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1. WO2013045463 - INSTALLATION DE STOCKAGE D'ÉNERGIE THERMIQUE ET SON PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT

Numéro de publication WO/2013/045463
Date de publication 04.04.2013
N° de la demande internationale PCT/EP2012/068902
Date du dépôt international 26.09.2012
CIB
F01K 3/12 2006.1
FMÉCANIQUE; ÉCLAIRAGE; CHAUFFAGE; ARMEMENT; SAUTAGE
01"MACHINES" OU MACHINES MOTRICES EN GÉNÉRAL; ENSEMBLES FONCTIONNELS DE MACHINES MOTRICES EN GÉNÉRAL; MACHINES À VAPEUR
KENSEMBLES FONCTIONNELS DE MACHINES À VAPEUR; ACCUMULATEURS DE VAPEURS; ENSEMBLES FONCTIONNELS DE MACHINES MOTRICES NON PRÉVUS AILLEURS; MACHINES MOTRICES À FLUIDES ÉNERGÉTIQUES OU CYCLES DE TRAVAIL PARTICULIERS
3Ensembles fonctionnels caractérisés par l'emploi d'accumulateurs de vapeur ou de chaleur ou bien de réchauffeurs intermédiaires de vapeur
12comportant deux ou plusieurs accumulateurs
F03D 9/00 2006.1
FMÉCANIQUE; ÉCLAIRAGE; CHAUFFAGE; ARMEMENT; SAUTAGE
03"MACHINES" OU MACHINES MOTRICES À LIQUIDES; MÉCANISMES MOTEURS À VENT, À RESSORTS, À POIDS; PRODUCTION D'ÉNERGIE MÉCANIQUE OU DE POUSSÉE PROPULSIVE PAR RÉACTION, NON PRÉVUE AILLEURS
DMÉCANISMES MOTEURS À VENT
9Adaptations des mécanismes moteurs à vent pour une utilisation particulière; Combinaisons des mécanismes moteurs à vent avec les appareils qu’ils entrainent; Mécanismes moteurs à vent spécialement adaptés à l’installation dans des endroits particuliers
F25B 9/00 2006.1
FMÉCANIQUE; ÉCLAIRAGE; CHAUFFAGE; ARMEMENT; SAUTAGE
25RÉFRIGÉRATION OU REFROIDISSEMENT; SYSTÈMES COMBINÉS DE CHAUFFAGE ET DE RÉFRIGÉRATION; SYSTÈMES À POMPES À CHALEUR; FABRICATION OU EMMAGASINAGE DE LA GLACE; LIQUÉFACTION OU SOLIDIFICATION DES GAZ
BMACHINES, INSTALLATIONS OU SYSTÈMES FRIGORIFIQUES; SYSTÈMES COMBINÉS DE CHAUFFAGE ET DE RÉFRIGÉRATION; SYSTÈMES À POMPES À CHALEUR
9Machines, installations ou systèmes à compression dans lesquels le fluide frigorigène est l'air ou un autre gaz à point d'ébullition peu élevé
F25B 27/00 2006.1
FMÉCANIQUE; ÉCLAIRAGE; CHAUFFAGE; ARMEMENT; SAUTAGE
25RÉFRIGÉRATION OU REFROIDISSEMENT; SYSTÈMES COMBINÉS DE CHAUFFAGE ET DE RÉFRIGÉRATION; SYSTÈMES À POMPES À CHALEUR; FABRICATION OU EMMAGASINAGE DE LA GLACE; LIQUÉFACTION OU SOLIDIFICATION DES GAZ
BMACHINES, INSTALLATIONS OU SYSTÈMES FRIGORIFIQUES; SYSTÈMES COMBINÉS DE CHAUFFAGE ET DE RÉFRIGÉRATION; SYSTÈMES À POMPES À CHALEUR
27Machines, installations ou systèmes utilisant des sources d'énergie particulières
F25B 30/02 2006.1
FMÉCANIQUE; ÉCLAIRAGE; CHAUFFAGE; ARMEMENT; SAUTAGE
25RÉFRIGÉRATION OU REFROIDISSEMENT; SYSTÈMES COMBINÉS DE CHAUFFAGE ET DE RÉFRIGÉRATION; SYSTÈMES À POMPES À CHALEUR; FABRICATION OU EMMAGASINAGE DE LA GLACE; LIQUÉFACTION OU SOLIDIFICATION DES GAZ
BMACHINES, INSTALLATIONS OU SYSTÈMES FRIGORIFIQUES; SYSTÈMES COMBINÉS DE CHAUFFAGE ET DE RÉFRIGÉRATION; SYSTÈMES À POMPES À CHALEUR
30Pompes à chaleur
02du type à compression
CPC
F01K 3/12
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
3Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
12having two or more accumulators
F02C 6/14
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
6Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus
14Gas-turbine plants having means for storing energy, e.g. for meeting peak loads
F03B 17/005
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
17Other machines or engines
005Installations wherein the liquid circulates in a closed loop
F03D 9/17
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
DWIND MOTORS
9Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
10Combinations of wind motors with apparatus storing energy
17storing energy in pressurised fluids
F03D 9/18
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
DWIND MOTORS
9Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
10Combinations of wind motors with apparatus storing energy
18storing heat
F03D 9/22
FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
DWIND MOTORS
9Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
20Wind motors characterised by the driven apparatus
22the apparatus producing heat
Déposants
  • SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT [DE]/[DE]
Inventeurs
  • REZNIK, Daniel
  • STIESDAL, Henrik
Données relatives à la priorité
11183270.529.09.2011EP
Langue de publication Allemand (de)
Langue de dépôt allemand (DE)
États désignés
Titre
(DE) ANLAGE ZUR SPEICHERUNG THERMISCHER ENERGIE UND VERFAHREN ZU DEREN BETRIEB
(EN) INSTALLATION FOR STORING THERMAL ENERGY AND METHOD FOR THE OPERATION THEREOF
(FR) INSTALLATION DE STOCKAGE D'ÉNERGIE THERMIQUE ET SON PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT
Abrégé
(DE) Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Speicherung von thermischer Energie mit einem Wärmespeicher (14) und einem Kältespeicher (16). Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren zum Laden und Entladen dieser thermischen Speicher (14, 16). Mit der Anlage kann beispielsweise überschüssige elektrische Energie von Windkraftwerken (22) genutzt werden, um mittels eines Motors (M) mechanische Arbeit aus einem Verdichter (13) und einer Turbine (15) in thermische Energie umzuwandeln, die im Wärmespeicher (14) und Kältespeicher (16) für eine spätere Gewinnung von elektrischer Energie mit einem Generator (G) zur Verfügung gestellt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beim Laden des Wärmespeichers (14) und des Kältespeichers (16) ein Zwischenspeicher für Wärme (12) entladen wird, der das Arbeitsgas für den Verdichter (13) auf beispielsweise 80 °C vorwärmt. Hierdurch können im Wärmespeicher (14) Temperaturen von über 500 °C auch durch eine Verdichtung des Arbeitsgases auf nur 15 bar erreicht werden. Verdichter zur Verdichtung von Arbeitsgasen auf 15 bar stellen hierbei vorteilhaft einen guten technischen Kompromiss dar. Werden der Wärmespeicher (14) und der Kältespeicher (16) über die Turbine (18) und den Verdichter (19) zwecks Gewinnung elektrischer Energie entladen, so kann der Zwischenspeicher (12) wieder aufgeladen werden, so dass die darin gespeicherte Wärme für einen anschließenden Ladeprozess des Wärmespeichers (14) und des Kältespeichers (16) wieder zur Verfügung gestellt werden kann.
(EN) The invention relates to an installation for storing thermal energy, comprising a heat accumulator (14) and a cold accumulator (16). The invention further relates to a method for charging and discharging said thermal accumulators (14, 16). Using the installation, excess electrical energy supplied by wind power plants (22), for example, can be utilized for converting mechanical energy from a compressor (13) and a turbine (15) into thermal energy by means of a motor (M), which is then made available in the heat accumulator (14) and the cold accumulator (16) for a subsequent generation of electrical energy using a generator (G). According to the invention, a temporary heat store (12) is discharged during the charging of the heat accumulator (14) and the cold accumulator (16), said temporary heat store preheating the working gas for the compressor (13) to 80 °C, for example. In this way, temperatures of above 500 °C can be obtained in the heat accumulator (14), even by compressing the working gas to only 15 bar. Compressors for compressing working gases up to 15 bar, advantageously, represent a good technical compromise. When the heat accumulator (14) and the cold accumulator (16) are discharged via the turbine (18) and the compressor (19) for the purpose of generating electrical energy, the temporary store (12) can be recharged so that the heat stored therein can be made available for a subsequent charging process of the heat accumulator (14) and the cold accumulator (16).
(FR) L'invention concerne une installation de stockage d'énergie thermique comprenant un accumulateur de chaleur (14) et un accumulateur de froid (16). L'invention concerne en outre un procédé de charge et de décharge de ces accumulateurs thermiques (14, 16). Ces installations permettent par exemple d'exploiter l'énergie excédentaire d'éoliennes (22) pour convertir, au moyen d'un moteur (M), le travail mécanique produit par un compresseur (13) et une turbine (15) en énergie thermique, laquelle est mise à disposition dans l'accumulateur de chaleur (14) et dans l'accumulateur de froid (16) en vue de la production ultérieure d'énergie électrique au moyen d'un générateur (G). Selon l'invention, un accumulateur de chaleur tampon (12) qui chauffe le gaz de travail destiné au compresseur (13) à 80°C p.ex., est déchargé lors de la charge de l'accumulateur de chaleur (14) et de l'accumulateur de froid (16). Des températures supérieures à 500°C peuvent ainsi être atteintes dans l'accumulateur de chaleur (14), même avec une compression de seulement 15 bars du gaz de travail. Les compresseurs pour la compression des gaz de travail à 15 bars représentent de manière avantageuse un bon compromis technique. Lorsque l'accumulateur de chaleur (14) et l'accumulateur de froid (16) sont déchargés via la turbine (18) et le compresseur (19) en vue de la production d'énergie électrique, l'accumulateur tampon (12) peut être rechargé de façon à rendre à nouveau disponible la chaleur stockée pour un processus de charge subséquent de l'accumulateur de chaleur (14) et de l'accumulateur de froid (16).
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