用于热能缓存的蓄能设施、具有蓄能设施的发电站和运行蓄能设施的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于热能缓存的蓄能设施(1)。在此设有封闭的存储回路(2)，其能够通过热源(14)供应热量并由用热对象(12)取用热量，并且在该存储回路中存在流体容器(3)，该流体容器通过能移位的分离元件(6)被划分成用于冷的流体的第一流体存储室(7)和用于热的流体的第二流体存储室(8)，其中，在存储回路(2)中设有至少一个泵(11)，借助于该泵能够将流体从第一流体存储室(7)输送至第二流体存储室(8)中，和/或相反。本发明专利技术还涉及一种发电站以及一种用于运行蓄能设施(1)的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热能缓存的蓄能设施、具有蓄能设施的发电站和运行蓄能设施的方法
本专利技术涉及一种用于热能缓存的蓄能设施。此外，本专利技术还涉及一种具有至少一个蓄能设施的发电站，特别是太阳能发电站、风能发电站或者太阳能风力发电站，以及一种用于运行蓄能设施的方法。
技术介绍
在开始部分提到的蓄能设施可以应用于多个领域，用于对热能进行缓存，即，例如在第一时间段内被加载热能，并在紧随该第一时间段之后的第二时间段内释放热能。因此，借助于这种蓄能设施，可以在第一时间段内吸收由热源提供的能量。在第二时间段内，所缓存的热能被再次释放，以便例如将热能供应给用热对象。特别是将该蓄能设施设计为，仅周期性地对所提供的热能进行缓存，以便在暂时不能提供热能时再取用所存储的热能。这种蓄能设施例如是发电站的组成部分，优选为通过可再生能源发电的发电站的组成部分。这种发电站例如可以是太阳能发电站、风能发电站或者组合发电站。后者应特别是指太阳能风力发电站。这种太阳能风力发电站具有用于从多种可再生的能源、优选为从太阳能和风能来产生电能和/或热能的设备。在此，优选使用可以提供暂时能量的可再生能源。公知地，太阳能发电站配备有蓄能设施。例如将多余的热能缓存在盐存储器(Salzspeicher)中。但是这样做的缺点在于：存储介质(也就是盐)的温度在释放能量的过程中会降低。相应地，在使用缓存能量时产生能量的效率也会持续地降低。尽管该效率的大小在蓄能设施满载的情况下还是令人满意的，但是在蓄能设施仅稍稍释放能量的情况下，该效率就低得多，因为温度或者说相应的温差已降至极低的温度水平。此外，在这种类型的蓄能设施中，必须始终要防止存储介质的温度下降至低于最小允许温度。如果低于最小允许温度，则存储介质会固化，这将使得蓄能设施受到不可挽回的损伤。基于这一原因，通常设计为：至少在某些时刻要使用外部热量或者说外部能量、即非太阳能产生的能量对蓄能设施加热。一般情况下是使用化石燃料(例如天然气)来提供外部能量。因此，这种盐存储器依赖于外部能量的可用性。但是，这会进一步降低蓄能设施的效率。此外，由于使用了化石能源载体，因此在加热时会释放出二氧化碳。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种蓄能设施，其相对于已知的蓄能设施是有优势的，特别是能够在具有较小的结构空间需求的同时提供较大的存储量。本专利技术的目的通过一种具有如权利要求1所述特征的蓄能设施来实现。在此配设有封闭的存储回路，可以通过热源向该存储回路供应热量，并由用热对象从该存储回路中取用热量；在该存储回路中设有流体容器，该流体容器借助于可移位的分离元件被划分为用于冷流体的第一流体存储室和用于热流体的第二流体存储室，在此，在存储回路中设有至少一个泵，借助于该泵可以将流体从第一流体存储室输送至第二流体存储室中，和/或相反。在该封闭的存储回路中存在有流体，这些流体可以借助于泵来输送并且也被称为存储流体。在存储回路中设有流体容器。优选该流体容器具有被设计为用于对所期望的能量数量或者说热量数量进行缓存的容积。除了流体容器之外，优选存储回路还配属有热源和用热对象。通过热源可以向存储回路中引入热能，也就是热量。相反地，用热对象从存储回路中取用热能或者说热量。热源和用热对象可以是独立的装置。但是也可以设计为，热源和用热对象由同一个装置构成，例如换热器等。在流体容器中设有分离元件，该分离元件将流体容器划分成第一流体存储室和第二流体存储室。该分离元件是可移位的，从而使得第一流体存储室和第二流体存储室均分别具有可变的容积。特别是流体容器本身的总容积可通过第一流体存储室的容积和第二流体存储室的容积相加得到。第一流体存储室被设计用于冷的流体，第二流体存储室被设计用于热的流体，或者相反。这意味着，在通过热源向存储回路供应热量的第一时间段中，是从第一流体存储室取出冷的流体，然后利用所输入的热量对该流体进行加热，即，达到较高的温度水平。随后，将被加热并因此而变热的流体输送到第二流体存储室。在此，分离元件移位，以使第一流体存储室变小，而第二流体存储室变大，更确切地说，第一流体存储室缩小了被取出的冷流体的体积，或者说第二流体存储室增大了所输入的被加热的流体的体积。相反，如果要取用被缓存的热能，则将流体从第二流体存储室取出。该流体随后借助于用热对象被冷却，即，达到较低的温度水平。随后，将该被冷却并由此变冷的流体输送到第一流体存储室。在此，将分离元件移位，以使第一流体存储室变大，而第二流体存储室变小。在此，第一流体存储室增大了被取用的热流体的体积，或者说第二流体存储室减小了所输入的被冷却的流体的体积。为了将流体从第一流体存储室沿着第二流体存储室的方向输送或者说输送至第二流体存储室中，或者反过来进行，设置至少一个泵。该泵位于封闭的存储回路中，优选位于流体容器之外。替代地，该泵显然也可以被集成在流体容器中。原则上，流体容器可以具有任意的形状。特别优选流体容器沿着其纵向中心轴具有圆形的横截面。例如，如果纵向中心轴直线地延伸，则流体容器是以柱形、特别是圆柱形的形状存在。但是，纵向中心轴也可以是至少局部弯曲的，从而使得流体容器例如具有U形或者O形的形状。也就是说，流体容器在后者的情况下是环形或卵形的。在O形形状的情况下，流体容器的端侧面可以彼此直接相邻或者间隔开地设置。流体容器也可以被构造为双U形的或者说体育场形的。在此，流体容器的两个U形分段相对置地设置，从而使得分段的自由侧边彼此相对伸出或者说彼此相对置，特别是彼此对齐。至少一对彼此相对置的侧边可以流动技术地彼此联接，优选所有彼此相对置的侧边均是这种情况。换句话说，流体容器是体育场形的并且拥有两个分段，它们具有彼此平行的并且是直的纵向中心轴。这两个直的分段在它们各自的最靠近放置的端部上通过流体容器的具有弯曲纵向中心轴的、特别是局部圆形(例如半圆形)的分段相连接。优选该直的分段是长度相等的。附加地或替代地，弯曲的分段而言也可以是这样的。在双U形的情况下可以设计为，分段的侧边中只有两个彼此处于流动连接中，而另两个侧边则是流动分离的。在此，流动分离的侧边的端侧面可以彼此直接相邻或者间隔开地设置。在体育场形的情况下，也可以有一个直的分段是中断的，从而在此也可以存在两个端侧面。但是也可以将流体容器设计为环形的腔室，特别是圆环形的腔室。在这种情况下，优选在流体容器中设置多个分离元件，特别是至少两个分离元件，以便第一流体存储室在流体技术上完全与第二流体存储室分离。在环形腔室的情况下，流体容器具有连续的、即不中断的纵向中心轴。例如，至少一个设置在流体容器中的分离元件是可移位的，特别是多个分离元件中的多个或全部均被可移位地设置在流体容器中。此外可以设计为，至少一个分离元件被静止不动地设置在流体容器中，或者至少借助于合适的装置可临时地固定在流体容器中。在流体容器为O形以及双U形或者说体育场形的情况下，特别优选的设计方案是环形腔室。在双U形的情况下，例如在每个U形分段中均设有一分离元件，在此，至少一个分离元件、特别是所有的分离元件均是可移位的。例如将分离元件设置为，其仅在所属的分段中是可移位的。就此而言，设有至少一个端部挡块，用于防止分离元件从其所属的分段进入到其他的各个分段中。在体育场形状的情况下，分离元件仅在直的分段中是可移位的，并且例如借助于至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于热能缓存的蓄能设施(1)，其特征在于，设有封闭的存储回路(2)，所述存储回路能借助于热源(14)被供应热量并由用热对象(12)取用热量，并且在所述存储回路中存在流体容器(3)，所述流体容器通过能移位的分离元件(6)被划分成用于冷的流体的第一流体存储室(7)和用于热的流体的第二流体存储室(8)，其中，在所述存储回路(2)中设有至少一个泵(11)，流体能够借助于所述泵从所述第一流体存储室(7)被输送至所述第二流体存储室(8)中，和/或被反过来输送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.01 DE 102014212676.21.一种用于热能缓存的蓄能设施(1)，其特征在于，设有封闭的存储回路(2)，所述存储回路能借助于热源(14)被供应热量并由用热对象(12)取用热量，并且在所述存储回路中存在流体容器(3)，所述流体容器通过能移位的分离元件(6)被划分成用于冷的流体的第一流体存储室(7)和用于热的流体的第二流体存储室(8)，其中，在所述存储回路(2)中设有至少一个泵(11)，流体能够借助于所述泵从所述第一流体存储室(7)被输送至所述第二流体存储室(8)中，和/或被反过来输送。2.根据权利要求1所述的蓄能设施，其特征在于，所述流体容器(3)作为管道存在，所述分离元件(6)作为管道清洗件或作为分离盘存在。3.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能设施，其特征在于，为了使所述第一流体存储室(7)与所述第二流体存储室(8)隔热，所述分离元件被构造为填充有隔热气体的中空体。4.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能设施，其特征在于，为了使所述第一流体存储室(7)相对于所述第二流体存储室(8)流体技术地密封，所述分离元件(6)具有至少一个密封唇。5.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能设施，其特征在于，所述第一流体存储室(7)具有第一流体接口(4)，所述第二流体存储室(8)具有第二流体接口(5)，其中，所述用热对象(12)连接在所述流体接口(4，5)上，并且与被构造为存储器卸载泵的泵(11)流体技术地串联接通。6.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能设施，其特征在于，所述热源(14)连接在所述流体接口(4，5)上，并且与存储器加载泵(13)流体技术地串联接通。7.根据前述权利要求中任一项所述的蓄能设施，其特征在于，所述用热对象(12)和所述存储器卸载泵(11)设置在流体技...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·霍尔米格，H·席拉克，
申请(专利权)人：太阳风电力系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE