AT525501B1 - Speicherkraftwerk-System - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Speicherkraftwerk- Systems (20) mit einer Arbeitsmaschine umfassend Hochdruckspeicher, eine Turbine (10) und eine mechanische Wasserhochdruckpumpe (4) oder eine Hydraulikölhochdruckpumpe (4.1) oder einen Hochdruckkompressor (4.2) zum Laden der Hochdruckspeicher und zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Hochdruckspeichern (5) und der Turbine (10) je ein Zylinder (1) angeordnet ist, der turbinenseitig eines Kolbens (2) mit einem Fluid (C) ausgestattet ist, das mit der mechanischen Wasserhochdruckpumpe (4) oder der Hydraulikölhochdruckpumpe (4.1) oder dem Hochdruckkompressor (4.2) in den Zylinder (1) gepresst wird, wobei eine Anzahl von Hochdruckspeichern (5) jedem Zylinder (1) zugeordnet ist, die den Kolben zum Betreiben der Turbine betätigt, wobei der eine oder die mehreren Hochdruckspeicher (5) und (5.1) mit Fluid A und Fluid B aus Blasenspeicher (6) oder Kolbenspeicher (6.1) oder Metall-Wellrohr Kompensatoren (6.2) oder Metall- Linsen Kompensatoren (6.3) oder zwei oder mehrere Edelstahlfolie mit Aramid,- oder Kevlar,- oder Carbon,- Gewebe Kompensatoren (6.4) bestehen.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Speicherkraftwerk- Systems mit einer Arbeitsmaschine umfassend Hochdruckspeicher, eine Turbine und eine mechanische Wasserhochdruckpumpe oder eine Hydraulikölhochdruckpumpe oder einen Hochdruckkompressor zum Laden der Hochdruckspeicher und eine Anlage eines Speicherkraftwerk- Systems.

[0002] Gemäß dem Arbeitsprinzip einer derartigen Arbeitsmaschine wird ein Fluid in ein oder mehrere Hochdruckspeicher gepresst. Wenn das Fluid in den ersten Speicherraum mit Fluid und dann in den zweiten Speicherraum mit Fluid transportiert wird, kann die Turbine und Generator Strom erzeugen. Derartige Arbeitsmaschinen offenbaren die DE102004047290 A1 bzw. die AT521093 A1.

[0003] Die US 3536929 A offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Speicherkraftwerk-Systems mit einer Arbeitsmaschine umfassend Hochdruckspeicher, eine Turbine und eine mechanische Wasserhochdruckpumpe oder eine Hydraulikölhochdruckpumpe zum Laden der Hochdruck-speicher. Zwischen den Hochdruckspeichern und der Turbine ist je ein Speicherraum angeordnet, der turbinenseitig eines Kolbens mit einem Fluid ausgestattet ist. Ebenso offenbart die US 3536929 A eine Anlage mit einer Arbeitsmaschine umfassend Hochdruckspeicher, eine Turbine und eine mechanische Wasserhochdruckpumpe oder eine Hydraulikölhochdruckpumpe zum Laden der Hochdruckspeicher. Die Dokumente US 4583368 A, DE 102004047290 A1 und AT 521093 A1 zeigen weiteren Stand der Technik.

[0004] Die Arbeitsmaschine das Fluid (A) und Fluid (B) in ein oder mehrere Hochdruckspeicher hineinpresst, sodass die Teleskopdruckzylinder in ersten Speicherraum mit Fluid (C) und dann in den zweiten Speicherraum mit Fluid (C) transportiert wird und die Turbine und Generator Strom erzeugt.

[0005] Die Arbeitsmaschine das Fluid (A) und Fluid (B) in ein oder mehrere Hochdruckspeicher hineinpresst, sodass die Gasdruckteleskopfedern in ersten Speicherraum mit Fluid (C) und dann in den zweiten Speicherraum mit Fluid (C) transportiert wird und die Turbine und Generator Strom erzeugt.

[0006] Die Kraft besteht aus mechanischen Federn, sodass der erste Speicherraum mit Fluid (C) und dann in den zweiten Speicherraum mit Fluid (C) transportiert wird und die Turbine und Generator Strom erzeugt.

[0007] Stand der Technik

[0008] Aus der WO 2015043747 (A 1) (D2) ist ein Verfahren zur Energiespeicherung mit konstantem Turbinenwasserdruck bekannt, bei der ein flüssiges Medium z. B. Wasser in einen druckfesten luftdichten Hohlraum eines Druckbehälters gepumpt wird, wobei ein steigender Medium Spiegel kolbenartig das im Druckbehälter befindliche Gas komprimiert und dieses über eine Verbindungsleitung in einen Druckgasbehälter presst und mit einem Sperrventil abschließt, sodass die Energie im Druck Gas gespeichert wird. Zur Energiegewinnung wird das Gas entspannt und die Flüssigkeit über eine Turbine in einen Hohlraum ausgetrieben, aus dem die Flüssigkeit wieder in den Druckbehälter immer wieder gepumpt wird. Das Gas und Flüssigkeit können jedoch teilweise vermischt werden und die Turbine beschädigen.

[0009] Aus der DE 102011106040 (A1) (D1) ist ein Speicherkraftwerkt bekannt, dass mindestens zwei Speicher umfasst, von denen der eine gasdicht ausgebildet ist. Das Fluid wie Wasser mit Wasserpumpe wird in den ersten Speicherraum gebracht und das Gas zusammengedrückt. Zum Zurückgewinnen der Energie wird das Fluid unter Expansion des Gases in den zweiten Speicher zurückgeleitet und die Energie über Turbine mit Generator entnommen und dann musst das Wasser mit Wasserpumpe hineingepumpt werden.

[0010] Aus der DE 102013113252 A1 ist ein Speicherkraftwerkt bekannt, dass zwei Speicherräume umfasst, die mit Kraft- oder Arbeitsmaschine das Fluid wie Gas und Flüssigkeit mit zwei Arbeitskammern mit Speichermedium und Arbeitsmedium, sodass die erste oder zweite Arbeits-

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kammer mit den Kolben zwischen Gas und Flüssigkeit hin und her bewegt wird. Das Gas wird mit Druck in die Flüssigkeit zur Turbine gebracht und der Generator erzeugt Strom. Die Flüssigkeit wird von ersten Speicherraum in den zweiten Speicherraum transportiert, dass geschieht so lange bis das Gas entleert wird und dann muss das Gas mit Kompressor in den Speicherraum hineingepumpt werden. Da die Speicherräume keinen Kolben aufweisen, werden das Gas und die Flüssigkeit teilweise vermischt und dadurch wird die Turbine beschädigt.

[0011] Aufgabe

[0012] Aufgabe und Ziel ist es zur vorliegenden Erfindung ein Speicherkraftwerk-System zu entwickeln, dass durch ein oder mehrere Speicherkraftwerke in Städten oder Industrien Strom erzeugt. Ebenso für PKW, LKW etc. Strom jederzeit verfügbar ist und kann mit Ladestationen in die Batterien aufgeladen werden. Oder durch Elektrolyse wird der Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt und mit Brennstoffzelle für PKW, LKW etc. betrieben. Ebenso Industrien wo Wasserstoff oder Sauerstoff verwendet werden. Die Herstellungskosten und die Betriebskosten in Bezug auf Kilowattleistung sind sehr gering.

[0013] Lösung der Aufgabe

[0014] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

[0015] Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Kraft vorzugsweise aus mechanischen Hochdruckpumpen oder aus mechanischen Hochdruckkompressoren bestehen und das Fluid (A) wie z.B. komprimierte Wasser oder Hydrauliköl oder Gas bestehen kann. Das Fluid (B) besteht aus z.B. komprimierten Stickstoff. Ein oder mehrere Hochdruckspeicher mit Fluid (A) und Fluid (B) bestehen aus Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder MetallWellrohrkompensatoren oder Linsenkompensatoren oder Edelstahlfolie und Aramid-Kevlar- Carbon-Gewebe Kompensatoren.

[0016] Die Hochdruckpumpe oder Hochdruckkompressor mit komprimiertem Wasser oder Hydrauliköl oder Gas in ein oder mehrere Hochdruckspeicher mit Fluid (A) ca.500bar hineingepresst wird und das Fluid (B) ca.20bar komprimierte Stickstoff zusammengedrückt wird. Wenn der Hochdruckspeicher mit Fluid (A) ca.500bar entleert wird und dadurch das Fluid (B) ca.20bar auseinander gedrückt wird, kann direkt in den ersten Zylinder mit den Kolben mit Kolbenringen und Dichtungen das Fluid (C) vorzugsweise komprimiertes Wasser ca. 350bar gleich zur Turbine hingeführt und der Generator erzeugt Strom und dann in den zweiten Zylinder transportiert wird. In den zweiten Zylinder presst ein oder mehrere Hochdruckspeicher mit Fluid (A) ca. 500bar und Fluid (B) ca. 20bar hinein und das komprimierte Wasser (C) ca. 350bar zur Turbine hingeführt und der Generator erzeugt Strom und dann in den ersten Zylinder wieder transportiert wird.

[0017] Das Fluid (C) bezieht vorzugsweise Wasser aus Flüssen, Seen oder Meere und kann gegebenenfalls mit LKW-Tank gebracht werden, wenn die Speicherkraftwerke im Landesinneren gebaut werden.

[0018] Der Stickstoff ist nicht brennbar, das Hydrauliköl ist schwer entflammbar. Damit das Wasser nicht gefriert, wird ein Frostschutzmittel zugeführt.

[0019] Die Zylinder bestehen aus Stahlzylinder oder Edel-Stahlzylinder und werden mit Stahlträger längs, quer und diagonal ausgesteift oder mit Stahlbeton ummantelt.

[0020] Der Kolben vom Stahlzylinder oder Edel-Stahlzylinder besteht aus Aluminium oder Kunststoff. Die Kolbenringe bestehen aus Aluminium oder Kunststoff und die Lippendichtung besteht aus EPDM- oder PTFE.

[0021] Die Montage der Anlage ist sowohl unter Tags oder Nacht oder beides zusammen möglich.

[0022] Zwischen Hochdruckspeicher und Zylinder sind ein oder mehrere Rohrleitungen mit Hochdruckventilen vorhanden. Um den Druckausgleich zwischen Hochdruckspeicher und Zylinder ist ein Wasser- oder Hydraulik- oder Gasdruck-Drosselventil angebracht, sodass die Turbine gleich-

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mäßig läuft.

[0023] Eine andere Methode ist, dass die Hochdruckpumpe direkt in den Hochdruckspeicher (A) z.B. komprimiertes Hydrauliköl hineinpresst ca. 500bar und das Fluid (B) z.B. komprimierten Stickstoff ca.20bar zusammengedrückt wird. Der Hochdruckspeicher mit Fluid (A) und Fluid (B) können aus Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder Linsen- oder Wellrohr- oder Edelstahlfolie mit Aramid,- Kevlar,- Carbon,-Gewebe Kompensatoren bestehen. Durch eine Anzahl von Teleskopdruckzylinder und zwischen eine oder mehrere Plattformen übereinander angeordnet sind, kann eine Anzahl von Teleskopdruckzylinder in den ersten Zylinder mit den Kolben und Kolbenringen und Dichtungen das Fluid (C) z.B. komprimiertes Wasser gepresst und die Rohrleitung zur Turbine hingeführt und der Generator erzeugt Strom und dann wird das Wasser in zweiten Zylinder transportiert. Durch eine Anzahl von Teleskopdruckzylinder in den zweiten Zylinder mit den Kolben und Kolbenringen und Dichtungen das Fluid (C) z.B. komprimiertes Wasser mit hohem Druck gepresst und die Rohrleitung zur Turbine hingeführt und der Generator erzeugt Strom und dann in den ersten Zylinder wieder zurück gepresst wird. Wenn das Wasser mit hohem Druck entleert wird, werden alle Teleskopdruckzylinder mit Magnetventile offen, sodass komprimiertes Hydrauliköl in den Hochdruckspeicher mit Fluid (A) zurück gepresst wird und das Fluid (B) Stickstoff zusammengedrückt wird.

[0024] Der Hochdruckspeicher und die Teleskopdruckzylinder sind miteinander verbunden, das heißt mehren Stahlleitungen oder mehrere Hochdruckschläuche oder Teleskopleitungen können angedockt werden.

[0025] Eine andere Methode ist, dass die Anzahl von z.B. 80CrV2 zylindrische Hochdruckfeder mit Hülse und Dorn, sowie ein oder mehreren Plattformen übereinander angeordnet sind, wird in den ersten Zylinder den Kolben mit Kolbenringen und Dichtungen das Fluid (C) komprimiertes Wasser (ca.200bar) in die Rohrleitung zur Turbine hingeführt und der Generator erzeugt Strom und dann wird das Wasser in zweiten Zylinder transportiert und die Hochdruckfeder beginnt das Wasser in die Turbine zur treiben und dann in die Rohrleitung zum ersten Zylinder transportiert.

[0026] Eine andere Methode ist, dass der Hochdruckkompressor mit Fluid (A) komprimiertes Gas hineinpresst ca.500bar und das Fluid (B) komprimierten Stickstoff zusammendrückt. Der Hochdruckspeicher mit Fluid (A) und Fluid (B) können aus Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder Linsen- oder Wellrohr- oder Edelstahlfolie und Aramid,- Kevlar,- Carbon,-Gewebe Kompensatoren bestehen. Durch eine Anzahl von Teleskopdruckfedern, die mit einer oder mehreren Plattformen übereinander angeordnet sind, wird der erste Zylinder den Kolben mit Kolbenringen und Dichtungen das Fluid (C) z.B. komprimiertes Wasser ca. 350bar mit hohem Druck in die Rohrleitung zur Turbine hingeführt und der Generator erzeugt Strom und dann wird das Wasser in zweiten Zylinder transportiert. Anzahl von Teleskopdruckfedern, die mit einer oder mehreren Plattformen übereinander angeordnet sind, wird der zweite Zylinder den Kolben mit Kolbenringen und Dichtungen das Fluid (C) komprimiertes Wasser ca. 350bar mit hohem Druck in die Rohrleitung zur Turbine hingeführt und der Generator erzeugt Strom und dann in den ersten Zylinder zurück gepresst. Wenn das Wasser im hohen Druck entleert wird, werden alle Teleskopdruckfedern mit Magnetventile offen, sodass das Fluid (A) in den Hochdruckspeicher zurück gepresst wird und das Fluid (B) zusammengedrückt wird.

[0027] Der Hochdruckspeicher und die Teleskopdruckfedern sind miteinander verbunden, das heißt mehrere Stahlleitungen oder mehrere Hochdruckschläuche oder Teleskopleitungen können angedockt werden.

[0028] Zwischen ersten Zylinder und zweiten Zylinder ist eine Rohrleitung mit integrierten Turbinen und einem Generator innen angebracht, bzw. ein oder zwei Generatoren außerhalb, jedoch in Längsachse der Rohrleitung. Das Fluid (C) wie z.B. komprimiertes Wasser wird die Turbinen mit mehreren Laufschaufeln und Leitblatt-System betrieben und der Generator erzeugt Strom. Der Wasserdruck ist ca.100 bis 400bar. Der Durchmesser zwischen integrierten Turbinen und einem Generator ist größer als der Durchmesser der Rohrleitung.

[0029] Oder zwischen ersten Zylinder und zweiten Zylinder ist eine Rohrleitung angebracht und

wird mit Pelton-Turbine oder Francis-Turbine betrieben. Der Wasserdruck ist ca. 50 bis 150 bar.

[0030] Die für die Überdrucksicherung, Ladung und Entladung des Hochdruckspeichers und Zylinder erforderlichen Komponenten, sowie die Wassermengen-Regulierung für die Drehzahl- und Leistungsregulierung der Turbine mittels Ventile und sämtliche Steuer- und Überwachungsorgane sind Rechner- und Prozess gesteuert. Die Überdruck-Sicherung wird von mindestens zwei unabhängigen Systemen sichergestellt. Mit einem Notschalter kann im Hochdruckspeicher (A und B) oder Zylinder mit Fluid (C) mit einem Ventil sofort entleert und die Anlage in kurzer Zeit drucklos gemacht werden.

[0031] Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand von Zeichnungen näher erläutert.

[0032] Es zeigt:

[0033] Fig. 1 Wasserhochdruckpumpe, Hydraulikölhochdruckpumpe, Hochdruckkompressor

[0034] Erster Zylinder 1 der mit Wasserhochdruckpumpe 4 das komprimierte Wasser 9 ca. 350bar und Ventile 14 offen und durch Rückschlagventile 7 offen, sodass der Kolben 2 mit Kolbenringen 3 und mit Dichtung 3.1 nach oben bewegt wird und die Luft durch Ventile 12 hinausgepresst, dann wird das Rückschlagventil 7 und Ventil 14 wieder geschlossen. Der zweite Zylinder 1.1 ebenfalls mit Ventil 12 offen wird die Luft hinausgepresst.

[0035] a) Wasserhochdruckpumpe 4 oder Hydraulikölhochdruckpumpe 4.1 oder Hochdruckkompressor 4.2 presst in ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 mit Fluid (A) ca. 500bar komprimiertes Wasser oder Hydrauliköl oder Gas und Fluid (B) komprimierten Stickstoff ca.20bar mit z.B. aus Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder Metall-Linsenkompensatoren oder Wellrohrkompensatoren oder Edelstahlfolie und Aramid- Kevlar- Carbon-Gewebe Kompensatoren hinein, sodass die Rohrleitung 8 mit Magnetventile 12 offen in den ersten Zylinder 1 mit Kolben 2 und Kolbenringe 3 und Dichtung 3.1 das Fluid A hineingepresst wird und die Rohrleitung 8.1 mit Absperrventile 15 offen die eingestellten Drosselventile 13 offen und treibt dadurch das Fluid (C) komprimiertes Wasser 9 zur Turbine 10 hin und der Generator 11 erzeugt dadurch Strom und dann in zweiten Zylinder 1.1 wo das komprimierte Wasser 9 den Kolben 2 nach oben treibt.

[0036] b) Wasserhochdruckpumpe 4 oder Hydraulikölhochdruckpumpe 4.1 oder Hochdruckkompressor 4.2 presst in ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 mit Fluid (A) ca. 500bar komprimierte Wasser und Fluid (B) komprimierte Stickstoff ca.20bar mit z.B. aus Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder Metall-Linsenkompensatoren oder Wellrohrkompensatoren oder Edelstahlfolie und Aramid-Kevlar- Carbon-Gewebe Kompensatoren hinein, sodass die Rohrleitung 8 mit Magnetventile 12 offen in den zweiten Zylinder 1.1 mit Kolben 2 und Kolbenringe 3 und Dichtung 3.1 das Fluid A hineingepresst wird und die Rohrleitung 8.1 mit Absperrventile 15 offen, die eingestellten Drosselventile 13 offen und treibt dadurch das Fluid C komprimierte Wasser 9 zur Turbine 10 hin und der Generator 11 erzeugt Strom und dann in ersten Zylinder 1, wo das komprimierte Wasser 9 den Kolben 2 nach oben treibt. Der Verfahrensablauf wird wieder von vorne begonnen.

[0037] Wenn zwischen Fluid A bzw. Fluid C ein Druckausgleich besteht, wird das Fluid A bzw. das Fluid C hineingepumpt, wobei der Druck mit Fluid A höher ist als das Fluid C, Zeitraum ca. 12 Jahre.

[0038] Zudem kann ein erster Zylinder 1 der mit Hochdruckwasserpumpe 4 das komprimierte Wasser 9 ca. 350bar und Magnetventile 14 offen und durch Rückschlagventile 7 offen, sodass der Kolben 2 mit Kolbenringe 3 und mit Dichtung 3.1 nach oben bewegt wird und die Luft durch Ventile 12 hinausgepresst, dann wird das Rückschlagventil 7 und Magnetventil 14 wieder geschlossen. Der zweite Zylinder 1.1 ebenfalls mit Ventile 12 offen wird die Luft hinausgepresst.

[0039] a) Hydraulikölhochdruckpumpe 4.1 presst in ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 das Fluid (A) komprimierte Hydrauliköl ca. 500bar und das Fluid (B) wie komprimierten Stickstoff ca. 20bar in den Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder Metall-Linsenkompensatoren oder Wellrohrkompensatoren oder Edelstahlfolie und Aramid,- Kevlar,- Carbon-Gewebe Kompensatoren

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hinein. Die Rohrleitung 8 und mehrere Hochdruckschläuche 8.2 oder Teleskopleitungen 8.3 wird zwischen Hochdruckspeicher 5 und Teleskopdruckzylindern 16 angebracht. Ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 das Fluid (A) und das Fluid (B) und Anzahl von Teleskopdruckzylindern 16 und mehrere Plattformen 17 übereinander angeordnet sind, wird in den ersten Zylinder 1 mit Absperrventil 15 offen in den Kolben 2 und Kolbenringen 3 und Dichtungen 3.1 das Fluid (C) komprimierte Wasser 9 ca. 350bar hineingepresst. Das komprimierte Wasser 9 wird durch eingestellte Drosselventile 13 offen in die Rohrleitung 8.1 zur Turbine 10 hingeleitet und der Generator 11 erzeugt dadurch Strom und dann in den zweiten Zylinder 1.1 transportiert. Ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 mit Fluid (A) und Fluid (B) werden zusammengedrückt und mehrere Teleskopdruckzylindern 16 werden zusammengedrückt und dadurch entleert.

[0040] b) Hydraulikölhochdruckpumpe 4.1 presst in ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 das Fluid (A) komprimierte Hydrauliköl ca. 500bar und das Fluid (B) wie komprimierten Stickstoff ca. 20bar in den Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder Metall-Linsenkompensatoren oder Wellrohrkompensatoren oder Edelstahlfolie und Aramid,- Kevlar,- Carbon-Gewebe Kompensatoren hinein. Die Rohrleitung 8 und mehrere Hochdruckschläuche 8.2 oder Teleskopleitungen 8.3 wird zwischen Hochdruckspeicher 5 und Teleskopdruckzylindern 16 angebracht. Ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 das Fluid (A) und das Fluid (B) und Anzahl von Teleskopdruckzylindern 16 und mehrere Plattformen 17 übereinander angeordnet sind, wird in den zweiten Zylinder 1.1 mit Absperrventil 15 offen in den Kolben 2 und Kolbenringe 3 und Dichtungen 3.1 das Fluid (C) komprimierte Wasser 9 ca. 350bar hineingepresst. Das komprimierte Wasser 9 wird durch eingestelltes Drosselventil 13 offen in die Rohrleitung 8.1 zur Turbine 10 hingeleitet und der Generator 11 erzeugt dadurch Strom und dann in den ersten Zylinder 1 transportiert. Ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 wird das Fluid (A) und Fluid (B) zusammengedrückt und mehrere Teleskopdruckzylinder 16 werden zusammengedrückt und dadurch entleert. Der Verfahrensablauf wird wieder von vorne begonnen.

[0041] Darüber hinaus kann der erste Zylinder 1 mit Wasserhochdruckpumpe 4 das komprimierte Wasser 9 ca.200bar durch Magnetventil 14 offen und mit Rückschlagventil 7 offen, sodass der Kolben 2 mit Kolbenringe 3 und mit Dichtung 3.1 nach oben bewegt wird und die Luft durch Ventile 12 hinausgepresst, dann wird das Rückschlagventil 7 und Magnetventil 14 wieder geschlossen. Der zweite Zylinder 1.1 ebenfalls mit Ventil 12 offen wird die Luft hinausgepresst.

[0042] a) Große Anzahl von z.B. 80CrV2 zylindrische Hochdruckfeder 18 mit Hülse 18.1 und Dorn 18.2, sowie ein oder mehrere Plattformen 17 übereinander angeordnet sind, wird in den ersten Zylinder 1 den Kolben 2 mit Kolbenringe 3 und Dichtungen 3.1 das Fluid (C) leicht komprimierte Wasser 9 ca.200bar mit Absperrventil 15 offen und mit hohem Druck und durch Drosselventil 13 offen durch eine Rohrleitung 8.1 zur Turbine 10 hingeführt und der Generator 11 erzeugt Strom und dann wird das Fluid (C) leicht komprimierte Wasser 9 in zweiten Zylinder 1.1 transportiert.

[0043] a) Große Anzahl von z.B. 80CrV2 zylindrische Hochdruckfeder 18 mit Hülse 18.1 und Dorn 18.2, sowie ein oder mehrere Plattformen 17 übereinander angeordnet sind, wird in den zweiten Zylinder 1.1 den Kolben 2 mit Kolbenringe 3 und Dichtungen 3.1 das Fluid (C) leicht komprimierte Wasser 9 ca. 200bar mit Absperrventil 15 offen und mit hohem Druck und durch Drosselventile 13 offen durch eine Rohrleitung 8.1 zur Turbine 10 hingeführt und der Generator 11 erzeugt Strom und dann wird das Fluid (C) komprimierte Wasser 9 in ersten Zylinder 1 transportiert. Der Verfahrensablauf wird wieder von vorne begonnen.

[0044] Zudem kann der erste Zylinder 1 der mit Wasserhochdruckpumpe 4 das komprimierte Wasser 9 ca. 350bar und durch Magnetventil 14 offen und durch Rückschlagventil 7 offen fördern, sodass der Kolben 2 mit Kolbenringe 3 und mit Dichtung 3.1 nach oben bewegt wird und die Luft durch Ventil 12 hinausgepresst, dann wird das Rückschlagventil 7 und Magnetventil 14 wieder geschlossen. Der zweite Zylinder 1.1 ebenfalls mit Ventil 12 offen wird die Luft hinausgepresst.

[0045] a) ein Hochdruckkompressor 4.2 presst ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 das Fluid (A) stark komprimiertes Gas ca. 500bar und das Fluid (B) wie komprimierten Stickstoff ca. 20bar in den Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder Metall-Linsenkompensatoren oder Wellrohr-

kompensatoren oder Edelstahlfolie und Aramid,- Kevlar,- Carbon-Gewebe Kompensatoren hinein. Die Rohrleitung 8 und mehrere Hochdruckschläuche 8.2 oder Teleskopleitungen 8.3 wird zwischen Hochdruckspeicher 5 und Teleskopgasdruckfedern 19 angebracht. Ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 das Fluid (A) und das Fluid (B) und Anzahl von Teleskopgasdruckfedern 19 und mehrere Plattformen 17 übereinander angeordnet sind, wird in den ersten Zylinder 1 mit den Kolben 2 mit Kolbenringe 3 und Dichtungen 3.1 das Fluid (C) komprimiertes Wasser 9 ca.350bar gepresst und mit Absperrventil 15 offen und Drosselventil 13 offen in die Rohrleitung 8.1 zur Turbine 10 hingeführt und der Generator 11 erzeugt Strom und dann wird das Wasser 9 in zweiten Zylinder 1.1 transportiert. Der Hochdruckspeicher 5 mit Fluid (A) und Fluid (B) wird zusammengedrückt und mehrere Teleskopgasdruckfedern 19 werden zusammengedrückt und dadurch entleert.

[0046] b) ein Hochdruckkompressor 4.2 presst ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 das Fluid (A) komprimiertes Gas ca. 500bar und das Fluid (B) wie komprimierten Stickstoff ca. 20bar in den Blasenspeicher oder Kolbenspeicher oder Metall-Linsenkompensatoren oder Wellrohrkompensatoren oder Edelstahlfolie und Aramid-Kevlar- Carbon-Gewebe Kompensatoren hinein. Die Rohrleitung 8 und mehrere Hochdruckschläuche 8.2 oder Teleskopleitungen 8.3 wird zwischen Hochdruckspeicher 5 und Teleskopgasdruckfedern 19 angebracht. Ein oder mehrere Hochdruckspeicher 5 das Fluid (A) und das Fluid (B) und Anzahl von Teleskopgasdruckfedern 19 und mehrere Plattformen 17 übereinander angeordnet sind, wird in den zweiten Zylinder 1.1 mit den Kolben 2 mit Kolbenringe 3 und Dichtungen 3.1 das Fluid (C) komprimiertes Wasser 9 ca.350bar gepresst und mit Absperrventil 15 offen und Drosselventil 13 offen in die Rohrleitung 8.1 zur Turbine 10 hingeführt und der Generator 11 erzeugt Strom und dann wird das Wasser 9 in ersten Zylinder 1 transportiert. Der Hochdruckspeicher 5 mit Fluid (A) und Fluid (B) wird zusammengedrückt und mehrere Teleskopgasdruckfedern 19 werden zusammengedrückt und dadurch entleert. Der Verfahrensablauf wird wieder von vorne begonnen.

Claims (20)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betrieb eines Speicherkraftwerk- Systems (20) mit einer Arbeitsmaschine umfassend Hochdruckspeicher, eine Turbine (10) und eine mechanische Wasserhochdruckpumpe (4) oder eine Hydraulikölhochdruckpumpe (4.1) oder einen Hochdruckkompressor (4.2) zum Laden der Hochdruckspeicher, wobei zwischen den Hochdruckspeichern und der Turbine (10) je ein Speicherraum, insbesondere ein Zylinder (1), angeordnet ist, der turbinenseitig eines Kolbens mit einem Fluid (C) ausgestattet ist, das mit der mechanischen Wasserhochdruckpumpe (4) oder der Hydraulikölhochdruckpumpe (4.1) oder dem Hochdruckkompressor (4.2) in den Zylinder gepresst wird, wobei eine Anzahl von Hochdruckspeichern jedem Zylinder zugeordnet ist, die den Kolben zum Betreiben der Turbine betätigt, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Hochdruckspeicher (5) und (5.1) mit Fluid A, und mit Fluid B aus Blasenspeicher (6) oder mit Kolbenspeicher (6.1) oder mit MetallWellrohr Kompensatoren (6.2) oder mit Metall-Linsen Kompensatoren (6.3) oder mit zwei oder mehrere Edelstahlfolie mit Aramid,- oder Kevlar,- oder Carbon,- Gewebe Kompensatoren (6.4) bestehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in ein oder mehrere Hochdruckspeicher (5) und (5.1) das Fluid B, wie z.B. komprimierter Stickstoff (4.32) integriert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid C vorzugsweise aus komprimiertem Wasser (9) mit Wasserhochdruckpumpe (4) nur in den ersten Speicherraum transportiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Fluid A aus einem oder mehreren Hochdruckspeicher(n) (5) und (5.1) über eine Rohrleitung (8) in die Speicherräume transportiert wird und dass zwischen Speicherräume und Turbine (10) eine Rohrleitung (8.1) besteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherräume aus Zylinder (1) und Zylinder (1.1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) bestehen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherkraftwerk (20) das Fluid C mit Wasserhochdruckpumpe (4) und mit Magnetventil (14) offen und Rückschlagventil (7) offen, sodass komprimiertes Wasser (9) in den ersten Zylinder (1) hineingepresst wird und die Luft entweicht und dann, wie folgt:

a) Fluid B wie komprimierter Stickstoff (4.32) im Hochdruckspeicher (5) wird entspannt und Fluid A wie komprimiertes Wasser (4.01) oder komprimiertes Hydrauliköl (4.11) oder komprimiertes Gas (4.21) in den ersten Zylinder (1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) hineingepresst wird und das Fluid C wie komprimiertes Wasser (9) mit hohem Druck in die erste Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und mit hohem Druck in die zweite Rohrleitung (8.1) in den zweiten Zylinder (1.1) transportiert,

b) in einem weiteren Verfahrensschritt wird der Kolben (2) im ersten Zylinder (1) das Fluid A und Fluid B im Hochdruckspeicher (5) verdichten,

c) in einem weiteren Verfahrensschritt wird Fluid B wie komprimierter Stickstoff (4.32) im Hochdruckspeicher (5.1) entspannt und das Fluid A wie komprimiertes Wasser (4.01) oder komprimiertes Hydrauliköl (4.11) oder komprimiertes Gas (4.21) in den zweiten Zylinder (1.1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) hineingepresst und dann wird das Fluid C wie komprimiertes Wasser (9) mit hohem Druck in die zweite Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und mit hohem Druck in die erste Rohrleitung (8.1)und in den ersten Zylinder (1) transportiert und dadurch dass das Fluid C in den Hochdruckspeicher (5) mit Fluid A und B zusammengedrückt wird.

d) In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Kolben (2) im zweiten Zylinder (1.1) das Fluid A und Fluid B im Hochdruckspeicher (5.1) verdichten.

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e) In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Verfahrensablauf wieder von vorne mit dem Merkmal a) begonnen.

f) wenn wenigstens ein vorbestimmtes Abbruch- Kriterium erfüllt ist, wird der Verfahrensablauf angehalten oder beendet.

g) wenn zwischen ersten Zylinder (1) und zweiten Zylinder (1.1) mit Fluid C und der Hochdruckspeicher (5 und 5.1) mit Fluid A und B ein Druckausgleich vorhanden ist (Zeitraum ca.1-2 Jahre), wird das Magnetventil (12 und 14) offen, sodass die Wasserhochdruckpumpe (4) oder Hydraulikölhochdruckpumpe (4.1) oder Hochdruckkompressor (4.2) den Zylinder 1 und Zylinder 1.1 und oder Hochdruckspeicher 5 und Hochdruckspeicher 5.1 auffüllt,

h) wenn zwischen Fluid A bzw. Fluid C ein Druckausgleich besteht, wird das Fluid A bzw. Fluid C hineingepumpt oder hineingepresst, wobei der Druck mit Fluid A höher ist als das Fluid C.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikölhochdruckpumpe (4.1) Fluid A wie komprimiertes Hydrauliköl (4.11) in den Hochdruckspeicher (5) hineinpresst und das Fluid B komprimiert Stickstoff (4.32) zusammengedrückt wird und eine große Anzahl von Teleskopdruckzylindern (16) auseinander gedrückt wird und ein oder mehrere Plattformen (17) übereinander angeordnet sind, wird in den ersten Zylinder (1) Fluid A und B aus dem Hochdruckspeicher (5) hineingepresst und das Fluid C wie das komprimierte Wasser (9) mit hohem Druck in die Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann wird das Wasser (9) im zweiten Zylinder (1.1) transportiert und dann wird der Hochdruckspeicher (5.1) mit Fluid A und B und durch große Anzahl von Teleskopdruckzylindern (16) und ein oder mehrere Plattformen (17) übereinander angeordnet sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckspeicher (5) und (5.1) und die Teleskopdruckzylinder (16) miteinander verbunden werden, wobei vorzugsweise mehrere Stahlleitungen (8.2) oder mehrere Hochdruckschläuche (8.3) oder Teleskopleitungen (8.4) angedockt werden.

9. Verfahren der Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Speicherkraftwerke (20) das Fluid C mit Wasserhochdruckpumpe (4) mit Magnetventil (14) offen und Rückschlagventil (7) offen, das komprimierte Wasser (9) in den ersten Zylinder (1) hineinpresst und die Luft entweicht und dann, wie folgt:

a) wenn Fluid A wie komprimiertes Hydrauliköl (4.11) und Fluid B komprimierter Stickstoff (4.32) aus dem Hochdruckspeicher (5) in den ersten Zylinder (1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) hineingepresst wird, wird das Wasser (9) mit hohem Druck in die erste Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann in die zweite Rohrleitung (8.1) in den zweiten Zylinder (1.1) transportiert.

b) in einem weiteren Verfahrensschritt wird der Zylinder (1) mit den Kolben (2) heruntergefahren und dadurch eine große Anzahl von Teleskopdruckzylindern (16) mit dem Fluid A zusammengedrückt, womit das Fluid A und B in den Hochdruckspeicher (5) zurückgeführt wird.

c) In einem weiteren Verfahrensschritt wird Fluid A und B aus dem Hochdruckspeicher (5.1) in den zweiten Zylinder (1.1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) hineingepresst und dann wird das Wasser (9) mit hohem Druck in die zweite Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann in die ersten Rohrleitung (8.1) in den ersten Zylinder (1) transportiert.

d) In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Kolben (2) im Zylinder (1.1) heruntergefahren und dadurch eine große Anzahl von Teleskopdruckzylindern (16) mit den Fluid A zusammengedrückt, wobei vorzugsweise das Fluid A und B in den Hochdruckspeicher (5) zurückgeführt werden.

e) In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Verfahrensablauf wieder von vorne mit dem Merkmal a) begonnen.

f) wenn wenigstens ein vorbestimmter Abbruch- Kriterium erfüllt ist, wird der Verfahrensablauf angehalten oder beendet.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft aus großer Anzahl von zylindrischen Hochdruckfedern (18) mit Hülse (18.1) und Dorn (18.2) auseinander gedrückt wird, sowie ein oder mehreren Plattformen (17) übereinander angeordnet sind, wird in den ersten Zylinder (1) das Fluid C wie komprimiertes Wasser (9) in die Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann wird komprimiertes Wasser (9) in den zweiten Zylinder (1.1) transportiert und große Anzahl von Hochdruckfedern (18) mit Hülse (18.1) und Dorn (18.2) auseinander gedrückt wird und das komprimierte Wasser (9) in die Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann in die Rohrleitung (8.1) in den ersten Zylinder (1) zu transportieren.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherkraftwerk (20) das Fluid C wie komprimiertes Wasser (9) mit Magnetventil (14) offen und Rückschlagventil (7) offen, sodass das komprimierte Wasser (9) in den ersten Zylinder (1) hineingepresst wird und die Luft entweicht und dann wie folgt:

a) Anzahl von zylindrischen Hochdruckfedern (18), sowie ein oder mehrere Plattformen (17) übereinander angeordnet sind, drückt das komprimierte Wasser (9) in den ersten Zylinder (1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) mit hohem Druck in die Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hin und der Generator (11) erzeugt Strom und dann wird das komprimierte Wasser (9) in zweiten Zylinder (1.1) transportiert

b) in einem weiteren Verfahrensschritt wird die Anzahl von zylindrischen Hochdruckfedern (18) zusammengedrückt und ein Ausgangspunkt wieder hergestellt

c) In einem weiteren Verfahrensschritt drückt die Anzahl von zylindrischen Hochdruckfedern (18), sowie ein oder mehrere Plattformen (17) übereinander angeordnet sind, das komprimierte Wasser (9) in den zweiten Zylinder (1.1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) mit hohem Druck in die Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hin und der Generator (11) erzeugt Strom und dann wird das komprimierte Wasser (9) in den ersten Zylinder (1) transportiert

d) wenn wenigstens ein vorbestimmtes Abbruch- Kriterium erfüllt ist, wird der Verfahrensablauf angehalten oder beendet.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckkompressor (4.2) das Fluid A wie komprimiertes Gas (4.21) in den Hochdruckspeicher (5) und (5.1) hineinpresst und das Fluid B wie komprimierter Stickstoff (4.32) zusammengedrückt wird und durch große Anzahl von Teleskop-Gasdruckfedern (19) auseinander gedrückt wird und ein oder mehrere Plattformen (17) übereinander angeordnet sind, wird in den ersten Zylinder (1) das Fluid A und B hineingepresst und das Fluid C komprimiertes Wasser (9) mit hohem Druck in die Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann wird das Wasser (9) im zweiten Zylinder (1.1) transportiert und durch Hochdruckspeicher (5.1) mit Fluid A und B und durch große Anzahl von Teleskop-Gasdruckfeder (19) auseinander gedrückt wird und ein oder mehrere Plattformen (17) übereinander angeordnet sind, wird das komprimierte Wasser (9) mit hohem Druck in die Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann in die Rohrleitung (8.1) in den ersten Zylinder (1) zu transportieren.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherkraftwerk (20) das Fluid C mit Wasserhochdruckpumpe (4) mit Magnetventil (14) offen und Rückschlagventil (7) offen, das komprimierte Wasser (9) in den ersten Zylinder (1) hineinpresst und die Luft entweicht und dann, wie folgt:

a) ein oder mehrere Hochdruckspeicher (5) mit den Fluid A und B in den ersten Zylinder (1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) hineingepresst wird und das komprimierte Wasser (9) mit hohem Druck in die erste Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann in die zweite Rohrleitung (8.1) in die zweiten Zylinder (1.1) transportiert

b) in einem weiteren Verfahrensschritt wird der Kolben (2) im Zylinder (1) heruntergefahren und eine große Anzahl von Teleskop-Gasdruckfeder (19) mit den Fluid A zusammengedrückt und dadurch das Fluid A und B in den Hochdruckspeicher (5) zurückgeführt.

c) In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Hochdruckspeicher (5.1) das Fluid A und B in den zweiten Zylinder (1.1) mit Kolben (2) und Kolbenringen (3) und Lippen Dichtung (3.1) hineingepresst und dann wird das komprimierte Wasser (9) mit hohem Druck in die zweite Rohrleitung (8.1) zur Turbine (10) hingeführt und der Generator (11) erzeugt Strom und dann in die erste Rohrleitung (8.1) in den ersten Zylinder (1) transportiert

d) In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Kolben (2) im Zylinder (1.1) heruntergefahren und eine große Anzahl von Teleskop-Gasdruckfeder (19) mit den Fluid A zusammengedrückt und dadurch das Fluid A und Fluid B in den Hochdruckspeicher (5.1) zurückgeführt.

e) In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Verfahrensablauf wieder von vorne mit dem Merkmal a) begonnen.

f) wenn wenigstens ein vorbestimmtes Abbruch- Kriterium erfüllt ist, wird der Verfahrensablauf angehalten oder beendet.

14. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einer Arbeitsmaschine umfassend Hochdruckspeicher, eine Turbine (10) und eine mechanische Wasserhochdruckpumpe (4) oder eine Hydraulikölhochdruckpumpe (4.1) oder einen Hochdruckkompressor (4.2) zum Laden der Hochdruckspeicher, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherkraftwerke (20) mit Zylinder (1) und Zylinder (1.1) aus Stahlzylinder mit Innenseite aus PTFE ausgestattet sind oder aus Edel-Stahlzylinder bestehen, und dass der eine oder die mehreren Hochdruckspeicher (5) und (5.1) mit Fluid A und Fluid B aus Blasenspeicher (6) oder Kolbenspeicher (6.1) oder Metall-Wellrohr Kompensatoren (6.2) oder MetallLinsen Kompensatoren (6.3) oder zwei oder mehrere Edelstahlfolie mit Aramid,- oder Kevlar,- oder Carbon,- Gewebe Kompensatoren (6.4) bestehen.

15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) außen aus Aluminium (2.3) besteht und innen aus Hohlraum, der mit Gas gefüllt ist.

16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (2) aus Kunststoff (2.8) besteht und innen aus Hohlraum, der mit Gas gefüllt ist.

17. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Stahlzylinder (1 und 1.1) oder Edel-Stahlzylinder (1 und 1.1) außen aus Stahlträger (1.2) längs und quer und diagonal ausgesteift sind oder Stahlbeton (1.2) ((1.3)) ummantelt sind.

18. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine eine Pelton-Turbine (22) oder Francis-Turbine (22.1) ist.

19. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherkraftwerk (20) mit integrierten Turbinen (23) und einem isolierten Generator (11) innen angebracht ist und das Fluid C durch mehrere Laufschaufeln (23.1) und durch Verdrehung der Leitblatt-Systeme (23.2) mit kleinen elektrischen Stellmotoren (23.3) betrieben wird.

20. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherkraftwerk (20) mit integrierten Turbinen (23) und ein oder zwei Generatoren (11) außerhalb, jedoch in Längsachse der Stahlrohrleitung (8.1) angebracht sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen