WO2000011347A1 - Anlage zur bereitstellung von energie, insbesondere von solarer und/oder elektrischer energie - Google Patents

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    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Definitions

  • the invention relates to a system for converting, storing and supplying energy, in particular solar and / or electrical energy, according to the features of claim 1.
  • the invention is therefore based on the object of enabling a decentralized and economically operating system for converting, storing and providing various forms of energy as required.
  • the thermal energy collected by the collector device is preferably transferred from it to a heat transfer medium within a heat circuit via a heat exchanger system arranged at the collector plate.
  • the plate can either be placed on a heat exchanger or the heat exchanger can be integrated into the plate.
  • the first variant has the advantage that commercially available heat exchangers can also be used.
  • the second variant speaks in particular for the compact design that can be achieved by this, which is considered to be particularly important in the present subject matter of the invention and by which an essentially optimal heat transfer can be generated.
  • both the primary circuit and the storage vessel which are in direct connection with one another, are airtight for the heated oil.
  • both that is to say both the primary circuit and the storage vessel, are very well insulated, so that no heat losses occur as part of the heat energy storage.
  • the system according to the invention can advantageously have both a plurality of primary and secondary circuits.
  • An additional secondary circuit can be used in the context of the present invention, for example for the direct production of heated water.
  • an already existing secondary circuit is used both for pure heat transport and for supplying heat to another converter.
  • the secondary circuit preferably contains water as a carrier medium for the dissipation of heat.
  • the water heated in the secondary circuit is under high pressure in it.
  • the resulting delay in boiling can then be used as part of an expansion to generate kinetic energy.
  • the isolation of the secondary circuit depends on the particular application. However, it should generally be high.
  • This storage unit offers the particular advantage of being able to store the energy in a particularly environmentally friendly manner.
  • Such a storage device also has the advantage of being very robust and easy to handle in terms of maintenance and operation, so that it can also be used in less industrially developed areas.
  • the energy stored in the pressure spring memory is fed to it via a converter.
  • the converter also includes, for example, an expansion chamber for expanding the water flowing from the secondary circuit into the converter, in order to set a turbine for driving the pressure spring accumulator in motion.
  • a flywheel memory is used as the mechanical memory.
  • flywheel accumulators can not only be used well for storing solar energy, for example, but also as an efficient storage device for electrical energy or for their cost-saving use.
  • a cost reduction in energy consumption can therefore be achieved both by the fact that this solar energy in converts stored mechanical energy and holds it for any time, but also in that it can be used as an intermediate or night storage device in order to absorb and store electricity in this way, for example at night.
  • the system according to the invention in positive further development also includes a converter, e.g. a motor, which converts the electrical energy into kinetic energy by means of a suitable control in order to be able to store it as such in a flywheel storage.
  • a converter e.g. a motor
  • photovoltaic systems can also be used as converters or collectors for the system according to the invention, in order to store and provide the electricity obtained in the form of kinetic energy in the flywheel.
  • the attached figure shows an example of a possible embodiment of the present subject matter in a highly schematic representation.
  • the light collected by the optical apparatus 1, which has the ability to align itself according to the position of the sun, or the collected thermal energy of the sun is projected onto the collector 2.
  • the collector 2 is located in the focal point of the optical device 1 for optimal use of the energy focused by the optical device.
  • the collector device 2 is essentially plate-shaped. In the present exemplary embodiment, it consists of copper, which is known as a good heat conductor.
  • the primary circuit connects directly to the collector device 2. This means that through the Collector device 2 itself leads a line system 4, which serves as a heat exchanger. The heat taken up by the collector device 2 is released via the line system 4 to the liquid in the primary circuit 3.
  • the liquid is an oil with a high heat capacity and a high boiling point and good pressure resistance.
  • the heated oil is pumped into the storage container 6 by the pump 5. The pumping process is carried out until a sensor indicates that the heat absorbed by the collector 2 is no longer sufficient to further heat the oil. Otherwise, the oil is constantly driven through the collector 2 in order to maintain an essentially permanent supply of heat to the heat accumulator.
  • the heat accumulator itself is surrounded by a thick, heat-insulating layer 7, so that as little heat loss as possible occurs.
  • the thermal storage also includes a pipe system 8 on its upper side, which serves as a heat exchanger for energy dissipation. This pipe system is embedded in the thermal insulation, although there are defined contact points that enable heat transfer.
  • the heat exchanger 8 connects directly to the secondary circuit 9.
  • water is provided as the heat transfer medium.
  • the water is pumped into a generator device 10 or transformer device by means of a pump.
  • the water heated via the heat exchanger 8 is delayed in boiling due to its high temperature and is accordingly in the secondary circuit under very high pressure. If it reaches the expansion chamber of the generator device 10, it can expand very much and thus drive a turbine or a generator.
  • the electrical energy generated by the generator can then either be delivered directly to a consumer or, as provided in the present exemplary embodiment, delivered to a mechanical pressure spring store 11 or stored therein.
  • a mechanical pressure spring store 11 or stored therein.
  • the heat of the water of the secondary circuit 7 is partially or completely given off to the storage for potential energy 11.
  • Another possibility in the system according to the invention is, however, to pass the thermal energy from the secondary circuit 7 directly to a consumer, in order to provide, for example, process water and to operate heating systems.
  • the subject of the invention is particularly good for collecting the sun's heat energy during the day and at different times of the year and in various forms of energy, such as potential energy to store and deliver at the time of day or season in which there is little or no sunlight. In this way, a highly economical, decentralized and environmentally friendly energy supply can be guaranteed.

Abstract

Indem wenigstens ein Umsetzer zur Aufnahme und Umwandlung der Energie und ein Leitungssystem zum Zu- und Abführen der Energie zu einem mechanischen Speicher bereitgestellt wird, ist es erstmals möglich, eine Anlage zur Verfügung zu stellen, mittels der auf einfache und kostensparende und umweltfreundliche Art und Weise Energie dezentral und bedarfsgerecht erzeugbar, abspeicherbar und bereitstellbar ist.

Description

Beschreibung
Anlage zur Bereitstellung von Energie, insbesondere von solarer und/oder elektrischer Energie
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Umwandlung, Speicherung und Bereitstellung von Energie, insbesondere von solarer und/oder elektrischer Energie gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die in der Lage sind Energie sowohl in Form von Wärme, Elektrizität und in anderer Weise zu speichern und bereitzustellen. Werden solche dem Stand der Technik zu entnehmenden Vorrichtungen, jedoch in der Praxis im Zusammenhang mit einer Strom- und/oder Wärmeerzeugungsanlage eingesetz, so weisen diese Dimensionen auf, die eine lokale bzw. dezentrale Nutzung ausschließen. Die Größe der bekannten Anlagen beruht im wesentlichen auf der bisher vorherrschenden Meinung, daß der Wirkungsgrad kleinerer Anlagen zu gering sei, um diese wirtschaftlich betreiben zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine dezentral und wirtschaftlich arbeitende Anlage zur Umwandlung, Speicherung und bedarfsgerechter Bereitstellung von verschiedenen Energieformen zu ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt auf höchst überraschende Weise bereits durch die im Anspruch 1 benannten Merkmale. Indem wenigstens ein Umsetzer zur Aufnahme und Umwandlung der Energie und ein Leitungssystem zum Zu- und Abführen der Energie zu einem mechanischen Speicher bereitgestellt wird, ist es erstmals möglich eine Anlage zur Verfügung zu stellen, mittels der auf einfache und kostensparende und umweltfreundliche Art und Weise Energie dezentral und bedarfsgerecht erzeugbar ist. Zur Umsetzung vorhandener Energie, umfaßt der Erfindungsgegenstand in einer bevorzugten Ausführungsform eine Kollektoreinrichtung zur Aufnahme der von der Sonne abgestrahlten thermischen Energie. Ein solcher Umsetzer eignet sich für die erfindungsgemäße Anlage besonders gut, da insbesondere die Umwandlung von umweltfreundlicher Sonnenenergie und deren Speicherung in einem umweltschonenden mechanischen Speichereinheit im Sinne einer ökologisch nachhaltigen Energieerzeugung große Vorteile bietet.
Zur effektiven Nutzung der Sonnenenergie weist der erfindungsgemäße Umsetzer in positiver Weitergestaltung des Erfindungsgegenstands auch eine optische Einrichtung auf, durch die ein sonnenstand-abhängiges Einkoppeln von Sonnenenergie ermöglicht wird. Dabei umfaßt die optische Einrichtung neben einem optischen Linsenapparat auch eine Steuerungseinrichtung, welche den Linsenappparat , der bzgl. dreier Raumrichtungen verstellbar aufgehängt ist, auf der Grundlage von Informationen lichtempfindlicher Sensoren, an die unterschiedlichen Sonnestände zu unterschiedlichen Tages- und Jahreszeiten ausrichtet.
Zur weiteren Optimierung der Wärmeaufnahme durch den Umsetzer bzw. durch die Kollektoreinrichtung der erfindungsgemäße Anlage ist diese ferner mit einer Platte ausgestattet die eine hohe Temperaturleitfähigkeit besitzt. In der Praxis hat sich gezeigt, daß in Abwägung der Kosten die Platte vorzugsweise aus Kupfer bestehen sollte. Andere hoch wärmeleitfähige Materialien sind natürlich auch einsetzbar. Die Platte ist vorteilhafterweise im Brennpunkt des optischen Apparats der optischen Einrichtung angeordnet. Auf diese weise kann sichergestellt werden, daß stets die maximale Wärme, des durch den optischen Apparat fokusierten Lichtes auf die Kupferplatt trifft. Die Größe der Kupferplatte ist dabei so gewählt worden, daß auch bei Abweichungen, d.h. bei Änderungen des Sonnenstands, immer die Fokusierung auf der Platte erfolgt, um so einen im wesentlichen optimalen Energieumsatz zu erzielen. Der optische Apparat kann daher auf eine im wesentlichen einfache Ausführungsform beschränkt werden.
Die von der Kollektoreinrichtung gesammelte Wärmeenergie, wird bei der erfindungsgemäßen Anlage von dieser vorzugsweise über ein bei der Kollektorplatte angeordnetes WärmetauscherSystem auf eine Wärmeträgermedium innerhalb eines Wärmekreislaufs übertragen. Dabei kann die Platte entweder auf einen Wärmetauscher aufgesetzt werden oder der Wärmetauscher in die Platte integriert werden. Die erste Variante bietet den Vorteil, daß auch auf kommerziell angebotene Wärmetauscher zurückgegriffen werden kann. Für die zweite Variante spricht insbesondere die durch diese erzielbare kompakte Bauweise, die beim vorliegenden Erfindungsgegenstand als besonders wichtig erachtet wird und durch die ein im wesentlichen optimaler Wärmeübergang erzeugbar ist .
Bei der oben dargestellten Weiterbildung des Erfindungsgegenstands umfaßt das erfindungsgemäße Leitungssystem zum Zu- und Abführen der Energie Kreisläufe, die mit einem flüssigen Medium befüllt werden und welche zur Abfuhr der Wärmeenergie dienen. Natürlich ist es für den Fachmann offensichtlich, daß auch andere, nicht flüssige, z.B. gasförmige Medien Verwendung finden können. Das Leitungssystem umfaßt in diesem Zusammenhang sowohl einen Primär-Kreislauf als auch einen Sekundär-Kreislauf . Der Primär-Kreislauf enthält vorzugweise eine Flüssigkeiten, die möglichst hohe Wärmekapazitäten und Siedepunkte aufweisen. Insbesondere sind dies Öle, die für den vorliegenden Einsatzbereich mehrere Vorteile haben. Zum einen besitzen sie in der Regel einen insbesondere im Vergleich zu Wasser höheren Siedepunkt und zum anderen zeigen sie unter Druck ein sehr positives Verhalten. Um eine im wesentlichen optimale thermische Speicherung durch das Öl zu erzielen, ist sowohl der Primär-Kreislauf als auch das Speichergefäß, welche in direkter Verbindung zueinander stehen, für das erhitzte Öl luftdicht abgeschlossen. Darüber hinaus ist es auch von Vorteil, daß beide, d.h. sowohl Primär-Kreislauf als auch das Speichergefäß sehr gut isoliert sind, damit keine Wärmeverluste im Rahmen der Wärmeenergiespeicherung auftreten.
Die erfindungsgemäße Anlage kann vorteilhafterweise sowohl mehrere Primär- als auch Sekundär-Kreislaufe aufweisen. Ein zusätzlicher Sekundär-Kreislauf kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise zur direkten Erzeugung von erwärmten Wasser verwendet werden. Es ist allerdings auch vorstellbar, daß ein bereits vorhandener Sekundär- Kreislauf, sowohl zum reinen Wärmetransport als auch zur Zuführung von Wärme an einen weiteren Umsetzer verwendet wird. Der Sekundär-Kreislauf enthält vorzugsweise Wasser als Trägermedium zur Abführung von Wärme. Das im Sekundär- Kreislauf erhitzte Wasser steht in diesem unter einem hohen Druck. Der daraus resultierende Siedeverzug kann dann in der Folge im Rahmen einer Expansion zur Erzeugung von kinetischer Energie verwendet werden. Die Isolierung des Sekundär-Kreislaufes hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Sie sollte im allgemeinen jedoch hoch sein.
Zur Übertragung der im Wärmespeicher gespeicherten Wärme, ist in der Isolierung der Wärmespeichereinrichtung ein Rohrleitungssytem angeordnet. Im allgemeinen befindet sich dieses Rohrleitungssytem auf der Oberseite des Ölspeichers und steht entweder im wesentlichen in direktem Kontakt mit dem erhitzten Öl oder mittelbar über eine sehr gut wärmeleitfähige Wand. Das Rohrleitungssystem entspricht also vorteilhafterweise einem Wärmetauscher mit bezug auf den Sekundär-Kreislauf . Im Rahmen einer vorteilhaften Weitergestaltung der Erfindung wird die von der Anlage aufgenommene thermische Energie durch einen weiteren Umsetzer umgewandelt und in einem mechanischen Speicher abgespeichert. Ein solcher Speicher ist bei der vorliegenden Erfindung beispielsweise eine Speichereinheit für potentielle Energie und insbesondere ein Energiespeicher zur Speicherung potentieller Energie in Form von Spannenergie bzw. Federspannenergie. Diese Speichereinheit bietet insbesondere den Vorteil die Energie auf besonders umweitschonende Weise abspeicheren zu können. Auch besitzt eine derartige Speichereinrichtung den Vorteil in der Wartung und im Betrieb sehr robust und einfach handhabbar zu sein, so daß sie auch in weniger industriell entwickelten Gebieten eingesetz werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Speicherung von solarer Energie in mechanischen Energiespeichern, ist es somit mδglicht dem Anwender der Anlage die benötigte Energie genau dann im Sinne einer nachfrageorientierten, dezentralen und umweltfreundlichen Energieversorgung zu kommen zu lassen, wenn diese von ihm gebraucht wird.
Wie bereits oben erwähnt, wird die im Druckfederspeicher abgespeicherte Energie, über einen Umsetzer diesem zugeführt. Der Umsetzer umfaßt dabei beispielweise auch eine Expansionskämmer zur Expansion des aus dem Sekundär- Kreislauf in den Umsetzer strömenden Wassers, um so eine Turbine zum Antreiben des Druckfederspeichers in Bewegung zu setzen.
In höchst vorteilhafter Weiterbildung kann bei dem vorliegenden Erfindungsgegenstands an die Anlage in erfindungsgemäßer Weise ein weiterer Umsetzer angeschlossen werden. Der Umsetzer ist dabei in der Lage Strom aus der im thermischen Speicher gespeicherten Wärme zu erzeugen und diese in ein Netz einspeisen. Sollte dabei mehr elektrische Energie vom Umsetzer zu diesem Zeitpunkt erzeugt werden als gebraucht bzw. verbraucht wird, so kann dieser so geschaltet werden, daß mit der überschüssigen elektrischen Energie der Druckfederspeicher oder ein anderer mechanischer Speicher angetrieben wird, um die zusätzliche Energie zu speichern bzw. für einen späteren Zeitraum zu sichern. Vorteilhafterweise besteht im Rahmen der Erfindung aber auch die Möglichkeit den Umsetzer zu umgehen, um so die überschüssige Energie direkt als ganzes oder zum Teil der Speichereinheit zuzuführen. Der Umsetzer kann aber in positiver Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes nicht nur thermische Energie aufnehmen und in elektrische Energie umwandeln. Er ist vielmehr auch dazu geeignet potentielle Energie aus dem Speicher aufzunehmen und diese in elektrische Energie umzusetzen.
In weiterer höchst vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage wird als mechanischer Speicher ein Schwungradspeicher eingesetzt. Schwungräder als Speichereinrichtung bieten wesentliche Vorteile hinsichtlich ihrer Energiespeicherfähigkeit. Schon in vergleichsweise einfacher Ausführung übersteigt die gespeicherte Energie pro Volumeneinheit bzw. die Energiespeicherkapazität des Schwungrads die einer Batterie. So weist beispielsweise ein Schwungrad aus Gußeisen eine Speicherenergie pro Schungradvolumen von ca. 35,36 kWh/m3 auf. Im Vergleich hierzu besitzt eine Batterie mit den Kennwerten U=12V und Q=75Ah eine Speicherkapazität von nur ca. 20kWh/m3. Schwungräder sind daher nicht nur höchst umweltfreundliche, sondern auch sehr effiziente Energiespeicher. Sie eignen sich für die erfindungsgemäße Anlage somit besonders gut. Aufgrund dieser positiven Eigenschaften sind Schwungradspeicher im Rahmen der erfindungsgemäßen Anlage nicht nur zur Speicherung von beispielsweise solarer Energie gut einsetzbar, sondern auch als effiziente Speichereinrichtung für elektrische Energie oder zu deren kostensparenden Nutzung. Mittels der erfindungsgemäße Anlage kann daher eine Kostenreduktion beim Energieverbrauch sowohl dadurch erzielt werden, daß diese solare Energie in gespeicherte mechanische Energie umsetzt und für beliebige Zeiten vorhält, sondern ferner auch dadurch, daß sie als Zwischen bzw. NachtSpeicher verwendbar ist, um au diese Weise z.B. zu Nachtzeiten, Strom aufzunehmen und abzuspeichern.
Folglich umfaßt die erfindungsgemäße Anlage in positiver Weitergestaltung auch einen Umsetzer, z.B. einen Motor, der mittels einer geeigneten Steuerung die elektrische Energie in kinetische Energie umsetzt, um sie als solches in einem Schwungradspeicher abspeichern zu können. Ferner können auf diese Weise beispielsweise auch Photovoltaikanlagen als Umsetzer bzw. Kollektoren für die Erfindungsgemäße Anlage eingesetzt werden, um so die daraus gewonnene Elektrizität in Form von kinetischer Energie im Schwungrad zu speichern und bereitzustellen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines
Ausführungsbeispiels auf Grundlage einer Zeichnung beschrieben.
Die anliegenden Figur zeigt beispielhaft in einer stark schematisierten Darstellung eine mögliche Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgegenstandes.
Das vom optischen Apparat 1, der die Fähigkeit zur Ausrichtung nach dem Sonnenstand besitzt, gesammelte Licht bzw. die gesammelte Wärmeenergie der Sonne wird auf den Kollektor 2 projiziert. Der Kollektor 2 befindet sich zur optimalen Ausnutzung der durch die optische Einrichtung fokusierten Energie im Brennpunkt des optischen Geräts 1. Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist die Kollektoreinrichtung 2 im wesentlichen plattenförmig ausgebildet. Sie besteht bei vorliegendem Ausführungsbeispiel aus Kupfer, der als guter Wärmeleiter bekannt ist. Ferner kann der Zeichnung entnommen werden, daß der Primär-Kreislauf direkt an die Kollektoreinrichtung 2 anschließt. Dies bedeutet, daß durch die Kollektoreinrichtung 2 selbst ein Leitungssystem 4 führt, welches als Wärmetauscher dient. Die von der Kollektoreinrichtung 2 auf genommenen Wärme wird über das Leitungssystem 4 an die im Primär-Kreislauf 3 befindliche Flüssigkeit abgegeben. Bei der Flüssigkeit handelt es sich in vorliegendem Fall um ein Öl mit hoher Wärmekapazität und hohem Siedepunkt und guter Druckbeständigkeit . Von der Pumpe 5 wird das erwärmte Öl in den Speicherbehälter 6 gepumpt. Der Pumpvorgang wird solange durchgeführt bis ein Sensor anzeigt, daß die vom Kollektor 2 aufgenommen Wärme nicht mehr zu einer weiteren Erwärmung des Öls ausreicht. Ansonsten wird das Öl stetig durch den Kollektor 2 getrieben, um auf diese Weise ein im wesentlichen permanente Wärmezufuhr an den Wärmespeicher aufrecht zu erhalten. Der Wärmespeicher selbst ist von einer dicken wärmeisolierenden Schicht 7 umgeben, so daß möglichst wenig Wärmeverluste entstehen. Ferner umfaßt der thermische Speicher an seiner Oberseite ebenfalls ein Rohrsystem 8, welches als Wärmetauscher zur Energieabfuhr dient. Dieses Rohrsystem ist in die Wärmeisolierung eingebettet, wobei jedoch definierte Kontaktstellen existieren, die einen Wärmeübergang ermöglicht. Der Wärmetauscher 8 schließ direkt an den Sekundär-Kreislauf 9 an. Im dargestellten Sekundär-Kreislauf ist als Wärmeträgermedium Wasser vorgesehen. Das Wasser wird mittels einer Pumpe in eine Generatoreinrichtung 10 bzw. Transformereinrichtung gepumpt. Das über den Wärmetauscher 8 erhitzte Wasser befindet sich aufgrund seiner hohen Temperatur in Siedeverzug und steht dementsprechend im Sekundär-Kreislauf unter sehr hohem Druck. Gelangt es in die Expansionskammer der Generatoreinrichtung 10, so kann es sich sehr stark ausdehnen und so eine Turbine bzw. einen Generator antreiben. Die vom Generator erzeugte elektrische Energie, kann dann entweder direkt an einen Verbraucher abgegeben werden oder wie in vorliegendem Ausführungsbeispiel vorgesehen an einen mechanischen Druckfederspeicher 11 abgegeben bzw. in diesem abgespeichert werden. Gleichfalls besteht allerdings bei dem in der Figur dargestellten Anlage auch die Möglichkeit die zunächst abgespeicherte Energie wieder an die Generatoreinrichtung zurückzuführen, um aus dieser erneut elektrischen Strom zu gewinnen. Ferner ist auch vorgesehen, daß die Wärme des Wassers des Sekundar-Kreislaufs 7 direkt teilweise oder auch als ganzes an den Speicher für potentielle Energie 11 abgegeben wird. Eine weitere Möglichkeit bei der erfindungsgemäßen Anlage besteht allerdings auch darin, die thermische Energie aus dem Sekundär-Kreislauf 7 direkt an einen Verbraucher weiterzugeben, um auf diese Weise beispielsweise Brauchwasser bereitzustellen und Heizungsanlagen zu betreiben.
Grundsätzlich eignet sich der vorliegende
Erfindungsgegenstand besonders gut dazu die am Tage und zu unterschiedlichen Jahreszeiten vorhandene Wärmeenergie der Sonne zu sammeln und in verschiedenen Energieformen, wie z.B. potentieller Energie, abzuspeichern und zu den Tages oder Jahreszeiten abzugeben in denen keine oder nur spärliche Sonneneinstrahlung vorkommt. Auf diese Weise kann eine höchst wirtschaftliche, dezentrale und umweltfreundliche Energieversorgung gewährleistet werden.
In einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgegenstands handelt es sich beim Speicher 11 nicht um einen Speicher für potentielle Energie, sondern um einen mechanischen Speicher zur Speicherung von kinetischer Energie. Ein solcher Speicher ist im Rahmen der Erfindung beispielsweise ein Schwungradspeicher, der sich gegenüber einem Federspeicher oder einer Batterie durch eine deutlich höhere Speicherkapazitäten auszeichnet. Ferner liegt natürlich auch im Rahmen der Erfindung nicht nur solare Energie in einem mechanischen Speicher zu speichern, sondern auch mittels eines entsprechenden Leitungs- und Steuerungssystems elektrische Energie direkt aus dem bestehenden Netz zu entnehmen und im Schwungradspeicher abzuspeichern. Eine derartige Variante ist insbesondere bei einer Nutzung der Anlage als Zwischen- bzw. Nachtspeicher wirtschaftlich interessant. Eine besonders leistungsfähige erfindungsgemäße Anlage besteht insbesondere darin beide Möglichkeiten zu kombinieren. D.h. die während des Tages nicht genutzte oder überschüssige solare Energie abzuspeichern und darüber hinaus einen eventuell auftretenden Restbedarf dadurch zu decken, indem kostengünstiger Nachstrom aus dem Netz gezogen und abgespeichert bzw. bereitgestellt wird. Auch aus ökologischer Sicht ist dies eine positive Lösung, da so zeitliche und jahreszeitliche Versorgungsspitzen abgebaut werden können.

Claims

Ansprüche
Anlage zur Umwandlung, Speicherung und Bereitstellung von Energie, insbesondere von solarer und/oder elektrischer Energie umfassend:
- wenigstens einen Umsetzer zur Aufnahme und Umwandlung der Energie,
- ein Leitungssystem zum Zu- und Abführen der Energie, wobei die Anlage
- einen mechanischen Speicher zum Speichern der umgesetzten Energie umfaßt.
Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Umsetzer eine Kollektoreinrichtung zur Aufnahme solarer Energie in Form von thermischer Energie umfaßt.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage eine optische Einrichtung zum sonnenstandabhängigen Einkoppeln von Sonnenenergie umfaßt.
Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoreinrichtung eine im Brennpunkt der optischen Einrichtung angeordnete, temperaturleitfähige Platte umfaßt.
Anlage nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektoreinrichtung einen Wärmetauscher zur Übertragung thermischer Energie umfaßt.
Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem einen primären Flüssigkeitskreislauf zum Zuführen und einen sekundären Flüssigkeitskreislauf zum Abführen thermischer Energie umfaßt.
7. Anlage nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage eine Einrichtung zur Speicherung thermischer Energie umfaßt und diese luftdicht verschlossen ist.
8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen Umsetzer zur Umwandlung thermischer Energie in kinetische Energie umfaßt.
9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Speicher einen Speicher zur Speicherung von Spannenergie umfaßt.
10. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Speicher einen Speicher zur Speicherung von kinetischer Energie umfaßt.
11.Anlage nach Anspruch 1 , 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen Umsetzer zum Umsetzen elektrischer in mechanischer Energie umfaßt.
12. Anlage nach Anspruch 1 , 9, 10 und 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen Umsetzer von solarer in elektrischer Energie umfaßt.
PCT/DE1999/002639 1998-08-21 1999-08-20 Anlage zur bereitstellung von energie, insbesondere von solarer und/oder elektrischer energie WO2000011347A1 (de)

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DE19846165A DE19846165A1 (de) 1998-08-21 1998-10-07 Anlage zur Bereitstellung von Energie, insbesondere von solarer und/oder elektrischer Energie

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