[發(fā)明專利]用于能量存儲(chǔ)的裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280066076.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN104040165A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W.利特曼;N.貝姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 納塞伯格能源有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F03B13/06
• 分類號(hào): F03B13/06;F02C6/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 侯宇

本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1所述的抽水蓄能電站、按照權(quán)利要求15所述的發(fā)電站以及按照權(quán)利要求18和28所述的用于能量存儲(chǔ)的方法。

一般而言，本發(fā)明涉及用于由可再生資源產(chǎn)生的能量(如風(fēng)能或者太陽能)的能量存儲(chǔ)領(lǐng)域。因?yàn)檫@些類型的能量產(chǎn)生由于天氣原因而具有不規(guī)律性，所以能量存儲(chǔ)的需求具有越來越重要的意義。除了相對(duì)較耗費(fèi)的電化學(xué)存儲(chǔ)，也已經(jīng)存在存儲(chǔ)為機(jī)械能的建議，例如在所謂的抽水蓄能電站或者壓縮空氣蓄能電站中進(jìn)行。抽水蓄能電站迄今與本地的地理地表?xiàng)l件相關(guān)并且新的項(xiàng)目由于明顯地介入了自然而面臨是否被社會(huì)接受的問題。壓縮空氣蓄能電站由于可安裝在地下空腔中而可以被社會(huì)接受，但迄今具有相對(duì)較低的效率并且因此具有較低能效。因此，抽水蓄能電站迄今只能在具有相應(yīng)高差的地帶實(shí)現(xiàn)。在海拔較低(如德國(guó)北部)的地帶或者在產(chǎn)生了大部分風(fēng)能的開闊海面上，業(yè)已證明使用傳統(tǒng)的抽水蓄能電站是不現(xiàn)實(shí)的。

已經(jīng)存在這樣的建議，如在EP?0?212?692?B1中，在兩個(gè)布置在不同深度的地下存儲(chǔ)空間中進(jìn)行能量存儲(chǔ)。但是這種建議由于以下問題而無法實(shí)現(xiàn)，即在地表以下較大深度處安裝并且運(yùn)行相應(yīng)的泵機(jī)械，以便將所使用的液體從下部存儲(chǔ)空間泵送入上部存儲(chǔ)空間。由布置在地上的泵機(jī)械從設(shè)置得相對(duì)較深的下部存儲(chǔ)空間(例如幾百米或者一千米深)中抽吸液體在技術(shù)上無法實(shí)現(xiàn)。

因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供用于能量存儲(chǔ)的裝置和方法，它們能夠以較小的耗費(fèi)并且因此成本低廉地有效存儲(chǔ)較大量的能量。

該技術(shù)問題通過按照獨(dú)立權(quán)利要求所述的裝置和方法解決。有利地，可以尤其將已經(jīng)存在的地下空腔用作上部和下部存儲(chǔ)空間或者說第一和第二存儲(chǔ)空間，所述空腔例如是巖層中的洞穴或者其它例如已經(jīng)通過采礦而形成的地下空腔。也可以利用地上存儲(chǔ)空間或者現(xiàn)有的能量供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，如天然氣網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明允許多方面地利用現(xiàn)有的地上和地下空腔以及現(xiàn)有的管路網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明尤其適用于短期、中期和/或長(zhǎng)期的能量存儲(chǔ)。

借助本發(fā)明尤其可以滿足本地的能量存儲(chǔ)需求，所述存儲(chǔ)需求考慮并且實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上和生態(tài)上還有社會(huì)上的要求。本發(fā)明可以在實(shí)際中利用當(dāng)今可以買到的技術(shù)部件和設(shè)備實(shí)現(xiàn)。對(duì)于存儲(chǔ)空間，可以利用現(xiàn)有的人造洞穴，它們例如在過去用于存儲(chǔ)天然氣、石油或者其它物質(zhì)，例如可以是天然巖層中的洞穴。這些洞穴能夠以簡(jiǎn)單的方式在大量例如存在于德國(guó)北部的巖層中以淡水進(jìn)行溶浸采礦(Aussolung)而形成，或者可以利用現(xiàn)有的不再使用的洞穴。

本發(fā)明在一種設(shè)計(jì)方案中涉及一種抽水蓄能電站，其具有至少一個(gè)布置在地下的下部存儲(chǔ)空間和至少一個(gè)與所述下部存儲(chǔ)空間分開的、布置在地上或地下的上部存儲(chǔ)空間，其中，所述下部存儲(chǔ)空間布置在比所述上部存儲(chǔ)空間更大的深度處，所述抽水蓄能電站還具有至少一個(gè)分別導(dǎo)引到所述上部存儲(chǔ)空間和下部存儲(chǔ)空間中的液體管路，所述液體管路與所述抽水蓄能電站的至少一個(gè)液壓式動(dòng)力機(jī)械和/或做功機(jī)械相連或者能通過可通斷的閥(包括必要時(shí)所需的輔助設(shè)備)連接，并且所述抽水蓄能電站具有至少一個(gè)分別導(dǎo)引到所述上部存儲(chǔ)空間和下部存儲(chǔ)空間中的壓力氣體管路，所述壓力氣體管路與所述抽水蓄能電站的壓力氣體動(dòng)力機(jī)械和/或做功機(jī)械相連或者能通過可通斷的閥連接，其中，所述抽水蓄能電站設(shè)計(jì)用于將液態(tài)介質(zhì)通過所述液體管路和液壓式動(dòng)力機(jī)械和/或做功機(jī)械從上部存儲(chǔ)空間運(yùn)輸至下部存儲(chǔ)空間并且從下部存儲(chǔ)空間運(yùn)輸至上部存儲(chǔ)空間，并且所述壓力氣體動(dòng)力機(jī)械和/或做功機(jī)械設(shè)計(jì)用于至少在所述下部存儲(chǔ)空間內(nèi)自由選擇地產(chǎn)生壓力氣體的氣體壓力，所述氣體壓力可以與所述上部存儲(chǔ)空間中的氣體壓力不同。

術(shù)語“深度(Teufe)”即為礦工對(duì)“深度(Tiefe)”的稱呼。深度說明地下某點(diǎn)在表面上(例如相對(duì)于地表)的定義基準(zhǔn)點(diǎn)以下的深度(兩點(diǎn)之間的垂直距離)。