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Title:
POWER STORAGE WITH BLACK STARTING CAPABILITY ON THE BASIS OF PRESSURIZED AIR AND WATER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/174047
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system that represents a method of power storage by means of a pressurized air/water system. The system is based on the initial state that power from a power source is used to drive a feed pump (7). The feed pump (7) feeds standard water (NW) from a underground tank (8) by way of a feed pressure line (11) into a pressure vessel (1). In the pressure vessel (1) there is pressurized air (DL); this pressurized air (DL) is then compressed by the fed standard water (NW) and consequently forms in the pressure vessel (1) a pressure cushion that represents the power storage. Once the pressurized air has been compressed to the required pressure/power output level (2.1), a motor-controlled shut-off valve (2) shuts off the feed pressure line (11). The power storage has consequently been charged (tensioned). The motor-controlled shut-off valve (3) shuts off the feed pressure line in the direction of the feed pump (7). If there is a power request from a consumer, the motor-controlled shut-off valves (2) and (3) are electrically opened. The opening of the motor-controlled shut-off valves (2) and (3) has the effect that the standard water (NW) located in the pressure vessel (1) is forced through the compressed pressurized-air cushion into the pressure line (10) and reaches the production control (DMR valve) (4). The standard water (NW) lies at the production control (DMR valve) (4) and is set to the respective required water pressure and/or to a respective required amount of water by means of a pressure-mass-regulating valve (DMR valve) (4). The standard water (NW), which has then been adjusted with the required parameters, flows by way of a turbine pressure line to the turbine (5). The turbine begins to rotate and drives a connected generator (6), which produces power for the consumer. The standard water (NW) running pressurelessly out of the turbine (5) passes by way of an outflow line (9) into an underground tank and remains there until the process recommences.

Inventors:
WEBER DIRK (DE)
DITTMER UDO (DE)
Application Number:
PCT/DE2016/000151
Publication Date:
October 12, 2017
Filing Date:
April 08, 2016
Export Citation:
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Assignee:
WEBER DIRK (DE)
DITTMER UDO (DE)
International Classes:
F15B1/08; F03B13/06; F17C5/06
Domestic Patent References:
WO2011101647A22011-08-25
WO1993006367A11993-04-01
Foreign References:
AT13733U12014-07-15
Other References:
None
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Claims:
Ansprüche:

...Anspruch:

Vorgespannte Energiespeicherung

Stromenergie mittels eines Druckbehälters (1) mit den Medien Luft und Wasser im Bereich von 0 bar bis 20 bar zu speichern.

2. Anspruch:

Leistungsbereiche (Druck) und Wassermenge (Masse) für einen variabelen Betrieb schnell regulierbar machen. (DMR-Ventil) (4).

Eine Ventileinheit, dass innerhalb von 5 sec. Bis 15 sec. Druck und Wassermasse für die jeweilige Anforderung vom Verbraucher her motorgesteuert in einem

Leistungsbereich von 0,5 bar bis 20 bar sowie die Wassermasse reguliert.

3. Anspruch:

Schwarzstartfähigkeit mittels Druckluftpolster.

Vorgespannte Luft mittels einer gegengepumpten Wassermasse zu komprimieren und diese somit Schwarzstartfähig machen.

4. Anspruch:

Medienanspruch - Einsatz von nicht giftigen Betriebsstoffen

Für den betrieb werden ausschließlich nicht giftige Betriebsstoffe (Umgebungsluft und Naturwasser, Normwasser) genutzt.

5. Anspruch:

Aufgabenbereiche

Zur Speicherung von Überschussstrom, Abnahme von Stromspitzen (Peaks), allgemeinem Stromversorgung, zur Stromversorgung von autarken Inselanlagen, zur Ab- und Anhebung von Stromnetzen (Regulierbetrieb).

6.Anspruch:

Druckbehälteraufstellung

Nutzung von Druckbehältern innerhalb eines Betonerdbehälterbecken.

Description:
Schwarzstartfähige Stromspeicherung auf der Basis von Druckluft und Wasser Beschreibung (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

privaten Gebrauch Anwendung finden.

Durch dieses System wird ein regelbarer Betrieb von erneuerbaren Energien wie der Photovoltaik und Windkraftanlagen, aber auch Blockheizkraftwerke ermöglicht.

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).

Das Speichersystem wird mittels eines Druckbehälters (1) gestellt. In diesem

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.

Wird das zweite Medium (Normwasser - NW) mittels einer Förderpumpe (7) gegen das

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komprimiert und stellt somit vergleichsweise eine Fallhöhe von 200 Metern dar, die aus Pumpspeicherkraftwerken bekannt ist.

Die Förderpumpe (7) wird mit Strom aus Überschüssen oder Spitzenproduktionen (Peaks) gespeist.

Für Sicherungsmaßnahmen ist eine Sicherheitsgruppe (1.1) sowie eine Ab- und

Anschaltelektronik (2.1) im Druckbehälter (1) vorgesehen, die einen reibungslosen und sichergestellten Betrieb gewährleistet.

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.

Im Betriebsfall einer Ruhephase sind alle motorgesteuerten Absperrventile (2) und (3) geschlossen.

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.

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.

Der Druckleistungsbereich wird mittels eines motorgesteuerten Druckminderventil s unabhängig von der Durchströmmasse geregelt. Die Durchströmmasse wird

mittels eines motorgesteuerten Durchströmregulierventil

einzeln und unabhängig von einander geregelt. Im Bedarfsfall können beide technischen Parameter (Druck und Masse) für die jeweilige Anforderung eingestellt werden.

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.

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.

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.

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.

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.