WO2013123923A1 - Power plant - Google Patents

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WO2013123923A1
WO2013123923A1 PCT/DE2012/001107 DE2012001107W WO2013123923A1 WO 2013123923 A1 WO2013123923 A1 WO 2013123923A1 DE 2012001107 W DE2012001107 W DE 2012001107W WO 2013123923 A1 WO2013123923 A1 WO 2013123923A1
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WO
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water
passage
power plant
plant according
storage device
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PCT/DE2012/001107
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German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Josef Schiel
Original Assignee
LORENZ, Hermann Heinz
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Filing date
Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/06Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F03B13/12Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • F03B13/268Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy making use of a dam
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B9/00Water-power plants; Layout, construction or equipment, methods of, or apparatus for, making same
    • E02B9/02Water-ways
    • E02B9/06Pressure galleries or pressure conduits; Galleries specially adapted to house pressure conduits; Means specially adapted for use therewith, e.g. housings, valves, gates
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Definitions

  • the present invention relates to a power plant for generating electrical energy from hydropower.
  • the object of the invention is to increase the energy yield of the power plant.
  • the power plant of the invention for generating electrical energy has at least one damming device for damming or storing water from a natural or artificial water or river, wherein the damming device has at least one passage or through-hole in which the flow velocity of the water is increased, and at least a power generator or a rotary device or a turbine coupled to an electric generator for generating electrical current, which is arranged in or on the passage of the storage device and is driven by the water flowing through the passage.
  • the invention has the distinct advantage that an increased flow velocity of the water of the water body is generated in the passage, whereby in turn the rotary device or turbine can generate more electrical energy in the passage than in the case without stowage device and passage in the water or river.
  • the stowage device may have two or more barrages spaced apart from each other in the water, each having at least one passageway provided in the area of a bottom of the watercourse or river. With the cascading of barrages, more electricity can be generated via a corresponding number of Rotati ⁇ onsvorraumen with electric generators.
  • the storage device has at least one drying basin into which water can flow through the passageway from the water or river at an increased flow rate, the rotating device or turbine and the associated generator generating electrical power as long as water flows into the drying basin ,
  • the power plant with dry pool also allows operation of the power plant of the invention as a pumped storage power plant.
  • each adjacent two dry basins are fluidly coupled via at least one passage with a power generator or a rotary device or turbine including generator for generating electrical current.
  • the energy yield during operation of the power plant can be increased as a pumped storage power plant.
  • the passages of the series arranged dry basins or chambers in the flow direction of the water from dry pool to dry pool in level from the edge of the dry basins to the bottom are further formed in the direction of the ground.
  • a preferred embodiment of the invention has at least one pre-basin, which has a passage for filling with water of the waterway, the passage being provided in the region of an upper edge of the preliminary basin and provided with a rotary device or a turbine for generating electric current, and at least one subsequent dry basin, wherein between the dry basin and the pre-basin a passage at ground level of the Vorbeckens is, which is provided with a power generator.
  • the filled drying basin can be emptied into the water, for example if there is an excess of electricity, or the water in the dry pool can be pumped back into the pre-basin to enable pumped storage of energy.
  • the power plant may have at least one electric pump that communicates with the dry pool, at least one of the dry basins or chambers or the last of the dry basins or the last chamber of the series or cascade of dry basins or chambers fluidly for pumping the water from the at least one dry basins into the Waters or the river or is coupled to the pre-basin.
  • the power plant of the invention has a secondary one
  • a power plant in particular a rotary device or turbine with an electric generator for generating electrical power, which is electrically coupled to the pump or pumping device to supply them with electric current when there is a power surplus of the secondary power plant, whereby a pumped storage operation is enabled.
  • the secondary power plant can be operated with wind power or hydropower.
  • the passage or each of the passages may be closable by means of a barrier device or a slide in order to enable control of the power plant in pumped storage operation.
  • the power plant of the invention may also have a displacement channel which allows an even higher flow rate of the water.
  • the power plant of the invention for generating electrical energy has at least one damming device for damming or storing water from a natural or artificial water or river, wherein the damming device has at least one passage or through-hole in which the flow velocity of the water is increased, and at least one A power generator or a rotating device or turbine with a coupled electrical generator for generating electrical current, which is arranged in or on the passage of the storage device and is driven by the water flowing through the passage, the passage is preferably adjustable in height.
  • the invention has the distinct advantage that an increased flow velocity of the water of the water body is generated in the passage, whereby in turn the rotary device or turbine can produce more electrical energy in the passage than in the case without a stowage device and passage in the water or river. Furthermore, in the power plant of the invention, due to the vertically adjustable or height adjustable passage, the vertical position of the passage can be adjusted to the instantaneous or changed water level in the stowage device and / or in the water to provide continuous flow through the turbine or rotary device in the passageway for one to allow correspondingly high energy yield.
  • the storage device preferably has an opening and a
  • the stowage device may have a vertical sink shaft at the bottom into which the slider engages, thereby achieving a safe construction of the power plant.
  • a vertical dimension of the wellbill may correspond to at least one vertical dimension of the opening to ensure secure coverage of the opening regardless of the location of the passageway.
  • the slide can be constructed as a float, which moves with the water level in the storage device, whereby the passage can be constantly adapted to the current water level.
  • an electric motor drive which is coupled to the slider to effect its vertical height adjustment.
  • an adjustment control device for controlling the electromotive drive and / or slide depending on the water level in the storage device and / or the water level or level of the river or river may be provided to allow an optimal adjustment of the altitude of the passage with a correspondingly increased energy yield can.
  • the adjustment control device can be equipped with at least one
  • Float can be coupled, which moves with the water level in the storage device or the body of water to detect the water level can.
  • the stowage device may have a height-adjustable passage, which is provided an inlet for the water from the water in the Stauvor ⁇ direction, and a further height-adjustable passage, which is an outlet for the water from the stowage device into the water.
  • the stowage device of the invention may have two or more barrages spaced apart from each other in the water, each having at least one passage provided in the region of a bottom of the river or river and which may be constructed as a height-adjustable passage according to any one of claims 1 to 10 , With the cascading of barrages also more power can be generated via a corresponding number of rotary devices with electric generators.
  • the stowage device may have at least one dry pool into which water may flow from the body of water or river at an increased flow rate through a height adjustable inlet passage, the passageway being constructed according to any one of claims 11 to 20, and wherein the rotation device or turbine and the associated generator generates electrical power as long as water flows into the dry pool.
  • the power plant with dry pool also allows operation of the power plant of the invention as a pumped storage power plant.
  • the stowage device can also have a plurality of series-arranged or cascaded and fluidically coupled dry basins or chambers, wherein in each case two adjacent dry basins via at least one passage with a power generator or a rotational device or turbine including Genera ⁇ tor for generating electrical current are fluidically coupled, wherein the passage in turn can be formed height adjustable according ei ⁇ any one of claims 11 to 20.
  • the energy ⁇ yield during operation of the power plant can be increased as a pumped storage power plant.
  • the passages of the series arranged dry basins or chambers in the flow direction of the water from dry pool to dry pool in level from the edge of the dry basins to the bottom are further formed in the direction of the ground.
  • a specific embodiment of the invention may have at least one pre-basin having at least one passage for filling with water from the water, the passage being provided in the region of an upper edge of the pre-basin and provided with a rotary device or a turbine for generating electric current , and at least one subsequent dry pool, wherein between the dry pool and the pre-basin is a passage at floor level of the basin, which is provided with a power generator.
  • Both passages can be constructed here height-adjustable in each case according to one of claims 1 to 10.
  • the filled dry pool can be emptied, for example, in surplus electricity into the water or the water in the dry pool can be pumped back into the pre-basin to allow pumped storage of energy.
  • the power plant may have at least one electric pump connected to the dry pool, at least one of the dry basins or chambers or the last of the dry basins or the last chamber of the series or cascade of dry baskets or chambers fluidly pumping the water out of the at least one dry basins is coupled into the body of water or the river or into the pre-basin.
  • the passage or each of the passages can be closed by means of a locking device or a closing slide to allow control of the power plant in pumped storage operation.
  • the power plant of the invention may also have a displacement channel which allows an even higher flow rate of the water.
  • the displacement channel may have a height-adjustable passage according to any one of claims 11 to 20.
  • Fig. 1 is a schematic side view of an embodiment of the power plant of the invention with a storage device having two barrages;
  • Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the embodiment of Fig. 1 seen in the direction of the arrow II in Fig. 1;
  • Figure 3 is a schematic plan view of another embodiment of the power plant of the invention with a stowage device constructed of several dry basins or chambers in series, with a first dry basins serving as a pre-basin as seen in the direction of arrow III of Figure 4;
  • Fig. 4 is a schematic side view of the embodiment of
  • FIG. 3 seen in the direction of arrow IV of Fig. 3;
  • FIG. 5 is a schematic side view of yet another
  • Fig. 6 is a schematic plan view of the embodiment of Fig. 5 seen in the direction of arrow VI of Fig. 5.
  • Fig. 7 is a schematic side view of another Ausense approximate shape of the power plant of the invention with a storage device having two barrages;
  • Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of the embodiment of Fig. 7 seen in the direction of arrow II in Fig. 7;
  • Figure 9 is a schematic plan view of another embodiment of the power plant of the invention with a stowage device constructed of several dry basins or chambers in series, with a first dry basins serving as a pre-basin as viewed in the direction of arrow III of Figure 10;
  • FIG. 10 is a schematic side view of the embodiment of FIG. 9 in the direction of the arrow IV of FIG. 9;
  • Fig. 11 is a schematic side view of yet another
  • Fig. 12 is a schematic plan view of the embodiment seen in the direction of the arrow VI of Figure 11 of FIG. 11;
  • Figure 13 is a schematic view of another embodiment of the invention with a reservoir and a height-adjustable passage in a vertical position.
  • FIG. 14 is a schematic view of the embodiment of FIG.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show schematically an exemplary embodiment of the power plant of the invention, which has a storage device 1, which is installed in a river 2 or river with slope.
  • the storage device 1 has a first barrage 1.1 and a second barrage 1.2, which is angordnet downstream with distance to the first barrage 1.1.
  • the first barrage 1.1 has a foundation 1.11, which is installed in the bottom 3 of the river 2, and a vertical dam wall 1.12, which dammed the river water.
  • the second barrage 1.2 has a foundation 1.21, which in turn is built into the bottom 3 of the river 2, and a vertical dam wall 1.22, which dammed again the river water.
  • the two stowage walls 1.12 and 1.22 are each constructed as a continuous cross-construction in the riverbed 2.1. Between the two barrages thus a storage chamber 8 is formed for the river water.
  • the entire storage device 1 is made of reinforced concrete.
  • the baffle wall 1.12 of the barrage 1.1 has a passage 4 with a rectangular cross-section at the level of the bottom 3 of the flow 2.
  • a rotary device 5 with an integrated electric generator housed as a generator.
  • the rotary device 5 in order to gain energy from the flow movement of the flow 2 with increased Strö ⁇ mungs für within the passage 4, a main rotator, which is fixedly connected to a central axis of rotation of the rotary device, and one or more rotational surfaces which are rotatably mounted on the main rotator about their axes of rotation spaced from the central axis of rotation such that the main rotator can rotate about the central axis of rotation through the one or more rotational surfaces, the axes of rotation being parallel to the axis of the main body extend.
  • the rotary device has a shuttle or control means for controlling or adjusting the position of the rotating surface or rotating surfaces relative to a flow direction of the river or water body having an adjusting sleeve and / or an adjusting frame for each rotating surface, wherein the adjusting sleeve or the adjusting frame about the central axis of rotation is freely rotatably disposed about, but is not rigidly or frictionally connected to the central axis of rotation radially, and is coupled to the associated surface of rotation to transmit their pendulum motion on the surface of rotation for adjusting the rotational surface.
  • the main axis of the rotary device is fixedly coupled to an electrical generator for generating electrical current.
  • Figures 3 and 4 show schematically another exemplary embodiment of the power plant of the invention having a stowage device 10 installed in a flow 2 and occupying only part of the cross section of the riverbed.
  • the storage device 10 is constructed as a dry pool 10.1 with a total of five juxtaposed chambers 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 and 15.5, by a continuous side wall 11, a further parallel thereto side wall 11.1 and a total of six transverse walls 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5 and 12.6 are formed, which are arranged one behind the other, parallel and at a distance from each other.
  • the transverse walls 12.1 to 12.6 are perpendicular to the floor 13 and contain except for the transverse wall 12.6 at the end of each passage 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 and 14.5.
  • the last transverse wall 12.6 is thus a barrier wall.
  • a rotary device 15 or turbine with generator for generating electrical power is housed.
  • At least the passage 14.1 is provided with a closure 16, for example a slide, in order to close or block the passage 14.1, which is fluidically connected to the flow 2.
  • each of the passages 14.1 to 14.5 could also be equipped with a nem closure 16 may be provided.
  • the passageway 14.1 is located at a level, for example, 1 m below the Wasseroberf ⁇ Smile Friend.
  • the passage 14.2 is then provided at a level of 2 m below the water surface 2.3, while the passage 14.3 and the passage 14.4 is at a level of 3 m and 4 m below the water surface 2.3.
  • Fig. 4 the state of the dry pool 10.1 of the power plant is shown when the entire drying basin 10.1 so the chambers 15.1 to 15.5 'filled with water from the river 2 or waters and thus has been generated via the rotary devices 15 with generators maximum electrical energy , In this case, the shutter 16 is opened.
  • the drying basin 10.1 If the drying basin 10.1 is filled, the passage 14.1 is blocked by the closure 16 and, if there is an excess of electricity, the drying basin 10.1 can be empty by means of an electric pump which is fluidically coupled to the last chamber 15.5 of the drying basin via corresponding lines be pumped, the pumped water is simply fed back to the river 2. Consequently, in contrast to conventional pumped storage power plants, in which, as is known, the dry pool is filled in surplus power, in the invention, the dry pool 10.1 is pumped empty in excess of electricity.
  • the electric power for supplying the pump is provided by a secondary power plant, such as a wind power plant or a water wheel, in surplus power, which may be constructed, for example, as said rotary device with a coupled generator.
  • the shutter 16 can then be opened again in order to supply electrical energy in the rotary devices 17 with coupled generators. through the water flowing into the drying basin 10.1 until the drying basin 10.1 is filled again.
  • Fig. 5 and Fig. 6 schematically show yet another game-like wherein ⁇ embodiment of the power plant of the invention, which has a storage device 20 which is installed in a flow 2 and occupies only a portion of the cross section of the river bed.
  • the storage device 20 is the storage device 20 as a displacement channel
  • a passage 24 is provided, in which a rotary device 21 is housed with an electric generator. Also by this stowage device 20, the flow velocity of the water is increased in the passage 24, whereby a higher current efficiency is made possible.
  • the passage 24 is located, for example, 1 m below the upcoming water surface 2.3.
  • An outlet 28 of the displacement channel is preferably removed from the rotary device 21 or turbine so far that a water gradient of 1 m is achieved.
  • Fig. 7 and Fig. 8 schematically show another exemplary embodiment of the power plant of the invention having a stowage device 1 installed in a river 2 or a river with a slope.
  • the storage device 1 has a first barrage 1.1 and a second barrage 1.2, which is spaced downstream of the first barrage 1.1.
  • the first barrage 1.1 has a foundation 1.11, which is installed in the bottom 3 of the river 2, and a vertical dam wall 1.12, which dammed the river water.
  • the second barrage 1.2 has a foundation 1.21, which in turn is built into the bottom 3 of the river 2, and a vertical retaining wall 1.22, which dammed up the river water again.
  • the two stowage walls 1.12 and 1.22 are each constructed as a continuous cross-construction in the riverbed 2.1. Between the two barrages thus a storage chamber 8 is formed for the river water.
  • the entire storage device 1 is made of reinforced concrete.
  • the baffle wall 1.12 of the barrage 1.1 has a passage 4 with a rectangular cross section at the level of the bottom 3 of the river 2.
  • a rotary device 5 is housed with an integrated electric generator as a power generator.
  • the passage 4 can be vertically adjustable in height. Consequently, a stationary, relatively large opening may be provided in the stowage wall 1.1 and a slide may be provided which is arranged in or at the opening in which the passage is formed and which is vertically movable so that a vertical movement of the slide Adjusted height of the passage 4 on the storage device, wherein the slide covers the opening of the retaining wall 1.1 in any vertical position. Furthermore, at the bottom of the stowage device 1 may be provided a vertical countersink, which is recessed in the ground and in which the slider can engage or retracts when it is moved vertically.
  • the rotary device 5 in order to be able to obtain energy from the flow movement of the flow 2 with increased flow velocity within the passage 4, can have a main turning device fixedly connected to a central rotation axis of the rotation device and one or more turning surfaces are mounted rotatably about their axes of rotation at a distance from the central axis of rotation on the main revolving device such that the main revolving elements Device can perform a rotational movement about the central axis of rotation by a rotating surface or by a plurality of rotating ⁇ surfaces, wherein the rotational surface axes extend parallel to the axis of the main body.
  • the Rotationsvor ⁇ direction has a pendulum device or control device for controlling or adjusting the position of the rotating surface or rotating ⁇ surfaces relative to a flow direction of the river or body of water, which has an adjusting sleeve and / or an adjusting frame for each surface of rotation, wherein the adjusting sleeve or the adjusting frame is freely rotatably disposed about the central axis of rotation, but is not connected rigidly or frictionally with the central axis of rotation radially, and is coupled to the associated rotary surface to transmit their pendulum motion on the rotational surface for adjusting the rotational surface.
  • the main axis of the rotary device is fixedly coupled to an electrical generator for generating electrical current.
  • Figures 9 and 10 schematically show another exemplary embodiment of the power plant of the invention having a stowage device 10 installed in a flow 2 and occupying only part of the cross section of the riverbed.
  • the storage device 10 is constructed as a dry pool 10.1 with a total of five juxtaposed chambers 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 and 15.5, by a continuous side wall 11, a further parallel thereto side wall 11.1 and a total of six transverse walls 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5 and 12.6 are formed, which are arranged one behind the other, parallel and at a distance from each other.
  • the transverse walls 12.1 to 12.6 are perpendicular to the floor 13 and contain except for the transverse wall 12.6 at the end of each passage 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 and 14.5.
  • the last transverse wall 12.6 is thus a barrier wall.
  • each of the passages 14.1 to 14.5 is in each case a rotary device 15 or turbine with generator for generating Electricity housed.
  • At least the passage 14.1 is provided with a closure 16, for example a gate valve, in order to be able to close off or block the passage 14.1, which is connected to the flow 2 by the fluid.
  • each of the passages 14.1 to 14.5 could also be provided with a closure 16.
  • the passage 14.1 is at a level, for example, 1 m below the water surface.
  • the passage 14.2 is then provided at a level of 2 m below the water surface 2.3, while the passage 14.3 and the passage 14.4 is at a level of 3 m and 4 m below the water surface 2.3.
  • the passage 14.5 is at the level of the bottom 13 or about 5 m below the water surface 2.3.
  • each or only part of the passages 14.1 to 14.5 can be set vertically adjustable in height. Consequently, in each case a relatively large opening can be provided in the transverse walls and there can be one slide per transverse wall arranged in or at the associated opening, in which the corresponding passage is formed and which is vertically movable such that a vertical Movement of the slider adjusts the height of the passage on the transverse wall, wherein the slider covers the opening of the transverse wall in each vertical position. Furthermore, in each case a vertical countersink can be provided at the bottom of the respective transverse wall into which the associated slide can engage during adjustment.
  • Fig. 10 the state of the dry pool 10.1 of the power plant is shown when the entire drying basin 10.1 so the chambers 15.1 to 15.5 is filled with water from the river 2 or waters and thus on the rotary devices 15 with Generators maximum electrical energy has been generated. In this case, the shutter 16 is opened.
  • the drying basin 10.1 is filled, the passage 14.1 is blocked by the closure 16 and, if there is an excess of electricity, the drying basin 10.1 can be empty by means of an electric pump which is fluidically coupled to the last chamber 15.5 of the drying basin via corresponding lines be pumped, the pumped water is simply fed back to the river 2. Consequently, in contrast to conventional pumped storage power plants, in which, as is known, the drying basin is filled with surplus of electricity, in the invention the drying basin 10.1 is pumped empty when there is an excess of electricity.
  • the electrical power to power the pump is supplied by a secondary power plant, e.g. a wind power plant or a water wheel, provided with excess current, the e.g. can also be constructed as said rotary device with coupled generator.
  • the shutter 16 can then be reopened to generate electrical energy in the rotary devices 17 with coupled generator through the water flowing into the dry pool 10.1 until the dry pool 10.1 is refilled.
  • FIGS 11 and 12 schematically show yet another exemplary embodiment of the power plant of the invention having a stowage device 20 installed in a flow 2 and occupying only part of the cross section of the riverbed.
  • the storage device 20 as a displacement channel
  • a passage 24 is provided, in which a rotary device 21 is housed with an electric generator. Also by this stowage device 20, the flow rate of the water is increased in the passage 24, whereby a higher current efficiency is made possible.
  • the transit passage 24 is located, for example, 1 m below the pending ⁇ the water surface 2.3.
  • An outlet 28 of the Verdrfitungska ⁇ Nals is ⁇ Trains t of the rotation device 21 or turbine prior to such an extent that a water drop of 1 m is obtained.
  • the passage 24 can be vertically adjustable in height.
  • a stationä ⁇ re, continuous, relatively large opening can thus be provided and a slider may be provided, which is arranged in or on the opening, in which the passage is formed and which is vertically movable such that a vertical Movement of the slider, the height of the passage 24 is adjusted to the storage device 20, wherein the slider covers the opening of the transverse wall 22 in each vertical position.
  • the passage 24 has compared to the opening only a relatively small clear cross-section or corresponds to only a portion of the opening in the transverse wall.
  • a vertical countersink can be provided at the bottom of the storage device 1, in which the slider can engage during adjustment.
  • Figures 13 and 14 are schematic views of another embodiment of the invention having a stowage device 90 having a reservoir 96 and a height-adjustable passage 92 which here serves as an outlet for the water 94 from the reservoir 96 or pumping basin into the water 95 e.g. a river serves.
  • the reservoir 96 has vertical basin walls 102 and is located on the shore 101 of the body 95. In one of the basin walls 102, a continuous and relatively large opening 100 is excluded (indicated by dash-dotted lines in FIG a bottom 103 of the reservoir 96 up to an upper edge 104 of the pool wall 102 or the reservoir 96 vertically he ⁇ stretches and has a rectangular cross-section.
  • a senkrech ⁇ ter-lowering shaft 98 with an associated shaft wall 97 extends from concrete from the bottom 103, starting downward in the extension region of the opening 100.
  • a plate-shaped or wall-shaped slide ⁇ about 93 and vertically movably guided, the dimension fits into the opening 100 of the reservoir 96 and into the well 98.
  • the passage 92 is recessed in the slider 93 so that water 94 from the reservoir 96 through the opening 100 and the passage 92 and therefore flow or by the housed therein turbine in the body of water 95 flow away ⁇ SEN, in order to generate electric power.
  • the slide 93 with the passage 92 is in a vertical position which is relatively high up, the slide with its upper end 91 already protruding beyond the edge 104 of the reservoir 96, but still into the Shaft 98 engages with its lower end 105.
  • the passage 92 with turbine is thereby below a level 99 of the water 94 in the reservoir 96, but still above a level 95.1 of the water body 95, so that water from the reservoir 96 can flow through the passage 92 with turbine into the water to be able to exploit the gap between the water 94 in the reservoir 102 and the water body 95 for electrical energy production.
  • the slide 93 Decreases the level 99 in the reservoir 96, the slide 93 is moved with the Duchlass 92 starting from the altitude in Fig. 13 vertically downwards in the Senkschacht 98 accordingly, adjusted or tracked, he reached the altitude, shown in Fig. 14 is. At this altitude, the end 91 of the slider 93 is flush with the edge 104 of the reservoir 96 and the lower end 105 of the slider 93 extends further into the Senkschacht 98 into it. Since a Ge ⁇ falls is also in this position between the levels 99 and 95.1, can flow into the passage 92 by the water turbine (106) to generate electricity.
  • An electromotive drive can be provided, which is coupled to the slider 93 in order to effect its vertical height adjustment.
  • a Verstell Tavern coupled to the electric motor drive.
  • the adjustment control device may in turn have a level detector for detecting the level 99, wherein the level detector is provided for example with a float which floats on the water surface of the water 94 in the reservoir 96 and moves with the level 99. The movement of the float can be converted, for example, into an electrical signal, which in turn is fed to the input control of a program-controlled microprocessor of the adjustment control device by polling.
  • the microprocessor evaluates the electrical signal and controls the electric motor drive in such a way that the slider 93 is tracked to the level 99.
  • the electromotive drive can e.g. an electric motor, which is coupled to a gear, which in turn engages in a rack, which is connected to the slider 93. The movement of the electric motor is then converted via the gear and the rack into a corresponding vertical movement of the slider 93 and thus also of the passage 92.

Abstract

The present invention relates to a power plant for generating electrical energy, comprising at least one accumulation device (1, 10, 20) for accumulating or storing water from a natural or artificial body of water or river, wherein the accumulation device has at least one passage (4), in which the flow velocity of the water is increased, and a power generator or a rotational device (5) or a turbine, having a coupled electrical generator for generating electric current, arranged in or on the passage (4) of the accumulation device and driven by the water flowing through the passage (4).

Description

Kraftwerk  power plant
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftwerk zum Erzeugen elektrischer Energie aus Wasserkraft. The present invention relates to a power plant for generating electrical energy from hydropower.
In einem Kraftwerk kann durch Verwendung einer Rotationsvorrichtung oder einer Turbine mit einem angekoppelten elektrischen Generator elektrische Energie aus der Energie des Wassers eines Gewässers oder Flusses gewonnen werden. In der EP 2191129 Bl und der EP 1979611 Bl sind Rotationsvorrichtungen mit einem angekoppelten Generator zum Erzeugen elektrischen Stroms in einem Kraftwerk beschrieben. In a power plant, by using a rotary device or a turbine with a coupled electric generator, electrical energy can be obtained from the energy of the water of a river or river. In EP 2191129 Bl and EP 1979611 Bl rotary devices are described with a coupled generator for generating electrical power in a power plant.
Aufgabe der Erfindung ist es die Energieausbeute des Kraftwerks zu erhöhen. The object of the invention is to increase the energy yield of the power plant.
Diese Aufgabe wird durch das Kraftwerk gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach hat das Kraftwerk der Erfindung zum Erzeugen elektrischer Energie mindestens eine Stauvorrichtung zum Aufstauen oder Speichern von Wasser aus einem natürlichen oder künstlichen Gewässer oder Fluss, wobei die Stauvorrichtung mindestens einen Durchlass oder eine Durchgangsöffnung hat, in dem die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers erhöht ist, und mindestens einen Stromgenerator oder eine Rotationsvorrichtung oder eine Turbine mit angekoppeltem elektrischem Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom, der bzw. die in oder an dem Durchlass der Stauvorrichtung angeordnet ist und durch das durch den Durchlass fließende Wasser angetrieben wird. This object is achieved by the power plant according to claim 1. Thus, the power plant of the invention for generating electrical energy has at least one damming device for damming or storing water from a natural or artificial water or river, wherein the damming device has at least one passage or through-hole in which the flow velocity of the water is increased, and at least a power generator or a rotary device or a turbine coupled to an electric generator for generating electrical current, which is arranged in or on the passage of the storage device and is driven by the water flowing through the passage.
Die Erfindung hat den■' entscheidenden Vorteil, dass in dem Durchlass eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Wassers des Gewässers erzeugt wird, wodurch wiederum die Rotationsvorrichtung oder Turbine im Durchlass mehr elektrische Energie als in dem Fall ohne Stauvorrichtung und Durchlass in dem Gewässer oder Fluss erzeugen kann. Die Stauvorrichtung kann zwei oder mehr mit Abstand zueinander im Gewässer angeordnete Staustufen haben, die jeweils mindestens einen Durchlass haben, der im Bereich eines Bodens des Gewässers oder Flusses vorgesehen ist. Mit der Kaskadierung von Staustufen kann über eine entsprechende Anzahl von Rotati¬ onsvorrichtungen mit elektrischen Generatoren auch mehr Strom erzeugt werden. The invention has the distinct advantage that an increased flow velocity of the water of the water body is generated in the passage, whereby in turn the rotary device or turbine can generate more electrical energy in the passage than in the case without stowage device and passage in the water or river. The stowage device may have two or more barrages spaced apart from each other in the water, each having at least one passageway provided in the area of a bottom of the watercourse or river. With the cascading of barrages, more electricity can be generated via a corresponding number of Rotati ¬ onsvorrichtungen with electric generators.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Stauvorrichtung mindestens ein Trockenbecken, in das durch den Durchlass Wasser von dem Gewässer oder Fluß mit einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit fließen kann, wobei die Rotationsvorrichtung oder Turbine und der zugehörige Generator elektrischen Strom erzeugt, solange Wasser in das Trockenbecken fließt. Das Kraftwerk mit Trockenbecken ermöglicht auch einen Betrieb des Kraftwerks der Erfindung als Pumpspeicherkraftwerk. According to a preferred embodiment of the invention, the storage device has at least one drying basin into which water can flow through the passageway from the water or river at an increased flow rate, the rotating device or turbine and the associated generator generating electrical power as long as water flows into the drying basin , The power plant with dry pool also allows operation of the power plant of the invention as a pumped storage power plant.
Es können auch mehrere in Reihe oder Kaskade angeordnete und fluidisch gekoppelte Trockenbecken oder Kammern vorgesehen sein, wobei jeweils zwei benachbarte Trockenbecken über mindestens einen Durchlass mit einem Stromgenerator oder einer Rotationsvorrichtung oder Turbine einschließlich Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom fluidisch gekoppelt sind. It can also be provided in series or cascade and fluidly coupled dry basins or chambers, each adjacent two dry basins are fluidly coupled via at least one passage with a power generator or a rotary device or turbine including generator for generating electrical current.
Durch diese Ausführungsform der Erfindung kann insbesondere die Energieausbeute beim Betrieb des Kraftwerks als Pumpspeicherkraftwerk erhöht werden. Bevorzugt sind dann die Durchlässe der in Reihe angeordneten Trockenbecken oder Kammern in Fließrichtung des Wassers von Trockenbecken zu Trockenbecken im Niveau von der Kante der Trockenbecken bis zum Boden weiter in Richtung Boden ausgebildet. By this embodiment of the invention, in particular, the energy yield during operation of the power plant can be increased as a pumped storage power plant. Preferably, the passages of the series arranged dry basins or chambers in the flow direction of the water from dry pool to dry pool in level from the edge of the dry basins to the bottom are further formed in the direction of the ground.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hat mindestens ein Vorbecken, das einen Durchlass zum Füllen mit Wasser von dem Gewässer aus hat, wobei der Durchlass im Bereich einer oberen Kante des Vorbeckens vorgesehen und mit einer Rotationsvorrichtung oder einer Turbine zum Erzeugen von elektrischem Strom versehen ist, und mindestens ein nachfolgendes Trockenbecken, wobei zwischen dem Trockenbecken und dem Vorbecken ein Durchlass auf Bodenhöhe des Vorbeckens ist, der mit einem Stromerzeuger versehen ist. Hier kann das gefüllte Trok- kenbecken z.B. bei Stromüberschuss in das Gewässer entleert werden oder das Wasser im Trockenbecken wieder zurück in das Vorbecken gepumpt werden, um eine Pumpspeicherung von Energie zu ermöglichen. Genauer kann das Kraftwerk mindestens eine elektrische Pumpe haben, die mit dem Trockenbecken, mindestens einem der Trockenbecken oder Kammern oder dem letzten der Trockenbecken oder der letzten Kammer der Reihe oder Kaskade von Trockenbecken oder Kammern fluiddurchgängig zum Pumpen des Wassers aus dem mindestens einen Trockenbecken in das Gewässer oder den Fluss oder in das Vorbecken gekoppelt ist. A preferred embodiment of the invention has at least one pre-basin, which has a passage for filling with water of the waterway, the passage being provided in the region of an upper edge of the preliminary basin and provided with a rotary device or a turbine for generating electric current, and at least one subsequent dry basin, wherein between the dry basin and the pre-basin a passage at ground level of the Vorbeckens is, which is provided with a power generator. Here, the filled drying basin can be emptied into the water, for example if there is an excess of electricity, or the water in the dry pool can be pumped back into the pre-basin to enable pumped storage of energy. More specifically, the power plant may have at least one electric pump that communicates with the dry pool, at least one of the dry basins or chambers or the last of the dry basins or the last chamber of the series or cascade of dry basins or chambers fluidly for pumping the water from the at least one dry basins into the Waters or the river or is coupled to the pre-basin.
Bevorzugt hat das Kraftwerk der Erfindung eine sekundäre Preferably, the power plant of the invention has a secondary one
Kraftanlage, insbesondere eine Rotationsvorrichtung oder Turbine mit elektrischem Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom, die mit der Pumpe oder Pumpvorrichtung elektrisch gekoppelt ist, um sie mit elektrischem Strom zu versorgen, wenn ein Stromüberschuss der sekundären Kraftanlage gegeben ist, wodurch ein Pumpspeicherbetrieb ermöglicht wird. Die sekundäre Kraftanlage kann dabei mit Windkraft oder Wasserkraft betrieben sein. A power plant, in particular a rotary device or turbine with an electric generator for generating electrical power, which is electrically coupled to the pump or pumping device to supply them with electric current when there is a power surplus of the secondary power plant, whereby a pumped storage operation is enabled. The secondary power plant can be operated with wind power or hydropower.
Der Durchlass oder jeder der Durchlässe kann mittels einer Sperreinrichtung oder einem Schieber verschließbar sein, um eine Steuerung des Kraftwerks im Pumpspeicherbetrieb zu ermöglichen . Das Kraftwerk der Erfindung kann auch einen Verdrängungskanal aufweisen, der eine noch höhere Strömungsgeschwindigkeit des Wassers ermöglicht. The passage or each of the passages may be closable by means of a barrier device or a slide in order to enable control of the power plant in pumped storage operation. The power plant of the invention may also have a displacement channel which allows an even higher flow rate of the water.
Das Kraftwerk der Erfindung zum Erzeugen elektrischer Energie hat mindestens eine Stauvorrichtung zum Aufstauen oder Speichern von Wasser aus einem natürlichen oder künstlichen Gewässer oder Fluss, wobei die Stauvorrichtung mindestens einen Durchläse oder eine Durchgangsöffnung hat, in dem die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers erhöht ist, und mindestens einen Stromgenerator oder eine Rotationsvorrichtung oder eine Turbine mit angekoppeltem elektrischem Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom, der bzw. die in oder an dem Durchlass der Stauvorrichtung angeordnet ist und durch das durch den Durchlass fließende Wasser angetrieben wird, wobei der Durchlass bevorzugt höhenverstellbar ist. The power plant of the invention for generating electrical energy has at least one damming device for damming or storing water from a natural or artificial water or river, wherein the damming device has at least one passage or through-hole in which the flow velocity of the water is increased, and at least one A power generator or a rotating device or turbine with a coupled electrical generator for generating electrical current, which is arranged in or on the passage of the storage device and is driven by the water flowing through the passage, the passage is preferably adjustable in height.
Die Erfindung hat den entscheidenden Vorteil, dass in dem Durchlass eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit des Wassers des Gewässers erzeugt wird, wodurch wiederum die Rotationsvorrichtung oder Turbine im Durchlass mehr elektrische Energie als in dem Fall ohne Stauvorrichtung und Durchlass in dem Gewässer oder Fluss erzeugen kann. Weiterhin kann in dem Kraftwerk der Erfindung aufgrund des vertikal einstellbaren oder höhenverstellbaren Durchlasses die vertikale Lage des Durchlasses an den momentanen oder geänderten Wasserstand in der Stauvorrichtung und/oder in dem Gewässer angepasst werden, um eine kontinuierliche Durchströmung der Turbine oder Rotationsvorrichtung in dem Durchlass für eine entsprechend hohe Energieausbeute zu ermöglichen. The invention has the distinct advantage that an increased flow velocity of the water of the water body is generated in the passage, whereby in turn the rotary device or turbine can produce more electrical energy in the passage than in the case without a stowage device and passage in the water or river. Furthermore, in the power plant of the invention, due to the vertically adjustable or height adjustable passage, the vertical position of the passage can be adjusted to the instantaneous or changed water level in the stowage device and / or in the water to provide continuous flow through the turbine or rotary device in the passageway for one to allow correspondingly high energy yield.
Die Stauvorrichtung hat bevorzugt eine Öffnung und einen The storage device preferably has an opening and a
Schieber, der in oder an der Öffnung angeordnet, in dem der Durchlass ausgebildet ist und der vertikal derart beweglich ist, dass eine vertikale Bewegung des Schiebers die Höhe des Durchlasses an der Stauvorrichtung verstellt, wobei der Schieber die Öffnung der Stauvorrichtung in jeder vertikalen Lage des Durchlasses zumindest teilweise abdeckt. Dadurch wird erreicht, dass bei einer Höhenverstellung des Durchlasses gleichzeitig immer auch die wasserbeaufschlagte Öffnung der Stauvorrichtung verschlossen wird, so dass das Wasser immer nur durch den Durchfluss und die Öffnung fließen kann, aber nie unbeabsichtigt alleine durch die Öffnung, was die Energieausbeute ansonsten verringern würde. Slider disposed in or at the opening in which the passage is formed and which is vertically movable such that a vertical movement of the slider, the height of the Adjusted passage on the storage device, wherein the slider covers the opening of the storage device in each vertical position of the passage at least partially. This ensures that at a height adjustment of the passage at the same time always the wasserbeaufschlagte opening of the storage device is closed, so that the water can flow only through the flow and the opening, but never unintentionally alone through the opening, which would otherwise reduce the energy yield ,
Die Stauvorrichtung kann am Boden einen vertikalen Senkschacht haben, in den der Schieber eingreift, wodurch ein sicherer Aufbau des Kraftwerks erreicht wird. The stowage device may have a vertical sink shaft at the bottom into which the slider engages, thereby achieving a safe construction of the power plant.
Eine vertikale Abmessung des Senkschachts kann mindestens einer vertikalen Abmessung der Öffnung entsprechen, um eine sichere Abdeckung der Öffnung, unabhängig von der jeweiligen Lage des Durchlasses sicherzustellen. A vertical dimension of the wellbill may correspond to at least one vertical dimension of the opening to ensure secure coverage of the opening regardless of the location of the passageway.
Der Schieber kann als Schwimmer aufgebaut sein, der sich mit dem Wasserstand in der Stauvorrichtung mitbewegt, wodurch der Durchlass ständig an den momentanen Wasserstand angepasst werden kann. The slide can be constructed as a float, which moves with the water level in the storage device, whereby the passage can be constantly adapted to the current water level.
Es kann auch ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen sein, der mit dem Schieber gekoppelt ist, um dessen vertikale Höhenverstellung zu bewirken. Weiterhin kann eine Verstellsteuereinrichtung zum Steuern des elektromotorischen Antriebs und/oder Schiebers in Abhängigkeit von dem Wasserstand in der Stauvorrichtung und/oder von dem Wasserstand oder Pegel des Gewässers oder Flusses vorgesehen sein, um eine optimale Einstellung der Höhenlage des Durchlasses mit entsprechend erhöhter Energieausbeute ermöglichen zu können. Die Verstellsteuereinrichtung kann mit mindestens einem It can also be provided an electric motor drive, which is coupled to the slider to effect its vertical height adjustment. Furthermore, an adjustment control device for controlling the electromotive drive and / or slide depending on the water level in the storage device and / or the water level or level of the river or river may be provided to allow an optimal adjustment of the altitude of the passage with a correspondingly increased energy yield can. The adjustment control device can be equipped with at least one
Schwimmer gekoppelt sein, der sich mit dem Wasserstand in der Stauvorrichtung oder dem Gewässer mit bewegt, um den Wasserstand erfassen zu können.  Float can be coupled, which moves with the water level in the storage device or the body of water to detect the water level can.
Die Stauvorrichtung kann einen höhenverstellbaren Durchlass, der ein Einlaß für das Wasser von dem Gewässer in die Stauvor¬ richtung vorgesehen ist, und einen weiteren höhenverstellbaren Durchlass haben, der ein Auslass für das Wasser von der Stauvorrichtung in das Gewässer ist. The stowage device may have a height-adjustable passage, which is provided an inlet for the water from the water in the Stauvor ¬ direction, and a further height-adjustable passage, which is an outlet for the water from the stowage device into the water.
Die Stauvorrichtung der Erfindung kann zwei oder mehr mit Abstand zueinander im Gewässer angeordnete Staustufen haben, die jeweils mindestens einen Durchlass haben, der im Bereich eines Bodens des Gewässers oder Flusses vorgesehen ist und der als höhenverstellbarer Durchlass gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufgebaut sein kann. Mit der Kaskadierung von Staustufen kann über eine entsprechende Anzahl von Rotationsvorrichtungen mit elektrischen Generatoren auch mehr Strom erzeugt werden. The stowage device of the invention may have two or more barrages spaced apart from each other in the water, each having at least one passage provided in the region of a bottom of the river or river and which may be constructed as a height-adjustable passage according to any one of claims 1 to 10 , With the cascading of barrages also more power can be generated via a corresponding number of rotary devices with electric generators.
Die Stauvorrichtung kann mindestens ein Trockenbecken haben, in das durch einen höhenverstellbaren Durchlass als Einlaß Wasser von dem Gewässer oder Fluß mit einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit hinein fließen kann, wobei der Durchlass gemäß einem der Ansprüche 11 bis 20 aufgebaut sein kann und wobei die Rotationsvorrichtung oder Turbine und der zugehörige Generator elektrischen Strom erzeugt, solange Wasser in das Trockenbecken fließt. Das Kraftwerk mit Trockenbecken ermöglicht auch einen Betrieb des Kraftwerks der Erfindung als Pumpspeicherkraftwerk . The stowage device may have at least one dry pool into which water may flow from the body of water or river at an increased flow rate through a height adjustable inlet passage, the passageway being constructed according to any one of claims 11 to 20, and wherein the rotation device or turbine and the associated generator generates electrical power as long as water flows into the dry pool. The power plant with dry pool also allows operation of the power plant of the invention as a pumped storage power plant.
Die Stauvorrichtung kann auch mehrere in Reihe oder Kaskade angeordnete und fluidisch gekoppelte Trockenbecken oder Kammern aufweisen, wobei jeweils zwei benachbarte Trockenbecken über mindestens einen Durchlass mit einem Stromgenerator oder einer Rotationsvorrichtung oder Turbine einschließlich Genera¬ tor zum Erzeugen von elektrischem Strom fluidisch gekoppelt sind, wobei der Durchlass wiederum höhenverstellbar gemäß ei¬ nem der Ansprüche 11 bis 20 ausgebildet sein kann. Durch diese Ausführungsform der Erfindung kann insbesondere die Energie¬ ausbeute beim Betrieb des Kraftwerks als Pumpspeicherkraftwerk erhöht werden. Bevorzugt sind dann die Durchlässe der in Reihe angeordneten Trockenbecken oder Kammern in Fließrichtung des Wassers von Trockenbecken zu Trockenbecken im Niveau von der Kante der Trockenbecken bis zum Boden weiter in Richtung Boden ausgebildet . The stowage device can also have a plurality of series-arranged or cascaded and fluidically coupled dry basins or chambers, wherein in each case two adjacent dry basins via at least one passage with a power generator or a rotational device or turbine including Genera ¬ tor for generating electrical current are fluidically coupled, wherein the passage in turn can be formed height adjustable according ei ¬ any one of claims 11 to 20. By this embodiment of the invention, in particular the energy ¬ yield during operation of the power plant can be increased as a pumped storage power plant. Preferably, the passages of the series arranged dry basins or chambers in the flow direction of the water from dry pool to dry pool in level from the edge of the dry basins to the bottom are further formed in the direction of the ground.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung kann mindestens ein Vorbecken haben, das mindestens einen Durchlass zum Füllen mit Wasser von dem Gewässer aus hat, wobei der Durchlass im Bereich einer oberen Kante des Vorbeckens vorgesehen und mit einer Rotationsvorrichtung oder einer Turbine zum Erzeugen von elektrischem Strom versehen ist, und mindestens ein nachfolgendes Trockenbecken, wobei zwischen dem Trockenbecken und dem Vorbecken ein Durchlass auf Bodenhöhe des Vorbeckens ist, der mit einem Stromerzeuger versehen ist. Beide Durchlässe können hier höhenverstellbar jeweils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 aufgebaut sein. Das gefüllte Trockenbecken kann z.B. bei Stromüberschuss in das Gewässer entleert werden oder das Wasser im Trockenbecken kann wieder zurück in das Vorbecken gepumpt werden, um eine Pumpspeicherung von Energie zu ermöglichen. Genauer kann das Kraftwerk mindestens eine elektrische Pumpe haben, die mit dem Trockenbecken, mindestens einem der Trockenbecken oder Kammern oder dem letzten der Trockenbecken oder der letzten Kammer der Reihe oder Kaskade von Trockenbek- ken oder Kammern fluiddurchgängig zum Pumpen des Wassers aus dem mindestens einen Trockenbecken in das Gewässer oder den Fluss oder in das Vorbecken gekoppelt ist. Der Durchlass oder jeder der Durchlässe kann mittels einer Sperreinrichtung oder einem Schliessschieber verschließbar sein, um eine Steuerung des Kraftwerks im Pumpspeicherbetrieb zu ermöglichen. A specific embodiment of the invention may have at least one pre-basin having at least one passage for filling with water from the water, the passage being provided in the region of an upper edge of the pre-basin and provided with a rotary device or a turbine for generating electric current , and at least one subsequent dry pool, wherein between the dry pool and the pre-basin is a passage at floor level of the basin, which is provided with a power generator. Both passages can be constructed here height-adjustable in each case according to one of claims 1 to 10. The filled dry pool can be emptied, for example, in surplus electricity into the water or the water in the dry pool can be pumped back into the pre-basin to allow pumped storage of energy. More specifically, the power plant may have at least one electric pump connected to the dry pool, at least one of the dry basins or chambers or the last of the dry basins or the last chamber of the series or cascade of dry baskets or chambers fluidly pumping the water out of the at least one dry basins is coupled into the body of water or the river or into the pre-basin. The passage or each of the passages can be closed by means of a locking device or a closing slide to allow control of the power plant in pumped storage operation.
Das Kraftwerk der Erfindung kann auch einen Verdrängungskanal aufweisen, der eine noch höhere Strömungsgeschwindigkeit des Wassers ermöglicht. Der Verdrängungskanal kann einen höhenverstellbaren Durchlass gemäß einem der Ansprüche 11 bis 20 haben. The power plant of the invention may also have a displacement channel which allows an even higher flow rate of the water. The displacement channel may have a height-adjustable passage according to any one of claims 11 to 20.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Weitere Vorteile, Anwendungsmöglichkeiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten und beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Advantageous developments can be found in the dependent claims. Further advantages, possible applications and advantageous developments of the invention can be taken from the following description of preferred and exemplary embodiments of the invention in conjunction with the drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung mit einer Stauvorrichtung, die zwei Staustufen aufweist; Fig. 1 is a schematic side view of an embodiment of the power plant of the invention with a storage device having two barrages;
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht der Ausführungsform von Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 gesehen; Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the embodiment of Fig. 1 seen in the direction of the arrow II in Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung mit einer Stauvorrichtung, die aus mehreren Trockenbecken oder Kammern in Reihe aufgebaut ist, wobei ein erstes Trockenbecken als Vorbecken dient, in Richtung des Pfeiles III von Fig. 4 gesehen; Figure 3 is a schematic plan view of another embodiment of the power plant of the invention with a stowage device constructed of several dry basins or chambers in series, with a first dry basins serving as a pre-basin as seen in the direction of arrow III of Figure 4;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform von Fig. 4 is a schematic side view of the embodiment of
Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV von Fig. 3 gesehen; Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer noch weiterenFig. 3 seen in the direction of arrow IV of Fig. 3; Fig. 5 is a schematic side view of yet another
Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung mit einer Stauvorrichtung, die ein am Ende offenes Stauabteil hat, in Richtung des Pfeiles V von Fig. 6 gesehen; und Embodiment of the power plant of the invention with a storage device having an open at the end storage compartment, seen in the direction of arrow V of Fig. 6; and
Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform von Fig. 5 in Richtung des Pfeiles VI von Fig. 5 gesehen . Fig. 6 is a schematic plan view of the embodiment of Fig. 5 seen in the direction of arrow VI of Fig. 5.
Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer weiteren Ausfüh rungsform des Kraftwerks der Erfindung mit einer Stauvorrichtung, die zwei Staustufen aufweist; Fig. 7 is a schematic side view of another Ausfüh approximate shape of the power plant of the invention with a storage device having two barrages;
Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht der Ausführungsform von Fig. 7 in Richtung des Pfeiles II in Fig. 7 gesehen; Fig. 8 is a schematic cross-sectional view of the embodiment of Fig. 7 seen in the direction of arrow II in Fig. 7;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung mit einer Stauvorrichtung, die aus mehreren Trockenbecken oder Kammern in Reihe aufgebaut ist, wobei ein erstes Trockenbecken als Vorbecken dient, in Richtung des Pfeiles III von Fig. 10 gesehen; Figure 9 is a schematic plan view of another embodiment of the power plant of the invention with a stowage device constructed of several dry basins or chambers in series, with a first dry basins serving as a pre-basin as viewed in the direction of arrow III of Figure 10;
10 eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform von Fig. 9 in Richtung des Pfeiles IV von Fig. 9 gese hen; 10 is a schematic side view of the embodiment of FIG. 9 in the direction of the arrow IV of FIG. 9;
Fig. 11 eine schematische Seitenansicht einer noch weiteren Fig. 11 is a schematic side view of yet another
Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung mit einer Stauvorrichtung, die ein am Ende offenes Stauabteil hat, in Richtung des Pfeiles V von Fig. 12 gesehen;  Embodiment of the power plant of the invention with a stowage device having an open at the end storage compartment, as seen in the direction of arrow V of Figure 12;
Fig. 12 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform von Fig. 11 in Richtung des Pfeiles VI von Fig. 11 gesehen; Fig. 12 is a schematic plan view of the embodiment seen in the direction of the arrow VI of Figure 11 of FIG. 11;
Fig. 13 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einem Staubecken und einem höhenverstellbaren Durchlass in einer Höhenstellung; und Figure 13 is a schematic view of another embodiment of the invention with a reservoir and a height-adjustable passage in a vertical position. and
Fig. 14 eine schematische Ansicht der Ausführungsform von 14 is a schematic view of the embodiment of FIG
Fig. 13, wobei der Durchlass in einer anderen  Fig. 13, wherein the passage in another
Höhenstellung als in Fig. 13 ist.  Height position than in Fig. 13.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen schematisch eine beispielhafte Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung, das eine Stauvorrichtung 1 hat, die in einem Fluss 2 oder Flusslauf mit Gefälle eingebaut ist. Fig. 1 and Fig. 2 show schematically an exemplary embodiment of the power plant of the invention, which has a storage device 1, which is installed in a river 2 or river with slope.
Die Stauvorrichtung 1 hat eine erste Staustufe 1.1 und eine zweite Staustufe 1.2, die mit Abstand zu der ersten Staustufe 1.1 flussabwärts angordnet ist. Die erste Staustufe 1.1 hat ein Fundament 1.11, das in den Boden 3 des Flusses 2 eingebaut ist, und eine senkrechte Stauwand 1.12, die das Flusswasser aufstaut. Genauso hat die zweite Staustufe 1.2 ein Fundament 1.21, das wiederum in den Boden 3 des Flusses 2 eingebaut ist, und eine senkrechte Stauwand 1.22, die wieder das Flusswasser aufstaut. Die beiden Stauwände 1.12 und 1.22 sind jeweils als durchgehender Querverbau im Flussbett 2.1 aufgebaut. Zwischen den beiden Staustufen ist somit eine Staukammer 8 für das Flusswasser ausgebildet. Die ganze Stauvorrichtung 1 ist aus Stahlbeton gefertigt. The storage device 1 has a first barrage 1.1 and a second barrage 1.2, which is angordnet downstream with distance to the first barrage 1.1. The first barrage 1.1 has a foundation 1.11, which is installed in the bottom 3 of the river 2, and a vertical dam wall 1.12, which dammed the river water. Likewise, the second barrage 1.2 has a foundation 1.21, which in turn is built into the bottom 3 of the river 2, and a vertical dam wall 1.22, which dammed again the river water. The two stowage walls 1.12 and 1.22 are each constructed as a continuous cross-construction in the riverbed 2.1. Between the two barrages thus a storage chamber 8 is formed for the river water. The entire storage device 1 is made of reinforced concrete.
Die Stauwand 1.12 der Staustufe 1.1 hat einen Durchlass 4 mit einem rechteckigen Querschnitt auf Höhe des Bodens 3 des Flusses 2. In dem Durchlass 4 ist eine Rotationsvorrichtung 5 mit einem integrierten elektrischen Generator als Stromerzeuger untergebracht . The baffle wall 1.12 of the barrage 1.1 has a passage 4 with a rectangular cross-section at the level of the bottom 3 of the flow 2. In the passage 4 is a rotary device 5 with an integrated electric generator housed as a generator.
Gemäß EP 2191129 Bl kann die Rotationsvorrichtung 5, um Energie aus der Strömungsbewegung des Flusses 2 mit erhöhter Strö¬ mungsgeschwindigkeit innerhalb des Durchlasses 4 gewinnen zu können, eine Hauptdreheinrichtung, die mit einer zentralen Drehachse der Rotationsvorrichtung fest verbunden ist, und eine oder mehrere Drehflächen haben, die drehbar um ihre Drehflächenachsen mit Abstand zu der zentralen Drehachse derart an dem Hauptdreheinrichtung angebracht sind, dass die Hauptdreheinrichtung durch die eine Drehfläche bzw. durch mehrere Drehflächen eine Drehbewegung um die zentrale Drehachse ausführen kann, wobei sich die Drehflächenachsen parallel zu der Achse des Hauptkörpers erstrecken. Weiterhin hat die Rotationsvorrichtung eine Pendeleinrichtung oder Steuereinrichtung zum Steuern oder Einstellen der Stellung der Drehfläche oder Drehflächen relativ zu einer Strömungsrichtung des Flusses oder Gewässers, die für jede Drehfläche eine Stellhülse und/oder einen Stellrahmen hat, wobei die Stellhülse oder der Stellrahmen um die zentrale Drehachse herum frei drehbar angeordnet ist, aber nicht starr oder kraftschlüssig mit der zentralen Drehachse radial verbunden ist, und mit der zugeordneten Drehfläche gekoppelt ist, um ihre Pendelbewegung auf die Drehfläche zum Einstellen der Drehfläche zu übertragen. Die Hauptachse der Rotationsvorrichtung ist mit einem elektrischen Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom fest gekoppelt. According to EP 2191129 Bl, the rotary device 5, in order to gain energy from the flow movement of the flow 2 with increased Strö ¬ mungsgeschwindigkeit within the passage 4, a main rotator, which is fixedly connected to a central axis of rotation of the rotary device, and one or more rotational surfaces which are rotatably mounted on the main rotator about their axes of rotation spaced from the central axis of rotation such that the main rotator can rotate about the central axis of rotation through the one or more rotational surfaces, the axes of rotation being parallel to the axis of the main body extend. Further, the rotary device has a shuttle or control means for controlling or adjusting the position of the rotating surface or rotating surfaces relative to a flow direction of the river or water body having an adjusting sleeve and / or an adjusting frame for each rotating surface, wherein the adjusting sleeve or the adjusting frame about the central axis of rotation is freely rotatably disposed about, but is not rigidly or frictionally connected to the central axis of rotation radially, and is coupled to the associated surface of rotation to transmit their pendulum motion on the surface of rotation for adjusting the rotational surface. The main axis of the rotary device is fixedly coupled to an electrical generator for generating electrical current.
Angenommen der ungestaute Fluss 2 hat eine Wasserquerschnittsfläche von A = 5m2 und eine Fließgeschwindigkeit vi = 1 m/sec, ergibt sich ein Volumenstrom des Flusswassers von vi x A = 5 m3/sec. Durch eine Erhöhung der Stauhöhe des Flusses 2 mittels der Staustufe 1.1 der Stauvorrichtung 1 der Erfindung wird jedoch auch die Fließgeschwindigkeit des Wassers im Durchlass 4 erhöht, nämlich auf einen Wert v2 = ca. 4 m/sec. Die ab- geschätzte elektrische Leistung P der ersten Staustufe 1.1 des Kraftwerks ergibt sich dann bei einem Querschnitt des Durchlasses 4 von etwa 1,25 m2 zu P = 37,5 kW. Ist die zweite Stau¬ stufe 1.2 derart weit von der ersten Staustufe 1.1 angeordnet, dass sich aufgrund des Flussgefälles wieder ein ungestauter Volumenstrom von 5 m3/sec ergibt, können mittels der zweiten Staustufe 1.2 und des Stromerzeugers aus Rotationsvorrichtung 7 und Generator innerhalb des Durchlasses 6 weitere P = 37,5 kW generiert werden. Mit dem Kraftwerk von Fig. 1 und 2 kann somit eine elektrische Gesamtleistung von P = 75 kW erzeugt werden . Assuming the undisturbed river 2 has a water cross-sectional area of A = 5m 2 and a flow velocity vi = 1 m / sec, the volume flow of the river water is vi x A = 5 m 3 / sec. By increasing the damming height of the river 2 by means of the barrage 1.1 of the storage device 1 of the invention, however, the flow rate of the water in the passage 4 is increased, namely to a value v2 = about 4 m / sec. The estimated electric power P of the first barrage 1.1 of the power plant then results in a cross section of the passage 4 of about 1.25 m 2 to P = 37.5 kW. If the second storage stage ¬ arranged 1.2 so far from the first storage step 1.1, that again ungestauter flow rate of 5 m 3 / sec results due to the flux gap, can by means of the second storage stage 1.2, and of the power generator of rotary device 7 and the generator within the passage 6 more P = 37.5 kW to be generated. With the power plant of Fig. 1 and 2, thus, a total electrical power of P = 75 kW can be generated.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen schematisch eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung, das eine Stauvorrichtung 10 hat, die in einem Fluss 2 eingebaut ist und nur einen Teil des Querschnitts des Flussbetts einnimmt. Figures 3 and 4 show schematically another exemplary embodiment of the power plant of the invention having a stowage device 10 installed in a flow 2 and occupying only part of the cross section of the riverbed.
Die Stauvorrichtung 10 ist als ein Trockenbecken 10.1 mit insgesamt fünf aneinandergereihten Kammern 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 und 15.5 aufgebaut, die durch eine durchgehende Seitenwand 11, eine weitere hierzu parallele Seitenwand 11.1 und insgesamt sechs Querwände 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5 und 12.6 ausgebildet sind, die hintereinander, parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die Querwände 12.1 bis 12.6 stehen senkrecht auf dem Boden 13 und enthalten bis auf die Querwand 12.6 am Ende jeweils einen Durchlass 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 bzw. 14.5. Die letzte Querwand 12.6 ist somit eine Sperrwand. The storage device 10 is constructed as a dry pool 10.1 with a total of five juxtaposed chambers 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 and 15.5, by a continuous side wall 11, a further parallel thereto side wall 11.1 and a total of six transverse walls 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5 and 12.6 are formed, which are arranged one behind the other, parallel and at a distance from each other. The transverse walls 12.1 to 12.6 are perpendicular to the floor 13 and contain except for the transverse wall 12.6 at the end of each passage 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 and 14.5. The last transverse wall 12.6 is thus a barrier wall.
In den Durchlässen 14.1 bis 14.5 ist jeweils eine Rotationsvorrichtung 15 oder Turbine mit Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom untergebracht. Zumindest der Durchlass 14.1 ist mit einem Verschluß 16, zum Beispiel einem Schieber, versehen, um den Durchlass 14.1, der fluidisch mit dem Fluss 2 verbunden ist, verschließen oder sperren zu können. In Alternative könnte auch jeder der Durchlässe 14.1 bis 14.5 mit ei- nem Verschluß 16 versehen sein. Der Durchlass 14.1 befindet sich auf einem Niveau zum Beispiel 1 m unter der Wasseroberf¬ läche. Der Durchlass 14.2 ist dann auf einem Niveau von 2 m unter der Wasseroberfläche 2.3 vorgesehen, während der Durchlass 14.3 bzw. der Durchlass 14.4 auf einem Niveau von 3 m bzw. 4 m unter der Wasseroberfläche 2.3 liegt. Schließlich be¬ findet sich der Durchlass 14.5 auf dem Niveau des Bodens 13 bzw. etwa 5 m unterhalb der Wasseroberfläche 2.3. In the passages 14.1 to 14.5, respectively, a rotary device 15 or turbine with generator for generating electrical power is housed. At least the passage 14.1 is provided with a closure 16, for example a slide, in order to close or block the passage 14.1, which is fluidically connected to the flow 2. In alternative, each of the passages 14.1 to 14.5 could also be equipped with a nem closure 16 may be provided. The passageway 14.1 is located at a level, for example, 1 m below the Wasseroberf ¬ Smile Friend. The passage 14.2 is then provided at a level of 2 m below the water surface 2.3, while the passage 14.3 and the passage 14.4 is at a level of 3 m and 4 m below the water surface 2.3. Finally be ¬ there is the passage 14.5 at the level of the bottom 13, or about 5 m below the water surface 2.3.
In Fig. 4 ist der Zustand des Trockenbeckens 10.1 des Kraftwerks gezeigt, wenn das gesamte Trockenbecken 10.1 also die Kammern 15.1 bis 15.5 'mit Wasser aus dem Fluß 2 oder Gewässer gefüllt ist und somit über die Rotationsvorrichtungen 15 mit Generatoren maximal elektrische Energie erzeugt worden ist. Dabei ist der Verschluß 16 geöffnet. In Fig. 4, the state of the dry pool 10.1 of the power plant is shown when the entire drying basin 10.1 so the chambers 15.1 to 15.5 'filled with water from the river 2 or waters and thus has been generated via the rotary devices 15 with generators maximum electrical energy , In this case, the shutter 16 is opened.
Ist das Trockenbecken 10.1 gefüllt, wird der Durchlass 14.1 durch den Verschluss 16 gesperrt und, wenn ein Stromüberschuss vorhanden ist, kann das Trockenbecken 10.1 mittels einer elektrischen Pumpe, die mit der letzten Kammer 15.5 des Trok- kenbeckens über entsprechende Leitungen fluidisch gekoppelt ist, leer gepumpt werden, wobei das gepumpte Wasser einfach dem Fluss 2 wieder zugeführt wird. Folglich wird im Gegensatz zu herkömmlichen Pumpspeicherkraftwerken, bei denen bekanntlich das Trockenbecken bei Stromüberschuss gefüllt wird, bei der Erfindung das Trockenbecken 10.1 bei Stromüberschuß leer gepumpt. Der elektrische Strom zum Versorgen der Pumpe wird von einer sekundären Kraftwerksanlage, z.B. einem Windkraftwerk oder einem Wasserrad, bei Stromüberschuss bereitgestellt, das z.B. auch als besagte Rotationsvorrichtung mit angekoppeltem Generator aufgebaut sein kann. Bei Strombedarf kann dann der Verschluß 16 wieder geöffnet werden, um elektrische Energie in den Rotationsvorrichtungen 17 mit angekoppelten Genera- tor durch das in das Trockenbecken 10.1 einströmende Wasser zu erzeugen, bis das Trockenbecken 10.1 wieder gefüllt ist. If the drying basin 10.1 is filled, the passage 14.1 is blocked by the closure 16 and, if there is an excess of electricity, the drying basin 10.1 can be empty by means of an electric pump which is fluidically coupled to the last chamber 15.5 of the drying basin via corresponding lines be pumped, the pumped water is simply fed back to the river 2. Consequently, in contrast to conventional pumped storage power plants, in which, as is known, the dry pool is filled in surplus power, in the invention, the dry pool 10.1 is pumped empty in excess of electricity. The electric power for supplying the pump is provided by a secondary power plant, such as a wind power plant or a water wheel, in surplus power, which may be constructed, for example, as said rotary device with a coupled generator. When electricity is required, the shutter 16 can then be opened again in order to supply electrical energy in the rotary devices 17 with coupled generators. through the water flowing into the drying basin 10.1 until the drying basin 10.1 is filled again.
Fig. 5 und Fig. 6 zeigen schematisch noch eine weitere bei¬ spielhafte Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung, das eine Stauvorrichtung 20 hat, die in einem Fluss 2 eingebaut ist und nur einen Teil des Querschnitts des Flussbetts einnimmt. Hier ist die Stauvorrichtung 20 als VerdrängungskanalFig. 5 and Fig. 6 schematically show yet another game-like wherein ¬ embodiment of the power plant of the invention, which has a storage device 20 which is installed in a flow 2 and occupies only a portion of the cross section of the river bed. Here is the storage device 20 as a displacement channel
26 aufgebaut und weist eine Basis 23 am Boden des Flusses 2 mit dem Wasserpegel 2.3, eine senkrecht stehende Querwand 22, an der sich das Wasser staut, und parallele Seitenwände 25 und26 constructed and has a base 23 at the bottom of the river 2 with the water level 2.3, a vertical transverse wall 22 at which the water jams, and parallel side walls 25 and
27 auf. In der Querwand 22 ist ein Durchlass 24 vorgesehen, in dem eine Rotationsvorrichtung 21 mit elektrischem Generator untergebracht ist. Auch durch diese Stauvorrichtung 20 wird die Fließgeschwindigkeit des Wassers im Durchlass 24 erhöht, wodurch eine höhere Stromausbeute ermöglicht wird. Der Durchlass 24 befindet sich zum Beispiel 1 m unterhalb der anstehenden Wasseroberfläche 2.3. Ein Austritt 28 des Verdrängungskanals ist von der Rotationsvorrichtung 21 oder Turbine bevorzugt soweit entfernt, dass ein Gewässergefälle von 1 m erreicht wird. 27 on. In the transverse wall 22, a passage 24 is provided, in which a rotary device 21 is housed with an electric generator. Also by this stowage device 20, the flow velocity of the water is increased in the passage 24, whereby a higher current efficiency is made possible. The passage 24 is located, for example, 1 m below the upcoming water surface 2.3. An outlet 28 of the displacement channel is preferably removed from the rotary device 21 or turbine so far that a water gradient of 1 m is achieved.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen schematisch eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung, das eine Stauvorrichtung 1 hat, die in einem Fluss 2 oder Flusslauf mit Gefälle eingebaut ist. Fig. 7 and Fig. 8 schematically show another exemplary embodiment of the power plant of the invention having a stowage device 1 installed in a river 2 or a river with a slope.
Die Stauvorrichtung 1 hat eine erste Staustufe 1.1 und eine zweite Staustufe 1.2, die mit Abstand zu der ersten Staustufe 1.1 flussabwärts angeordnet ist. Die erste Staustufe 1.1 hat ein Fundament 1.11, das in den Boden 3 des Flusses 2 eingebaut ist, und eine senkrechte Stauwand 1.12, die das Flusswasser aufstaut. Genauso hat die zweite Staustufe 1.2 ein Fundament 1.21, das wiederum in den Boden 3 des Flusses 2 eingebaut ist, und eine senkrechte Stauwand 1.22, die wieder das Flusswasser aufstaut. Die beiden Stauwände 1.12 und 1.22 sind jeweils als durchgehender Querverbau im Flussbett 2.1 aufgebaut. Zwischen den beiden Staustufen ist somit eine Staukammer 8 für das Flusswasser ausgebildet. Die ganze Stauvorrichtung 1 ist aus Stahlbeton gefertigt. The storage device 1 has a first barrage 1.1 and a second barrage 1.2, which is spaced downstream of the first barrage 1.1. The first barrage 1.1 has a foundation 1.11, which is installed in the bottom 3 of the river 2, and a vertical dam wall 1.12, which dammed the river water. Similarly, the second barrage 1.2 has a foundation 1.21, which in turn is built into the bottom 3 of the river 2, and a vertical retaining wall 1.22, which dammed up the river water again. The two stowage walls 1.12 and 1.22 are each constructed as a continuous cross-construction in the riverbed 2.1. Between the two barrages thus a storage chamber 8 is formed for the river water. The entire storage device 1 is made of reinforced concrete.
Die Stauwand 1.12 der Staustufe 1.1 hat einen Durchlass 4 mit einem rechteckigen Querschnitt auf Höhe des Bodens 3 des Flusses 2. In dem Durchlass 4 ist eine Rotationsvorrichtung 5 mit einem integrierten elektrischen Generator als Stromerzeuger untergebracht . The baffle wall 1.12 of the barrage 1.1 has a passage 4 with a rectangular cross section at the level of the bottom 3 of the river 2. In the passage 4, a rotary device 5 is housed with an integrated electric generator as a power generator.
Wie in Fig. 7 nur durch den eingezeichneten Doppelpfeil schematisch gezeigt ist, kann der Durchlass 4 vertikal höhenverstellbar sein. In der Stauwand 1.1 kann folglich eine stationäre, relativ große Öffnung vorgesehen sein und ein Schieber kann vorhanden sein, der in oder an der Öffnung angeordnet ist, in dem der Durchlass ausgebildet ist und der vertikal derart beweglich ist, dass eine vertikale Bewegung des Schiebers die Höhe des Durchlasses 4 an der Stauvorrichtung verstellt, wobei der Schieber die Öffnung der Stauwand 1.1 in jeder vertikalen Lage abdeckt. Weiterhin kann am Boden der Stauvorrichtung 1 ein vertikaler Senkschacht vorgesehen sein, der im Boden ausgenommen ist und in den der Schieber eingreifen kann oder einfährt, wenn er vertikal bewegt wird. As shown schematically in Fig. 7 only by the double arrow shown, the passage 4 can be vertically adjustable in height. Consequently, a stationary, relatively large opening may be provided in the stowage wall 1.1 and a slide may be provided which is arranged in or at the opening in which the passage is formed and which is vertically movable so that a vertical movement of the slide Adjusted height of the passage 4 on the storage device, wherein the slide covers the opening of the retaining wall 1.1 in any vertical position. Furthermore, at the bottom of the stowage device 1 may be provided a vertical countersink, which is recessed in the ground and in which the slider can engage or retracts when it is moved vertically.
Gemäß EP 2191129 Bl kann die Rotationsvorrichtung 5, um Energie aus der Strömungsbewegung des Flusses 2 mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Durchlasses 4 gewinnen zu können, eine Hauptdreheinrichtung, die mit einer zentralen Drehachse der Rotationsvorrichtung fest verbunden ist, und eine oder mehrere Drehflächen haben, die drehbar um ihre Drehflächenachsen mit Abstand zu der zentralen Drehachse derart an dem Hauptdreheinrichtung angebracht sind, dass die Hauptdreh- einrichtung durch die eine Drehfläche bzw. durch mehrere Dreh¬ flächen eine Drehbewegung um die zentrale Drehachse ausführen kann, wobei sich die Drehflächenachsen parallel zu der Achse des Hauptkörpers erstrecken. Weiterhin hat die Rotationsvor¬ richtung eine Pendeleinrichtung oder Steuereinrichtung zum Steuern oder Einstellen der Stellung der Drehfläche oder Dreh¬ flächen relativ zu einer Strömungsrichtung des Flusses oder Gewässers, die für jede Drehfläche eine Stellhülse und/oder einen Stellrahmen hat, wobei die Stellhülse oder der Stellrahmen um die zentrale Drehachse herum frei drehbar angeordnet ist, aber nicht starr oder kraftschlüssig mit der zentralen Drehachse radial verbunden ist, und mit der zugeordneten Drehfläche gekoppelt ist, um ihre Pendelbewegung auf die Drehfläche zum Einstellen der Drehfläche zu übertragen. Die Hauptachse der Rotationsvorrichtung ist mit einem elektrischen Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom fest gekoppelt. According to EP 2191129 B1, in order to be able to obtain energy from the flow movement of the flow 2 with increased flow velocity within the passage 4, the rotary device 5 can have a main turning device fixedly connected to a central rotation axis of the rotation device and one or more turning surfaces are mounted rotatably about their axes of rotation at a distance from the central axis of rotation on the main revolving device such that the main revolving elements Device can perform a rotational movement about the central axis of rotation by a rotating surface or by a plurality of rotating ¬ surfaces, wherein the rotational surface axes extend parallel to the axis of the main body. Furthermore, the Rotationsvor ¬ direction has a pendulum device or control device for controlling or adjusting the position of the rotating surface or rotating ¬ surfaces relative to a flow direction of the river or body of water, which has an adjusting sleeve and / or an adjusting frame for each surface of rotation, wherein the adjusting sleeve or the adjusting frame is freely rotatably disposed about the central axis of rotation, but is not connected rigidly or frictionally with the central axis of rotation radially, and is coupled to the associated rotary surface to transmit their pendulum motion on the rotational surface for adjusting the rotational surface. The main axis of the rotary device is fixedly coupled to an electrical generator for generating electrical current.
Fig. 9 und Fig. 10 zeigen schematisch eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung, das eine Stauvorrichtung 10 hat, die in einem Fluss 2 eingebaut ist und nur einen Teil des Querschnitts des Flussbetts einnimmt. Figures 9 and 10 schematically show another exemplary embodiment of the power plant of the invention having a stowage device 10 installed in a flow 2 and occupying only part of the cross section of the riverbed.
Die Stauvorrichtung 10 ist als ein Trockenbecken 10.1 mit insgesamt fünf aneinandergereihten Kammern 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 und 15.5 aufgebaut, die durch eine durchgehende Seitenwand 11, eine weitere hierzu parallele Seitenwand 11.1 und insgesamt sechs Querwände 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5 und 12.6 ausgebildet sind, die hintereinander, parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die Querwände 12.1 bis 12.6 stehen senkrecht auf dem Boden 13 und enthalten bis auf die Querwand 12.6 am Ende jeweils einen Durchlass 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 bzw. 14.5. Die letzte Querwand 12.6 ist somit eine Sperrwand. The storage device 10 is constructed as a dry pool 10.1 with a total of five juxtaposed chambers 15.1, 15.2, 15.3, 15.4 and 15.5, by a continuous side wall 11, a further parallel thereto side wall 11.1 and a total of six transverse walls 12.1, 12.2, 12.3, 12.4, 12.5 and 12.6 are formed, which are arranged one behind the other, parallel and at a distance from each other. The transverse walls 12.1 to 12.6 are perpendicular to the floor 13 and contain except for the transverse wall 12.6 at the end of each passage 14.1, 14.2, 14.3, 14.4 and 14.5. The last transverse wall 12.6 is thus a barrier wall.
In den Durchlässen 14.1 bis 14.5 ist jeweils eine Rotationsvorrichtung 15 oder Turbine mit Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom untergebracht. Zumindest der Durchlass 14.1 ist mit einem Verschluß 16, zum Beispiel einem Sperrschieber, versehen, um den Durchlass 14.1, der fuldische mit dem Fluss 2 verbunden ist, verschließen oder sperren zu können. In Alter¬ native könnte auch jeder der Durchlässe 14.1 bis 14.5 mit einem Verschluß 16 versehen sein. Der Durchlass 14.1 befindet sich auf einem Niveau zum Beispiel 1 m unter der Wasseroberfläche. Der Durchlass 14.2 ist dann auf einem Niveau von 2 m unter der Wasseroberfläche 2.3 vorgesehen, während der Durchlass 14.3 bzw. der Durchlass 14.4 auf einem Niveau von 3 m bzw. 4 m unter der Wasseroberfläche 2.3 liegt. Schließlich befindet sich der Durchlass 14.5 auf dem Niveau des Bodens 13 bzw. etwa 5 m unterhalb der Wasseroberfläche 2.3. In the passages 14.1 to 14.5 is in each case a rotary device 15 or turbine with generator for generating Electricity housed. At least the passage 14.1 is provided with a closure 16, for example a gate valve, in order to be able to close off or block the passage 14.1, which is connected to the flow 2 by the fluid. In alternative , each of the passages 14.1 to 14.5 could also be provided with a closure 16. The passage 14.1 is at a level, for example, 1 m below the water surface. The passage 14.2 is then provided at a level of 2 m below the water surface 2.3, while the passage 14.3 and the passage 14.4 is at a level of 3 m and 4 m below the water surface 2.3. Finally, the passage 14.5 is at the level of the bottom 13 or about 5 m below the water surface 2.3.
Wie in Fig. 9 nur durch die eingezeichneten Doppelpfeile schematisch gezeigt ist, kann jeder oder nur ein Teil der Durchlässe 14.1 bis 14.5 vertikal höhenverstellbar eingerichtet sein. In den Querwänden kann folglich jeweils eine relativ große Öffnung vorgesehen sein und es kann jeweils ein Schieber pro Querwand vorhanden sein, der in oder an der zugehörigen Öffnung angeordnet ist, in dem der entsprechende Durchlass ausgebildet ist und der vertikal derart beweglich ist, dass eine vertikale Bewegung des Schiebers die Höhe des Durchlasses an der Querwand verstellt, wobei der Schieber die Öffnung der Querwand in jeder vertikalen Lage abdeckt. Weiterhin kann am Boden der jeweiligen Querwand jeweils ein vertikaler Senkschacht vorgesehen sein, in den der zugehörige Schieber bei Verstellung eingreifen kann. As shown schematically in FIG. 9 only by the double arrows shown, each or only part of the passages 14.1 to 14.5 can be set vertically adjustable in height. Consequently, in each case a relatively large opening can be provided in the transverse walls and there can be one slide per transverse wall arranged in or at the associated opening, in which the corresponding passage is formed and which is vertically movable such that a vertical Movement of the slider adjusts the height of the passage on the transverse wall, wherein the slider covers the opening of the transverse wall in each vertical position. Furthermore, in each case a vertical countersink can be provided at the bottom of the respective transverse wall into which the associated slide can engage during adjustment.
In Fig. 10 ist der Zustand des Trockenbeckens 10.1 des Kraftwerks gezeigt, wenn das gesamte Trockenbecken 10.1 also die Kammern 15.1 bis 15.5 mit Wasser aus dem Fluß 2 oder Gewässer gefüllt ist und somit über die Rotationsvorrichtungen 15 mit Generatoren maximal elektrische Energie erzeugt worden ist. Dabei ist der Verschluß 16 geöffnet. In Fig. 10, the state of the dry pool 10.1 of the power plant is shown when the entire drying basin 10.1 so the chambers 15.1 to 15.5 is filled with water from the river 2 or waters and thus on the rotary devices 15 with Generators maximum electrical energy has been generated. In this case, the shutter 16 is opened.
Ist das Trockenbecken 10.1 gefüllt, wird der Durchlass 14.1 durch den Verschluss 16 gesperrt und, wenn ein Stromüberschuss vorhanden ist, kann das Trockenbecken 10.1 mittels einer elektrischen Pumpe, die mit der letzten Kammer 15.5 des Trok- kenbeckens über entsprechende Leitungen fluidisch gekoppelt ist, leer gepumpt werden, wobei das gepumpte Wasser einfach dem Fluss 2 wieder zugeführt wird. Folglich wird im Gegensatz zu herkömmlichen Pumpspeicherkraftwerken, bei denen bekanntlich das Trockenbeckeh bei Stromüberschuss gefüllt wird, bei der Erfindung das Trockenbecken 10.1 bei Stromüberschuß leer gepumpt. Der elektrische Strom zum Versorgen der Pumpe wird von einer sekundären Kraftwerksanlage, z.B. einem Windkraftwerk oder einem Wasserrad, bei Stromüberschuss bereitgestellt, das z.B. auch als besagte Rotationsvorrichtung mit angekoppeltem Generator aufgebaut sein kann. Bei Strombedarf kann dann der Verschluß 16 wieder geöffnet werden, um elektrische Energie in den Rotationsvorrichtungen 17 mit angekoppelten Generator durch das in das Trockenbecken 10.1 einströmende Wasser zu erzeugen, bis das Trockenbecken 10.1 wieder gefüllt ist. If the drying basin 10.1 is filled, the passage 14.1 is blocked by the closure 16 and, if there is an excess of electricity, the drying basin 10.1 can be empty by means of an electric pump which is fluidically coupled to the last chamber 15.5 of the drying basin via corresponding lines be pumped, the pumped water is simply fed back to the river 2. Consequently, in contrast to conventional pumped storage power plants, in which, as is known, the drying basin is filled with surplus of electricity, in the invention the drying basin 10.1 is pumped empty when there is an excess of electricity. The electrical power to power the pump is supplied by a secondary power plant, e.g. a wind power plant or a water wheel, provided with excess current, the e.g. can also be constructed as said rotary device with coupled generator. When power is required, the shutter 16 can then be reopened to generate electrical energy in the rotary devices 17 with coupled generator through the water flowing into the dry pool 10.1 until the dry pool 10.1 is refilled.
Fig. 11 und Fig. 12 zeigen schematisch noch eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Kraftwerks der Erfindung, das eine Stauvorrichtung 20 hat, die in einem Fluss 2 eingebaut ist und nur einen Teil des Querschnitts des Flussbetts einnimmt. Hier ist die Stauvorrichtung 20 als VerdrängungskanalFigures 11 and 12 schematically show yet another exemplary embodiment of the power plant of the invention having a stowage device 20 installed in a flow 2 and occupying only part of the cross section of the riverbed. Here is the storage device 20 as a displacement channel
26 aufgebaut und weist eine Basis 23 am Boden des Flusses 2 mit dem Wasserpegel 2.3, eine senkrecht stehende Querwand 22, an der sich das Wasser staut, und parallele Seitenwände 25 und26 constructed and has a base 23 at the bottom of the river 2 with the water level 2.3, a vertical transverse wall 22 at which the water jams, and parallel side walls 25 and
27 auf. In der Querwand 22 ist ein Durchlass 24 vorgesehen, in dem eine Rotationsvorrichtung 21 mit elektrischem Generator untergebracht ist. Auch durch diese Stauvorrichtung 20 wird die Fließgeschwindigkeit des Wassers im Durchlass 24 erhöht, wodurch eine höhere Stromausbeute ermöglicht wird. Der Durch- lass 24 befindet sich zum Beispiel 1 m unterhalb der anstehen¬ den Wasseroberfläche 2.3. Ein Austritt 28 des Verdrängungska¬ nals ist von der Rotationsvorrichtung 21 oder Turbine bevor¬ zugt soweit entfernt, dass ein Gewässergefälle von 1 m erreicht wird. 27 on. In the transverse wall 22, a passage 24 is provided, in which a rotary device 21 is housed with an electric generator. Also by this stowage device 20, the flow rate of the water is increased in the passage 24, whereby a higher current efficiency is made possible. The transit passage 24 is located, for example, 1 m below the pending ¬ the water surface 2.3. An outlet 28 of the Verdrängungska ¬ Nals is ¬ Trains t of the rotation device 21 or turbine prior to such an extent that a water drop of 1 m is obtained.
Wie in Fig. 11 nur durch den eingezeichneten Doppelpfeil schematisch gezeigt ist, kann der Durchlass 24 vertikal höhenverstellbar sein. In der Querwand 22 kann folglich eine stationä¬ re, durchgehende, relativ große Öffnung vorgesehen sein und ein Schieber kann vorhanden sein, der in oder an der Öffnung angeordnet ist, in dem der Durchlass ausgebildet ist und der vertikal derart beweglich ist, dass eine vertikale Bewegung des Schiebers die Höhe des Durchlasses 24 an der Stauvorrichtung 20 verstellt, wobei der Schieber die Öffnung der Querwand 22 in jeder vertikalen Lage abdeckt. Der Durchlass 24 hat im Vergleich zur Öffnung nur einen relativ kleinen lichten Querschnitt bzw. entspricht nur einem Teil der Öffnung in der Querwand. Weiterhin kann am Boden der Stauvorrichtung 1 ein vertikaler Senkschacht vorgesehen sein, in den der Schieber bei Verstellung eingreifen kann. As shown schematically in FIG. 11 only by the double arrow shown, the passage 24 can be vertically adjustable in height. In the transverse wall 22 a stationä ¬ re, continuous, relatively large opening can thus be provided and a slider may be provided, which is arranged in or on the opening, in which the passage is formed and which is vertically movable such that a vertical Movement of the slider, the height of the passage 24 is adjusted to the storage device 20, wherein the slider covers the opening of the transverse wall 22 in each vertical position. The passage 24 has compared to the opening only a relatively small clear cross-section or corresponds to only a portion of the opening in the transverse wall. Furthermore, a vertical countersink can be provided at the bottom of the storage device 1, in which the slider can engage during adjustment.
Fig. 13 und 14 zeigen schematische Ansichten einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Stauvorrichtung 90, die ein Staubecken 96 und einen höhenverstellbaren Durchlass 92 hat, der hier als Auslass für das Wasser 94 aus dem Staubecken 96 oder Pumpbecken in das Gewässer 95 wie z.B. einen Fluss dient. Figures 13 and 14 are schematic views of another embodiment of the invention having a stowage device 90 having a reservoir 96 and a height-adjustable passage 92 which here serves as an outlet for the water 94 from the reservoir 96 or pumping basin into the water 95 e.g. a river serves.
Das Staubecken 96 hat senkrechte Beckenwände 102 und ist am Ufer 101 des Gewässers 95 angeordnet. In einer der Beckenwände 102 ist eine durchgehende und relativ große Öffnung 100 ausgenommen (in Fig. 13 punktgestrichelt angedeutet), die sich von einem Boden 103 des Staubeckens 96 bis zu einem oberen Rand 104 der Beckenwand 102 oder des Staubeckens 96 senkrecht er¬ streckt und einen rechteckigen Querschnitt hat. Ein senkrech¬ ter Senkschacht 98 mit einer zugehörigen Schachtwand 97 aus Beton erstreckt sich vom Boden 103 ausgehend nach unten im Verlängerungsbereich der Öffnung 100. In der Öffnung 100 und im Schacht 98 ist ein plattenförmiger oder wandförmiger Schie¬ ber 93 untergebracht und vertikal beweglich geführt, der abmessungsmäßig in die Öffnung 100 des Staubeckens 96 und in den Schacht 98 einpaßt. Der Durchlass 92 ist in dem Schieber 93 ausgenommen, so dass Wasser 94 aus dem Staubecken 96 durch die Öffnung 100 und den Durchlass 92 und damit durch die darin untergebrachte Turbine in das Gewässer 95 strömen oder abflie¬ ßen kann, um elektrische Energie zu erzeugen. The reservoir 96 has vertical basin walls 102 and is located on the shore 101 of the body 95. In one of the basin walls 102, a continuous and relatively large opening 100 is excluded (indicated by dash-dotted lines in FIG a bottom 103 of the reservoir 96 up to an upper edge 104 of the pool wall 102 or the reservoir 96 vertically he ¬ stretches and has a rectangular cross-section. A senkrech ¬ ter-lowering shaft 98 with an associated shaft wall 97 extends from concrete from the bottom 103, starting downward in the extension region of the opening 100. In the opening 100 and the shaft 98 is housed a plate-shaped or wall-shaped slide ¬ about 93 and vertically movably guided, the dimension fits into the opening 100 of the reservoir 96 and into the well 98. The passage 92 is recessed in the slider 93 so that water 94 from the reservoir 96 through the opening 100 and the passage 92 and therefore flow or by the housed therein turbine in the body of water 95 flow away ¬ SEN, in order to generate electric power.
Wie Fig. 13 zu entnehmen ist, befindet sich der Schieber 93 mit dem Durchlass 92 in einen Höhenlage, die relativ weit oben ist, wobei der Schieber mit seinem oberen Ende 91 bereits über den Rand 104 des Staubeckens 96 hinaus steht, aber noch in den Schacht 98 mit seinem unteren Ende 105 eingreift. Der Durchlass 92 mit Turbine befindet sich dabei unter einem Pegel 99 des Wassers 94 in dem Staubecken 96, aber noch über einem Pegel 95.1 des Gewässers 95, so dass Wasser aus dem Staubecken 96 durch den Durchlass 92 mit Turbine in das Gewässer fließen kann, um das Gefälle zwischen dem Wasser 94 in dem Staubecken 102 und dem Gewässer 95 für die elektrische Energieerzeugung ausnutzen zu können. As can be seen in FIG. 13, the slide 93 with the passage 92 is in a vertical position which is relatively high up, the slide with its upper end 91 already protruding beyond the edge 104 of the reservoir 96, but still into the Shaft 98 engages with its lower end 105. The passage 92 with turbine is thereby below a level 99 of the water 94 in the reservoir 96, but still above a level 95.1 of the water body 95, so that water from the reservoir 96 can flow through the passage 92 with turbine into the water to be able to exploit the gap between the water 94 in the reservoir 102 and the water body 95 for electrical energy production.
Sinkt der Pegel 99 im Staubecken 96 ab, wird der Schieber 93 mit dem Duchlass 92 ausgehend von der Höhenlage in Fig. 13 senkrecht nach unten in den Senkschacht 98 entsprechend bewegt, verstellt oder nachgeführt, erreicht er die Höhenlage, die in Fig. 14 gezeigt ist. In dieser Höhenlage ist das Ende 91 des Schiebers 93 bündig mit dem Rand 104 des Staubeckens 96 und das untere Ende 105 des Schiebers 93 reicht noch weiter in den Senkschacht 98 hinein. Da auch in dieser Position ein Ge¬ fälle zwischen den Pegeln 99 und 95.1 besteht, kann wasser durch die Turbine (106) in dem Durchlass 92 strömen, um Strom zu erzeugen. Decreases the level 99 in the reservoir 96, the slide 93 is moved with the Duchlass 92 starting from the altitude in Fig. 13 vertically downwards in the Senkschacht 98 accordingly, adjusted or tracked, he reached the altitude, shown in Fig. 14 is. At this altitude, the end 91 of the slider 93 is flush with the edge 104 of the reservoir 96 and the lower end 105 of the slider 93 extends further into the Senkschacht 98 into it. Since a Ge ¬ falls is also in this position between the levels 99 and 95.1, can flow into the passage 92 by the water turbine (106) to generate electricity.
Es kann ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen sein, der mit dem Schieber 93 gekoppelt ist, um dessen vertikale Höhenverstellung zu bewirken. Weiterhin kann auch eine Verstellsteuereinrichtung zum Steuern des elektromotorischen Antriebs und/oder des Schiebers 93 in Abhängigkeit von dem Pegel 99 in dem Staubecken 96 mit dem elektromotorischen Antrieb gekoppelt sein. Die Verstellsteuereinrichtung kann wiederum einen Pegeldetektor zum Detektieren des Pegels 99 haben, wobei der Pegeldetektor zum Beispiel mit einem Schwimmer versehen ist, der auf der Wasseroberfläche des Wassers 94 im Staubecken 96 schwimmt und sich mit dem Pegel 99 mitbewegt. Die Bewegung des Schwimmers kann zum Beispiel in ein elektrisches Signal umgesetzt werden, dass wiederum einem programmgesteuerten Mikroprozessor der Verstellsteuereinrichtung per Polling eingangs- seitig zugeführt wird. Der Mikroprozessor wertet das elektrische Signal aus und steuert den elektromotorischen Antrieb derart an, dass der Schieber 93 dem Pegel 99 nachgeführt wird. Der elektromotorische Antrieb kann z.B. einen Elektromotor aufweisen, der mit einem Zahnrad gekoppelt ist, das wiederum in eine Zahnstange eingreift, die mit dem Schieber 93 verbunden ist. Die Bewegung des Elektromotors wird dann über das Zahnrad und die Zahnstange in eine entsprechende vertikale Bewegung des Schiebers 93 und damit auch des Durchlasses 92 umgesetzt . An electromotive drive can be provided, which is coupled to the slider 93 in order to effect its vertical height adjustment. Furthermore, a Verstellsteuereinrichtung for controlling the electric motor drive and / or the slider 93 depending on the level 99 in the reservoir 96 may be coupled to the electric motor drive. The adjustment control device may in turn have a level detector for detecting the level 99, wherein the level detector is provided for example with a float which floats on the water surface of the water 94 in the reservoir 96 and moves with the level 99. The movement of the float can be converted, for example, into an electrical signal, which in turn is fed to the input control of a program-controlled microprocessor of the adjustment control device by polling. The microprocessor evaluates the electrical signal and controls the electric motor drive in such a way that the slider 93 is tracked to the level 99. The electromotive drive can e.g. an electric motor, which is coupled to a gear, which in turn engages in a rack, which is connected to the slider 93. The movement of the electric motor is then converted via the gear and the rack into a corresponding vertical movement of the slider 93 and thus also of the passage 92.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftwerk zum Erzeugen elektrischer Energie mit mindestens einer Stauvorrichtung (1, 10; 20; 90) zum Aufstauen oder Spei¬ chern von Wasser aus einem natürlichen oder künstlichen Gewäs¬ ser (95) oder Fluss, wobei die Stauvorrichtung (90) mindestens einen Durchlass (4; 92) hat, in dem die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers erhöht ist, und mit einem Stromerzeuger oder einer Rotationsvorrichtung (5) oder einer Turbine (106) mit angekoppeltem elektrischen Generator zum Erzeugen von elektrischem Strom, der bzw. die in oder an dem Durchlass (4; 92) der Stauvorrichtung (90) angeordnet ist und durch das durch den Durchlass (4; 92) fließende Wasser angetrieben wird. 1. power plant for generating electric power with at least one storage device (1, 10; 20; 90) to confine or SpeI ¬ manuals of water from a natural or artificial Gewäs ¬ ser (95) or lake, wherein the storage device (90) at least one Has passage (4; 92) in which the flow rate of the water is increased, and with a power generator or a rotating device (5) or a turbine (106) coupled with an electric generator for generating electrical power, in or on is arranged in the passage (4; 92) of the storage device (90) and is driven by the water flowing through the passage (4; 92).
2. Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauvorrichtung (1) mindestens zwei in Abstand zueinander im Gewässer angeordnete Staustufen (1.1; 1.2) hat, die jeweils mindestens einen Durchlass haben, der im Bereich eines Bodens des Gewässers oder Flusses (2) vorgesehen ist. 2. Power plant according to claim 1, characterized in that the storage device (1) at least two spaced apart in the water barrages (1.1, 1.2), each having at least one passage in the region of a bottom of the water body or river (2 ) is provided.
3. Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauvorrichtung (10) mindestens ein Trockenbecken (10.1) hat, in das durch einen Durchlass (14.1) Wasser von dem Gewässer oder Fluß fließen kann, wobei die Rotationsvorrichtung oder Turbine elektrischen Strom erzeugt, solange Wasser in däs Trockenbecken (10.1) fließt. A power plant according to claim 1, characterized in that the storage device (10) has at least one dry basin (10.1) into which water can flow from the water or river through a passage (14.1), the rotation device or turbine generating electrical power, as long as water flows into the dry basin (10.1).
4. Kraftwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in Reihe oder Kaskade angeordnete und fluidisch gekoppelte Trockenbecken oder Kammern (15.1 bis 15.5) vorgesehen sind, wobei jeweils zwei benachbarte Trockenbecken über mindestens einen Durchlass mit einem Stromerzeuger oder einer Rotationsvorrichtung oder Turbine zum Erzeugen von elektrischem Strom fluidisch gekoppelt sind. 4. Power plant according to claim 3, characterized in that several arranged in series or cascade and fluidly coupled dry basins or chambers (15.1 to 15.5) are provided, wherein each two adjacent dry basins via at least one passage with a power generator or a rotary device or turbine for generating are fluidically coupled by electric current.
5. Kraftwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlässe (14.1 bis 14.5) der in Reihe angeordneten Trocken¬ becken oder Kammern von Trockenbecken zu Trockenbecken im Ni¬ veau von der Kante der Trockenbecken bis zum Boden weiter in Richtung Boden abgestuft ausgebildet sind. 5. Power plant according to claim 4, characterized in that the passages (14.1 to 14.5) of the series arranged dry ¬ basin or chambers of dry pool to dry pool in Ni ¬ veau from the edge of the dry pool to the ground are further stepped towards the bottom ,
6. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch mindestens ein Vorbecken, das einen Durchlass zum Füllen mit Wasser von dem Gewässer aus hat, wobei der Durchlass im Bereich einer oberen Kante des Vorbeckens vorgesehen und mit einem Stromerzeuger einer Rotationsvorrichtung oder einer Tur¬ bine zum Erzeugen von elektrischem Strom versehen ist. 6. Power plant according to one of claims 3 to 5, characterized by at least one pre-basin, which has a passage for filling with water from the water, wherein the passage provided in the region of an upper edge of the basin and with a power generator of a rotary device or a door ¬ bine is provided for generating electrical power.
7. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine elektrische Pumpe, die mit dem Trockenbecken, mindestens einem der Trockenbecken oder dem letzten der Trockenbecken oder Kammern der Reihe oder Kaskade von Trockenbecken oder Kammern fluiddurchgängig zum Pumpen des Wassers aus dem mindestens einen Trockenbecken in das Gewässer oder den Fluss oder in das Vorbecken gekoppelt ist, und durch eine sekundäre Kraftanlage zum Erzeugen von elektrischem 7. Power plant according to one of claims 3 to 6, characterized by at least one electric pump with the dry pool, at least one of the dry basins or the last of the dry basins or chambers of the series or cascade of dry basins or chambers fluidly through to pump the water from the at least a dry pool is coupled into the body of water or the river or the pre-basin, and by a secondary power plant for generating electrical
Strom, die mit der Pumpe oder Pumpvorrichtung elektrisch gekoppelt ist, um sie mit elektrischem Strom bei Stromüberschuss zu versorgen. Power that is electrically coupled to the pump or pumping device to provide it with electrical power in surplus power.
8. Kraftwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Kraftanlage eine mit Windkraft oder Wasserkraft betriebene Anlage ist . 8. Power plant according to claim 7, characterized in that the secondary power plant is operated by wind power or hydropower plant.
9. Kraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dass der Durchlass oder jeder der Durchlässe verschließbar ist. 9. Power plant according to one of the preceding claims, that the passage or each of the passages is closable.
10. Kraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauvorrichtung (20) einen Verdrängungskanal (26) aufweist. 10. Power plant according to claim 1, characterized in that the storage device (20) has a displacement channel (26).
11. Kraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (92) höhenverstellbar ist. 11. Power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the passage (92) is height adjustable.
12. Kraftwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauvorrichtung (90) eine Öffnung (100) und einen Schieber (93) hat, der in oder an der Öffnung (100) angeordnet ist, in dem der Durchlass (92) ausgebildet ist und der vertikal derart beweglich ist, dass eine vertikale Bewegung des Schiebers (93) die Höhe des Durchlasses ( 92 ) an der Stauvorrichtung (90) verstellt, wobei der Schieber (93) die Öffnung (100) der Stauvorrichtung (90) in jeder vertikalen Lage zumindest teilweise abdeckt . 12. Power plant according to claim 11, characterized in that the storage device (90) has an opening (100) and a slide (93) which is arranged in or at the opening (100) in which the passage (92) is formed and vertically movable such that vertical movement of the slider (93) adjusts the height of the passage (92) on the baffle (90), the slider (93) opening (100) the baffle (90) in each vertical one Location at least partially covers.
13. Kraftwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauvorrichtung (90) am Boden (103) einen vertikalen Senkschacht (98) hat, in den der Schieber (93) eingreift. 13. Power plant according to claim 12, characterized in that the storage device (90) at the bottom (103) has a vertical countersink shaft (98) into which engages the slider (93).
14. Kraftwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine vertikale Abmessung des Senkschachts (98) mindestens einer vertikalen Abmessung der Öffnung (100) entspricht. 14. Power plant according to claim 13, characterized in that a vertical dimension of the countersink (98) corresponds to at least one vertical dimension of the opening (100).
15. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber als Schwimmer aufgebaut ist, der sich mit dem Wasserstand in der Stauvorrichtung mitbewegt. 15. Power plant according to one of claims 12 to 14, characterized in that the slide is constructed as a float, which moves with the water level in the storage device.
16. Kraftwerk nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen ist, der mit dem Schieber (93) gekoppelt ist, um dessen vertikale Höhenverstellung zu bewirken. 16. Power plant according to one of claims 12 to 14, characterized in that an electromotive drive is provided which is coupled to the slide (93) to effect its vertical height adjustment.
17. Kraftwerk nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Verstellsteuereinrichtung zum Steuern des elektromotorischen Antriebs und/oder Schiebers (93) in Abhängigkeit vom Wasser- stand (99) in der Stauvorrichtung (90) und/oder vom Wasser¬ stand (95.1) oder Pegel des Gewässers (95) oder Flusses. 17. Power plant according to claim 16, characterized by a Verstellsteuereinrichtung for controlling the electric motor drive and / or slide (93) depending on the water Stand (99) in the storage device (90) and / or from the water ¬ stand (95.1) or level of the water body (95) or river.
18. Kraftwerk nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellsteuereinrichtung mit mindestens einem Schwimmer gekoppelt ist, der sich mit dem Wasserstand (99) in der Stauvorrichtung (90) oder dem Gewässer mit bewegt. 18. Power plant according to claim 17, characterized in that the adjustment control device is coupled to at least one float, which moves with the water level (99) in the storage device (90) or the body of water.
19. Kraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauvorrichtung (90) einen höhenverstellbaren Durchlass hat, der ein Einlass für das Wasser von dem Gewässer in die Stauvorrichtung ist, und/oder einen höhenverstellbaren Durchlass (92) hat, der ein Auslass für das Wasser von der Stauvorrichtung (90) in das Gewässer (95) ist. Power plant according to one of the preceding claims, characterized in that the storage device (90) has a height-adjustable passage which is an inlet for the water from the water into the storage device, and / or has a height-adjustable passage (92) which Outlet for the water from the storage device (90) in the water (95).
20. Kraftwerk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ' der Durchlass oder jeder der Durchlässe insbesondere mittels einer Sperreinrichtung oder einem 20. Power plant according to one of the preceding claims, characterized in that ' the passage or each of the passages in particular by means of a locking device or a
Schliessschieber verschließbar ist. Closing slide is closed.
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