Schwarzstartfähige Stromspeicherung auf der Basis von Druckluft und Wasser Beschreibung (de): Black-startable electricity storage based on compressed air and water Description (de):
Die Erfindung betrifft ein System, dass Stromüberschüsse, Stromspitzen (Peaks) auffangen, speichern und bei Bedarf abgeben kann. Weiter kann das System ausgleichen. Die Nutzung des Systems kann im gewerblichen sowie auch im The invention relates to a system that can capture current surpluses, peak peaks, store and deliver when needed. Next, the system can compensate. The use of the system can be used in commercial as well as in
privaten Gebrauch Anwendung finden. find private use.
Durch dieses System wird ein regelbarer Betrieb von erneuerbaren Energien wie der Photovoltaik und Windkraftanlagen, aber auch Blockheizkraftwerke ermöglicht. This system enables the controllable operation of renewable energies such as photovoltaic and wind power plants as well as combined heat and power plants.
Alle Medien, die dieses System benötigt sind Druckluft und Wasser, also somit nicht giftig (nicht toxisch, es finden keine Umweltbelastungen statt, Umweltschäden können nicht verursacht werden). All media that this system requires are compressed air and water, therefore non-toxic (non-toxic, no environmental impact, no environmental damage can be caused).
Das Speichersystem wird mittels eines Druckbehälters (1) gestellt. In diesem The storage system is set by means of a pressure vessel (1). In this
Druckbehälter (1) befindet sich Luft, die mit einem Druck auf 5 bar vorgespannt ist, also Druckluft (DL). Um einen Speichereffekt zu erzielen wird mit einem weiteren Medium Normwasser (NW) gearbeitet. Pressure vessel (1) is air, which is biased with a pressure of 5 bar, so compressed air (DL). In order to achieve a memory effect, another medium of standard water (NW) is used.
Wird das zweite Medium (Normwasser - NW) mittels einer Förderpumpe (7) gegen das If the second medium (standard water - NW) by means of a feed pump (7) against the
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komprimiert und stellt somit vergleichsweise eine Fallhöhe von 200 Metern dar, die aus Pumpspeicherkraftwerken bekannt ist. compresses and thus comparatively represents a drop height of 200 meters, which is known from pumped storage power plants.
Die Förderpumpe (7) wird mit Strom aus Überschüssen oder Spitzenproduktionen (Peaks) gespeist. The feed pump (7) is supplied with power from surpluses or peak production (peaks).
Für Sicherungsmaßnahmen ist eine Sicherheitsgruppe (1.1) sowie eine Ab- und For security measures, a security group (1.1) as well as an off and
Anschaltelektronik (2.1) im Druckbehälter (1) vorgesehen, die einen reibungslosen und sichergestellten Betrieb gewährleistet. Anschaltelektronik (2.1) provided in the pressure vessel (1), which ensures a smooth and safe operation.
Zur Steuerung der einzelnen Anlagenbauteile sind motorgesteuerte Absperrventile (2) und (3) vorgesehen. Im Betriebsfall des Aufladens des Druckbehälters ist das motorgesteuerte Absperrventil (3) zur Förderpumpe(7) sowie das motorgesteuerte Absperrventil (2) am Druckbehälter (1) geöffnet.
Im Betriebsfall der Abgabe von Normwasser (NW) ist das motorgesteuerte Absperrventil (2) sowie das motorgesteuerte Absperrventil (3) zur Turbine geöffnet. To control the individual plant components motor-controlled shut-off valves (2) and (3) are provided. In the operating case of the charging of the pressure vessel, the motor-controlled shut-off valve (3) to the feed pump (7) and the motor-controlled shut-off valve (2) on the pressure vessel (1) is opened. In the operating case of the delivery of standard water (NW), the motor-controlled shut-off valve (2) and the motor-controlled shut-off valve (3) is open to the turbine.
Im Betriebsfall einer Ruhephase sind alle motorgesteuerten Absperrventile (2) und (3) geschlossen. In the case of operation of a rest phase all motor-controlled shut-off valves (2) and (3) are closed.
Im Betriebsfall einer Anforderung vom Verbraucher her, werden die motorgesteuerten Absperrventile (2) und zur Turbine hin (3) geöffnet. Das Normwasser (NW) strömt über die Druckleitung (10) zur Betriebsgruppe (Druck-Masse-Ventil (DMR-Ventil)) (4), dass sich vor der Turbine (5) befindet. In the case of a request from the consumer ago, the motorized shut-off valves (2) and the turbine (3) are opened. The standard water (NW) flows via the pressure line (10) to the operating group (pressure-mass valve (DMR valve)) (4), which is located in front of the turbine (5).
Das Druck-Masse-Ventil (4) besteht aus drei Bauteilen mit denen der Druck im Leistungsbereich von 0,5 bar bis 20 bar geregelt werden kann, sowie die Durchflussmenge geregelt werden kann. The pressure-mass valve (4) consists of three components with which the pressure in the power range of 0.5 bar to 20 bar can be controlled, and the flow rate can be controlled.
Der Druckleistungsbereich wird mittels eines motorgesteuerten Druckminderventil s unabhängig von der Durchströmmasse geregelt. Die Durchströmmasse wird The pressure power range is controlled by means of a motor-controlled pressure reducing valve s independent of the Durchströmmasse. The Durchströmmasse is
mittels eines motorgesteuerten Durchströmregulierventil by means of a motor-controlled Durchströmregulierventil
einzeln und unabhängig von einander geregelt. Im Bedarfsfall können beide technischen Parameter (Druck und Masse) für die jeweilige Anforderung eingestellt werden. individually and independently of each other. If necessary, both technical parameters (pressure and mass) can be set for the respective requirement.
Für einen evtuellen Wartungs- oder Reparaturfall sind im DMR-Venti (4) zwei manuell bedienbare Absperrventile vorgesehen, damit der Betrieb in dieser Phase nicht beeinträchtigt wird. For a possible maintenance or repair case, two manually operated shut-off valves are provided in the DMR-Venti (4), so that operation in this phase is not impaired.
Durch die an der Turbine (Typ: Peltonturbine) (5) anliegende gerulierter Wasserdruck- und Wassermasse ist die Turbine (5) in der Lage von ca. 5 sec. bis 15 sec. Volllast fahren zu können, eine längere Anlaufzeit der Turbine (5) ist nicht vorgesehen. The turbine (5) is able to drive full load from approx. 5 sec. To 15 sec. Due to the water pressure and water mass applied to the turbine (type: Pelton turbine) (5), a longer startup time of the turbine (5 ) is not scheduled.
Die einregulierte Masse (NW) strömt durch die Turbine (5) und treibt über eine Welle einen Generator (6) an. Dieser Generator produziert Strom für den Verbraucher. The regulated mass (NW) flows through the turbine (5) and drives a generator (6) via a shaft. This generator produces electricity for the consumer.
Das aus der Turbine (5) strömende drucklose Normwasser (NW) gelangt über eine Auslaufleitung (9) in ein Betonbecken (8). Dort verbleibt es, bis der Prozess von neuen beginnt. The pressureless standard water (NW) flowing out of the turbine (5) passes via a discharge line (9) into a concrete basin (8). It stays there until the process begins.
Um den Prozess der Abgabe (Stromerzeugung) zu beginnen, werden keine externen Energien benötigt. Der Prozess in der Abgabephase wird mittels Druckluft und öffnen
von motorgesteuerten Absperrventile in Funktion gesetzt. Es ist somit Schwarzstartfähig.
To start the process of delivery (power generation), no external energy is needed. The process in the discharge phase is by means of compressed air and open set by motorized shut-off valves in function. It is thus black bootable.