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DE102009056596B4 - Wave power station - Google Patents

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DE102009056596B4
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Abstract

Wellenkraftwerk mit einer Energiespeichereinheit (1), die eine pneumatische Kammer (10) und einen mit der pneumatischen Kammer zum Befüllen mit komprimiertem Gas verbundenen Druckgasbehälter umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Bevorratung des komprimierten. erhitzten Gases ausgebildete, auf einer Plattform (12) sich befindende Druckgasbehälter (2) mit einem Dampfbehälter (3) in thermischer Verbindung steht, und dass eine Energieumformungseinheit (4) eine mit dem Dampfbehälter (3) verbundene Dampfturbine (5) und eine mit dem Druckgasbehälter (2) verbundene Druckgasturbine (6) zum Antreiben eines Generators (7) enthält.Wave power plant with an energy storage unit (1) which comprises a pneumatic chamber (10) and a pressurized gas container connected to the pneumatic chamber for filling with compressed gas, characterized in that the one for storing the compressed. heated gas, on a platform (12) located pressurized gas container (2) is in thermal connection with a steam container (3), and that an energy conversion unit (4) has a steam turbine (5) connected to the steam container (3) and one with the Contains compressed gas container (2) connected pressure gas turbine (6) for driving a generator (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben eines Wellenkraftwerkes mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a device for driving a wave power plant with the features of claim 1.

Es ist bekannt, komprimierte Luft zum Antreiben von Kraftwerken und Fahrzeugen zu nutzen. Versuchsanlagen von Wellenkraftwerken nutzen ein- und ausströmende Luft in einer pneumatischen Kammer zum Betrieb einer Wells-Turbine. Es wird die schwingende Wassersäule genutzt. Ein Generator erzeugt elektrischen Strom, dieser wird über Kabel an Land geführt. Bei Versuchen mit Druckluftkraftwerken soll durch Ausnutzung der Kompressionswärme ein Systemwirkungsgrad von 70% erreicht werden.It is known to use compressed air to power power plants and vehicles. Test facilities of wave power plants use incoming and outgoing air in a pneumatic chamber to operate a Wells turbine. It is used the oscillating water column. A generator generates electricity, this is led by cable to land. In tests with compressed air power plants, a system efficiency of 70% is to be achieved by utilizing the heat of compression.

Bei Versuchsanlagen von Wellenkraftwerken ergeben sich Probleme aus Winterstürmen und ruhiger See. Stürme erzeugen etwa hundertmal so viel Leistung wie sonst bei ruhiger See entsteht. Mit Kurzzeitspeichern, beispielsweise Schwungrädern, versucht man der Unstetigkeit der Energiegewinnung beizukommen. Energie aus Windrädern verstärkt das Problem der notwendigen Energiespeicherung. Es fehlen große Energiespeicher und umweltschonende, billig zu bauende Spitzenlastkraftwerke.In test facilities of wave power plants, problems arise from winter storms and calm sea. Storms generate about a hundred times more power than would otherwise be the case in calm seas. With short-term storage, such as flywheels, attempts to cope with the discontinuity of energy. Energy from wind turbines amplifies the problem of necessary energy storage. It lacks large energy storage and environmentally friendly, cheap to build peak load power plants.

Es besteht somit die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Antreiben eines Wellenkraftwerkes mittels eines unter Druck stehenden Gases anzugeben, bei dem die genannten Nachteile beseitigt oder zumindest nachhaltig minimiert sind. Die gesuchte Vorrichtung soll sich vor allem durch eine möglichst effiziente Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Energiequellen auszeichnen, auch auf verschiedene Energiequellen variabel zugreifen können und das Problem Energiespeicherung lösen helfen. Grundgedanke der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, das Luft durch Kompression erwärmt wird. ”So beträgt z. B. die Temperatur, wenn Luft von 1 at Spannung und 20°C Anfangstemperatur auf 6 at zusammengepresst wird, ungefähr 220°C ...” Zitat aus DER GROSSE BROCKHAUS von 1931, Kompressoren.It is therefore the object to provide a device for driving a wave power plant by means of a pressurized gas, in which eliminates the disadvantages mentioned or at least sustainably minimized. The sought-after device is to be distinguished, above all, by the most efficient utilization of the available energy sources, to be able to variably access different energy sources and to help solve the problem of energy storage. The basic idea of the device according to the invention is that the air is heated by compression. "So is z. For example, the temperature when air is compressed from 1 at tension and 20 ° C initial temperature to 6 at about 220 ° C ... "Quote from THE BIG BROCKHAUS of 1931, Compressors.

Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine Energiespeichereinheit und eine Energieumformungseinheit. Grundlage bildet die DE 10 2009 040 311 A1 ”Vorrichtung zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs”. Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 43 45 270 C2 ”Vorrichtung zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Wasserwellenenergie verwiesen. Die Energiespeichereinheit enthält einen Druckgasbehälter zur Bevorratung eines komprimierten erhitzten Gases. Der Druckgasbehälter ist mit einem Dampfbehälter thermisch gekoppelt. Der Druckgasbehälter erhält die Energie aus der pneumatischen Kammer. Weitere Druckgasbehälter und Dampfbehälter als Energiespeicher können vorgesehen werden. Die Energieumformungseinheit enthält eine mit dem Dampfbehälter verbundene Dampfturbine und/oder eine mit dem Druckgasbehälter verbundene Druckgasturbine zum Antreiben eines Generators. Der Strom wird über Kabel an Land geführt.According to the invention, the device comprises an energy storage unit and an energy conversion unit. Basis forms the DE 10 2009 040 311 A1 "Device for driving a motor vehicle". As another prior art is on the DE 43 45 270 C2 "Device for generating electrical energy from water wave energy referenced. The energy storage unit includes a pressurized gas container for storing a compressed heated gas. The compressed gas tank is thermally coupled to a steam tank. The compressed gas tank receives the energy from the pneumatic chamber. Other compressed gas containers and steam tanks as energy storage can be provided. The energy transforming unit includes a steam turbine connected to the steam tank and / or a pressure gas turbine connected to the compressed gas turbine for driving a generator. The electricity is led by cable to land.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Energiespeichereinheit eine Schwungradvorrichtung zum Speichern von Rotationsenergie der Dampfturbine und/oder der Druckgasturbine auf.In an expedient embodiment, the energy storage unit has a flywheel device for storing rotational energy of the steam turbine and / or the pressure gas turbine.

Die Energiespeichereinheit weist bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform einen mit dem Generator verbundenen Akkumulator zum Speichern und Freigeben elektrischer Energie auf.In a further expedient embodiment, the energy storage unit has an accumulator connected to the generator for storing and releasing electrical energy.

Die Energiespeichereinheit weist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einen elektrisch betriebenen Kompressor zum Befüllen des Druckgasbehälters auf.In a further advantageous embodiment, the energy storage unit has an electrically operated compressor for filling the compressed gas container.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist der Dampfbehälter mit der Dampfturbine in einem Dampfkreislauf mit einem der Dampfturbine nachgeschaltetem Kondensator geschaltet. Dabei ist der Kondensator durch das aus der Druckgasturbine austretende entspannte Gas kühlbar ausgebildet. Es wird ein thermischer Kontakt zwischen dem Dampf innerhalb des Dampfkreislaufs und dem komprimierten Gas sowohl über die thermische Kopplung zwischen Druckgasbehälter und Dampfbehälter als auch im Bereich der Turbinen erreicht, womit ein Teil der thermischen Energie zurückbehalten und genutzt werden kann.In a further expedient embodiment, the steam tank is connected to the steam turbine in a steam cycle with a downstream of the steam turbine capacitor. In this case, the condenser is designed to be coolable by the expanded gas emerging from the pressure gas turbine. Thermal contact between the steam within the steam cycle and the compressed gas is achieved both via the thermal coupling between the compressed gas tank and the steam tank and in the area of the turbines, with which part of the thermal energy can be retained and used.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform weist die Energieumformungseinheit Parabolrinnenkollektoren zum Bereitstellen von Dampf für den Dampfbehälter auf.In a further expedient embodiment, the energy conversion unit has parabolic trough collectors for providing steam to the steam container.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Energieumformungseinheit eine Photovoltaikeinrichtung zum Bereitstellen eines Ladestroms für den Akkumulator und/oder elektrischer Energie für den Kompressor auf.In an expedient embodiment, the energy conversion unit has a photovoltaic device for providing a charging current for the accumulator and / or electrical energy for the compressor.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels naher erläutert werden. Zur Verdeutlichung dient die beigefügte 1. Es zeigt eine beispielhafte Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Sie besteht aus einer Energiespeichereinheit 1 und einer Energieumformungseinheit 4. Die Energiespeichereinheit 1 enthält dabei Komponenten zum Speichern von Energie in unterschiedlichen Formen. Hierzu ist zunächst ein Druckgasbehälter 2 vorgesehen, der mit einem Dampfbehälter 3 thermisch gekoppelt ist. Der Druckgasbehälter 2 wird aus der pneumatischen Kammer 10 befüllt. In dem Druckgasbehälter befindet sich stark koprimiertes Gas, insbesondere Luft. Die bei dem Kompressionsvorgang erzeugte Wärme wird über die thermische Kopplung in den Dampfbehälter 3 übertragen und dient dort zur Dampfbereitung. Der Druckgasbehälter 2 ist mindestens einmal im Inneren des Dampfbehälters 3 angeordnet Dabei ist im Innenraum des Dampfbehälters ein Raumgitter angeordnet, das eine sichere Lagerung des mindestens einen Druckgasbehälters gewährleistet. Für eine möglichst effektive Dampferzeugung ist im Innenraum des Dampfbehälters ein Dampfdom vorgesehen. Als Variante kann der Wärmekontakt zwischen dem Druckgasbehälter 2 und dem Dampfbehälter 3 durch eine Reihe von um die Druckgasbehälter herum gewundenen Rohren bewirkt, die mit der zu verdampfenden Flüssigkeit durchströmt werden. Diese Rohre bestehen zweckmäßigerweise aus Kupfer und sind nach außen hin wärmegedämmt. Bei dieser Ausführungsform ist der Druckgasbehälter baulich vom Dampfbehälter getrennt. Das in den Rohren aufgeheizte flüssige Medium geht beim Eintritt in den Dampfbehälter in die Dampfphase über. Als verdampfende Flüssigkeit wird beispielsweise Wasser verwendet. Der Dampfbehälter ist beispielsweise für eine Temperatur von 140°C und einem Dampfdruck von mehr als 16 bar ausgelegt. Der Dampfbehälter soll wärmegedämmt sein. Die Energieumwandlungseinheit 4 enthält eine Dampfturbine 5, eine Druckgasturbine 6 und einen Generator 7, die auf einer gemeinsamen Welle 7a angeordnet sind. Das komprimierte Gas und der Flüssigkeitsdampf treiben somit die Turbinen 5 und 6 an. Die Dampfturbine 5 und der Dampfbehälter 3 bilden dabei einen geschlossenen Kreislauf. Neben Wasser können in diesem geschlossenen System auch andere Flüssigkeiten, wie beispielsweise Ethanol oder Mischungen aus Ethanol und Wasser, insbesondere im azeotropen Mischungsverhältnis, umgetrieben werden. Zur Rückkühlung und Kondensation des Dampfes ist ein Kondensator 8 vorgesehen. Der Kondensator wird beispielsweise mit Meerwasser oder durch das aus der Druckgasturbine 6 austretende entspannte Gas gekühlt. Akkumulatoren aus Lithium-Ionen-Zellen können ebenso gekühlt werden. Bei der Kompression der Luft anfallende Wärme kann beispielsweise zur Erwärmung von Druckluftturbine und Bleibatterien genutzt werden.The device according to the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. For clarification, the attached serves 1 , It shows an exemplary overall representation of the device according to the invention. It consists of an energy storage unit 1 and an energy conversion unit 4 , The energy storage unit 1 contains components for storing energy in different forms. For this purpose, first a compressed gas tank 2 provided with a steam tank 3 thermally coupled. The compressed gas tank 2 gets out of the pneumatic chamber 10 filled. In the compressed gas tank is highly koprimiertes gas, especially air. The heat generated in the compression process is via the thermal coupling in the steam tank 3 transferred and serves there for the steam preparation. The compressed gas tank 2 is at least once inside the steam tank 3 Here, a space grid is arranged in the interior of the steam tank, which ensures a secure storage of at least one compressed gas tank. For the most effective steam generation a steam dome is provided in the interior of the steam tank. As a variant, the thermal contact between the compressed gas tank 2 and the steam tank 3 caused by a series of wound around the compressed gas tank around tubes, which are flowed through by the liquid to be evaporated. These tubes are suitably made of copper and are thermally insulated to the outside. In this embodiment, the compressed gas container is structurally separated from the steam tank. The heated in the tubes liquid medium passes into the vapor phase on entering the vapor vessel. As the evaporating liquid, for example, water is used. The steam container is designed for example for a temperature of 140 ° C and a vapor pressure of more than 16 bar. The steam tank should be thermally insulated. The energy conversion unit 4 contains a steam turbine 5 , a pressurized gas turbine 6 and a generator 7 on a common wave 7a are arranged. The compressed gas and the liquid vapor thus drive the turbines 5 and 6 at. The steam turbine 5 and the steam tank 3 form a closed cycle. In addition to water, other liquids, such as, for example, ethanol or mixtures of ethanol and water, in particular in the azeotropic mixing ratio, can be circulated in this closed system. For recooling and condensation of the steam is a capacitor 8th intended. The condenser is, for example, with seawater or through the pressure from the gas turbine 6 exiting relaxed gas cooled. Rechargeable batteries made of lithium-ion cells can also be cooled. In the compression of the air resulting heat can be used, for example, for heating of compressed air turbine and lead acid batteries.

Die Energiespeichereinheit 1 enthält ein Schwungrad 9, das auf einer gemeinsamen Welle 7a der Turbinen 5 und 6 und des Generators 7 angeordnet ist. Eine hier nicht gezeigte Kupplungsvorrichtung dient einem bedarfsweisen Trennen des Schwungrades von der Welle 7a. Das Schwungrad 9 dient somit als ein mechanischer Energiepuffer.The energy storage unit 1 contains a flywheel 9 that on a common wave 7a the turbines 5 and 6 and the generator 7 is arranged. A coupling device, not shown here serves a need-based separation of the flywheel from the shaft 7a , The flywheel 9 thus serves as a mechanical energy buffer.

Beispielsweise kann die Dampfturbine 5 auf einer ersten Welle und die Druckluftturbine 6 auf einer zweiten Welle angeordnet sein, wobei die erste und die zweite Welle jeweils mit einem Generator und einem Schwungrad verbunden sind.For example, the steam turbine 5 on a first wave and the compressed air turbine 6 be arranged on a second shaft, wherein the first and the second shaft are each connected to a generator and a flywheel.

Der mit dieser Vorrichtung erreichte Vorteil ergibt sich aus der Doppelnutzung des komprimierten Gases und des Dampfes über die schwungradunterstützte Turbinenanordnung zum Betreiben des Generators. Damit läßt sich ein theoretischer Systemwirkungsgrad von bis zu 70% erreichen. Durch komprimiertes Gas, Dampf und Schwungrad sind drei Mittel zur Energiespeicherung vorhanden. Ein weiteres Mittel können Akkumulatoren sein. Plattformen im Meer verbrauchen kein wertvolles Land.The advantage achieved with this device results from the dual use of the compressed gas and the steam via the flywheel-assisted turbine arrangement for operating the generator. This can achieve a theoretical system efficiency of up to 70%. Compressed gas, steam and flywheel have three energy storage means. Another means may be accumulators. Platforms in the sea do not consume valuable land.

Es besteht beispielsweise die weitere Möglichkeit auf der Plattform (12) im Meer Parabolrinnenkollektoren und/oder Photovoltaikanlagen in Kombination mit Energiespeichereinheit (1) und Umformereinheit (4) zu installieren. Der Dampf und die Druckluft treiben die vorhandenen Turbinen und/oder Generatoren an. Bei Stromüberschuß können Kompressor und Schwungrad betrieben, sowie Druckluftspeicher, Dampfspeicher und Akkumulator aufgefüllt werden. Es erfolgt also bei Windflaute und Sonnenschein kein Ausfall an Energiegewinnung. Parabolrinnenkollektoren können in waagerechter Achse nach unten drehbar und somit vor Sturm und Hagel geschützt sein. Weiterhin kann die Plattform (12) im Meer in der senkrechten Achse drehbar sein um Solaranlagen zur Sonne ausrichten zu können.For example, there is the further possibility on the platform ( 12 ) in the sea parabolic trough collectors and / or photovoltaic systems in combination with energy storage unit ( 1 ) and converter unit ( 4 ) to install. The steam and the compressed air drive the existing turbines and / or generators. When there is an excess of electricity, the compressor and the flywheel can be operated as well as the compressed air reservoir, steam accumulator and accumulator. So there is no loss of energy during wind and sunshine. Parabolic trough collectors can be rotated horizontally downwards and thus protected against storm and hail. Furthermore, the platform ( 12 ) in the sea in the vertical axis to be able to align solar systems to the sun.

Die Vorrichtung kann wie folgt betrieben werden: Durch Meereswellen wird eine schwingende Wassersäule in einer pneumatischen Kammer 10 erzeugt, diese drückt bei steigender Wassersäule Druckluft in den Druckluftbehälter 2. Komprimierte Luft erhitzt Flüssigkeit im Dampfbehälter 3 bis zur Dampfgewinnung. Bei Windflaute und Sonnenschein können Solaranlagen zur Energiegewinnung einbezogen sein. Der bei diesem Vorgang erzeugte Überschuß an Dampf und komprimierter Luft wird an die Turbinen 5 und 6 geleitet. Dadurch wird Rotationsenergie im Schwungrad gespeichert und der Generator in Betrieb gesetzt. Auch ein Kompressor ist einsetzbar, er erhält Strom vom Generator oder Akku und speichert zusätzlich Druckluft und Dampf. Weitere Druckluftbehälter können Luft speichern. Diese Druckluftspeicher können bei einer Plattform (12) im Meer als Auftriebkörper dienen. Druckluftspeicher und Dampfspeicher können auch an Land angelegt werden.The device can be operated as follows: By sea waves, a vibrating water column in a pneumatic chamber 10 generated, this pushes compressed air in the compressed air tank with increasing water column 2 , Compressed air heats liquid in the vapor container 3 to the steam extraction. In the wind and sunshine solar systems can be included for energy. The excess of steam and compressed air generated in this process is delivered to the turbines 5 and 6 directed. As a result, rotational energy is stored in the flywheel and the generator is put into operation. A compressor is also used, it receives power from the generator or battery and also stores compressed air and steam. Other compressed air tanks can store air. These compressed air reservoirs can be used on a platform ( 12 ) serve as a buoyant body in the sea. Compressed air storage and steam storage can also be created on land.

Von der Plattform (12) im Meer können Leitungen zum Land oder zu weiteren Plattformen neben heißer Druckluft auch heißes Wasser oder Dampf im Kreislauf führen. Auf der Plattform (12) sind dann beispielsweise pneumatische Kammern (10) und Parabolrinnenkollektoren angeordnet. Befindet sich die Leitung oder der Schlauch des Dampfes oder heißen Wassers in der Druckluftleitung, so kann die Druckluft zur Wärmedämmung des heißen Wassers oder Dampfes dienen, nach dem Prinzip ”Rohr im Rohr”. Die technischen Gerate zur Energiespeicherung und der Energieumformung mit Stromgewinnung befinden sich nun vorteilhafterweise an Land. Als weitere Möglichkeit können von der Plattform im Meer wärmegedämmte Leitungen zum Land erhitzte Druckluft führen. Auf der Plattform (12) befinden sich beispielsweise nur pneumatische Kammern (10). Druckgasbehälter und Dampfbehälter in thermischer Kopplung befinden sich an Land.From the platform ( 12 ) In the sea, pipelines to the land or to other platforms may cause hot water or steam in addition to hot compressed air. On the platform ( 12 ) are then, for example, pneumatic chambers ( 10 ) and parabolic trough collectors. If the line or the hose of the steam or hot water is in the compressed air line, the compressed air can be used for thermal insulation of the hot water or steam, according to the principle "pipe in the pipe". The technical devices for energy storage and energy conversion with power generation are now advantageously on land. As another option, ducts insulated with heat from the platform in the sea can lead to heated compressed air leading to the land. On the platform ( 12 ) are, for example, only pneumatic chambers ( 10 ). Compressed gas tank and steam tank in thermal coupling are on land.

Alternativ kann auf den geschlossenen Dampfkreislauf verzichtet werden, wenn beispielsweise Dampfspeicher (3) und Kondensator (8) als Meerwasserentsalzungsanlage arbeiten.Alternatively, it is possible to dispense with the closed steam cycle if, for example, steam storage ( 3 ) and capacitor ( 8th ) work as seawater desalination plant.

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im Rahmen fachmännischen Handelns sind eine Reihe weiterer Ausführungsformen möglich, die im Bereich des erfindungsgemäßen Grundgedankens verbleiben. Weitere Ausführungsformen ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.The invention has been explained in more detail with reference to an embodiment. In the context of expert action, a number of other embodiments are possible, which remain within the scope of the inventive concept. Further embodiments emerge in particular from the subclaims.

In einer weiteren Ausführungsform wird durch Elektrolyse von Meerwasser mittels Strom vom Generator 7 Wasserstoff, oder Sauerstoff und Wasserstoff, hergestellt.In another embodiment, by electrolysis of seawater by means of electricity from the generator 7 Hydrogen, or oxygen and hydrogen.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
EnergiespeichereinheitEnergy storage unit
22
DruckgasbehälterCompressed gas containers
33
Dampfbehältersteam container
44
EnergieumwandlungseinheitPower conversion unit
55
Dampfturbinesteam turbine
66
DruckgasturbinePressure gas turbine
77
Generatorgenerator
7a7a
Wellewave
88th
Kondensatorcapacitor
99
Schwungradflywheel
1010
Pneumatische KammerPneumatic chamber
1111
Ventilevalves
1212
Plattformplatform

Claims (14)

Wellenkraftwerk mit einer Energiespeichereinheit (1), die eine pneumatische Kammer (10) und einen mit der pneumatischen Kammer zum Befüllen mit komprimiertem Gas verbundenen Druckgasbehälter umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Bevorratung des komprimierten. erhitzten Gases ausgebildete, auf einer Plattform (12) sich befindende Druckgasbehälter (2) mit einem Dampfbehälter (3) in thermischer Verbindung steht, und dass eine Energieumformungseinheit (4) eine mit dem Dampfbehälter (3) verbundene Dampfturbine (5) und eine mit dem Druckgasbehälter (2) verbundene Druckgasturbine (6) zum Antreiben eines Generators (7) enthält.Wave power plant with an energy storage unit ( 1 ), which is a pneumatic chamber ( 10 ) and a pressure gas container connected to the pneumatic chamber for filling with compressed gas, characterized in that the for storing the compressed. heated gas trained on a platform ( 12 ) located compressed gas container ( 2 ) with a steam container ( 3 ) is in thermal communication, and that an energy conversion unit ( 4 ) one with the steam tank ( 3 ) connected steam turbine ( 5 ) and one with the pressurized gas container ( 2 ) connected pressure gas turbine ( 6 ) for driving a generator ( 7 ) contains. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereiheit (1) eine zuschaltbare Schwungradvorrichtung (9) zum Speichern von Rotationsenergie der Dampfturbine (5) und/oder der Druckgasturbine (6) aufweist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the energy storage ( 1 ) a switchable flywheel device ( 9 ) for storing rotational energy of the steam turbine ( 5 ) and / or the pressure gas turbine ( 6 ) having. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (1) einen mit dem Generator (7) verschaltbaren Akkumulator zum Speichern und Freigeben elektrischer Energie aufweist.Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the energy storage unit ( 1 ) one with the generator ( 7 ) has connectable accumulator for storing and releasing electrical energy. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfbehälter (3) mit der Dampfturbine (5) in einen Dampfkreislauf mit einem der Dampfturbine nachgeschalteten Kondensator (8) geschaltet ist, wobei der Kondensator durch Wasser und/oder durch das aus der Druckgasturbine (6) austretende entspannte Gas kühlbar ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the steam container ( 3 ) with the steam turbine ( 5 ) in a steam cycle with a steam turbine downstream capacitor ( 8th ), wherein the condenser by water and / or by the from the pressure gas turbine ( 6 ) exiting relaxed gas is cooled formed. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfturbine (5) auf einer ersten Welle und die Druckluftturbine (6) auf einer zweiten Welle angeordnet sind, wobei die erste und/oder die zweite Welle mit einem Generator und einem Schwungrad verbunden sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the steam turbine ( 5 ) on a first shaft and the compressed air turbine ( 6 ) are arranged on a second shaft, wherein the first and / or the second shaft are connected to a generator and a flywheel. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (1) eine zuschaltbare solarthermische Einrichtung zum Befüllen des Dampfbehälters (3) aufweist und/oder eine zuschaltbare Photovoltaikeinrichtung zum Bereitstellen eines Ladestroms für den Akkumulator und/oder zum Bereitstellen elektrischer Energie für den Kompressor und/oder Generator erhält.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage unit ( 1 ) a switchable solar thermal device for filling the steam tank ( 3 ) and / or receives a switchable photovoltaic device for providing a charging current for the accumulator and / or for providing electrical energy for the compressor and / or generator. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinheit (1) einen elektrisch betreibbaren Kompressor zum Befüllen des Druckgasbehälters (2) aufweist und der zur Kühlung in den Dampfkreislauf geschaltet sein kann.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the energy storage unit ( 1 ) an electrically operable compressor for filling the compressed gas tank ( 2 ) and which may be connected for cooling in the steam cycle. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Plattform (12) im Wasser über Druckgasbehälter (2) und Dampfbehälter (3) Druckluft und heiße Flüssigkeit oder Dampf über Rohrleitungen oder Schläuche als System ”Rohr im Rohr” ans Land und/oder zu weiteren Plattformen transportiert und die Druckluft im Rohr zur Wärmedämmung genutzt werden kann.Device according to one of the preceding claims, characterized in that from the platform ( 12 ) in the water via pressurized gas containers ( 2 ) and steam tanks ( 3 ) Transporting compressed air and hot liquid or steam via pipes or hoses as a system "pipe in the pipe" to the land and / or to other platforms and the compressed air in the pipe can be used for thermal insulation. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Plattform (12) im Wasser pneumatische Kammern (10) und/oder Solaranlagen befinden, während sonstige Energiespeicher (1) und Energieumformer (4) an Land oder weiteren Plattformen stehen, oder Energiespeicherung und Stromerzeugung nach dem Stand der Technik erfolgt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the platform ( 12 ) in the water pneumatic chambers ( 10 ) and / or solar installations, while other energy storage devices ( 1 ) and energy converter ( 4 ) on land or other platforms, or energy storage and power generation according to the prior art. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der Plattform (12) im Wasser erhitzte Druckluft aus pneumatischen Kammern (10) über eine wärmegedämmte Rohrleitung oder Schlauch an Land oder zu weiteren Plattformen transportiert wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that from the platform ( 12 ) compressed air heated in water from pneumatic chambers ( 10 ) is transported on land or to other platforms via a thermally insulated pipe or hose. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Druckgasbehälter (2) als Auftriebkörper für Plattformen (12) verwendet werden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that pressurized gas container ( 2 ) as a buoyant body for platforms ( 12 ) be used. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (12) im Wasser in der senkrechten Achse drehbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the platform ( 12 ) is rotatable in the water in the vertical axis. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Plattform (12) durch Elektrolyse von Wasser mittels Strom vom Generator (7) und/oder von Photovoltaikanlagen Wasserstoff, oder Wasserstoff und Sauerstoff, hergestellt wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the platform ( 12 ) by electrolysis of water by means of electricity from the generator ( 7 ) and / or photovoltaic systems hydrogen, or hydrogen and oxygen, is produced. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Plattform (12) der Dampfbehälter (3) und der Kondensator (8) für das Betreiben einer Meerwasserentsalzungsanlage geeignet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the platform ( 12 ) the steam tank ( 3 ) and the capacitor ( 8th ) are suitable for operating a seawater desalination plant.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103277239A (en) * 2013-05-30 2013-09-04 邓远明 Sea wave energy electric generator device
US10001107B2 (en) 2013-08-21 2018-06-19 Paha Designs, Llc Energy conversion system and method
CN103895823B (en) * 2014-03-25 2016-05-04 大连理工大学 Submersible-floating energy-gathering guided wave energy generation platform
CN105569907A (en) * 2016-02-18 2016-05-11 邢志光 Inflator wind-solar sea wave power generation station
US10578075B2 (en) * 2017-02-25 2020-03-03 Lone Gull Holdings, Ltd. Self-propelled buoyant energy converter and method for deploying same
GB2614501B (en) * 2018-01-17 2023-11-29 Lone Gull Holdings Ltd Self-powered, self-propelled compute grid with loop topology
CN108425788B (en) * 2018-03-23 2020-04-10 中国科学院广州能源研究所 One-way impulse type wave energy power generation device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4345270C2 (en) * 1993-09-21 1996-02-01 Graw Kai Uwe Dr Ing Device for generating electrical energy from water wave energy
DE102009040311A1 (en) * 2009-07-07 2011-02-03 Lang, Dieter, Dipl.-Ing. (FH) Device for driving a motor vehicle

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3879950A (en) * 1971-06-01 1975-04-29 Kiichi Yamada Special power generating unit using compressed air produced by ocean wave together with super-heated steam
US4083186A (en) * 1976-12-22 1978-04-11 Jackson Sr Andrew W Apparatus and method for converting hydrostatic energy to electrical energy
GB1601060A (en) * 1978-05-31 1981-10-21 Tideland Signal Corp Double acting turbine for converting wave energy of water to electrical power
DE3049523A1 (en) * 1980-12-30 1982-07-29 Alup-Kompressoren GmbH, 7316 Köngen Compressor heat recovery system - has heat-absorbent medium storage vessel in outlet with controlled by=pass
US5179837A (en) * 1991-04-02 1993-01-19 Sieber J D Wave powered energy generator
CN2113357U (en) * 1992-01-15 1992-08-19 祝永彬 Wave energy utilization device
US5461862A (en) * 1993-10-13 1995-10-31 Ovadia; Shmuel System for conversion of sea wave energy
WO2005079461A2 (en) * 2004-02-17 2005-09-01 Pneuvolt, Inc. Vehicle system to recapture kinetic energy
ITRM20040228A1 (en) * 2004-05-10 2004-08-10 Maria Giuliana Irti MODULAR SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ELECTRICITY FROM WAVY MOTORCYCLES.
CN201187399Y (en) * 2008-04-23 2009-01-28 周天鑫 Buoyancy electric generator utilizing waste steam of heat power plant to generate electricity

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4345270C2 (en) * 1993-09-21 1996-02-01 Graw Kai Uwe Dr Ing Device for generating electrical energy from water wave energy
DE102009040311A1 (en) * 2009-07-07 2011-02-03 Lang, Dieter, Dipl.-Ing. (FH) Device for driving a motor vehicle

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