WO2024260652A1 - Druckluftspeicherkraftwerk und verfahren zum betreiben eines solchen druckluftspeicherkraftwerks - Google Patents

Druckluftspeicherkraftwerk und verfahren zum betreiben eines solchen druckluftspeicherkraftwerks Download PDF

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WO2024260652A1
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expander
air storage
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storage power
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Tobias Florian BURGARD
Frank Strobelt
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/14—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads
    • F02C6/16—Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads for storing compressed air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Definitions

  • Compressed air storage power plant and method for operating such a compressed air storage power plant
  • the invention relates to a compressed air storage power plant according to the preamble of independent patent claim 1 and to methods for operating such a compressed air storage power plant according to the preambles of independent claims 5 and 8.
  • a compressed air storage power plant is an energy storage system based on the compression of air. After the English term Compressed Air Energy Storage, these power plants are also abbreviated to CAES power plants.
  • a compressed air storage power plant works by storing electrical energy, for example unused electrical energy from renewable energy sources such as wind power or solar energy, by compressing air and storing it in compressed air storage systems, e.g. underground caverns.
  • the compressed air When stored, e.g. during times of higher energy demand, the compressed air is released again and drives an expander (turbine) to generate electricity. This electricity can then be fed into the power grid to meet demand.
  • an expander turbine
  • the system is particularly interesting in connection with renewable energy sources and represents an environmentally friendly alternative to conventional energy storage. It can also be used flexibly and is not restricted to a specific geography. Compressed air storage power plants are therefore seen as a promising technology for further increasing the share of renewable energies in the electricity mix and making the energy supply more sustainable and flexible in the future.
  • the system also has some challenges, for example the operating time is limited, among other things because the compressed air storage is limited. Operation of the compressed air storage It can be useful to use a power plant as a single-cycle gas turbine power plant due to an empty compressed air storage system, for example to increase operational flexibility and to enable the power plant to produce electricity for several days, which can be useful in the event of a dark lull or long-term supply bottlenecks due to the failure of relevant power plants.
  • the necessary fuel e.g. natural gas, biogas, crude oil, hydrogen
  • This single-cycle operation is less efficient than a standard gas turbine, but the economic return could still be high, since in the event of a "dark lull" the entire installed capacity is needed to support the network (high electricity price).
  • the compressed air storage power plant comprising at least one first compressor, at least one compressed air reservoir, at least one combustion chamber, and at least one first expander, which are connected in series in terms of flow technology, and is characterized in that at least one bypass line is provided, which bypasses at least the compressed air reservoir.
  • the bypass line enables parallel operation of the compressor and expander. This makes it possible to operate the power plant as a single-cycle gas turbine power plant, so that the power plant can operate even during long periods of darkness and when the compressed air storage tank is empty.
  • the investment required to upgrade a compressed air storage power plant for this type of operation is low; only a bypass line and possibly a few valves, a control system and appropriate power electronics are required.
  • a design of the compressed air storage power plant in which at least one second expander is arranged between the compressed air storage and the combustion chamber is characterized in that at least one bypass line is provided which bypasses at least the compressed air storage.
  • the second expander can be designed as a compressed air expander.
  • the use of a second expander can be useful, for example, due to a high pressure gradient that needs to be reduced or due to a more flexible operating style.
  • the use of the second expander can be possible both when discharging the air from the compressed air storage and in single-cycle operation.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that at least one bypass line is provided, which bypasses at least the compressed air reservoir and the second expander. This allows the compressor to be operated at a lower power in single-cycle operation, so that it only compresses the air to the pressure required for the combustion chamber.
  • a further embodiment of the compressed air storage power plant in which at least one first heat exchanger is provided, which is fluidically coupled in such a way, provides that the exhaust air of the first expander, or at least part of the heat from the first combustion chamber or another combustion chamber, can heat the supply air to the second expander.
  • the heat exchanger can be used to recover heat from the exhaust air of the first expander or the heat from the first combustion chamber. It would also be conceivable to use a second combustion chamber. If there are further expanders downstream of the first expander, the waste heat from one of these expanders can also be used for heat recovery via the heat exchanger. The use of several heat exchangers is also conceivable.
  • At least one first and one second opening can be provided in the compressed air reservoir instead of a bypass line, whereby the first opening is designed as an inlet opening and the second opening as an outlet opening and the inlet opening and the outlet opening can be opened simultaneously in order to bypass compressed air storage in the compressed air tank.
  • the compressed air reservoir is thereby "short-circuited" and only flows through without any significant air storage. Such a flow is considered equivalent to a bypass line in the context of this patent application and is therefore covered by the scope of protection of the claims.
  • a first method according to the invention for operating a compressed air storage power plant described in claim 1 provides that at least the first compressor, the combustion chamber and the first expander are operated simultaneously, bypassing compressed air storage in the compressed air storage.
  • the compressed air storage power plant is operated in single-cycle operation as a gas turbine power plant and is thus able to provide electrical energy even when the compressed air storage is completely empty. This single-cycle operation is less efficient than a current standard gas turbine, but the economic return can still be high, since, for example, in the case of "dark, flat"
  • the fuel for operating the power plant can be stored locally or taken from a supply network (e.g. gas network).
  • the electrical power that can be generated via a generator connected to the first expander is significantly greater than the drive power required for the first compressor, so that the generator power can supply the compressor with the necessary electrical power after the power plant has started up.
  • the compressor and expander can be coupled mechanically, hydraulically or by other methods via a common drive train.
  • the various units can then be coupled or decoupled using appropriate couplings or components, depending on the operating mode (storage, discharge, single-cycle operation).
  • a further method for operating a compressed air storage power plant according to claim 2, wherein at least one second expander is arranged between the compressed air storage and the combustion chamber, is characterized in that at least the first compressor, the second expander, at least the combustion chamber and the first expander are operated simultaneously, bypassing compressed air storage in the compressed air storage.
  • the compressed air storage power plant is operated in single-cycle operation as a gas turbine power plant and is thus again able to provide electrical energy even when the compressed air storage is empty.
  • the method is fundamentally no different from the method described above; the method is only used in a compressed air storage power plant which additionally has at least one second expander.
  • a further method for operating a compressed air storage power plant according to claim 3 is characterized in that at least the first compressor, at least the combustion chamber and the first expander are operated simultaneously, bypassing compressed air storage in the compressed air storage and bypassing the second expander.
  • the first compressor can be operated at a lower power since it only has to provide the air pressure required for the combustion chamber.
  • a method for operating a compressed air storage power plant which comprises at least a first compressor, at least one compressed air reservoir, at least one combustion chamber and at least one first expander which are connected in series in terms of flow technology is characterized in that at least the first compressor, the combustion chamber and the first expander are operated simultaneously, bypassing compressed air storage in the compressed air reservoir.
  • the compressed air storage power plant does not require a bypass line; in the method, air flows through the compressed air reservoir without storing it. A slight mass flow difference between incoming and outgoing air is not considered as compressed air storage.
  • a further method for operating a compressed air storage power plant which comprises at least one first compressor, at least one compressed air reservoir, at least one second expander, at least one combustion chamber, and at least one first expander, which are connected in series in terms of flow technology, is characterized in that at least the first compressor, second expander, at least the first combustion chamber and the first expander are operated simultaneously, bypassing compressed air storage in the compressed air reservoir.
  • the process is basically no different from the last described process, but is simply applied to a compressed air storage power plant with a second expander.
  • the compressed air storage power plant does not require a bypass line, the pressure The air reservoir is again flowed through without air being stored.
  • Fig. 1 A first compressed air storage power plant to explain a first method according to the invention for operating such a power plant.
  • Fig. 2 A first compressed air storage power plant according to the invention with a combustion chamber, a first expander and a bypass line for bypassing the compressed air storage.
  • FIG. 3 A second compressed air storage power plant according to the invention with a fuel chamber, a first expander and additionally a second expander, which is arranged between the compressed air storage and the combustion chamber, as well as a bypass line for bypassing the compressed air storage.
  • FIG. 4 A third compressed air storage power plant according to the invention with a fuel chamber, a first expander, a second expander which is arranged between the compressed air storage and the combustion chamber and a bypass line for bypassing the compressed air storage and the second expander.
  • Fig. 5 A fourth compressed air storage power plant according to the invention which, in addition to the embodiment according to Fig. 4, has heat recovery by means of a heat exchanger.
  • Fig. 1 shows a first compressed air storage power plant known from the prior art, based on which a first method according to the invention for operating such a power plant will be explained below.
  • the compressed air storage power plant has a motor 8, which can drive a first compressor 1 and a second compressor 9 via a drive shaft.
  • the first compressor 1 and the second compressor 9 can be connected by means of a first coupling 10. If there is an excess of renewable electrical energy, for example from the sun or wind, this or part of this electrical energy is used to drive the motor 8, which then drives the compressors 1, 9, which compress air.
  • the compressed air is stored in the compressed air storage 2.
  • An underground cavern, for example, is suitable as a compressed air storage facility.
  • the compressed air storage system 2 can be used to convert the energy back into electricity.
  • the compressors 1, 9 are first stopped if the power plant is still running in storage mode.
  • the compressed air storage system 2 is then discharged and the air stored under pressure is fed to the second expander 6.
  • the air is partially expanded in the second expander 6 and drives the second expander 6.
  • the partially expanded air is then fed to a combustion chamber 3 and burned there together with a fuel that is also fed to the combustion chamber 3.
  • natural gas is used as fuel, which can be taken from an external storage facility or the gas network.
  • the hot combustion gas is then fed to the first expander 4, which is designed as a modified gas turbine expander, and is expanded again there.
  • the first and second expanders 4, 6 are connected to a generator 12 via a common drive shaft and drive the generator, thereby generating electrical current.
  • a heat exchanger 7 which uses the waste heat from the first expander 4 to preheat the air accordingly.
  • the compressed air storage power plant described operates either in storage mode, in which the compressors 1, 9 are in operation and the expanders 4, 6 are at a standstill, or in discharge mode, in which the compressors 1, 9 are at a standstill and the expanders 4, 6 are in operation.
  • the power plant can be at a standstill in a charged, discharged or partially charged state. Parallel operation of compressors 1, 9 and expanders 4, 6 is not intended.
  • a first method according to the invention such parallel operation of compressors 1, 9 and expanders 4, 6 is provided.
  • This is made possible by operating the compressed air storage power plant without storing compressed air in the compressed air reservoir 2.
  • the compressed air reservoir 2 is thereby flowed through without (or without significant) storage of compressed air.
  • This can be achieved in a simple manner by opening both the inflow opening 13 and the outflow opening 14 and thus only flowing through the compressed air reservoir 2.
  • the method according to the invention enables the compressed air storage power plant to be operated for the first time as a single-cycle power plant (gas turbine power plant).
  • Such a single-cycle operation has a lower efficiency than a standard gas turbine, but the The economic return can still be high, since, for example, in the event of a prolonged "dark lull", the entire power available in the power grid may be necessary to support the power grid, thereby enabling a high electricity price.
  • the investment outlay for this process is particularly low, since only a circuit/regulation must be provided that enables the simultaneous opening of the inlet and outlet to/from the compressed air reservoir 2 and the simultaneous operation of the compressors 1, 9 and the expanders 4, 6. No major measures are necessary on the system side, in particular a bypass line for bypassing the compressed air reservoir 2 can be dispensed with.
  • the power required to operate the engine 8 is generated by the generator 12, since the generator 12 generates more power than the engine requires.
  • the compressor and the expander are not coupled mechanically (shaft), but electrically. The prerequisite is that the compressor(s) deliver the required expander entry parameters.
  • Fig. 2 shows a first compressed air storage power plant according to the invention.
  • the compressed air storage power plant has a motor 8 which drives a first compressor 1 via a drive shaft. If there is an excess supply of renewable electrical energy, for example from the sun or wind, the electrical energy is used to drive the motor 8, which then drives the compressor 1, which compresses air.
  • the compressed air is stored in the compressed air reservoir 2.
  • the reconversion to electricity takes place in the compressed air storage power plant shown in Fig. 2, in which the compressed air storage 2 is emptied, the compressed air is fed to the fuel chamber 3 and burned there together with the fuel also fed to the combustion chamber 3 and the hot combustion gases are subsequently expanded in the first expander.
  • the first expander is designed as a gas turbine expansion part and is coupled to the generator 12.
  • the compressed air storage power plant can be operated as a single-cycle power plant (gas turbine power plant).
  • the air compressed by the first compressor 1 is fed directly to the first combustion chamber 3, bypassing the compressed air storage 2.
  • the compressed air storage 2 is bypassed using the bypass line 5.
  • the electricity generated by the generator 12 supplies the motor 8, which drives the first compressor 1.
  • the electrical power generated by the generator 12 is significantly higher than the required drive power of the motor 8.
  • the system engineering effort is low, since only the bypass line, valves and a corresponding control system are required.
  • Fig. 3 shows a second embodiment of a compressed air storage power plant according to the invention, which differs from the example described in Fig. 2 in that a second expander 6 is additionally provided, which is arranged between the compressed air reservoir 2 and the combustion chamber 3.
  • the second expander 6 is designed as a compressed air expander. With the help of the second expander 6, the air is expanded essentially to the air pressure required for the combustion chamber 3.
  • the second expander 6 and the first expander 4 are connected to the generator 12 via a common shaft.
  • a bypass line 5 is provided in order to be able to bypass the compressed air storage 2 in single-cycle operation.
  • the single-cycle operation is essentially identical to the embodiment already described in more detail in Fig. 2.
  • the air compressed by the first compressor 1 is first partially expanded in the second expander 6, bypassing the compressed air storage 2, and then fed to the first combustion chamber. mer 3 .
  • the combustion gas from the combustion chamber is then further expanded in the first expander 4 .
  • the current generated by the generator 12 supplies the motor 8 used to drive the first compressor 1 with power, the electrical power generated by the generator 12 being significantly higher than the current consumption of the motor 8 .
  • Fig. 4 shows a third exemplary embodiment of a compressed air storage power plant according to the invention, the structure of which essentially corresponds to the compressed air storage power plant described in Fig. 3 and reference is made to the description of its structure and function.
  • the essential difference between the two compressed air storage power plants is the bypass line 5, which in the exemplary embodiment according to Fig. 4 bypasses not only the compressed air storage 2 but also the second expander 6.
  • the bypass line 5 which in the exemplary embodiment according to Fig. 4 bypasses not only the compressed air storage 2 but also the second expander 6.
  • the bypass line 5 In single-cycle operation, the air from the first compressor 1 is fed directly into the combustion chamber 3.
  • a switchable clutch 11 is provided in order to mechanically decouple the first expander 4 from the second expander 6 in single-cycle operation.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of a compressed air storage power plant according to the invention, which is expanded by a heat exchanger 7 compared to the embodiment described in Fig. 4.
  • the heat exchanger 7 serves to preheat the air flowing from the compressed air storage 2 before it enters the second expander 6 during discharge operation.
  • the heat exchanger 7 can be flowed through in countercurrent with the hot exhaust gas flow from the first expander 4, for example; additionally or alternatively, auxiliary burners or a second combustion chamber can be used.
  • the pressure The air storage power plant has a second compressor 9, which can be connected to the first compressor 1 via a switchable coupling 10.
  • the second compressor 9 is arranged in the flow direction behind the bypass 5 in the supply line to the compressed air storage 2 and is only operated in storage mode. During single-cycle operation, the coupling 10 is not engaged and only the first compressor 1 is operated, which supplies the fuel chamber 3 with air via the bypass line 5.
  • the compressed air storage power plants according to the invention and the associated methods for operating the compressed air storage power plants enable the simultaneous operation of compressor and expander for the first time.
  • This enables single-cycle operation of the compressed air storage power plants, i.e. the power plants can also be operated when the compressed air storage is empty and can therefore help to cover the required electricity demand and/or increase operational flexibility, particularly during longer periods of darkness.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckluftspeicherkraftwerk, umfassend wenigstens einen ersten Kompressor (1), wenigstens einen Druckluftspeicher (2), wenigstens eine Brennkammer (3), sowie wenigstens einen ersten Expander (4) welche strömungstechnisch in Reihe geschaltet sind, wobei eine Bypassleitung (5) vorgesehen ist, die zumindest den Druckluftspeicher (2) bypasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung Verfahren zum Betreiben eines solchen Druckluftspeicherkraftwerks.

Description

Beschreibung
Druckluftspeicherkraf twerk und Verfahren zum Betreiben eines solchen Druckluftspeicherkraf twerks
Die Erfindung betri f ft ein Druckluftspeicherkraf twerk nach dem Oberbegri f f des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie Verfahren zum Betreiben eines solchen Druckluftspeicherkraf twerk nach den Oberbegri f fen der unabhängigen Ansprüche 5 und 8 . Ein Druckluftspeicherkraf twerk ist ein Energiespeichersystem, das auf der Komprimierung von Luft basiert . Nach der englischen Bezeichnung Compressed Air Energy Storage werden diese Kraftwerke auch abgekürzt CAES-Kraf twerke genannt . Ein Druckluftspeicherkraf twerk funktioniert , indem es elektrische Energie einspeichert , beispielsweise nicht benötigte elektrische Energie aus erneuerbaren Energiequellen wie Windkraft oder Solarenergie , indem Luft komprimiert und in Druckluftspeichern, z . B . unterirdischen Kavernen gespeichert wird .
Beim Ausspeichern, z . B . in Zeiten höheren Energiebedarfs , wird die komprimierte Luft wieder freigesetzt und treibt dabei einen Expander ( Turbine ) an, um Strom zu erzeugen . Dieser Strom kann dann ins Stromnetz eingespeist werden, um die Nachfrage zu decken .
Das System ist besonders im Zusammenhang mit erneuerbaren Energiequellen interessant und stellt eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Energiespeichern darstellt . Außerdem kann es flexibel eingesetzt werden und ist nicht auf eine bestimmte Geografie beschränkt . Druckluf tspeicher- kraftwerke werden daher als eine vielversprechende Technologie angesehen, um den Anteil erneuerbarer Energien am Strom- mix weiter zu erhöhen und die Energieversorgung in Zukunft nachhaltiger und flexibler zu gestalten .
Allerdings hat das System auch einige Heraus forderungen, so ist die Betriebsdauer begrenzt , unter anderem da der Druckluf tspeicher begrenzt ist . Ein Betrieb des Druckluf tspeicher- kraftwerks als Single-Cycle-Gasturbine-Kraf twerk, kann aufgrund eines leeren Druckluf tspeichers , sinnvoll sein, um z . B . die Betriebs flexibilität zu erhöhen sowie das Kraftwerk zu befähigen, mehrere Tage lang Strom zu produzieren, was z . B . im Fall einer Dunkel flaute oder bei längerfristigen Versorgungsengpässen durch Aus fall relevanter Kraftwerke , sinnvoll sein kann . Der notwendige Brennstof f ( z . B . Erdgas , Biogas , Erdöl , Wasserstof f ) kann lange Zeit zur Verfügung gestellt werden ( Speisung aus Versorgungsnetz oder Vor-Ort Bevorratung) . Dieser Single-Cycle-Betrieb hat zwar einen geringeren Wirkungsgrad als eine Standard-Gasturbine , aber der wirtschaftliche Ertrag könnte immer noch groß sein, da im Falle einer "Dunkel flaute" die gesamte installierte Leistung zur Unterstützung des Netzes benötigt wird (hoher Strompreis ) .
Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Druckluf tspeicherkraf twerk bereit zu stellen, welches einen Single-Cycle-Betrieb des Kraftwerks als Gasturbinenkraftwerk ermöglicht . Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung Verfahren zum Betreiben eines solchen Druckluf tspeicherkraf twerks bereitzustellen .
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Druckluf tspeicherkraf twerks durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie hinsichtlich des Verfahrens zum Betreiben eines solchen Druckluf tspeicherkraf twerk durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 5 und 8 gelöst .
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung, die einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der Unteransprüche .
Das erfindungsgemäße Druckluf tspeicherkraf twerk, umfassend wenigstens einen ersten Kompressor, wenigstens einen Druckluf tspeicher, wenigstens eine Brennkammer, sowie wenigstens einen ersten Expander, welche strömungstechnisch in Reihe geschaltet sind und zeichnet sich dadurch aus , dass wenigstens eine Bypassleitung vorgesehen ist , die zumindest den Druckluf tspeicher bypasst . Durch die Bypassleitung ist ein Parallelbetrieb von Verdichter (Kompressor ) und Expander möglich . Hierdurch ist ein Kraftwerksbetrieb als Single-Cycle-Gasturbinenkraf twerk möglich, so dass ein Kraftwerksbetrieb auch bei langer Dunkelflaute und leerem Druckluf tspeicher realisiert werden kann . Der Investitionsaufwand für die Aufrüstung eines Druckluftspeicherkraftwerks für einen solchen Betrieb ist gering; es sind lediglich eine Bypassleitung sowie ggf . einige Ventile , ein Regelsystem und eine entsprechende Leistungselektronik erforderlich .
Eine Ausgestaltung des Druckluf tspeicherkraf twerk, bei dem zwischen dem Druckluf tspeicher und der Brennkammer wenigstens ein zweiter Expander angeordnet ist , zeichnet sich dadurch aus , dass wenigstens eine Bypassleitung vorgesehen ist , die zumindest den Druckluf tspeicher bypasst . Der zweite Expander kann als Druckluftexpander ausgebildet sein . Der Einsatz eines zweiten Expanders kann beispielsweise auf Grund eines hohen abzubauenden Druckgefälles oder auf Grund einer flexibleren Fahrweise sinnvoll sein . Der Einsatz des zweiten Expanders kann sowohl beim Ausleiten der Luft aus dem Druckluftspeicher als auch im Single-Cycle-Betrieb möglich sein .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Bypassleitung vorgesehen ist , die zumindest den Druckluf tspeicher und den zweiten Expander bypasst . Hierdurch kann im Single-Cycle-Betrieb der Verdichter mit einer geringeren Leistung betrieben werden, so dass er die Luft nur auf den für die Brennkammer erforderlichen Druck verdichtet .
Eine weitere Ausgestaltung des Druckluf tspeicherkraf twerks , bei dem wenigsten ein erster Wärmeübertrager vorgesehen ist , welcher fluidtechnisch dergestalt gekoppelt ist , sieht vor, dass die Abluft des ersten Expanders , oder wenigsten ein Teil der Wärme von der ersten Brennkammer oder einer weiteren Brennkammer die Zuluft zum zweiten Expander erwärmen kann . Insbesondere beim Ausleiten der komprimierten Luft aus dem Druckluf tspeicher kommt es bei der Expansion zu einer starken Abkühlung der Luft . Die Luft sollte daher vorteilhafterweise vor dem Einleiten in den zweiten Expander erwärmt werden . Über den Wärmeübertrager kann eine Wärmerückgewinnung der Abluft des ersten Expanders oder der Wärme der ersten Brennkammer erfolgen . Denkbar wäre auch ein Einsatz einer zweiten Brennkammer . Sollten dem ersten Expander weitere Expander nachgeschaltet sein, kann auch die Abwärme eines dieser Expander zur Wärmerückgewinnung über den Wärmeübertrager genutzt werden . Auch die Verwendung mehrerer Wärmeübertrager ist denkbar .
Soll lediglich der Druckluf tspeicher gebypasst werden und ist dieser beispielsweise als Drucklufttank oder Kaverne ausgebildet , kann anstelle einer Bypassleitung auch mindestens eine erste und eine zweiten Öf fnung im Druckluf tspeicher vorgesehen werden, wobei die erste Öf fnung als Eintrittsöf fnung und die zweite Öf fnung als Austrittsöf fnung ausgebildet ist und die Eintrittsöf fnung und die Austrittsöf fnung gleichzeitig geöf fnet werden können, um so , eine Druckluf tspeicherung im Drucklufttank zu umgehen . Der Druckluf tspeicher wird dabei „kurzgeschaltet" und lediglich ohne nennenswerte Luftspeicherung durchströmt . Ein solches Durchströmen wird im Rahmen dieser Patentanmeldung als äquivalent zu einer Bypassleitung angesehen und ist damit vom Schutzumfang der Ansprüche umfasst .
Ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines nach Anspruch 1 beschrieben Druckluf tspeicherkraf twerk sieht vor, dass wenigstens der erste Kompressor, die Brennkammer und der erste Expander, unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher , gleichzeitig betrieben werden . Das Druckluf tspeicherkraf twerk wird dabei im Single-Cycle- Betrieb als Gasturbinenkraftwerk betrieben und ist damit in der Lage auch bei vollständig entleertem Druckluf tspeicher elektrische Energie bereitzustellen . Dieser Single-Cycle- Betrieb hat zwar einen geringeren Wirkungsgrad als eine aktuelle Standard-Gasturbine , aber der wirtschaftliche Ertrag kann immer noch groß sein, da z . B . im Falle von "Dunkel flau- ten" entsprechend hohe Strompreise vergütet werden . Der Brennstof f zum Betreiben des Kraftwerks kann dabei lokal gespeichert werden oder einem Versorgungsnetz ( z . B . Gasnetz ) entnommen werden . Die elektrische Leistung, die über einen an den ersten Expander angeschlossenen Generator erzeugbar ist , ist dabei deutlich größer als die für den ersten Verdichter benötigte Antriebsleistung, so dass die Generatorleistung, nach Anfahren des Kraftwerks , den Verdichter mit der notwendigen elektrischen Leistung versorgen kann . Verdichter und Expander können alternativ auch über einen gemeinsamen Antriebsstrang mechanisch, über eine Hydraulik oder durch andere Methoden wirkschlüssig gekoppelt werden . Über entsprechende Kupplungen bzw . Komponenten können dann die verschiedenen Aggregate j e nach Betriebsweise ( Speicherung, Entladung, Sin- gle-Cycle-Betrieb ) gekoppelt oder entkoppelt werden .
Ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicher- kraftwerk nach Anspruch 2 , wobei zwischen dem Druckluf tspei- cher und der Brennkammer wenigstens ein zweiter Expander angeordnet ist , zeichnet sich dadurch aus , dass wenigstens der erste Kompressor, der zweite Expander, wenigstens die Brennkammer und der erste Expander, unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher, gleichzeitig betrieben werden . Auch bei diesem Verfahren wird der Druckluf tspeicher- kraftwerk im Single-Cycle-Betrieb als Gasturbinenkraftwerk betrieben und ist damit wiederum in der Lage auch bei entleertem Druckluf tspeicher elektrische Energie bereitzustellen . Das Verfahren unterscheidet sich dabei grundsätzlich nicht vom zuvor beschriebenen Verfahren, das Verfahren wird lediglich bei einem Druckluf tspeicherkraf twerk angewendet , welches zusätzlich wenigsten einen zweiten Expander aufweist .
Ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicher- kraftwerk nach Anspruch 3 zeichnet sich dadurch aus , dass wenigstens der erste Kompressor, wenigstens die Brennkammer und der erste Expander, unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher , und Umgehung des zweiten Expanders , gleichzeitig betrieben werden . Im Gegensatz zum zuvor be- schriebenen Verfahren wird dabei nicht nur der Druckluf tspei- cher, sondern gleichzeitig auch der zweite Expander geby- passt , und die Luft vom ersten Kompressor, direkt in die Brennkammer geführt . Hierdurch kann der erste Kompressor mit geringerer Leistung betrieben werden, da er lediglich den für die Brennkammer erforderlichen Luftdruck bereitstellen muss . Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicherkraf twerk, welches wenigstens einen ersten Kompressor, wenigstens einen Druckluf tspeicher, wenigstens eine Brennkammer, sowie wenigstens einen ersten Expander umfasst , welche strömungstechnisch in Reihe geschaltet sind, zeichnet sich dadurch aus , dass wenigstens der erste Kompressor, die Brennkammer und der erste Expander, unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher , gleichzeitig betrieben werden . Das Druckluf tspeicherkraf twerk kommt dabei ohne Bypassleitung aus , der Druckluf tspeicher wird bei dem Verfahren ohne Speicherung von Luft durchströmt . Ein geringfügiger Massenstromunterschied zwischen ein- und ausströmender Luft wird dabei nicht als Druckluf tspeicherung aufgefasst .
Ein weiteres Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicher- kraftwerks , welches wenigstens einen ersten Kompressor, wenigstens einen Druckluf tspeicher , wenigstens einen zweiten Expander, wenigstens eine Brennkammer, sowie wenigstens einen ersten Expander umfasst , welche strömungstechnisch in Reihe geschaltet sind, zeichnet sich dadurch aus , dass wenigstens der erste Kompressor, zweite Expander, wenigstens die erste Brennkammer und der erste Expander, unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher , gleichzeitig betrieben werden .
Das Verfahren unterscheidet sich dabei grundsätzlich nicht vom zuletzt beschrieben Verfahren, sondern wird lediglich auf ein, um einen zweiten Expander aufweisendes Druckluf tspeicherkraf twerk angewendet . Auch in diesem Fall kommt das Druckluf tspeicherkraf twerk ohne Bypassleitung aus , der Druck- luftspeicher wird wiederum ohne Speicherung von Luft durchströmt .
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen erläutert . Es zeigt :
Fig . 1 : Ein erstes , Druckluftspeicherkraf twerk zur Erläuterung eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines solchen Kraftwerks .
Fig . 2 : Ein erstes , erfindungsgemäßes , Druckluf tspeicher- kraftwerk mit einer Brennkammer, einem ersten Expander und einer Bypassleitung zum bypassen des Druckluf tspei- chers .
Fig . 3 : Ein zweites , erfindungsgemäßes , Druckluf tspeicher- kraftwerk mit einer Brennstof f kammer, einem ersten Expander und zusätzlich einem zweiten Expander, welcher zwischen dem Druckluf tspeicher und Brennkammer angeordnet ist , sowie einer Bypassleitung zum bypassen des Druckluf tspeichers .
Fig . 4 : Ein drittes , erfindungsgemäßes , Druckluf tspeicher- kraftwerk mit einer Brennstof f kammer, einem ersten Expander, einem zweiten Expander welcher zwischen dem Druckluf tspeicher und Brennkammer angeordnet ist und einer Bypassleitung zum bypassen des Druckluf tspeichers sowie des zweiten Expanders .
Fig . 5 : Ein viertes , erfindungsgemäßes , Druckluf tspeicher- kraftwerk welches zusätzlich zum Aus führungsbeispiel nach Fig . 4 eine Wärmerückgewinnung mittels Wärmeübertrager aufweist .
Die Figuren zeigen lediglich schematische und nicht zwangsläufig maßstabsgerechte Darstellungen der Erfindung . Es werden im Wesentlichen nur die für die Erfindung notwendigen Bauteile dargestellt . Hil fssysteme wie Kühler oder Hei zer, sowie Drosseln im Bypass-System, können erforderlich sein, um die erforderlichen Luftparameter für den/die Kompressor ( en) sowie die Eintrittsparameter für den/die Expander bzw . den/die Wärmeübertrager bzw . die Brennkammer (n) zu erreichen . Gleiche bzw . funktionsgleiche Bauteile sind figurübergrei fend mit den gleichen Bezugs zeichen versehen .
Fig . 1 zeigt ein erstes , aus dem Stand der Technik bekanntes , Druckluftspeicherkraf twerk anhand dessen, nachfolgend ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines solchen Kraftwerks erläutert werden soll .
Das Druckluftspeicherkraf twerk weist einen Motor 8 auf , welcher über eine Antriebswelle einen ersten Kompressor 1 und einen zweiten Kompressor 9 antreiben kann . Der ersten Kompressor 1 und der zweiten Kompressor 9 sind mittels einer ersten Kupplung 10 verbindbar . Bei einem Überangebot regenerativer elektrischer Energie , beispielsweise aus Sonne oder Wind, wird diese oder ein Teil dieser elektrischen Energie zum Antreiben des Motors 8 genutzt , welcher dann die Kompressoren 1 , 9 antreibt , welche Luft komprimieren . Die komprimierte Luft wird im Druckluf tspeicher 2 gespeichert . Als Druckluf tspeicher eignet sich z . B . eine unterirdische Kaverne .
Wird in Zeiten, in denen kein oder nur wenig regenerative Energie zur Verfügung steht , elektrische Energie benötigt , kann mittels des Druckluf tspeichers 2 eine Rückverstromung erfolgen . Hierzu werden zunächst , für den Fall , dass das Kraftwerk noch im Einspeicherbetrieb gefahren wird, die Kompressoren 1 , 9 angehalten . Anschließend wird der Druckluftspeicher 2 entladen und die unter Druck gespeicherte Luft dem zweiten Expander 6 , zugeführt . Die Luft wird im zweiten Expander 6 teilentspannt und treibt dabei den zweiten Expander 6 an . Die teilentspannte Luft wird anschließend einer Brennkammer 3 zugeführt und dort gemeinsam, mit einem ebenfalls der Brennkammer 3 zugeführten Brennstof f , verbrannt . Als Brennstof f kommt dabei beispielsweise Erdgas zum Einsatz , welches einem externen Speicher oder dem Gasnetz entnommen werden kann . Das heiße Verbrennungsgas wird anschließend dem ersten Expander 4 , welcher als modi fi zierter Gasturbinenexpander ausgebildet ist , zugeführt und dort erneut entspannt . Der erste und der zweite Expander 4 , 6 sind über eine gemeinsame Antriebswelle mit einem Generator 12 verbunden und treiben diesen an, wodurch elektrischer Strom erzeugt wird .
Da die Luft , die dem Druckluf tspeicher 2 entnommen wird bei der Expansion stark abkühlt , muss sie vor dem Eintritt in den zweiten Expander 6 vorgewärmt werden . Hierzu ist ein Wärmeübertrager 7 vorgesehen, welcher die Abwärme vom ersten Expander 4 nutzt um die Luft entsprechend vorzuwärmen .
Das beschriebene Druckluf tspeicherkraf twerk arbeitet entweder im Speicherbetrieb, in dem die Kompressoren 1 , 9 im Betrieb sind und die Expander 4 , 6 stillstehen, oder im Entladebetrieb in dem die Kompressoren 1 , 9 stillstehen und sich die Expander 4 , 6 im Betrieb befinden . Ein Stillstand des Kraftwerks im ge- , entladenen oder teilgeladenen Zustand ist möglich . Ein Parallelbetrieb von Kompressoren 1 , 9 und Expander 4 , 6 ist nicht vorgesehen .
Bei einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren ist ein solcher Parallelbetrieb von Kompressoren 1 , 9 und Expander 4 , 6 vorgesehen . Ermöglicht wird dies , indem das Druckluf tspeicher- kraftwerk, unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher 2 , betrieben wird . Der Druckluf tspeicher 2 wird dabei , ohne (bzw . ohne nennenswerte ) Druckluf tspeicherung durchströmt . Dies kann auf einfache Weise dadurch realisiert werden, dass sowohl die Einströmströmöf fnung 13 als auch die Ausströmöf fnung 14 geöf fnet sind und der Druckluftspeicher 2 somit nur durchströmt wird . Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann das Druckluf tspeicherkraf twerk erstmals als Single-Cycle-Kraf twerk ( Gasturbinenkraftwerk) betrieben werden . Ein solcher Single-Cycle-Betrieb hat zwar einen geringeren Wirkungsgrad als eine Standard-Gasturbine , aber der wirtschaftliche Ertrag kann immer noch groß sein, da z . B . im Falle einer längeren „Dunkel flaute" die gesamte im Stromnetz verfügbare Leistung zur Unterstützung des Stromnetzes notwendig sein kann und dadurch ein hoher Strompreis erzielbar ist . Der Investitionsaufwand ist bei diesem Verfahren besonders gering, da lediglich eine Schaltung/Regelung vorgesehen sein muss , die das gleichzeitige Öf fnen von Zu- und Ablauf zum/vom Druckluf tspeicher 2 und den gleichzeitigen Betrieb der Kompressoren 1 , 9 und der Expander 4 , 6 ermöglicht . Anlagenseitig sind keine größeren Maßnahmen notwendig, insbesondere kann auf eine Bypassleitung zum Bypässen des Druckluf tspei- chers 2 verzichtet werden .
Der für den Betrieb des Motors 8 erforderliche Strom wird vom Generator 12 erzeugt , da der Generator 12 mehr Strom erzeugt als der Motor benötigt . Im Gegensatz zu einer konventionellen Gasturbine wird der Kompressor und der Expander (beispielsweise Gasturbinenexpansionsteil ) nicht mechanisch (Welle ) , sondern elektrisch gekoppelt . Voraussetzung ist , dass der/die Kompressoren die erforderlichen Expandereintrittsparameter liefern .
Fig . 2 zeigt ein erstes , erfindungsgemäßes , Druckluf tspei- cherkraf twerk . Das Druckluf tspeicherkraf twerk weist einen Motor 8 auf , welcher über eine Antriebswelle einen ersten Kompressor 1 antreibt . Bei einem Überangebot regenerativer elektrischer Energie , beispielsweise aus Sonne oder Wind, wird die elektrische Energie zum Antreiben des Motors 8 genutzt , dieser treibt dann den Kompressor 1 an, welche Luft komprimieren . Die komprimierte Luft wird im Druckluf tspeicher 2 gespeichert .
Die Rückverstromung erfolgt , bei dem in Fig . 2 gezeigtem Druckluf tspeicherkraf twerk, indem der Druckluf tspeicher 2 entleert , die komprimierte Luft der Brennstof f kammer 3 zugeführt und dort zusammen mit dem ebenfalls der Brennkammer 3 zugeführtem Brennstof f verbrannt und die heißen Verbrennungsgase nachfolgend im ersten Expander entspannt werden . Der erste Expander ist als Gasturbinenexpansionsteil ausgebildet und mit dem Generator 12 gekoppelt .
Bei wirtschaftlicher oder net ztechnischer Anforderungen und/oder vollständig entleertem Druckluf tspeicher 2 kann das Druckluftspeicherkraf twerk als Single-Cycle-Kraf twerk ( Gasturbinenkraftwerk) betrieben werden . Hierzu wird die vom ersten Kompressor 1 komprimierte Luft , unter Umgehung des Druckluf tspeichers 2 , direkt der ersten Brennkammer 3 zugeführt . Hierzu wird der Druckluf tspeicher 2 , mittels der Bypassleitung 5 , gebypasst . Der vom Generator 12 erzeugte Strom versorgt den Motor 8 , welcher den ersten Kompressor 1 antreibt . Die erzeugte elektrische Leistung des Generators 12 ist deutlich höher als die benötigte Antriebsleistung des Motors 8 . Der anlagentechnische Aufwand ist gering, da lediglich die Bypassleitung, Ventile und eine entsprechende Steuerung erforderlich sind .
Fig . 3 zeigt ein zweites Aus führungsbeispiel eines , erfindungsgemäßen, Druckluf tspeicherkraf twerks , welches sich von dem in Fig . 2 beschriebenen Beispiel dadurch unterscheidet , dass zusätzlich ein zweiten Expander 6 vorgesehen ist , welcher zwischen dem Druckluf tspeicher 2 und der Brennkammer 3 angeordnet ist . Der zweite Expander 6 ist als Druckluftexpander ausgebildet . Mit Hil fe des zweiten Expanders 6 wird die Luft , im Wesentlichen, auf den für die Brennkammer 3 erforderlichen Luftdruck entspannt . Der zweite Expander 6 und der erste Expander 4 sind über eine gemeinsame Welle mit dem Generator 12 verbunden .
Wie bereits beim Druckluf tspeicherkraf twerk nach Fig . 2 ist wiederum eine Bypassleitung 5 vorgesehen, um den Druckluftspeicher 2 im Single-Cycle-Betrieb bypassen zu können . Der Single-Cycle-Betrieb erfolgt dabei im Wesentlichen identisch zu dem bereits in Fig . 2 näher beschriebenen Aus führungsbeispiel . Die vom ersten Kompressor 1 komprimierte Luft wird unter Umgehung des Druckluf tspeichers 2 zunächst im zweiten Expander 6 teilentspannt und anschließend der ersten Brennkam- mer 3 zugeführt . Anschließend wird das Verbrennungsgas aus der Brennkammer im ersten Expander 4 weiter entspannt . Der vom Generator 12 erzeugte Strom versorgt den zum Antreiben des ersten Kompressors 1 verwendeten Motors 8 mit Strom, wobei die erzeugte elektrische Leistung des Generators 12 deutlich höher ist als die Stromaufnahme des Motors 8 .
Der anlagentechnische Aufwand ist wiederum gering, da lediglich die Bypassleitung, Ventile und eine entsprechende Steuerung erforderlich sind .
Fig . 4 zeigt ein drittes Aus führungsbeispiel eines , erfindungsgemäßen, Druckluftspeicherkraf twerks , dessen Aufbau im Wesentlichen, dem in Fig . 3 beschriebenen Druckluf tspeicher- kraftwerk entspricht und auf dessen Beschreibung zu Aufbau und Funktion verwiesen wird . Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Druckluf tspeicherkraftwerken besteht in der Bypassleitung 5 , welche im Aus führungsbeispiel nach Fig . 4 , nicht nur den Druckluf tspeicher 2 sondern auch den zweiten Expander 6 bypasst . Im Single-Cycle-Betrieb wird die Luft vom ersten Kompressor 1 direkt in die Brennkammer 3 geführt . Um im Single-Cycle-Betrieb den ersten Expander 4 mechanisch vom zweiten Expander 6 zu entkoppeln ist eine schaltbare Kupplung 11 vorgesehen .
Auch bei diesem Aus führungsbeispiel ist der anlagentechnische Aufwand gering . Gegenüber dem Aus führungsbeispiel nach Fig . 3 wird lediglich die schaltbare Kupplung 11 , benötigt .
Fig . 5 zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckluf tspeicherkraf twerks , welches gegenüber dem in Fig . 4 beschriebenen Aus führungsbeispiel um einen Wärmeübertrager 7 erweitert ist . Der Wärmeübertrager 7 dient dazu, im Entladebetrieb, die aus dem Druckluf tspeicher 2 strömende Luft vor dem Eintritt in den zweiten Expander 6 vorzuwärmen . Dabei kann der Wärmeübertrager 7 beispielsweise im Gegenstrom mit dem heißen Abgasstrom vom ersten Expander 4 durchströmt werden, zusätzlich oder alternativ können Hil fsbrenner bzw . eine zweite Brennkammer eingesetzt werden . Zusätzlich zum Aus führungsbeispiel nach Fig . 4 weist das Druck- luf tspeicherkraf twerk einen zweiten Kompressor 9 auf , welcher über eine schaltbare Kupplung 10 mit dem ersten Kompressor 1 verbindbar ist . Der zweite Kompressor 9 ist dabei in Strömungsrichtung hinter dem Bypass 5 in der Zuleitung zum Druckluftspeicher 2 angeordnet und wird nur im Speicherbetrieb betrieben . Während des Single-Cycle-Betriebs befindet sich die Kupplung 10 nicht im Eingri f f und es wird ausschließlich der erste Kompressor 1 betrieben, welcher die Brennstof f kammer 3 , über die Bypassleitung 5 , mit Luft versorgt .
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die erfindungsgemäßen Druckluf tspeicherkraf twerke sowie die dazugehörigen Verfahren zum Betreiben der Druckluftspeicherkraftwerke , erstmals den gleichzeitigen Betrieb von Kompressor und Expander ermöglichen . Hierdurch ist ein Single-Cycle-Betrieb der Druckluf tspeicherkraf twerke möglich, d . h . die Kraftwerke können u . a . auch bei entleertem Druckluf tspeicher betrieben werden und somit insbesondere in längeren Dunkel flauten zur Deckung des erforderlichen Strombedarfs und/oder zur Erhöhung der Betriebs flexibilität beitragen .

Claims

Patentansprüche
1. Druckluftspeicherkraf twerk, umfassend wenigstens einen ersten Kompressor (1) , wenigstens einen Druckluf tspeicher (2) , wenigstens eine Brennkammer (3) , sowie wenigstens einen ersten Expander (4) welche strömungstechnisch in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Bypassleitung (5) vorgesehen ist, die zumindest den Druckluf tspeicher (2) bypasst.
2. Druckluf tspeicherkraf twerk, nach Anspruch 1, wobei zwischen dem Druckluf tspeicher (2) und der Brennkammer (3) wenigstens ein zweiter Expander (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Bypassleitung (5) vorgesehen ist, die zumindest den Druckluf tspeicher (2) bypasst.
3. Druckluf tspeicherkraf twerk, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Bypassleitung (5) vorgesehen ist, die zumindest den Druckluf tspeicher (2) und den zweiten Expander (6) bypasst .
4. Druckluf tspeicherkraf twerk, nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei wenigsten ein erster Wärmeübertrager (7) vorgesehen ist, welcher fluidtechnisch dergestalt gekoppelt ist, dass die Abluft des ersten Expanders (4) , oder wenigsten ein Teil der Wärme von der ersten Brennkammer (3) oder einer weiteren Brennkammer, wenigstens einen Teil der Zuluft zum zweiten Expander (4) erwärmt.
5. Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicherkraf twerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Kompressor (1) , die Brennkammer (3) und der erste Expander (4) unter Umgehung einer Druckluf tspeiche- rung im Druckluf tspeicher (2) gleichzeitig betrieben werden.
6. Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicherkraf t- werks nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Kompressor (1) , der zweite Expander (6) , wenigstens die Brennkammer (3) und der erste Expander (4) unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher (2) , gleichzeitig betrieben werden.
7. Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicherkraf t- werks nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Kompressor (1) , wenigstens die Brennkammer (3) und der erste Expander (4) unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher (2) und Umgehung des zweiten Expanders (6) , gleichzeitig betrieben werden.
8. Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicherkraf t- werks, umfassend wenigstens einen ersten Kompressor (1) , wenigstens einen Druckluf tspeicher (2) , wenigstens eine Brennkammer (3) , sowie wenigstens einen ersten Expander (4) , welche strömungstechnisch in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Kompressor (1) , die Brennkammer (3) und der erste Expander (4) unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher (2) , gleichzeitig betrieben werden.
9. Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicherkraf t- werks, umfassend wenigstens einen ersten Kompressor (1) , wenigstens einen Druckluf tspeicher (2) , wenigstens einen zweiten Expander (6) , wenigstens eine Brennkammer (3) , sowie wenigstens einen ersten Expander (4) , welche strömungstechnisch in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Kompressor (1) , der zweite Expander (6) , die erste Brennkammer (3) und der erste Expander (4) unter Umgehung einer Druckluf tspeicherung im Druckluf tspeicher (2) , gleichzeitig betrieben werden.
10. Verfahren zum Betreiben eines Druckluf tspeicherkraft- werks, umfassend wenigstens einen ersten Kompressor (1) , wenigstens einen Druckluf tspeicher (2) , wenigstens einen zwei- ten Expander (6) , wenigstens eine Brennkammer (3) , sowie wenigstens einen ersten Expander (4) , welche strömungstechnisch in Reihe geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der erste Kompressor (1) , die Brennkammer (3) und der erste Expander (4) unter Umgehung einer Druckluf tspeiche- rung im Druckluf tspeicher (2) und Umgehung des zweiten Expanders (6) , gleichzeitig betrieben werden.
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