BG113884A

BG113884A - Hydro pump gravity accumulator for combined energy and fresh water storage

Info

Publication number: BG113884A
Application number: BG113884A
Authority: BG
Inventors: Арман САРКИСЯН; Партик Саркисян Арман
Original assignee: Арман САРКИСЯН; "Сий Хармони" Еоод; Партик Саркисян Арман
Priority date: 2024-04-16
Filing date: 2024-04-16
Publication date: 2025-10-31

Abstract

The facility is intended for industrial storage and balancing of electricity systems in regions with available seawater or water unsuitable for irrigation purposes, as well as for combined storage of energy and fresh water, with a function for its biological purification. The facility includes a pool with seawater or non-irrigable water (1), an open channel (2), a horizontal tunnel (3), through which the water enters a pumped storage power station (4), is pumped through a pressure pipe (5), and through a horizontal tunnel (3) enters a chamber (7) of an upper basin (6). The water from the outlet of the WWTP (13) is fed through a pipe (14) to the water volume (9) of the upper pool (6), where it is purified in stages, overflowing through vertical membranes (15) connected to a membrane (8). The water volume (9) rises from the volume of water pumped into chamber (7), closed by a flexible membrane (8), thereby participating in the accumulation of potential energy and its release into the electrical grid.

Description

ХИДРО ПОМПЕН ГРАВИТАЦИОНЕН АКУМУЛАТОР ЗА КОМБИНИРАНО СКЛАДИРАНЕ НА ЕНЕРГИЯ И ПРЯСНА ВОДА В КРАЙБРЕЖНИ РАЙОНИ С ИЗПОЛЗВАНЕ НА ЕДИН ВОДОЕМ НА СУШАТАHYDRO PUMPED GRAVITY ACCUMULATOR FOR COMBINED ENERGY AND FRESH WATER STORAGE IN COASTAL AREAS USING A SINGLE ONLAND RESERVOIR

ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАTECHNICAL FIELD

Съоръжението съгласно изобретението се отнасят до областта на оборудването за промишлено балансиране на електроенергийни системи, както и до системите за пречистване и съхранение на водни запаси.The device according to the invention relates to the field of equipment for industrial balancing of power systems, as well as to systems for purification and storage of water supplies.

ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАPRIOR ART

Най-разпространеното известно съоръжение за промишлено балансиране на електроенергийни системи са скачените водни системи - обикновено два язовира е подкачващи помпени инсталации, работещи като генериращи мощности в електропроизводителен режим.The most common known facility for industrial balancing of power systems are coupled water systems - usually two dams and pumping installations operating as generating capacities in power generation mode.

Недостатъците този тип съоръжения се състоят в следното:The disadvantages of this type of equipment are as follows:

• Мащабни рискови мегапроекти, изискващи двойни ресурси за двата язовира, като големи количества инертни материали и бетони, така и земи за обикновено два водоема. Тези земи първо трябва да се изкупят, а често са с населени места, със създадена инфраструктура и не рядко исторически и археологически паметници, които следва да бъде затопени и на практика унищожени.• Large-scale risky megaprojects, requiring double resources for the two dams, such as large quantities of aggregates and concrete, as well as land for usually two reservoirs. These lands must first be purchased, and often contain settlements, established infrastructure, and often historical and archaeological monuments, which must be flooded and practically destroyed.

• Тези хидросистеми, изискват и постоянни хидрометеорологични условия, като приток на прясна вода, липса на заледяване и др., които са първо варират през годините, и второ често са силно сезонно изразени в планинските райони в които се изграждат, а често са и с тенденции към влошаване заради променящият се климат.• These hydrosystems also require constant hydrometeorological conditions, such as fresh water inflow, lack of icing, etc., which firstly vary over the years, and secondly are often strongly seasonal in the mountainous regions in which they are built, and often have a tendency to deteriorate due to the changing climate.

• Третият им недостатък е постоянно намаляващият им капацитет, в следствие на натрупващите се наноси в основните резервоари идващи от близката и далечна ерозия в водосъбирателните им басейни/зони особено когато са изградени като част от речни системи.• Their third disadvantage is their constantly decreasing capacity, as a result of the accumulating sediments in the main reservoirs coming from near and far erosion in their catchment basins/areas, especially when they are built as part of river systems.

• Четвъртият им недостатък е за сметка на местните екосистеми:• Their fourth disadvantage is at the expense of local ecosystems:

1. Затопените горски, пасищни или обработваеми площи върху които възникват двата язовира;1. The flooded forest, pasture or arable areas on which the two dams arise;

2. Променените водни хоризонти на площите които биват байпасирани, т.е. заобиколени от съответната водна каскада;2. The changed water horizons of the areas that are bypassed, i.e. surrounded by the respective water cascade;

3. Прекъснатите речни взаимовръзки между долустоящите и горните притоци на реките нанасят сериозни щети върху речните хидробионти и техните хранителни източници и размножителни хабитати.3. Disrupted river interconnections between downstream and upstream tributaries of rivers cause serious damage to river hydrobionts and their food sources and breeding habitats.

• Петият, но може би най-важният недостатък е - постоянната опасност, която създават за населението в низините, от отприщване на огромните водни маси при авария на съответните дамби и язовирни стени. Следва да се отбележи и фактът, че планинските региони са зони с активна тектонична дейност, която ги е формирала, а това е постоянна опасност за целостта на съответният брой водни прегради и населението под тях.• The fifth, but perhaps the most important drawback is the constant danger they pose to the population in the lowlands from the release of huge masses of water in the event of a failure of the relevant dams and dam walls. It should also be noted that the mountainous regions are areas of active tectonic activity that has formed them, and this is a constant danger to the integrity of the relevant number of water barriers and the population below them.

Съществуват и помпено генераторни акумулатори използващи вода от морето и качващи я в басейн на сушата. Те обаче не използват комбинирано и прясна вода, поради което :There are also pump-generator accumulators that use water from the sea and pump it into a basin on land. However, they do not use fresh water in combination, which is why:

• Не служат за пречиствателно стъпало с рециклиране на пресноводен ресурс • Не препятстват замърсяването на приемника на канализационни води • Не служат за резервоар на прясна вода за поливни или питейни цели.• They do not serve as a purification stage with recycling of fresh water resources. • They do not prevent pollution of the sewage receiver. • They do not serve as a fresh water reservoir for irrigation or drinking purposes.

• Образуват неестествен соленоводен басейн в нетипична брегова биоценоза• They form an unnatural saltwater basin in an atypical coastal biocenosis

Други известни гравитационни акумулатори представляват съчетание на подемна техника тип строителни кранове повдигащи една или множество монолитни тежести.Other known gravity accumulators are a combination of lifting equipment such as construction cranes lifting one or multiple monolithic weights.

• изискват значителни подемни съоръжения с ограничена височина : 50-100 м ;• require significant lifting equipment with limited height: 50-100 m;

• изискват значителни ресурси в съответните тежести;• require significant resources in the respective burdens;

• акумулативният им капацитет се определя от средната височина на издигане на тежестите;• their accumulative capacity is determined by the average height of lifting the weights;

• височината на издигане чрез кранови въжета предполага безопасна работа в ограничен диапазон от метеорологични условия.• the lifting height by crane ropes implies safe operation in a limited range of weather conditions.

ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОTECHNICAL ESSENCE OF THE INVENTION

Целта на изобретението е да се създаде и да направи възможен гравитационен акумулатор на потенциална енергия (ПАВЕЦ), за промишлено балансиране на енергийната система, с многократно увеличено съотношение на капацитет и използвани ресурси, като същевременно се съчетае с възможност за рециклиране и съхранение на прясна вода, в райони с ограничени пресноводни ресурси за поливни и енергийни цели. Целта е и използване на две качества води - едната обикновено морска или от басейн с негодна за поливни цели вода, а другата от естествен сладководен източник с ограничен дебит и/или канализационна вода от изхода на селищна ПСОВ с допълнителна функция на стъпало за допречистване на недопречистените от биогенни елементи води от ПСОВ, както и осигуряване на сезонен резервоар за питейна и/или поливна вода.The purpose of the invention is to create and make possible a gravitational potential energy accumulator (PVE) for industrial balancing of the energy system, with a many-fold increased ratio of capacity and resources used, while at the same time combining it with the possibility of recycling and storing fresh water in areas with limited fresh water resources for irrigation and energy purposes. The purpose is also to use two qualities of water - one usually sea or from a basin with water unsuitable for irrigation purposes, and the other from a natural freshwater source with limited flow and/or sewage water from the outlet of a municipal WWTP with an additional function of a stage for further treatment of the untreated waters from the WWTP, as well as providing a seasonal reservoir for drinking and/or irrigation water.

Целта е постигната, чрез предложените съгласно изобретението съоръжения за преобразуване на излишната електроенергия, произведена над моментните необходимости на консуматорите в мрежата, в потенциална гравитационна енергия, като за целта се издига в горният басейн морска и/или прясна вода по отделно в разделените от гъвкава мембрана два основни обема. Същата се преобразува обратно в електрическа, в генераторен режим, при периодичните необходимости за върхов капацитет на производство.The goal is achieved by the proposed facilities according to the invention for converting the excess electricity produced above the current needs of consumers in the network into potential gravitational energy, for which purpose sea and/or fresh water is raised in the upper basin separately in two main volumes separated by a flexible membrane. The same is converted back into electricity, in generator mode, for periodic needs for peak production capacity.

Обемът на горният басейн в който постъпва пряспата вода се използва по три начина - като естествен биологичен пречиствател, резервоар за прясна вода и мащабна тежест за съхранение на потенциална енергия.The volume of the upper basin into which the fresh water enters is used in three ways - as a natural biological purifier, a freshwater reservoir, and a large-scale weight for storing potential energy.

Съоръжението се състои от четири основни части :The facility consists of four main parts:

1. Долен воден басейн с непригодна за поливни цели вода - морска или пресноводна с влошени характеристики.1. Lower water basin with water unsuitable for irrigation purposes - sea or freshwater with deteriorated characteristics.

2. Тръбни водни връзки и помпено-генераторна станция за водата от долният басейн.2. Water pipe connections and a pump-generator station for the water from the lower basin.

3. Водни връзки и при необходимост помпено-генераторна станция от пресноводен източник.3. Water connections and, if necessary, a pump-generator station from a freshwater source.

4. Горен воден басейн, обособен на два основни обема с гъвкава мембрана.4. Upper water basin, separated into two main volumes with a flexible membrane.

Водата от долният водоизточник с морска или непригодна за поливни цели вода се използва за основен хидравличен ресурс преминаващ през помпеногенераторният агрегат, складира и предава потенциална енергия в затвореният от гъвкавата мембрана (обикновено геотекстилна) обем, обособен в горният воден басейн, като същевременно съдържа потенциалната гравитационна енергия на пресноводния обем вода, предавана през гъвкавата мембрана.The water from the lower water source with sea or unfit for irrigation purposes water is used as the main hydraulic resource passing through the pump-generator unit, storing and transmitting potential energy in the volume enclosed by the flexible membrane (usually geotextile), separated in the upper water basin, while at the same time containing the potential gravitational energy of the freshwater volume of water transmitted through the flexible membrane.

Водата от пресноводният източник - обикновено с малък по обем ресурс, залива останалата част от горния басейн. Същата служи като товар със своята тежест в складирането на потенциална гравитационна енергия, но поради малкият си дебитен ресурс може да не преминава през турбините и да не участва пряко в производството на електроенергия в генераторен режим.The water from the freshwater source - usually with a small volume resource - floods the rest of the upper basin. It serves as a load with its weight in storing potential gravitational energy, but due to its small flow resource, it may not pass through the turbines and not participate directly in the production of electricity in generator mode.

При едно вариантно изпълнение на изобретението, пресноводната вода може да бъде от изхода на селищна канализационна система, като нейният престой бъде използван освен за гравитационен товар и за стъпало на пречиствателен басейн и резервоар за естествено пречистена прясна вода. За целта обемът на пресноводната вода в горният басейн може да бъде разделен на подобеми с вертикални мембрани, със съответните преливници, така че да се получи каскадно последователно пречистване до целевите параметри на поливна или питейна вода в крайния резервоарен обем.In one variant embodiment of the invention, the fresh water can be from the outlet of a municipal sewage system, and its stay can be used, in addition to gravity load, for a stage of a purification basin and a tank for naturally purified fresh water. For this purpose, the volume of fresh water in the upper basin can be divided into sub-basins with vertical membranes, with the corresponding overflows, so as to obtain a cascade sequential purification to the target parameters of irrigation or drinking water in the final tank volume.

При друго вариантно изпълнение на изобретението, пресноводният източник може да е естествен, макар и с малък дебит, минимум компенсиращ годишното водното изпарение и просмукването в подпочвените води, както и потреблението за поливни и питейни цели.In another embodiment of the invention, the freshwater source may be natural, albeit with a small flow rate, at least compensating for annual water evaporation and seepage into groundwater, as well as consumption for irrigation and drinking purposes.

Водонепропускливата мембрана следва да бъде със свободна кройка, така щото да затваря целият обем на непитейната вода (условно морска), както в максималният й обем, така и в минималният. Долната част може да е прикрепена към дъното и стените на горният басейн, но може и да е плаваща, така както горната разделяща двата водни слоя мембрана. Тази горна част на мембранната камера, никога не се излага на слънчевата радиация и атмосферни въздействия, тъй като е покрита със слой вода от пресноводния източник. Двете части на мембранната камера трябва да бъдат споени за да гарантират разделението на двете качества води.The waterproof membrane should be of a free cut, so that it closes the entire volume of non-potable water (conditionally sea water), both in its maximum volume and in the minimum. The lower part can be attached to the bottom and walls of the upper basin, but it can also be floating, like the upper membrane separating the two water layers. This upper part of the membrane chamber is never exposed to solar radiation and atmospheric influences, as it is covered with a layer of water from the freshwater source. The two parts of the membrane chamber must be welded to guarantee the separation of the two qualities of water.

При друго вариантно изпълнение на изобретението, гъвкавата мембрана е само хоризонтална отделяща двата слоя вода, без да затваря долният обем изцяло.In another embodiment of the invention, the flexible membrane is only horizontal, separating the two layers of water, without completely closing the lower volume.

Водата от пресноводният източник постъпва в свободният обем на горният басейн, докато непригодната за напояване вода постъпва в затворената мембранна камера и повдига нивото на общият обем на горният басейн.Water from the freshwater source enters the free volume of the upper basin, while water unsuitable for irrigation enters the closed membrane chamber and raises the level of the total volume of the upper basin.

В средата на разделящата мембрана може да има управляем вентил в случай, че притокът на прясна вода е по-голям от годишното водното изпарение и просмукването в подпочвените води, както и потреблението за поливни и питейни цели. Вентилът се стреми с поплавък към повърхността и бива отварян когато следва да се прехвърли прясна вода към затворената мембранна камера.In the middle of the separating membrane there may be a controllable valve in case the fresh water inflow is greater than the annual water evaporation and seepage into the groundwater, as well as the consumption for irrigation and drinking purposes. The valve is floated to the surface and is opened when fresh water needs to be transferred to the closed membrane chamber.

Съоръженията съгласно изобретението имат следните предимства спрямо известното от предшестващото състояние на техниката решение:The devices according to the invention have the following advantages over the prior art solution:

• Помпена хидро каскада използваща само един басейн на сушата, тъй като за долен басейн се използва морето, или големи водни басейни с негодна за поливни цели вода, но без нарушаване на бреговата биоценоза, тъй като горният слой на бреговия басейн е с прясна вода, а не морска солена.• Pumped hydro cascade using only one basin on land, since the sea is used as the lower basin, or large water basins with water unsuitable for irrigation purposes, but without disturbing the coastal biocenosis, since the upper layer of the coastal basin is fresh water, not seawater.

• Възможна втора функция на горният басейн - пречиствателно стъпало с подълбоко очистване на канализационни води поради значително по- дългият им престой отколкото в басейните на Пречиствателните станции, които обичайно очистват 70-80% от наличните фосфати и нитрати.• Possible second function of the upper basin - a purification stage with deeper purification of sewage waters due to their significantly longer residence time than in the basins of the Treatment Plants, which usually purify 70-80% of the available phosphates and nitrates.

• Предпазва и дори елиминира замърсяването на долният приемник на канализационните води от оставащите 20-30% биогенни елементи в изходните води на ПСОВ (Пречиствателна Станция за Отпадни Води), тъй като същите се пренасочват за допречистване в горният басейн.• Protects and even eliminates pollution of the lower sewage receiver from the remaining 20-30% of biogenic elements in the wastewater of the WWTP (Wastewater Treatment Plant), as they are redirected for further treatment in the upper basin.

• Трета функция - промишлен по мащаб воден резервоар на питейни и поливни води в част от обема на горният басейн.• Third function - an industrial-scale water reservoir for drinking and irrigation water in part of the volume of the upper basin.

• Изисква значително по-малък ресурс като приток на прясна вода, поради единственият басейн носещ загуби от изпарение и инфилтрация.• Requires significantly less resource as fresh water inflow, due to the only basin bearing losses from evaporation and infiltration.

• Практически липсваща зависимост от колебанията на валежите в региона, тъй като основният енергоносител е морската вода.• Virtually no dependence on rainfall fluctuations in the region, since the main energy carrier is seawater.

• Ниски рискове от заледяване, респ. сезонни функционални колебания в работата на енергийния акумулатор, поради ниската надморска височина.• Low risks of icing or seasonal functional fluctuations in the operation of the energy storage system due to the low altitude.

• Практическа липса на намаляване на капацитета в следствие на затлачаване с ерозионни седименти.• Practical lack of capacity reduction due to siltation with erosion sediments.

• Значително по-голяма географска приложимост на изобретението в сравнение с предшестващите помпено акумулиращи съоръжения, поради: • по-голяма честота на наличност на съчетанието море плюс един горен басейн на сушата.• Significantly greater geographical applicability of the invention compared to previous pumped storage facilities, due to: • greater frequency of availability of the combination of sea plus an upper basin on land.

• по-доброто екологично въздействие върху природната среда.• better ecological impact on the natural environment.

• Обществената и икономическа многофунционалност в употребата на съоръжението.• The social and economic multifunctionality in the use of the facility.

• по-ниските разходи и ограничения в ниските надморски височини на изграждане, в равнение с обичайните планински зони на ПАВЕЦ-и.• lower costs and restrictions in low altitude construction, compared to the usual mountainous areas of PAWPPs.

ОПИСАНИЕ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИDESCRIPTION OF THE APPENDIX FIGURES

На фигура 1 е показана напречен профил на съоръжението във вариантно изпълнение е природен водоизточник или канал (16) захранващ директно горният водоем (6).Figure 1 shows a cross-section of the facility in an alternative embodiment, a natural water source or channel (16) directly feeding the upper reservoir (6).

На фигура 2 е показана напречен профил на съоръжението във вариантно изпълнение с използване на канализационна вода изходяща от ПСОВ (13).Figure 2 shows a cross-section of the facility in an alternative embodiment using sewage water from the WWTP (13).

На фигура 3 е показана изглед отгоре на горният басейн (6) с примерно разположение на вертикални мембрани (15) сепариращи каскада от преливащи един в друг басейни със стъпалообразно подобрени характеристики на водата.Figure 3 shows a top view of the upper basin (6) with an exemplary arrangement of vertical membranes (15) separating a cascade of overflowing basins with stepwise improved water characteristics.

ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXEMPLARY EMBODIMENT OF THE INVENTION

Едно примерно изпълнение на съоръжението за Хидро помпен гравитационен акумулатор за комбинирано складиране на енергия и прясна вода в крайбрежни райони е показано на фигури 1 и 2. Съгласно примера, съоръжението включва воден басейн с морска или вода негодна за поливни цели (1) с открит канал (2), от който започва вкопан в ланшафтният профил (10) хоризонтален тунел (3), водещ до подземната помпено генераторна централа (4). Към нея е свързан напорен тунел (5), който в горната си част продължава в горен хоризонтален тунел (3), водещ до херметичната мембранна камера (7) на горния басейн (6). Гъвкавата мембрана (8) затваряща горната страна на камерата (7) се явява гранична за обема с пресноводна вода (9), захранван от речният приток (11).An exemplary embodiment of the Hydro Pump Gravity Accumulator facility for combined energy and fresh water storage in coastal areas is shown in Figures 1 and 2. According to the example, the facility includes a water basin with sea or water unsuitable for irrigation purposes (1) with an open channel (2), from which a horizontal tunnel (3) dug into the landscape profile (10) begins, leading to the underground pump-generator plant (4). A pressure tunnel (5) is connected to it, which in its upper part continues into an upper horizontal tunnel (3), leading to the hermetic membrane chamber (7) of the upper basin (6). The flexible membrane (8) closing the upper side of the chamber (7) is the boundary for the volume of fresh water (9) supplied by the river inflow (11).

Съгласно вариантно изпълнение на съоръжението, за пресноводен източник се използва изходният канал на ПСОВ (13), от който се захранва помпа (12), подаваща вода чрез тръба (14) към следваща помпа (12) до достигане на водния обем (9) на горния басейн (6).According to an alternative embodiment of the facility, the outlet channel of the WWTP (13) is used as a fresh water source, from which a pump (12) is powered, supplying water through a pipe (14) to the next pump (12) until the water volume (9) of the upper basin (6) is reached.

ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОUSE OF THE INVENTION

Съоръжението се използва в райони с близко отстояние на морски или негодни за поливни цели басейни с подходящ брегови релеф, в който е благоприятно разполагането на горен басейн. Важно е и наличието на минимален по дебит естествен източник на прясна вода и/или селищна ПСОВ. Такива региони не са рядкост по крайбрежията на Световният океан и моретата свързани с него, тъй като населението е съсредоточено по крайбрежията. В редица от тях са в условията на недостиг на прясна вода и рециклирането й след пречиствателните станции е от съществено значение за тяхната устойчивост в променящият сеThe facility is used in areas with a close proximity to sea or unirrigated basins with a suitable coastal relief, in which the location of an upper basin is favorable. It is also important to have a minimum flow rate natural source of fresh water and/or urban WWTP. Such regions are not uncommon on the coasts of the World Ocean and the seas connected to it, since the population is concentrated on the coasts. In a number of them, there is a shortage of fresh water and its recycling after the treatment plants is essential for their sustainability in the changing

Климат.Climate.

Необходимостта от акумулиращи мощности с балансиращи електроенергийни функции също е критично важна в извършващият се преход към възобновяеми източници на електроенергия, които са с твърде непостоянен характер.The need for storage capacities with balancing electricity functions is also critically important in the ongoing transition to renewable sources of electricity, which are highly intermittent in nature.

Изграждането на големи басейни специално за всяка от функциите: съхранение на енергия, пречистване на канализационна вода и сезонен резервоар на прясна вода е скъпо начинание и често пъти практически невъзможно. Съчетанието обаче на тези три функции в едно съоръжение е отключващ фактор за осъществяването на такива ключово важни проекти поради неговата практичност и екологичност, и поради спестените капиталови разходи.Building large reservoirs specifically for each of the functions: energy storage, wastewater treatment, and seasonal freshwater storage is an expensive undertaking and often practically impossible. However, combining these three functions in one facility is a key factor in the implementation of such key important projects due to its practicality and environmental friendliness, and due to the saved capital costs.

ПРИНЦИП НА РАБОТА НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОWORKING PRINCIPLE OF THE INVENTION

В периодите на свръхпроизводство на електроенергия, надвишаващо моментната консумация, помпа (12) подкачва вода от изхода на ПСОВ (13) по тръба (14) до следващо по необходимост повтарящо се стъпало до вливането воден слой (9) на горният басейн (6). Процесът се повтаря до запълване на проектния обем (9). В този обем (9) се извършва и естественото или подпомогнато биологично очистване на канализационната вода, чрез усвояване на биогенните елементи от водорасли и плаващи растения, в каскада от подобеми, заградени от вертикални мембрани (15) с поплавъци на горният кант. Също в моментите на свръхпроизводство на електроенергия в мрежата, помпено генераторната станция (4) подкачва вода по напорна тръба (5) и хоризонтален тунел (3) до вливането й в затворена чрез гъвкава мембрана (8) камера (7). Водата в станцията (4) постъпва по хоризонтален тунел (3) и/или открит канал (2), свързан с басейн на морска или непригодна за поливни цели вода (1). В процесът на запълване се издига мембрана (8), както и водния обем (9), който така също участва с теглото си в набирането на потенциална гравитационна енергия.In periods of excess electricity production exceeding the current consumption, a pump (12) pumps water from the outlet of the WWTP (13) through a pipe (14) to the next, necessarily repeated stage until the water layer (9) of the upper basin (6) is infused. The process is repeated until the design volume (9) is filled. In this volume (9) the natural or assisted biological purification of the sewage water is also carried out, by absorbing the biogenic elements from algae and floating plants, in a cascade of sub-boilers, enclosed by vertical membranes (15) with floats on the upper edge. Also in moments of excess electricity production in the network, the pump-generator station (4) pumps water through a pressure pipe (5) and a horizontal tunnel (3) until it is infused into a chamber (7) closed by a flexible membrane (8). The water in the station (4) enters through a horizontal tunnel (3) and/or an open channel (2), connected to a pool of sea or unfit for irrigation water (1). During the filling process, a membrane (8) rises, as does the water volume (9), which also participates with its weight in the accumulation of potential gravitational energy.

В моментите на дефицит на електроенергия в разпределителната мрежа, водата от обем (7) се спуска до станция (4), която се задейства в генераторен режим. От там водата се оттича чрез тунел (3) или открит канал (2) в басейн (1).In times of electricity shortage in the distribution network, water from volume (7) is discharged to station (4), which is operated in generator mode. From there, the water is drained through a tunnel (3) or an open channel (2) into a basin (1).

Claims

PATENT CLAIMS

1. The hydro pump gravity accumulator facility for combined energy and fresh water storage for a lower basin uses a natural water source with sea or water unsuitable for irrigation purposes, but is characterized in that the upper basin (6) is divided into two volumes by a flexible membrane (8).

2. The facility for a hydro-pumped gravity accumulator for combined energy and fresh water storage is characterized in that the volume (9) of a basin (6) is used for additional natural or assisted biological purification of water contaminated with biogenic elements, coming from a municipal WWTP and/or sewage water, passing through a cascade of sub-boilers, separated by vertical membranes (15), connected to a membrane (8).

3. The hydro pump gravity accumulator device for combined energy and fresh water storage is characterized in that the fresh water volume (9) is, on the one hand, a fresh water tank, and on the other hand, a hydraulic load lying through a flexible membrane (8) on a chamber (7) with pressurized sea or non-irrigation water.