Vorrichtung zur Umwandlung thermodynamischer Energie in elektrische Energie

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung thermodynamischer Energie in elektrische Energie. Die Erzeugung von elektrischem Strom aus mechanischer

Bewegungsenergie ist in vielfältiger Weise mit unterschiedlichen Wirkungsgraden möglich. Meist werden Generatoren verwendet, die eine Rotationsbewegung umsetzen. Solche periodisch arbeitenden Maschinen erzielen aber erst ab einer bestimmten Mindestfrequenz (Drehzahl) einen akzeptablen Wirkungsgrad. Bei nicht konstanter Energiezufuhr ist die Energieumwandlung ineffizient. Verringert sich der Energiezufluß, führt dies zu niedrigeren Drehzahlen, die außerhalb des optimalen Arbeitsbereichs der Maschine liegen. Oft wird dies durch Getriebe kompensiert, was jedoch eine Reduktion des Gesamtwirkungsgrades und höhere Kosten zur Folge hat. Durch Ab- und Wiederanschalten der Maschine ist dieses Problem wegen der dabei auftretenden Verluste nicht befriedigend zu lösen.

Ein völlig anderer Ansatz zur Erzeugung von Strom aus Bewegungsenergie findet sich in der Veröffentlichung: H. Polinder, M. E. C. Damen, F. Gardner, "Design, modelling and test results of the AWS PM linear generator"; in European Transactions on Electrical Power, 2005 (vol. 15), pp. 245-256. Bei diesem Konzept wird der von Meereswellen ausgehende Druck in mechanische Bewegungsenergie umgesetzt und mit Hilfe eines Lineargenerators in elektrischen Strom umgewandelt. Jedoch dürfte auch hier wegen der nicht konstanten Energiezufuhr die Effizienz insbesondere bei der Umwandlung des Drucks in Bewegung starken Schwankungen unterworfen sein. Der Systemtakt der Vorrichtung ist durch die natürliche Wellenbildung und -bewegung aufgezwungen und kann nicht variiert werden. Außerdem dürften die durch die dynamischen Wellenbewegungen begründeten hohen Anforderungen an die Dimensionsverhältnisse des verwendeten Druckzylinders und des

Lineargenerators zu einer niedrigeren Gesamtenergieübertragungseffizienz führen.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß durch einen Lineargenerator erzeugte unregelmäßige Spannungsimpulse (einzelne, sporadische Impulse unterschiedlicher Amplitude und Dauer) nicht zur Einspeisung in ein Stromversorgungsnetz geeignet sind. Bislang wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Spannungsimpulse zunächst in eine Gleichspannung umgewandelt werden. Zur Einspeisung in ein Stromversorgungsnetz wird diese Gleichspannung durch einen netzsynchronen Wechselrichter in eine geeignete Wechselspannung gewandelt. Diese Maßnahmen gestalten sich jedoch sehr aufwendig und sind im großen Maßstab nur schwer umsetzbar. Außerdem leidet der Wirkungsgrad bei dieser Art der Wandlung. Eine alternative Lösung sieht die Gewinnung von Rotationsenergie aus den Spannungsimpulsen vor. Anschließend erfolgt eine Transformation und Wechselrichtung der Ausgangsspannung in eine zur Einspeisung geeignete Wechselspannung. Auch hier sind der relativ hohe Aufwand und die unvermeidlichen Verluste nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfach aufgebaute und kostengünstige Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischem Strom zu schaffen, die ausschließlich mit hohem Wirkungsgrad arbeitet. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit einer

Kolben-Zylinder-Einheit, die einen Druckzylinder sowie einen im Druckzylinder angeordneten und durch Volumenänderung eines Arbeitsmediums linear bewegbaren Kolben aufweist, einem Generator, der eine Spule und einen Magneten aufweist, wobei der Magnet oder die Spule so an den Kolben gekoppelt ist, daß eine lineare Bewegung des Kolbens eine lineare Bewegung des Magneten relativ zur Spule bewirkt, und einer Steuerung, die einen Arbeitstakt der Vorrichtung in Abhängigkeit wenigstens eines gemessenen Prozeßparameters steuert. Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterliegt keinem periodischen Systemtakt, sondern basiert auf einer gesteuerten Abfolge von einzelnen Arbeits- takten, so daß jeder Arbeitstakt unter optimaler Energieumwandlungseffizienz ablaufen kann. Die Steuerung gibt auf der Grundlage einer kontinuierlichen Auswertung des gemessenen Prozeßparameters die zeitliche Abfolge der gleichwertigen Arbeitstakte vor. Im Vergleich zu periodisch arbeitenden

Maschinen, wie z.B. bekannten Zweitaktmotoren (Stelzer-Motor, Stirling-Motor), ist die Arbeitstaktdauer nicht proportional zur Taktfrequenz. Im Idealfall erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Energieumwandlungsprozeß immer mit der gleichen Effizienz, unabhängig davon wie oft er pro Zeiteinheit durchgeführt wird.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- Figur 1 den schematischen Aufbau einer Anlage zur Erzeugung von elektrischem Strom;

- Figur 2 den Linearteil der Anlage in einer ersten Arbeitsstellung;

- Figur 3 den Linearteil in einer zweiten Arbeitsstellung; und - Figur 4 den schematischen Aufbau einer Anlage zur Erzeugung von elektrischem Strom nach einer anderen Ausführungsform.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel einer Anlage zur Erzeugung von elektrischem Strom beschrieben. Die in Figur 1 dargestellte Anlage umfaßt einen thermodynamischen Teil 10 mit einem Arbeitsmedium und einen Linearteil 12 sowie eine auf beide Teile einwirkende Steuerung 14.

Der Linearteil 12 (siehe auch Figuren 2 und 3) weist als Hauptkomponenten zum einen einen Eintakt-„Motor" mit einer linearen Expansionseinrichtung in Form einer Kolben-Zylinder-Einheit 16 und zum anderen einen Lineargenerator 18 mit einem Magneten 20 und einer Spule 22 auf. Die Kolben-Zylinder-Einheit 16 besteht im wesentlichen aus einem Druckzylinder 24 und einem darin verschiebbaren Kolben 26, der an den Magneten 20 des Lineargenerators 18 gekoppelt ist. Auf der dem Magneten 20 abgewandten Seite des Kolbens 26 ist ein erster Arbeitsraum 28 des Druckzylinders 24 gebildet, auf der dem Magneten 20 zugewandten Seite des Kolbens 26 ein zweiter Arbeitsraum 30.

Hauptkomponenten des thermodynamischen Teils 10 sind im wesentlichen eine Pumpe 32, ein Wärmetauscher 34, ein optionaler Wärmespeicher 36 und ein Kondensator 38. Aus den Figuren 2 und 3 geht hervor, daß der thermodynamische Teil 10 der Anlage über zwei Leitungen 40, 42 an den Linearteil 12, genauer gesagt an den Eintakt-Motor gekoppelt ist. Die beiden Leitungen 40, 42, die mit dem Wärmetauscher 34 (oder allgemeiner mit einem Wärmereservoir höherer Temperatur) bzw. mit dem Kondensator 38 (oder allgemeiner mit einem Wärmereservoir niedrigerer Temperatur) verbunden sind, führen jeweils zu den beiden variablen Arbeitsräumen 28, 30 des Druckzylinders 24. Die vier Anschlüsse 44, 46, 48, 50, mit denen die Leitungen 40, 42 an die Arbeitsräume 28, 30 gekoppelt sind, können von der Steuerung 14 selektiv geöffnet oder geschlossen werden.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der gesamten Anlage beschrieben. Grundsätzlich arbeitet die Anlage nach folgendem Prinzip: Zunächst wird thermi- sehe Energie (Wärmeenergie) in einem thermodynamischen Kreisprozeß in thermodynamische Energie (Dampfdruck) umgewandelt. Der Dampfdruck wird im Eintakt-Motor in mechanische Bewegungsenergie (kinetische Energie) umgesetzt. Die Bewegungsenergie wird schließlich mittels des Lineargenerators 18 in elektrische Energie transformiert. Das Arbeitsmedium wird durch Zufuhr thermischer Energie erwärmt und verdampft, was zu einer starken Volumenausdehnung des Arbeitsmediums führt. Als Wärmetauscher 34 dienen z.B. Solar-Panels, die durch Sonneneinstrahlung Wärme absorbieren und an das vorbeiströmende Arbeitsmedium abgeben, welches durch die Erwärmung verdampft. Bei Verwendung eines Kühlmittels als Arbeitsmedium mit einem niedrigerem Siedepunkt als der von Wasser ist für diesen Teilprozeß ein Wirkungsgrad von schätzungsweise η > 20 % erreichbar. Die für den Kreisprozeß erforderliche Volumenkontraktion des Arbeitsmediums durch Abkühlung und Kondensation erfolgt im Kondensator 38 in kälterer Umgebung. Mittels der Pumpe 32 wird das flüssige Arbeitsmedium verdichtet und wieder dem Wärmetauscher 34 zugeführt.

Insbesondere wenn als thermodynamischer Kreisprozeß ein ORC-(Organic Rankine Cycle)-Prozess vorgesehen ist, wird als Arbeitsmedium vorzugsweise ein für die Verwendung in einem solchen ORC-Prozesses geeignetes Medium

eingesetzt, z.B. R245fa oder ein speziell für die beschriebene Anwendung designtes synthetisches Arbeitsmedium, das gute

Wärmeübertragungseigenschaften hat und sich auch dadurch auszeichnet, daß im erforderlichen ORC-Temperaturbereich im Arbeitsmedium kein Unterdruck relativ zum Umgebungsdruck entsteht, da die aufgrund eines Unterdrucks technisch auf Dauer nur schwer zu vermeidende eindringende Luft die ORC- Effizienz reduziert. Desweiteren sollte vor der Expansion nur eine möglichst geringe überhitzung des verdampften Gases nötig sein, da die bei der überhitzung hinzugefügte Energie die ORC-Energieausbeute nur wenig steigert. Die Erwärmung/Verdampfung des Arbeitsmediums ist bezogen auf den

Gesamtprozeß zeitunabhängig und unterliegt keinen permanenten Mindestanforderungen. Grundsätzlich ist auch ein Kreisprozeß denkbar, der nur auf Erwärmung und Abkühlung des Arbeitsmediums basiert (ohne Verdampfen und Kondensieren); der Gesamtwirkungsgrad wäre in diesem Fall aber deutlich niedriger. Als Arbeitsmedium für den thermodynamischen Teil 10 können grundsätzlich auch andere Fluide, wie z.B. Hydrauliköl, oder Gase verwendet werden.

Wie in Figur 2 dargestellt gelangt das expandierende Arbeitsmedium vom Wärmereservoir höherer Temperatur über die erste Leitung 40 in den ersten Arbeitsraum 28 des Druckzylinders 24. Die Steuerung 14 öffnet hierzu den Anschluß 44 und schließt den Anschluß 46. Gleichzeitig schließt die Steuerung 14 den Anschluß 48 der zweiten Leitung und öffnet den Anschluß 50. Dadurch wird auf den Kolben 26 eine Kraft F _Hub ausgeübt, was unter Verrichtung von Arbeit zu einer Bewegung des Kolbens 26 nach rechts (gemäß der Darstellung in den Figuren) führt. Dieser Vorgang, der nach einem relativ großen Hub des Kolbens 26 endet, stellt einen „normalen" Arbeitstakt des Motors dar.

Die mittels der Steuerung 14 realisierte Regelung des in den Arbeitsraum 28 einströmenden Volumens (Einlaßvolumen) in Abhängigkeit des vorhanden Mediumdrucks bzw. des nutzbaren Expansionsvolumens ermöglicht eine sehr hohe Effizienz bei der Umwandlung der thermodynamischen Energie in mechanische Bewegungsenergie mit einem geschätzten Wirkungsgrad von etwa η = 95 %. Begünstigt wird der sehr hohe Wirkungsgrad auch durch die Verwendung einer auf die vorgenannten Anforderungen optimierten Leichtlauf-

Kolben-Zylinder-Einheit 16 mit geringen Reibungs- und geringen thermischen Verlusten, so daß hohe Expansionsgeschwindigkeiten realisierbar sind.

Mit dem Kolben 26 bewegt sich der mittels einer starren Kolbenstange 52 direkt angekoppelte Magnet 20 des Lineargenerators 18 innerhalb der Spule 22, so daß in der Spule 22 ein Spannungsimpuls induziert wird. Es ist also keine vorherige Umwandlung der linearen Kolbenbewegung in eine Rotationsbewegung vorgesehen, weshalb die Umwandlung in elektrische Energie mittels des Lineargenerators 18 sehr effizient ist mit einem geschätzten Wirkungsgrad von etwa η = 90 %. Der Magnet 20 kann auch, wie in Figur 1 dargestellt, über ein Gelenk 55 mit dem Kolben 26 verbunden sein. Das Gelenk 55 nimmt Querkräfte auf, welche durch Einbautoleranzen begründet sind. Eine lineare Bewegung im Druckzylinder 24 und im Lineargenerator 18 auf genau einer Achse ist nämlich nur theoretisch möglich.

In Figur 3 ist der auf den oben beschriebenen Arbeitstakt folgende gegenläufige Arbeitstakt dargestellt. Die Steuerung 14 schließt die offenen Anschlüsse 44, 50 und öffnet die geschlossenen Anschlüsse 46, 48, so daß sich eine entgegengesetzt gerichtete Kolbenkraft - F _Hub und eine Bewegung des Kolbens 26 nach links ergibt. Daraus resultiert ein Spannungsimpuls mit umgekehrtem Vorzeichen. Die beiden zuvor beschriebenen Arbeitstakte sind völlig unabhängig voneinander (insbesondere zeitlich), es ist also keine vorab festgelegte periodische Taktfolge vorgesehen wie bei bekannten Mehrtaktmotoren. Vielmehr wird ein einzelner Arbeitstakt situationsbedingt eingeleitet, d.h. nur wenn bestimmte Kriterien erfüllt sind (insbesondere ein ausreichender Druck des Arbeitsmediums), sorgt die Steuerung 14 durch öffnen bzw. Schließen der Anschlüsse 44, 46, 48, 50 für die Durchführung eines Arbeitstaktes. Welcher von beiden Arbeitstakten (normaler oder gegenläufiger) durchgeführt wird, hängt von der aktuellen Position des Kolbens 26 ab.

Die Besonderheit beim Betrieb der Kolben-Zylinder-Einheit 16 mit dem vom thermodynamischen Teil 10 der Anlage bereitgestellten Arbeitsmedium liegt darin, daß die Steuerung 14 den Druck des Arbeitsmediums sowohl im

Wärmereservoir höherer Temperatur als auch im Wärmereservoir niedrigerer

Temperatur kennt und einen Arbeitstakt nur dann einleitet, wenn der

Druckunterschied zwischen den beiden Wärmereservoirs so groß ist, daß das untere Wärmereservoir die bei einem vollen Kolbenhub ausgestoßene Menge des im Arbeitsraum 28 (normaler Arbeitstakt) bzw. 30 (gegenläufiger Arbeitstakt) befindlichen Arbeitsmediums aufnehmen kann. Somit ist gewährleistet, daß immer der volle Kolbenhub genutzt wird, was den Wirkungsgrad bei der später beschriebenen Umwandlung der mechanischen Bewegungsenergie in elektrische Energie begünstigt.

Die Dimensionen von Kolbenhub und -fläche der Kolben-Zylinder-Einheit 16 und die Dimensionen des Magneten 20 und der Spule 22 des Lineargenerators 18 sind aufeinander abgestimmt. Hinsichtlich der zur übertragenden Energiemengen und der Gesamtenergieübertragungseffizienz hat sich gezeigt, daß eine Kolben-Zylinder-Einheit 16 mit verhältnismäßig großem Hub (Langhubzylinder) am besten geeignet ist.

Eine Sonderform des Lineargenerators (18), welcher funktionsgemäß auch durch einer Kombination aus einer Kurbelwelle mit einem bei Anlauf und

Abschaltung verlustfreien Rotationsgenerator, wie z.B. dem RMT-Generator, nachgebildet werden kann, sieht vor, daß ein Rotor des Rotationsgenerators bei jedem Hub im Druckzylinder (24) eine 180°-Rotation durchführt und solange in dieser Position verharrt, bis der gegenläufige Arbeitstakt aufgrund eines erfüllten Prozeßkriteriums durchgeführt und der Rotor daraufhin entweder bis zur

Ausgangsposition weiter- oder zurückgedreht wird.

Wie bereits angedeutet erfolgt die Regelung des thermodynamischen Kreisprozesses und des Eintakt-Motors mit einer Vielzahl geeigneter Sensoren (Druck-, Temperatur-, Füllstandssensoren, etc.) und der Steuerung 14, die mehrere untergeordnete Steuereinrichtungen aufweisen kann. Die Steuerung 14 überwacht kontinuierlich die Gesamtsituation unter Berücksichtigung aller relevanten Prozeßeinflußgrößen (thermische Energiezufuhr, Druck und Temperatur des Arbeitsmediums und der Umgebung, Füllstände, etc). Zur Erzielung eines optimalen Gesamtwirkungsgrades führt die Steuerung 14 verschiedene Prozeßregelungen durch, wie z.B. Einstellungen der Füllstände, Strömungsgeschwindigkeiten des Arbeitsmediums Energiemenge/ Expansionsvolumen eines Arbeitstaktes, Taktfrequenz, Größe des Takthubs, Taktdauer, etc. Unter bestimmten Umständen kann die Steuerung 14 den

Energieumwandlungsprozeß ganz aussetzen, wenn aufgrund der Sensordaten erwartet werden kann, daß dies zu einer höheren Gesamt- energieumwandlungseffiezienz führt.

Eine wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage wird aus der folgen- den Betrachtung ersichtlich. Bei geringer thermischer Energiezufuhr wird der theoretisch mögliche Wirkungsgrad bei der thermodynamischen Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie durch den Carnot-Wirkungsgrad reduziert:

HCarnot ⁼ 1 — ToUT / ^" HN , mit T| _N : Temperatur des Arbeitsmediums im Wärmereservoir höherer

Temperatur und T _O uτ". Temperatur des Arbeitsmediums im Wärmereservoir niedrigerer Temperatur.

Eine durch die Steuerung 14 veranlaßte Reduzierung der Durchflußgeschwindigkeit des Arbeitsmediums in den Solar-Panels führt zu höheren T| _N und zu geringeren Durchflußmengen pro Zeiteinheit. Durch eine Kombination aus einer Reduzierung der Durchflußgeschwindigkeit und einer Reduzierung der Taktfrequenz des situationsgesteuerten Lineargenerators 18 wird somit erreicht, daß auch bei geringer thermischer Energiezufuhr der Gesamtwirkungsgrad der Umwandlung von thermischer in elektrische Energie konstant bleibt.

Im optionalen thermisch isolierten Wärmespeicher 36 (Druckspeicher) des thermodynamischen Teils 10 der Anlage kann erwärmtes/verdampftes Arbeitsmedium über einen längeren Zeitraum (zwischen)gespeichert werden. Dies ist insbesondere im Falle einer ungleichmäßigen thermischen Energiezufuhr sinnvoll (z.B. bei wechselnder Sonneneinstrahlung) und ermöglicht in einem gewissen Rahmen eine von der Zeitspanne der thermischen Energiezufuhr unabhängige Energieumwandlung ohne wesentliche Verschlechterung des Wirkungsgrades. Auf diese Weise können insbesondere Mindestanlaufmengen sichergestellt werden, um so eine Taktung des Druckzylinder über einen Mindestzeitraum zu ermöglichen. Eine Weiterbildung des thermodynamischen Teils 10 der Anlage sieht die Verwendung mehrerer Arbeitsmedien (Kühlmittel) mit unterschiedlichen Siedetemperaturen vor. Die unterschiedlichen

Siedetemperaturen der Kühlmittel ermöglichen es, abhängig von der momentan maximal erreichbaren Mediumtemperatur, das Kühlmittel oder die Mischung aus zwei (oder mehreren) Kühlmitteln zu verwenden, mit dem/der momentan der höchste Wirkungsgrad im thermodynamischen Kreisprozeß erreicht wird. Insbesondere kann ein für einen Kalina-Kreisprozess geeignetes Gemisch verwendet werden, z.B. ein Ammoniak-Wasser-Gemisch. Um Kühlmittelmischungen ggf. wieder zu trennen, ist in diesem Fall eine Trennstufe im Kondensator 38 vorgesehen.

Anstelle der Solar-Panels können auch andere Einrichtungen zur thermischen Energiezufuhr von regenerativen Wärmequellen (z.B. Thermalquelle) verwendet werden. Auch kann mittels geeigneter Wärmetauscher 34 die ansonsten ungenutzte Abwärme technischer Geräte oder Anlagen verwertet werden.

Mit den oben beschriebenen Maßnahmen dürfte ein konstanter Gesamtwirkungsgrad für die Umwandlung der thermischen Energie in elektrischen Strom von Hgesa _mt ¹ * 15 % erzielbar sein.

Die Wandlung der vom Lineargenerator 18 erzeugten unregelmäßigen Spannungsimpulse in eine zur Einspeisung in ein Stromversorgungsnetz geeignete Wechselspannung erfolgt dadurch, daß jeder einzelne Spannungsimpuls direkt in eine netzsynchrone Wechselspannung transformiert wird. Hierzu ist eine direkte Kopplung des Ausgangs des Lineargenerators 18 mit dem Eingang eines Wechselrichters 54 vorgesehen. (In Figur 1 ist zwischen dem Lineargenerator 18 und dem Wechselrichter 54 noch eine Filter- und Gleichrichtereinheit 56 angedeutet, die bei einer später erläuterten alternativen Ausführungsform zum Einsatz kommt). Voraussetzungen für diese Art der Wandlung sind:

- Die Spannungsimpulse sind (deutlich) länger als der Kehrwert der zu erzeugenden Netzfrequenz und bewegen sich in einem Spannungsbereich, die der Wechselrichter 54 als Eingangsspannung benötigt.

- Das zu speisende Stromversorgungsnetz muß in der Lage sein, sporadisch erzeugte Netzleistung aufzunehmen. Diese Art der Spannungswandlung eignet sich in seiner einfachen Form daher nicht für autarke Stromversorgungssysteme.

Der verwendete Wechselrichter 54 erzeugt in einem breiten Eingangsspannungsbereich auch bei sich schnell ändernder Eingangsleistung eine Ausgangsleistung mit konstanter, netzsynchroner Wechselspannung unter hohem Wirkungsgrad. Bei fehlender oder zu geringer Eingangsspannung setzt der Wechselrichter 54 die Wandlung aus. Sobald die Eingangsspannung wieder einen Schwellenwert überschritten hat, setzt der Wechselrichter 54 seine Arbeit fort und stellt die netzsynchrone Wechselspannung (mit geringen Verlusten) sofort wieder ins Netz ein.

Gemäß einer Weiterbildung dieses Aspekts können Leerlaufzeiten eines Generators oder Schwankungen bei der Netzeinspeisung zumindest teilweise durch eine Anordnung mehrerer Generatoren kompensiert werden, die zeitlich versetzte Arbeitstakte haben. Die Generatoren können entweder jeweils mit einem Wechselrichter parallelgeschaltete Generator-Wechselrichter-Paare bilden oder kostengünstig alle an denselben Wechselrichter gekoppelt sein, was jedoch zu einer geringeren Effizienz führt.

Gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird am Ausgang des Lineargenerators 18 eine vom aktuell vorherrschenden Leistungsdurchsatz abhängige Anzahl von Spannungsimpulsen pro Zeiteinheit ausgegeben. Der Ausgang des Lineargenerators 18 ist über eine Filter- und Gleichrichtereinheit 56, welche die Impulse in für den Wechselrichter 54 verwertbare Gleichspannung umwandelt, an den Eingang eines Wechselrichters 54 gekoppelt. Der Ausgang des Wechselrichters 54 ist an das zu speisende Stromversorgungsnetz gekoppelt, so daß der Wechselrichter 54 kontinuierlich in eine zur Einspeisung in das Stromversorgungsnetz geeignete Wechselspannung wandelt. Auch bei „niedrigem Energiedurchsatz" findet eine kontinuierliche

Umwandlung von thermischer Energie in eine zur Einspeisung in das Stromversorgungsnetz geeignete Wechselspannung statt. Der Wirkungsgrad der Umwandlung hängt nur von den Temperaturniveaus des thermodynamischen Kreisprozesses (vorzugsweise ein ORC-Kreisprozess) ab, nicht aber von den umgewandelten Wärmemengen pro Zeiteinheit. Die Filter- und Gleichrichtereinheit 56, welche die Impulse in für den Wechselrichter 54 verwertbare Gleichspannung umwandelt, ist so dimensioniert, daß sie auch bei den erforderlichen minimalen Energiedurchsätzen die daraus resultierende

geringe Frequenz von Spannungsimpulsen in ein Gleichspannungs-Niveau umwandelt, das der Wechselrichter 54 ohne weitere signifikante Verluste oder Unterbrechungen in eine zur Einspeisung in das Stromversorgungsnetz geeignete Wechselspannung wandeln kann. Eine andere Anwendung der Erfindung ist in Figur 4 gezeigt. Der

Lineargenerator 18 ist hier nicht an einen Wechselrichter für ein Stromversorgungsnetz, sondern an einen Erzeuger geeigneter Batterieladespannungen und -ströme (Ladegerät) 60 gekoppelt, z.B. für Lithium- Ionen- oder Nickel-Cadmium-Batterien für Automobile.

Auch möglich ist eine Kopplung des Lineargenerator 18 an einen Spannungserzeuger, um damit eine Elektrolyse zur Freisetzung von Wasserstoff zu betreiben.