .
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch einen thermischen Energiespeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst .
Demgemäß ist vorgesehen :
Ein Verfahren zur thermischen Energiespeicherung mit zumindest zwei Behältern, die j eweils mit einer Feststof f schüttung gefüllt sind, wobei ein Wärmespeichermedium zum Einspeichern und/oder Ausspeichern von thermischer Energie nacheinander in die Behälter eingebracht und/oder aus den Behältern ausgebracht wird, wobei eine temperaturgeschichtete Temperaturspeicherung über die Feststof f schüttung in dem j eweiligen Behälter erfolgt , und das Wärmespeichermedium zu Wärmeübertragungsvorgängen beim Einspeichern und/oder Ausspeichern dient .
Ein thermischer Energiespeicher, insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens , mit zumindest zwei Behältern, die j eweils mit einer Feststof f schüttung gefüllt sind, wobei die Behälter über zumindest eine Leitung derart verbunden sind, dass ein Wärmespeichermedium zum Einspeichern und/oder Ausspeichern von thermischer Energie nacheinander in die Behälter eingebracht und ausgebracht werden kann, wobei eine Temperaturspeicherung über die Feststof f schüttung erfolgt . Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Erkenntnis besteht darin, eine thermische Energiespeicherung zu ermöglichen, wobei eine Speicheraufgabe der Energie im Wesentlichen durch eine Feststof f Schüttung übernommen werden kann .
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, ein Wärmespeichermedium vorrangig für den Wärmetransport beim Einspeichern bzw . Ausspeichern zu verwenden . Erfindungsgemäß wird dies insbesondere dadurch umgesetzt , dass mehrere kleine Behälter verwendet werden, die nacheinander geladen bzw . entladen werden können . Dadurch kann ein Speichervolumen für den Vorgang des Beladens bzw . Entladens klein gehalten werden, wodurch der Volumenanteil des benötigten Wärmespeichermediums , wie insbesondere des Thermoöls , reduziert werden kann .
Der gesamte thermische Energiespeicher wird in zumindest zwei Behälter aufgeteilt , die nacheinander mit dem Wärmespeichermedium befüllt werden können . Dadurch ist das j eweilige Volumen j edes Behälters klein im Verhältnis zum Gesamtenergiespeicher . Dementsprechend wird weniger Wärmespeichermedium benötigt , um einen „kleinen" Behälter, ein sogenannter Teilbehälter, des gesamten thermischen Energiespeichers zu Beladen bzw . zu Entladen . Erfindungsgemäß können dabei die Kosten erheblich reduziert werden, da insbesondere die Kosten für das Wärmespeichermedium durch den geringen Volumenanteil der sogenannten „Teilvolumina" der Behälter gering aus fallen .
Als Behälter kann ein abgetrennter Volumenanteil verstanden werden, in welchem eine Feststof f schüttung angeordnet ist . Die zumindest zwei Behälter können eine gemeinsame Trennwand aufweisen, sodass in einem großen Behälter durch Trennung in unterschiedliche Teilvolumina Teilbehälter abgetrennt werden können . Des Weiteren können die Behälter nebeneinander getrennt voneinander angeordnet sein, um einen Energiespeicher aus zubilden .
Eine Feststof f schüttung kann einen Großteil des Volumens j edes Behälters aus füllen . Insbesondere ist der komplette Behälter mit der Feststof f schüttung befüllt . Als Feststof fschüttung kann beispielsweise Kies eingesetzt werden . Des Weiteren können unterschiedliche Speicherstof fe verwendet werden, die beispielsweise poröse und/oder hohlraumhaltige Materialien aufweisen . Insbesondere ist die Feststof f schüttung aus mit Abständen angeordneten Körpern ausgebildet , sodass das Wärmespeichermedium die Oberfläche der einzelnen Elemente der Feststof f schüttung erreichen kann .
Als Wärmespeichermedium bzw . Wärmeträgermedium kann insbesondere Thermoöl eingesetzt werden . Andere fließ fähige Medien, die Energie speichern können, sind ebenso denkbar .
Als temperaturgeschichtete Temperaturspeicherung ist insbesondere zu verstehen, dass j eder Behälter von einem oberen Bereich zu einem unteren Bereich ein Temperaturgefälle aufweist . Insbesondere weist das Speichermedium, wie insbesondere die Feststof f schüttung, in einem oberen Bereich des Behälters eine höhere Temperatur als in einem unteren Bereich des Behälters auf .
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung . Vor dem Einspeichern von Energie liegt j eder Behälter insbesondere mit einem niedrigen Temperaturniveau vor, und weist insbesondere keine wesentliche Menge an Wärmespeichermedium auf .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann für eine temperaturgeschichtete Einspeicherung von thermischer Energie in einen ersten Behälter Wärmespeichermedium bis zu einem gewissen Füllstand von unten in den Behälter eingebracht werden, und anschließend kann heißes Wärmespeichermedium von oben in den Behälter eingeführt werden . Bei einem Befüllen des Behälters von unten wird insbesondere kaltes Wärmespeichermedium, insbesondere kaltes Thermoöl , eingesetzt . Die Verwendung von kaltem Wärmespeichermedium vermeidet insbesondere Mischungsverluste . Diese sind insbesondere zu vermeiden, wenn der Behälter nicht vollständig befüllt wird . In einem derartigen Fall könnte der untere Teil der Feststof fschüttung bereits erwärmt werden, was zu einer ungenutzten Wärmeeinbringung führen würde . Der Einsatz von kaltem Wärmespeichermedium von unten verhindert bzw . reduziert weiterhin ein Auftreten von Thermospannungen beim Befüllen des Behälters .
Die Befüllung mit kalten Wärmespeichermedium von unten wird insbesondere so lange fortgesetzt , bis eine geeignete und wirbelarme Zuströmung mit heißen Wärmespeichermediums , insbesondere heißen Thermoöls , von oben erfolgen kann .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann daher die Zuführung des heißen Wärmespeichermediums gleichmäßig und wirbelarm erfolgen . Die Zuführung erfolgt insbesondere von oben in den Behälter . Dies ist insbesondere vorteilhaft , um eine Temperaturschichtung innerhalb des Behälters zu erzielen . Dadurch kann eine temperaturbeschichtete Einspeicherung erreicht werden, wobei der Behälter insbesondere mit der Feststof f schüttung und dem Wärmespeichermedium befüllt ist . Das Innere des Behälters weist dabei insbesondere im oberen Bereich eine höhere Temperatur auf als im unteren Bereich auf .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann nach Einspeicherung thermischer Energie in die Feststof f schüttung das Wärmespeichermedium nach unten aus dem Behälter abgeführt werden . Da das Wärmespeichermedium nach dem Beladen des Behälters wieder aus dem Behälter abgeführt wird, kann es zur Beladung eines nächsten Behälters des Energiespeichers genutzt werden .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann das Wärmespeichermedium daher aus dem ersten Behälter in einen zweiten Behälter eingebracht werden, um einen Vorgang zur Einspeicherung in dem zweiten Behälter zu starten . Der Beladetermin für den zweiten Behälter erfolgt entsprechend des Ladevorgangs wie bezüglich des ersten Behälters beschrieben . So können eine Mehrzahl an Behälter nacheinander befüllt werden, wobei für j eden Behälter dasselbe Wärmespeichermedium eingesetzt werden kann . Dadurch wird ein relativ geringes Volumen an Wärmespeichermedium benötigt , um thermische Energie in ein großes Volumen einzuspeichern .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann das Wärmespeichermedium nach der Einspeicherung in dem zuletzt mit thermischer Energie beladenen Behältern verbleiben . Ein Entleeren des Behälters kann daher entfallen, wobei der Behälter sozusagen in einem Standby-Modus gehalten werden kann . In einer bevorzugten Aus führungs form kann für eine Ausspeicherung von thermischer Energie aus einen ersten Behälter Wärmespeichermedium von unten in den Behälter eingebracht werden, bis das Wärmespeichermedium eine oben am Behälter angeordnete Ausgangsöf fnung erreicht , sodass heißes Wärmespeichermedium von oben aus dem Behälter abgeführt wird . Für das Ausspeichern von thermischer Energie wird insbesondere kaltes Wärmespeichermedium von unten in den Behälter eingebracht . Dies ermöglicht insbesondere eine unmittelbare Aufnahme des Ausspeichervorgangs . Es ist vorteilhaft , wenn ein entsprechender Temperaturgradient eingehalten ist , da ein durchwärmter Energiespeicher mit kühlem Medium befüllt wird . So sollte der Temperaturunterschied zwischen dem eingeführten Wärmespeichermedium und dem durchwärmten Energiespeicher nicht zu groß ausgewählt sein . In einer möglichen Aus führungs form kann eine gewisse Menge an Wärmespeichermedium am Boden des Behälters vorgehalten werden . Zusätzlich oder alternativ kann zu Beginn des Ausspeichervorgangs Wärmespeichermedium mittlerer Temperatur von unten eingeführt werden .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann die Zuführung des Wärmespeichermediums gleichmäßig und wirbelarm erfolgen . Dadurch kann insbesondere gewährleistet werden, dass eine Temperaturschichtung innerhalb des Behälters aufrechterhalten wird . Nach Zuführung des Wärmespeichermedium vom oben als wirbelarme Zuströmung erfolgt insbesondere eine Abfuhr des aufgehei zten Wärmespeichermediums nach oben aus dem Behälter . Dadurch kann Energie aus dem Behälter ausgespeichert werden .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann nach Ausspeichern thermischer Energie aus der Feststof f schüttung das Wärmespeichermedium nach unten aus dem Behälter abgeführt werden . Das Wärmespeichermedium kann daher zum Ausspeichern eines weiteren Behälters genutzt werden .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann das Wärmespeichermedium aus dem ersten Behälter in einen zweiten Behälter eingebracht werden, um einen Vorgang zur Ausspeicherung in dem zweiten Behälter zu starten . Der Vorgang zur Ausspeicherung des zweiten Behälters kann wie bezüglich des ersten Behälters beschrieben erfolgen . So können mehrere Behälter des Energiespeichers nacheinander entladen werden, wodurch nur eine geringe Menge an Wärmespeichermedium benötigt wird .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann während des Einspeicherns und/oder des Ausspeicherns zwischen den Behältern untereinander und/oder mit zumindest einem Zwischenspeicher eine Entlüftung erfolgen . Insbesondere kann beim Befüllen des Behälters von unten mit kaltem Wärmespeichermedium beim Einspeichern ein Volumenausgleich bzw . eine Entlüftung erforderlich sein . Ebenso kann beim Einspeichern, wenn das Wärmespeichermedium nach erfolgter thermischer Einspeicherung nach unten abgeführt wird, ein Volumenausgleich bzw . eine Belüftung erforderlich sein . Beim Ausspeichern kann ein Volumenausgleich bzw . eine Entlüftung erforderlich sein, wenn der Behälter von unten mit Wärmespeichermedium gefüllt wird . Ebenso kann beim Abführen des Wärmespeichermediums nach erfolgter thermischer Ausspeicherung nach unten ein Volumenausgleich bzw . eine Belüftung erforderlich sein .
Für die Belüftung bzw . Entlüftung und/oder den Volumenausgleich kann beispielsweise ein Schutzgas eingesetzt werden . Hierbei kann insbesondere Stickstof f verwendet werden, um eine oxidative Einwirkung auf das Wärmespeichermedium oder die weiteren Strukturkomponenten zu vermeiden . Alternativ oder zusätzlich kann eine Gasphase durch einen Anteil an verdampftem Wärmespeichermedium gebildet werden . Diese Gasphase kann aus dem j eweiligen Behälter abgeführt werden . In einer Aus führungs form kann ein Volumenausgleich beispielsweise zwischen den Behältern untereinander stattfinden, wobei die Behälter insbesondere mit Leitungen verbunden sind . In einer weiteren Aus führungs form kann alternativ oder zusätzlich ein Ausgleichsbehälter bzw . ein Vorratsbehälter vorgesehen sein, der Wärmespeichermedium Zwischenspeichern kann . So kann beispielsweise ein Überdruck oder Unterdrück eines Schutzgases ermöglicht werden, der j e nach Zustand des Energiespeichers vorliegt . So kann ein geschlossenes System in einem geladenen oder entladenen Zustand vorliegen, wodurch das Schutzgas entweder im Überdruck oder im Unterdrück vorliegt .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann zumindest ein Behälter nur teilweise thermisch geladen werden, wobei ein oberer Teil der Feststof f schüttung eine höhere Temperatur ausweist als ein unterer Teil der Feststof f schüttung, und der Behälter kein Wärmespeichermedium aufweist . Konvektive Ausgleichsverluste können durch eine derartige Schichtung begrenzt werden . Das Wärmespeichermedium wird in einem derartigen Zustand insbesondere nach unten aus dem Behälter abgeführt .
Die Erfindung betri f ft weiterhin einen thermischen Energiespeicher . Der thermische Energiespeicher kann insbesondere eingesetzt werden, um das erfindungsgemäße Verfahren umzusetzen . Demnach gelten für den thermischen Energiespeicher dieselben Merkmale und Vorteile , wie bezüglich des Verfahrens beschrieben . In einer bevorzugten Aus führungs form des thermischen Energiespeichers können die Behälter einen Zuströmbereich aufweisen, der mit einem Mindest füllmaß an Wärmespeichermedium gefüllt ist und/oder einen Mischbereich umfassen, in welchem ein Temperaturübergang des Wärmespeichermediums von kalt zu heiß ermöglicht wird . Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass ungewollt Temperaturspannungen innerhalb des Behälters ausgebildet werden .
In einer bevorzugten Aus führungs form kann in einem Ausströmbereich zumindest eines Behälters eine Trenneinrichtung vorgesehen sein, die eine Trennung zwischen einer flüssigen Phase und einer gas förmigen Phase ermöglicht . So kann in einem oberen Bereich des Behälters eine Leitung vorgesehen sein, die sich derart verzweigt , dass auf einem Zweig die flüssige Phase und auf dem anderen Zweig die gas förmige Phase abgeführt werden kann . Hierbei können entsprechende Ventile verwendet werden, die in den Leitungen eingesetzt sind . So kann insbesondere ein Teilsystem zur Steuerung der Zufuhr bzw . Abfuhr von Schutzgas vorgesehen sein, das beispielsweise zumindest einen Verdichter bzw . ein Gebläse , ein Leitungssystem sowie zumindest einen Ausgleichsbehälter aufweist .
Die Behälter weisen bevorzugt eine Wärmeisolation auf , um Wärmeverluste zu begrenzen .
In einer bevorzugten Aus führungs form können die zumindest zwei Behälter in einem j eweiligen unteren Bereich über ein erstes Leitungssystem verbunden sein, sodass kaltes Wärmespeichermedium nacheinander j eweils von unten in die Behälter eingebracht werden kann, und/oder in einem j eweiligen oberen Bereich über ein zweites Leitungssystem verbunden sind, sodass heißes Wärmespeichermedium eingebracht oder entnommen werden kann, wobei insbesondere in dem oberen Bereich eine Verbindung zu einem Zwischenspeicher ausgebildet ist . In den entsprechenden Leitungssystemen können Ventile vorgesehen sein, die ein Zuströmen oder Abströmen zu dem j eweiligen Behälter ermöglichen bzw . unterbinden . Des Weiteren kann zumindest eine Pumpe vorgesehen sein, um die Strömung des Wärmespeichermedium zu ermöglichen . Des Weiteren kann ein Wärmetauscher vorgesehen sein .
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll , beliebig miteinander kombinieren . Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht expli zit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung . Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der j eweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen .
INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Aus führungsbeispiele näher erläutert . Es zeigen dabei :
Fig . 1 eine Aus führungs form eines Behälters ;
Fig . 2 eine weitere Aus führungs form eines Behälters ;
Fig . 3 ein Behälter mit einer möglichen Temperaturverteilung;
Fig . 4 ein möglicher Wärmestrom beim Beladen eines Behälters ; Fig . 5 ein möglicher Wärmestrom beim Entladen eines Behälters ;
Fig . 6 eine mögliche Aus führungs form eines thermischen Energiespeichers .
Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Aus führungs formen der Erfindung vermitteln . Sie veranschaulichen Aus führungs formen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung . Andere Aus führungs formen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen . Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt .
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche , funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente , Merkmale und Komponenten - sofern nichts Anderes ausgeführt ist - j eweils mit denselben Bezugs zeichen versehen .
Fig . 1 zeigt eine Aus führungs form eines Behälters 1 . Der Behälter 1 ist Teil eines thermischen Energiespeichers 7 , wie beispielsweise in Figur 6 beschrieben . Der Behälter 1 ist demnach als Teilspeicher des Energiespeichers 7 ausgeführt , und mit einer Feststof f Schüttung 2 gefüllt . Bevorzugt ist der Behälter 1 im Wesentlichen komplett mit der Feststof fschüttung 2 gefüllt . Im unteren Bereich des Behälters 1 ist eine Leitung 8 dargestellt , durch welche der Behälter 1 be- füllt werden kann . Im oberen Bereich des Behälters 1 ist eine Ausgangsöf fnung 5 vorgesehen, sodass ein Ausströmbereich 10 ausgebildet werden kann . Auch dieser kann mit einer Leitung 8 verbunden sein . Beispielhaft ist im mittleren Bereich des Behälters 1 ein Füllstand 4 gezeigt , welche den Füllstand eines Wärmespeichermediums 3 zeigt . Über die Öf fnungen im oberen sowie unteren Bereich des Behälters 1 kann der Behälter daher mit dem Wärmespeichermedium 3 befüllt oder von Wärmespeichermedium 3 geleert werden . Dadurch können ein Einspeichern bzw . ein Ausspeichern von thermischer Energie in oder aus dem Behälter 1 erfolgen .
In Fig . 2 ist eine weitere Aus führungs form eines Behälters 1 gezeigt . Im oberen Bereich des Behälters 1 ist eine Leitung 8 zu erkennen, die sich in zwei Teilleitungen auf spaltet . Dadurch kann eine Trenneinrichtung 11 ausgebildet werden, sodass eine flüssige Phase 12 sowie eine gas förmige Phase 13 über unterschiedliche Teilleitungen aus dem Behälter 1 abgeführt werden kann . Dies kann insbesondere für die Belüftung bzw . Entlüftung und den Volumenausgleich eingesetzt werden, wenn beispielsweise ein Schutzgas verwendet wird . Beim Einspeichern bzw . Ausspeichern kann dabei eine Entlüftung bzw . Belüftung in oder aus dem Behälter 1 ermöglicht werden . Im unteren Bereich des Behälters 1 ist ein Zuströmbereich 9 vorgesehen . In der Darstellung ist in dem Behälter 1 ein Mindest füllstand 4 gezeigt , wobei das Wärmespeichermedium 3 lediglich im unteren Bereich des Behälters 1 vorliegt . Dies kann einen Zustand darstellen, wie er vor dem Einspeichern bzw . vor dem Ausspeichern vorliegen kann .
Fig . 3 zeigt einen Behälter 1 mit einer möglichen Temperaturverteilung T . Die Temperaturverteilung T ist von einem unteren Bereich L bis zu einem oberen Bereich H des Behälters 1 in dem dargestellten schematischen Diagramm gezeigt . Im unteren Bereich des Behälters 1 liegt dabei eine niedrigere Temperatur als in einem oberen Bereich des Behälters 1 vor . Der komplette Behälter 1 kann mit der Feststof f schüt- tung 2 gefüllt sein . Durch ein gezieltes Beladen kann beispielsweise ein Mischbereich ausgeführt werden, dargestellt mit der gestrichelten Linie im Innern des Behälters 1 , in welchem ein allmählicher Temperaturübergang des Wärmespeichermediums 3 von kalten zu heißen Temperaturen ermöglicht wird . Folglich kann auch bei abgeführtem Wärmespeichermedium 3 aus dem Behälter 1 die Feststof f schüttung 2 das gezeigte Temperaturgefälle aufweisen . Es kann folglich eine temperaturgeschichtete Einspeicherung bzw . Ausspeicherung mittels des Wärmespeichermediums 3 umgesetzt werden .
Fig . 4 zeigt einen möglichen Wärmestrom beim Beladen eines Behälters 1 . Dabei wird der Füllstand 4 des Wärmespeichermediums 3 zunächst bis an den oberen Bereich des Behälters 1 angehoben . Danach wird warmes Wärmespeichermedium bzw . heißes Wärmespeichermedium von oben in dem Behälter eingefüllt wird . Dadurch kann ein Wärmestrom Q erzeugt werden, wobei sich der Behälter zunächst von einem oberen Bereich H stärker erwärmt . Anschließend kann der Füllstand 4 wie im rechten Bereich der Darstellung erreicht werden, in dem der Pegel abgesenkt wird . Das Wärmespeichermedium 3 kann dabei insbesondere nach unten aus dem Behälter 1 abgegeben werden .
In Fig . 5 ist ein möglicher Wärmestrom beim Entladen eines Behälters 1 gezeigt . Dabei wird der Behälter 1 zunächst von unten mit Wärmespeichermedium 3 befüllt , bis das Wärmespeichermedium 3 einen oberen Bereich H des Behälters 1 erreicht , und eine Abfuhr von erhitztem Wärmespeichermedium 3 aus einem oberen Bereich des Behälters 1 erfolgen kann . Bei Abfuhr des erhitzten Wärmespeichermediums 3 aus dem oberen Bereich H des Behälters 1 wird ein Wärmestrom Q in Richtung des oberen Bereichs H erzeugt , wie durch die Pfeilrichtung dargestellt . Das Innere des Behälters 1 wird dabei abgekühlt . Nach Abschluss des Ausspeichervorganges wird das Wärmespeichermedium nach unten abgeführt , wodurch der Füllstand 4 wie auf der rechten Seite der Darstellung erreicht werden kann .
Fig . 6 zeigt eine mögliche Aus führungs form eines thermischen Energiespeichers 7 . Der thermische Energiespeicher 7 weist in dieser Aus führungs form vier Behälter la bis Id auf . Die Behälter la bis Id sind im unteren Bereich über ein erstes Leitungssystem 8a verbunden . Im oberen Bereich sind die Behälter über ein zweites Leitungssystem 8b verbunden . Dadurch kann ein sogenannter kalter Zweig ausgeführt werden, der die Behälter 1 im Wesentlichen unten miteinander verbindet , sowie ein heißer Zweig, der die Behälter 1 im Wesentlichen oben miteinander verbindet . In den Leitungen 8 können verschiedene Ventile vorgesehen sein, um ein Zuströmen sowie Abströmen des Wärmespeichermediums 3 in bzw . aus den Behältern 1 zu ermöglichen . Des Weiteren können die Ventile ein Zuführen sowie Abführen von Schutzgas ermöglichen, um eine Belüftung bzw . Entlüftung umzusetzen .
Im oberen Bereich 15 der Fig . 6 ist das Leitungssystem 8b mit einer hohen Temperatur beaufschlagt . Die Leitungen 8b führen hierbei zu einem Zwischenspeicher 6b, der als Ausgleichsbehälter für ein Schutzgas-Handling vorgesehen sein kann . In dem oberen Bereich kann dabei beispielsweise zumindest ein Verdichter bzw . ein Gebläse vorgesehen sein .
Im unteren Bereich 14 der Fig . 6 ist das Leitungssystem 8a mit einer niedrigen Temperatur beaufschlagt . Im unteren Bereich kann eine Art Teilsystem zur Befüllung bzw . Entleerung mit Wärmespeichermedium umgesetzt werden . Dazu kann eine Pumpe 16 vorgesehen sein, mit welcher das Wärmespeichermedium 3 gefördert werden kann . Dadurch kann eine Förderung des Wärmespeichermediums 3 von einem ersten Behälter la zu einem zweiten Behälter 1b und anschließend zu einem dritten Behälter 1c sowie einem vierten Behälter Id umgesetzt werden . Im linken Bereich der Darstellung der Fig . 6 ist ein weiterer Zwischenspeicher 6a gezeigt , der in einer Aus führungs form in Form eines Volumenausgleichsystems für das Wärmespeichermedium 3 umgesetzt werden kann . Dieser Zwischenspeicher 6a kann ebenso über eine Pumpe mit dem Leitungssystem 8a verbunden sein .
Im rechten Bereich der Fig . 6 ist eine Möglichkeit zur Einspeicherung oder Ausspeicherung der thermischen Energie aus oder in das System bzw . den thermischen Energiespeicher 7 gezeigt . In der dargestellten Aus führungs form sind eine Pumpe 16 und ein Wärmetauscher vorgesehen . Das heiße Wärmespeichermedium 3 kann über die Leitungen 8a und 8b zu dem Wärmetauscher geführt werden, und aus dem System abgeleitet oder in das System eingeleitet werden .
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Aus führungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde , ist sie darauf nicht beschränkt , sondern auf viel fältige Art und Weise modi fi zierbar . So kann insbesondere die Anzahl der Behälter 1 eines thermischen Energiespeichers 7 von der dargestellten Aus führung in Fig . 7 abweichen . Es können beispielsweise nur zwei Behälter, oder mehr als vier Behälter, insbesondere vier bis 10 Behälter, vorgesehen sein .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur thermischen Energiespeicherung mit zumindest zwei Behältern (1) , die jeweils mit einer Feststoffschüttung (2) gefüllt sind, wobei ein Wärmespeichermedium (3) zum Einspeichern und/oder Ausspeichern von thermischer Energie nacheinander in die Behälter (1) eingebracht und/oder aus den Behältern (1) ausgebracht wird, wobei eine temperaturgeschichtete Temperaturspeicherung über die Feststoff schüttung (2) in dem jeweiligen Behälter (1) erfolgt, und das Wärmespeichermedium (3) zu Wärmeübertragungsvorgängen beim Einspeichern und/oder Ausspeichern dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für eine temperaturgeschichtete Einspeicherung von thermischer Energie in einen ersten Behälter (la) Wärmespeichermedium (3) bis zu einem gewissen Füllstand (4) von unten in den Behälter (la) eingebracht wird, und anschließend heißes Wärmespeichermedium (3) von oben in den Behälter (la) eingeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zuführung des heißen Wärmespeichermediums (3) gleichmäßig und wirbelarm erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach Einspeicherung thermischer Energie in die Feststoff schüttung (2) das Wärmespeichermedium (3) nach unten aus dem Behälter (la) abgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wärmespeichermedium (3) aus dem ersten Behälter (la) in einen zweiten Behälter (1b) eingebracht wird, um einen Vorgang zur Einspeicherung in dem zweiten Behälter (1b) zu starten.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wärmespeichermedium (3) nach der Einspeicherung in dem zuletzt mit thermischer Energie beladenen Behältern (1) verbleibt .
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für eine Ausspeicherung von thermischer Energie aus einem ersten Behälter (la) Wärmespeichermedium (3) von unten in den Behälter (la) eingebracht wird, bis das Wärmespeichermedium (3) eine oben am Behälter (la) angeordnete Ausgangsöffnung (5) erreicht, sodass heißes Wärmespeichermedium (3) von oben aus dem Behälter (la) abgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zuführung des Wärmespeichermediums (3) gleichmäßig und wirbelarm erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass nach Ausspeichern thermischer Energie aus der Feststoff schüttung (2) das Wärmespeichermedium (3) nach unten aus dem Behälter (la) abgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Wärmespeichermedium (3) aus dem ersten Behälter (la) in einen zweiten Behälter (1b) eingebracht wird, um einen Vorgang zur Ausspeicherung in dem zweiten Behälter (1b) zu starten .
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass während des Einspeicherns und/oder des Ausspeicherns zwischen den Behältern (la, 1b) untereinander und/oder mit zumindest einem Zwischenspeicher (6) eine Entlüftung erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zumindest ein Behälter (la, 1b) nur teilweise thermisch geladen wird, wobei ein oberer Teil der Feststoff schüttung (2) eine höhere Temperatur ausweist als ein unterer Teil der Feststoff schüttung (2) , und der Behälter (la, 1b) kein Wärmespeichermedium (3) aufweist.
13. Thermischer Energiespeicher (7) , insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit zumindest zwei Behältern (la, 1b) , die jeweils mit einer Feststoff schüttung (2) gefüllt sind, wobei die Behälter (la, 1b) über zumindest eine Leitung (8) derart verbunden sind, dass ein Wärmespeichermedium (3) zum Einspeichern und/oder Ausspeichern von thermischer Energie nacheinander in die Behälter (la, 1b) eingebracht und ausgebracht werden kann, wobei eine Temperaturspeicherung über die Feststoff schüttung (2) erfolgt.
14. Thermischer Energiespeicher (7) nach Anspruch 13, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Behälter (la, 1b) einen Zuströmbereich (9) aufweisen, der mit einem Mindest füllmaß an Wärmespeichermedium (3) gefüllt ist und/oder einen Mischbereich umfassen, in welchem ein Temperaturübergang des Wärmespeichermediums von kalt zu heiß ermöglicht wird.
15. Thermischer Energiespeicher (7) nach Anspruch 13 oder 14, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass in einem Ausströmbereich (10) zumindest eines Behälters (la, 1b) eine Trenneinrichtung (11) vorgesehen ist, die eine Trennung zwischen einer flüssigen Phase (12) und einer gasförmigen Phase (13) ermöglicht.
16. Thermischer Energiespeicher (7) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die zumindest zwei Behälter (la, 1b) in einem jeweiligen unteren Bereich über ein erstes Leitungssystem (8a) verbunden sind, sodass kaltes Wärmespeichermedium (3) nacheinander jeweils von unten in die Behälter (la, 1b) eingebracht werden kann, und/oder in einem jeweiligen oberen Bereich über ein zweites Leitungssystem (8b) verbunden sind, sodass heißes Wärmespeichermedium (3) eingebracht oder entnommen werden kann, wobei insbesondere in dem oberen Bereich eine Verbindung zu einem Zwischenspeicher (6) ausgebildet ist .
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