NL1018419C1 - Hybride krachtstation. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Hybride krachtstation

De uitvinding heeft betrekking op een hybride krachtstation, omvattende een bouwwerk of gebouw, waarop op verschillende niveaus watertanks en pompen zijn gemonteerd, die zodanig zijn ingericht dat ze water van een onderste watertank naar de bovenste watertank 5 pompen, en dat het bouwwerk energie-opnemende inrichtingen omvat die zijn aangebracht in de nabijheid van of op het oppervlak ervan en die zodanig zijn ingericht dat ze de pompen gebruiken, en waarbij het hybride krachtstation binnenin het bouwwerk/gebouw ervan een watertank omvat waar het verpompte water naartoe wordt geleid, 10 alsmede apparatuur binnenin de inrichting, zoals turbine, voor het produceren van elektrische energie.

Hydro-krachtstations worden, naast andere types krachtstations, gebruikt voor het produceren van elektrische energie. In hydro-krachtstations wordt water door een turbine of een andere 15 overeenkomstige inrichting geleid, waarbij het water de bladen van de turbine ronddraait en de geproduceerde energie wordt omgezet in elektrische energie. Typische hydro-krachtstations zijn gelegen bij een rivier of een overeenkomstige waterweg, waarbij gebruik kan worden gemaakt van het hoogteverschil om het water naar beneden te 20 bewegen en energie te produceren.

Tanks of reservoirs die gelegen zijn in het open terrein of een overeenkomstig gebied, worden eveneens gebruikt voor het produceren van energie; water wordt in periodes waarin het gebruik van energie goedkoop is vanuit een waterweg, reservoir of overeenkomstige 25 waterbron op een lager niveau naar het reservoir gepompt. Water wordt door de turbines of overeenkomstige inrichtingen geleid om energie te produceren in periodes waarin energie duur is. Aldus worden de pieken in energieverbruik in aanmerking genomen en gecompenseerd. In deze oplossingen wordt elektrische energie gebruikt om de pompen te laten 30 pompen en elektrische energie wordt op de gebruikelijke wijze geproduceerd.

Een bepaald probleem met de huidige systemen is dat ze de productie van externe energie vereisen. Een verder nadeel is dat het - 2 - prijsverschil tussen de energie die geproduceerd is in dure periodes en de energie die geproduceerd is in goedkope periodes niet groot genoeg is om een dergelijk systeem rendabel te maken. In de Duitse octrooipublicatie 3640470, wordt een ecologisch krachtstation 5 gepresenteerd, waarin water naar een tank wordt gepompt door gebruik te maken van wind- of zonenergie. Echter, de constructie van de apparatuur in deze publicatie is niet goed genoeg beschreven.

Het doel van de uitvinding is een krachtstation te verschaffen, dat naast dat het gebruik maakt van water, ook gebruik maakt van 10 andere omgevingsenergiebronnen. Bovendien is het doel van de uitvinding een hybride krachtstation te verschaffen, dat op eigen kracht werkt, gemakkelijk te gebruiken en betrouwbaar is. Verder is het doel van de uitvinding een hybride krachtstation te verschaffen dat zichzelf onderhoudend en rendabel te bedrijven is.

15 Het doel van de uitvinding wordt bereikt met een hybride krachtstation waarvan de kenmerken zijn vastgelegd in de conclusies.

Een volgens de uitvinding gevormd hybride krachtstation is gevormd uit wanden die tenminste gedeeltelijk schuin staan, zodanig dat de inwendige watertank is gevormd als een kegel of een afgeknotte 20 kegel. Aldus wordt de ruimte binnenin het bouwwerk/gebouw het best benut. In de randgedeelten van het bouwwerk kunnen verschillende woningen, appartementen, hotelkamers, kantoorruimtes of andere overeenkomstige ruimtes worden gebouwd. Het hybride krachtstation kan bijvoorbeeld ook worden gebruikt als een drijvend hotel, kuuroord, 25 eerste hulppost, ziekenhuis, of voor luxe appartementen.

Tijdens bedrijf pompen de pompen van het hybride krachtstation water vanuit de watertank op een laag niveau naar boven naar een hogere watertank. De voor de pompen benodigde energie wordt verkregen uit natuurlijke, schone energiebronnen, zoals windkrachtstations, 30 zonne-energiepanelen, of overeenkomstige bronnen of andere middelen die gebruik maken van natuurlijke energiebronnen. Vanuit de bovenste watertank, of mogelijk ook vanuit een van meerdere lager gelegen watertanks, wordt het water naar de watertank binnenin het bouwwerk/ gebouw geleid. De voet of zijkant van het bouwwerk/gebouw heeft een 35 of meer turbines, of overeenkomstige apparatuur, die op de juiste wijze zijn geplaatst en waardoorheen water wordt geleid. Water zorgt ervoor dat de turbines ronddraaien als het erdoorheen stroomt, en - 3 - aldus wordt de geproduceerde elektriciteit naar de gewenste plaats geleid.

De uitwendige verschijning van het bouwwerk/gebouw van het hybride krachtstation kan als alternatief een schuin en glad 5 wandoppervlak zijn of gevormd zijn met trappen. Het hybride krachtstation zelf kan worden vervaardigd uit voor het doel geschikt materiaal. Een bepaald alternatief is om een hybride krachtstation in een scheepswerf te construeren uit staal en beton en staalkabels met een voet.

10 Het hybride krachtstation wordt op de gewenste locatie geplaatst. De beste locatie voor het opzetten van een hybride krachtstation is op een onderwaterrots, eilandje of in ondiep water, wat een egalisatie en het boren van gaten in de fundatie voor bouten vereist. Het hybride krachtstation kan ook in de nabijheid van een 15 waterweg, zoals een rivier, worden geplaatst. Een alternatief is om een hybride krachtstation langs de kust te bouwen, omdat het niet noodzakelijk zou zijn om wegen of bruggen te maken. Dit hybride krachtstation is ook zeer geschikt voor land dat mogelijk onder water kan komen te staan.

20 In een voordelige toepassing van de uitvinding omvat het krachtstation een afzonderlijke voet met een frame. Indien nodig, kunnen een afzonderlijke voet en een afzonderlijke fraudeconstructie bijvoorbeeld als een zeesleeplading naar de bestemming worden gesleept.

25 In een verdere toepassing van de uitvinding zijn de turbines in een verticale richting instelbaar verbonden met de watertank. Aldus kan, indien nodig, de positie van de turbines worden veranderd.

In een bepaalde toepassing is het bouwwerk/gebouw gevormd als piramide. In deze toepassing zijn de zijkanten van de piramide met 30 glad oppervlak tenminste gedeeltelijk bekleed met zonnepanelen of overeenkomstige inrichtingen die worden gebruikt om zonne-energie op te vangen.

Dienovereenkomstig zijn windkrachtstations op de hoeken van de zijkanten gemonteerd. De afmeting van de panelen en het windkracht-35 station kan in de verschillende toepassingen variëren, zodanig dat gestreefd wordt naar het best mogelijke gebruik van de wind en de zonne-energie. De kardinale punten op het kompas en meest voorkomende windomstandigheden worden eveneens zo goed mogelijk in beschouwing 10 : ' ' - 4 - genomen, wanneer het bouwwerk/gebouw en de apparatuur worden geplaatst.

Zonnepanelen hoeven niet noodzakelijkerwijs op de wanden te worden gemonteerd. De zonnepanelen kunnen bijvoorbeeld convex zijn en 5 geïnstalleerd zijn op stalen masten, waarna zij naar de zon kunnen draaien. Deze zijn meer geschikt voor trapconstructiemodellen.

In een andere bepaalde toepassing van de uitvinding is het bouwwerk/gebouw gevormd als een afgeknotte piramide. Aldus kunnen verschillende gebouwen, bouwwerken, of overeenkomstige constructies 10 op de gewenste wijze op de top van het bouwwerk/gebouw worden toegevoegd.

De grootte van het bouwwerk/gebouw van een volgens de uitvinding gevormd hybride krachtstation kan naar wens worden gevarieerd en het kan meerdere honderden meters hoog zijn. De 15 maximale hoogte ervan hangt af van hoeveel belasting de fundatie kan weerstaan. Het bouwwerk/gebouw kan in verschillende toepassingen verschillende afmetingen hebben. Het aantal zijden van het bouwwerk/gebouw kan in verschillende toepassingen variëren. In enige toepassing kan de helling van de zijkanten van het bouwwerk/gebouw 20 van de een naar de andere zijkant variëren, waardoor lokale omstandigheden beter in beschouwing kunnen worden genomen. Zonnepanelen of andere van energie gebruikmakende inrichtingen zijn natuurlijk gemonteerd aan de zijde of zijden waar de zon schijnt en de andere energiebron het meest is geconcentreerd.

25 De uitvinding zal nu meer in detail worden beschreven aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: fig. 1 een bepaalde toepassing van een volgens de uitvinding gevormd bouwwerk, gezien vanaf de zijkant, weergeeft, fig. 2 een gedeeltelijke dwarsdoorsnede van het zijgedeelte van 30 een volgens fig. 1 gevormd bouwwerk weergeeft, fig. 3 een dwarsdoorsnede van een volgens fig. 1 gevormd bouwwerk, op enige afstand boven de voet, weergeeft, fig. 4 een bepaalde toepassing van een bepaald ander volgens de uitvinding gevormd bouwwerk, gelegen in een open terrein, weergeeft, 35 en fig. 5 een dwarsdoorsnede van een volgens de uitvinding gevormd bouwwerk weergeeft.

- 5 -

De volgens de figuren 1-4 gevormde bouwwerken 1, zijn gevormd als vierhoekige piramides. Bouwwerken/gebouwen in andere toepassingen kunnen verschillend zijn. In deze toepassingen zijn vele zonnepanelen 3 of overeenkomstige inrichtingen voor het opvangen van zonne-energie 5 op de zijkanten van de piramides die naar de zon zijn gekeerd, geplaatst. Het aantal zonnepanelen varieert in de verschillende toepassingen. In de hoeken tussen de zijkanten zijn op afstand van elkaar meerdere windrotors 4 geplaatst, waarvan de bladen worden rondgedraaid door de luchtstroom die langs de wand van het bouwwerk 10 omhoog gaat. De windrotors en zonnepanelen zijn verbonden met een elektrische accumulator.

Volgens fig. 2 zijn aan de binnenzijde van de zijkanten van het bouwwerk meerdere afzonderlijke watertanks 2 geplaatst, zodanig dat ze op verschillende niveaus op de zijkanten van het bouwwerk zijn 15 gelegen. Tussen de watertanks en de zijkant van het bouwwerk is een lege ruimte 9 gelaten die, indien gewenst, bijvoorbeeld voor commerciële doeleinden of op enige andere wijze kan worden gebruikt. Aan het bouwwerk zijn eveneens pompen (niet getoond) gemonteerd, waardoor water vanuit de onderste tank naar de bovenste tanks wordt 20 gepompt. Deze pompen worden aangedreven door de windgeneratoren en zonnepanelen, of de elektrische accumulatoren waarmee ze zijn verbonden. Het is ook mogelijk de pompen met andere energiebronnen, zoals bijvoorbeeld de hierna beschreven turbine te gebruiken.

De watertanks 2 zijn boven op elkaar gemonteerd, zodanig dat de 25 bovenste watertank of watertanks, die kunnen worden geleegd in de grote watertank binnenin het bouwwerk, dichtbij de top van het bouwwerk zijn gelegen. In deze toepassing is de watertank 5 binnenin het bouwwerk kegelvormig, maar de vorm van de tank kan op de gewenste wijze in andere toepassingen variëren. Op de bodem van de watertank 5 30 bevinden zich een of meer turbines 6 of overeenkomstige inrichtingen voor het produceren van elektrische energie. Deze inrichtingen kunnen in sommige toepassingen aan de zijkant van het bouwwerk zijn gelegen. In andere toepassingen zijn de turbines gemonteerd op de ondersteuningsapparatuur, waardoor ze in een verticale richting 35 kunnen worden bewogen. Dit is in het bijzonder voor overstromingen. Bovendien kan er in de watertank een reserve turbine (niet getoond) aanwezig zijn. De turbines zijn economisch en gebouwd voor dit doel.

' . ï : ' · ·--* - 6 -

Ze werken onder hoge waterdrukken, bijvoorbeeld, onder 100 meter water.

Een volgens de uitvinding gevormd bouwwerk/gebouw is gelegen nabij het water of op het water. Water kan voor het bouwwerk/gebouw 5 uit elk water, zoals een rivier, meer, vijver, de zee, of andere waterbron worden genomen. Water wordt met pompen van de ene watertank naar de andere gepompt, van het onderste niveau naar het bovenste niveau, van waaruit het water naar de grote watertank binnenin wordt geleid. Vanuit deze watertank wordt het water door de turbines naar 10 buiten het bouwwerk geleid. Wanneer het water door de turbines wordt geleid, draait het water de turbines rond en de geproduceerde elektrische energie wordt gebruikt en getransporteerd naar de gewenste bestemming. Het gebruikte water wordt teruggeleid naar de waterbron van waaruit het werd genomen. Het kan als alternatief naar 15 een andere plaats worden geleid, bijvoorbeeld kan het water naar de gewenste plaats worden geleid voor irrigatie. Aldus is het mogelijk te zorgen voor een wateruitlaat op een niveau dat iets hoger ligt dan het omgevende bodemniveau, zodat het water op de gewenste wijze naar de omgeving kan worden geleid.

20 In de in fig. 4 gepresenteerde toepassing wordt het water via een speciaal kanaal 7 vanaf een punt stroomopwaarts en op een hoger niveau in een rivier 8 direct naar het bovenste gedeelte van het bouwwerk 1 geleid, waar het in een tank wordt geleid. Aldus hoeft het uit dit kanaal 7 komend water niet eerst afzonderlijk naar boven te 25 worden gepompt.

In de in fig. 5 weergegeven toepassing zijn de tanks 2 aan de zijkant van de afgeknotte-kegelvormige hoofdwatertank, van waaruit het water omhoog wordt gepompt, verticaal en gaan stapsgewijs omhoog over de volle lengte van de kegel. Het hybride krachtstation heeft 30 een afzonderlijke voet 10 en een framedeel 11 dat daaraan is bevestigd.

Een compleet hybride krachtstation produceert onafhankelijk energie, zonder andere energiebronnen. Het is ook mogelijk om de hoofdwatertank eerst mechanisch te vullen, zodat een grote druk wordt 35 uitgeoefend op de turbines. In de nieuwe dwarsdoorsnede-tekening van het trapvormige hybride krachtstation zijn de dimensies niet juist, eigenlijk zijn de appartementen niet verbonden met de tanks en houden hoogte-afmetingen rekening met de pershoogte van de pompen.

- 7 -

De uitvinding is niet beperkt tot de hier weergegeven voordelige toepassingen. De vorm ervan kan variëren binnen het kader van het concept van de uitvinding zoals is vastgelegd in de conclusies.

5 Door de beschrijving heen dienen, tenzij de context anders vereist, het woord "omvatten" of variaties zoals "omvat" of "omvattende" zodanig te worden begrepen dat de insluiting van een aangegeven eenheid of groep eenheden te impliceren, maar niet de uitsluiting van enig andere eenheid of groep eenheden.

10

Claims (3)

1. Hybride krachtstation, omvattende een bouwwerk (1) of gebouw, waarop op verschillende niveaus watertanks (2) en pompen zijn 5 gemonteerd, die zodanig zijn ingericht dat ze water van een onderste watertank naar de bovenste watertank pompen, en dat het bouwwerk energie-opnemende inrichtingen omvat die zijn aangebracht in de nabijheid van of op het oppervlak ervan en die zodanig zijn ingericht dat ze de pompen gebruiken, en waarbij het hybride krachtstation 10 binnenin het bouwwerk/gebouw ervan een watertank (5) omvat waar het verpompte water naartoe wordt geleid, alsmede apparatuur (6) binnenin het bouwwerk, zoals een turbine, voor het produceren van elektrische energie, met kenmerk, dat het hybride krachtstation tenminste gedeeltelijk is gevormd uit schuine wanden, en dat de binnentank in 15 hoofdzaak is gevormd als een kegel of afgeknotte kegel.

2. Hybride krachtstation volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het hybride krachtstation een afzonderlijke voet (10) omvat alsmede een framedeel (11) dat daaraan kan worden bevestigd. 20

3. Hybride krachtstation volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de turbines (6) in verticale richting verstelbaar zijn verbonden met de watertanks (5) . ’· ’ -J·'· --