(57)【要約】  本発明は、鉛直温度勾配を有するエネルギー貯蔵装置（２）と内部複合加熱冷却機（１５）とを備えた熱エネルギー貯蔵システムに関する。内部複合加熱冷却機（１５）はエネルギー貯蔵装置から第１の温度を有するエネルギーを回収すると同時に、より高い第２の温度を有する加熱エネルギーとより低い第３の温度を有する冷却エネルギーとを戻すように構成される。さらに、本発明は熱エネルギー貯蔵システムの使用方法に関する。
2016502635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直温度勾配を有するエネルギー貯蔵装置（２）と内部複合加熱冷却機（１５）とを備えた熱エネルギー貯蔵システムであって、
前記内部複合加熱冷却機（１５）が、前記エネルギー貯蔵装置から第１の温度を有するエネルギーを回収すると共に、より高い第２の温度を有する加熱エネルギーとより低い第３の温度を有する冷却エネルギーとを戻すシステム。
【請求項２】
前記内部複合加熱冷却機（１５）が少なくとも２つのヒートポンプを備える請求項１に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項３】
各ヒートポンプが少なくとも２つのコンプレッサを備える請求項２に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項４】
前記内部複合加熱冷却機（１５）が、前記少なくとも２つのコンプレッサ間の接続を直列接続と並列接続との間で交代させる請求項３に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項５】
電力網の余剰電気を熱エネルギー貯蔵装置（２）に直接投入できる蒸気として熱エネルギーに変換することができるように、前記エネルギー貯蔵システム内に配置される加圧電気蒸気ボイラーをさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項６】
前記エネルギー貯蔵装置（２）内に配置される少なくとも１つの投込みヒータをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項７】
少なくとも１つの吸熱システム（３、４）をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項８】
前記吸熱システム（３）の少なくとも１つが低温システムである、請求項７に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項９】
前記吸熱システム（４）の少なくとも１つが高温システムである、請求項７または８に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項１０】
放熱システム（７）をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項１１】
前記放熱システム（７）が熱電併給プラントを備える、請求項１０に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項１２】
前記放熱システム（７）が電気温水ボイラーおよび／または電気蒸気ボイラーを備える、請求項１０または１１に記載の熱エネルギー貯蔵システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の熱エネルギー貯蔵システムの使用方法であって、
前記エネルギー貯蔵装置（２）から第１の温度レベルのエネルギーを回収するステップと、
より高い第２の温度を有する加熱エネルギーを前記エネルギー貯蔵装置（２）の対応レベルまたは放熱システム（７）に戻すステップと、
より低い第３の温度を有する冷却エネルギーを前記エネルギー貯蔵装置（２）の対応レベルまたは吸熱システム（３、４）に戻すステップと、を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉛直温度勾配を有するエネルギー貯蔵装置と内部複合加熱冷却機とを備えた熱エネルギー貯蔵システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、電気エネルギーは主にタービンベースの発電を通じて供給される。電力網への電気供給は、累積電力消費量および電力網でのロスと絶えず釣り合っていなければならない。不釣り合いが生じると、電力網が影響を受けて、標準周波数５０Ｈｚに対して過剰生産の場合は周波数が増大し、過少生産の場合は周波数が低減する。電力周波数の些細な変動を許容することによっていくらかの釣り合いはとれるが、解離が大きすぎれば、電力網が故障する。
【０００３】
発電は、基本電力と負荷追従電力の２つの主要部分を備える。基本電力は一定負荷で動作し、原子力発電所、石炭またはガス火力発電所、または熱電併給プラント（ＣＨＰ）によって生成される。５０Ｈｚでの周波数安定化のため、共時発電機／タービン内での回転質量の瞬時調節（すなわち、数秒以内の変動の調節）が非常に重要である。
【０００４】
数時間から数日などの長期的安定化のため、電気の消費量と生成量は、電気消費量を調節すること、電気消費側で電力網のオンオフを切り換えること、および／またはスウェーデンの水力発電所や欧州大陸のガス火力発電所などの負荷追従発電所を利用して発電量を調節することによって釣り合いがとられる。
【０００５】
異なるＡＣ電力網を相互接続することによって、総回転質量が協働する大規模な多国家電力網が生成される。しかしながら、太陽光または風力発電によって生成される電気エネルギーは回転質量を持たない。したがって、一定量の発電はいまだにタービンベースとする、あるいは発電なしの回転機器を含む必要がある。５５ＴＷｈの年間発電量に相当するスウェーデン電力網の将来のエネルギーミックスでは、発電量の２５％をタービンベースとする必要があり、残りの７５％は風力発電（４５ＴＷｈ）と太陽光発電（１０ＴＷｈ）に基づくことができる。
【０００６】
したがって現在行われている風力と太陽光による再生可能な間欠的電気エネルギーへの移行では、エネルギー供給条件が全く異なる。というのは、発電が天気に依存し、すなわち、季節、日、時間、さらには秒単位で変動し、太陽光または風力によって生成される電気エネルギーは通常、回転質量を有していないからである。今後は風力タービンの追加調節による安定化が期待される。
【０００７】
また、将来に生じる余剰電気は、現行技術を利用して、廃棄として、輸出用に、または地域暖房システムで利用または処理することができる。廃棄とは、余剰エネルギーを未使用のままにしておく、すなわち、発電レベルを低減するために太陽光または風力発電所の操業を停止することを単に意味する。輸出は、余剰電気を他国に輸出することを意味する。しかしながら、電気の輸出先となる市場が必要なため、常に可能なわけではない。仮に近隣国家の電力供給が将来に同様の風力および電力供給を開発することになれば、輸出の可能性が制限される。地域暖房システムは、複数の電気ボイラーを使用して余剰電気を地域暖房システムに送ることを意味する。余剰が存在するのは１年のうち短期間だけなので、電気ボイラーへの投資は極めて効率的に行わなければならない。さらに、通常、余剰生産は消費量が低い春期と夏期に生じるために、地域暖房システムで発電量すべてを使用することは不可能である、すなわち発電量と消費量の釣り合いが取れない。こうした状況は、天候と電力消費量の両方を予測しにくいことからも生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、電気エネルギーの過剰生産を利用し、季節、日、時間、さらには秒単位の変動とは無関係に、発電量の変動を一定にし、かつ調節するのに使用される改良エネルギー貯蔵システムが必要とされている。
【０００９】
本発明の一態様による目的は、たとえば、季節、日、時間、さらには秒単位で電気消費量に対して余剰発電量の釣り合いをとるために、余剰電気エネルギーを後の使用のために熱として貯蔵することができるシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によると、この目的は、鉛直温度勾配を有するエネルギー貯蔵装置と内部複合加熱冷却機とを備える熱エネルギー貯蔵システムによって達成され、内部複合加熱冷却機はエネルギー貯蔵装置から第１の温度を有するエネルギーを回収すると同時に、より高い第２の温度を有する加熱エネルギーとより低い第３の温度を有する冷却エネルギーとを戻すように構成される。
【００１１】
熱エネルギー貯蔵システムの１つの利点は、所与の期間での電力網およびエネルギー貯蔵装置における具体的条件に応じて、エネルギーを回収および解放すべき温度レベルを選択することによってエネルギー貯蔵を最適化できる点である。その他の利点は、電力網の余剰電気エネルギーを利用し、電気エネルギーの消費量と発電量を容易に釣り合わせることができる点である。
【００１２】
内部複合加熱冷却機は、最大動作係数で大容量の加熱および冷却を同時に達成するため、少なくとも２つのヒートポンプを備えることができる。
各ヒートポンプは、効率的かつ柔軟な熱エネルギー貯蔵システムに、熱容量を増大させ、複数のヒートポンプと組み合わせて動作係数を向上させるために少なくとも２つのコンプレッサを備えることができる。
【００１３】
一実施形態によると、内部複合加熱冷却機は、加熱流体と冷却流体の両方の貯蔵能力だけでなく貯蔵装置の加熱容量を向上させるため、少なくとも２つのコンプレッサ間の接続を直列接続と並列接続との間で交代させるように構成される。内部複合加熱冷却機のもう１つの利点は、所与の期間での地域暖房および冷却システムおよびエネルギー貯蔵装置における具体的需要に応じて、エネルギーを回収および解放すべき温度レベルを選択することによって熱貯蔵を最適化できる点である。
【００１４】
熱エネルギー貯蔵システムは、電力網の余剰電気を熱エネルギー貯蔵装置に直接投入できる蒸気として熱エネルギーに変換できるように、エネルギー貯蔵システム内に配置される加圧電気蒸気ボイラーをさらに備えることができる。
【００１５】
熱エネルギー貯蔵システムは、電力網の余剰電気を熱エネルギーに効率的に変換し、熱エネルギー貯蔵装置に直接送達できるように、エネルギー貯蔵装置内に配置される少なくとも１つの投込みヒータをさらに備えることができる。
【００１６】
熱エネルギー貯蔵システムは少なくとも１つの吸熱システムをさらに備えることができる。
吸熱システムは低温システムとすることができる。
【００１７】
吸熱システムは高温システムとすることができる。
熱エネルギー貯蔵システムは、電力網を調節する放熱システムをさらに備えることができる。
【００１８】
放熱システムは、エネルギー貯蔵装置に熱のみを送達し得るように熱電併給プラントを備えることができる。
放熱システムは、電気余剰エネルギーのピークカットのために電気温水ボイラーおよび／または電気蒸気ボイラーを備えることができる。
【００１９】
本発明の第２の態様によると、この目的は、上述の熱エネルギー貯蔵システムの使用方法であって、エネルギー貯蔵装置の第１の温度レベルからエネルギーを回収するステップと、より高い第２の温度を有する加熱エネルギーをエネルギー貯蔵装置の対応レベルまたは放熱システムに戻すステップと、より低い第３の温度を有する冷却エネルギーを前記エネルギー貯蔵装置の対応レベルまたは吸熱システムに戻すステップと、を備える方法によって達成される。
【００２０】
熱エネルギー貯蔵システムの使用方法の１つの利点は、所与の期間での電力網およびエネルギー貯蔵装置における具体的条件に応じて、エネルギーを回収および解放すべき温度レベルを選択することによってエネルギー貯蔵を最適化できる点である。その他の利点は、電力網の余剰電気エネルギーを利用し、電気エネルギーの消費量と発電量を容易に釣り合わせることができる点である。
【００２１】
概して、請求項で使用される用語はすべて、別段の定義が明示的に行われていない限り、当該技術分野における通常の意味に応じて解釈すべきである。「［素子、装置、部品、手段など］」に対する言及はすべて、別段の説明が明示的に行われていない限り、前記素子、装置、部品、手段などの少なくとも１つの例に言及するものとして率直に解釈されるべきである。さらに、「備える」という用語は、本願全体を通じて「備えるが限定はしない」ことを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
本発明のこの態様および別の態様を、本発明の好適な実施形態を示す添付図面を参照して以下詳細に説明する。
【図１】本発明の一実施形態に係るエネルギー貯蔵システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るエネルギー貯蔵システムを示す。該システムは、エネルギーの高性能入力／出力および大規模な季節貯蔵容量向けに設計されたタンク、地下洞、または熱エネルギー貯蔵装置とすることのできるエネルギー貯蔵装置２を備える。
【００２４】
エネルギー貯蔵装置２では、様々な温度のエネルギーが貯蔵される。エネルギー貯蔵装置の上層は、低温の下層よりも高い温度を有する。その間の移行区域には中間温度を有する層も存在する。エネルギー貯蔵装置の層内温度は温度区間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と定義することができる。これらの区間は任意の具体的な作業条件に適合させることができる。たとえば、第１の温度区間Ｔ１は１５〜６５℃の範囲であり、第２の温度区間Ｔ２は５０〜１００℃の範囲であり、第３の温度区間Ｔ３は４〜２５℃の範囲である。温度区間Ｔ２はある期間さらに高温に、たとえば最高１５０℃にすることができる。
【００２５】
エネルギー貯蔵装置２内の成層は、異なる温度を有する流体、すなわち水間の密度差から生じる。温水は４℃超の範囲において冷水よりも密度が低いため、異なる温度の水はエネルギー貯蔵装置内の異なる鉛直レベル、すなわち、鉛直温度成層に配置される。密度の低い温水は貯蔵装置を通って上方へと熱交換器まで流れ、そこで冷却されるため、密度差によりエネルギー貯蔵装置からの熱抽出中に勾配流が生成される。戻り管では、密度差により冷水の下方流が生成される。これにより、異なる密度の２つの給水柱が引力を生成して、勾配流を形成することで電気エネルギーの消費量を低減させる。エネルギー貯蔵装置への熱の充填中は作用が反転し、ポンプまたはモータなどの追加電気エネルギー源を追加して流を駆動させなければならない。
【００２６】
エネルギー貯蔵装置の充電は主に夏期に行われ、放電は主に冬期に行われるため、夏期中にはポンピングのための追加電気エネルギーが必要とされるが、そのエネルギーは需要とコストが高くなる冬期に生成することができる。すなわち、電気エネルギーの季節的な貯蔵が実行される。追加電気エネルギーは、夏期に電気モータ付きポンプによって供給される。冬期には同じポンプ−電気モータをタービン−発電機として使用することができる。エネルギー貯蔵装置の鉛直高さを増大させると、効果も増大する。
【００２７】
貯蔵装置の最大能力を利用するため、利用可能な様々な温度を効果的に使用することが重要である。１つの条件は、高さの異なる入口と出口を貯蔵装置に設けることである。したがって、処理領域から延び、少なくとも１つの熱交換器９によってエネルギーの処理を可能とするようにエネルギー貯蔵装置の適切な鉛直レベルでエネルギー貯蔵装置からエネルギーの一部を回収するように配置される入れ子管などのエネルギー伝達手段１１が複数設けられる。エネルギー伝達手段とは、本実施形態では流体伝達手段を意味する。さらに、エネルギー伝達手段は、エネルギー貯蔵装置の適切な鉛直レベルで、処理されたエネルギーをエネルギー貯蔵装置に戻すように配置される。
【００２８】
エネルギー貯蔵装置２は、熱交換器９を介して吸熱システム３、４および／または放熱システム７に接続することができる。
たとえば、吸熱システム３は、建物の暖房用の加熱システムなどの低温システムとすることができる。第１の吸熱システム３は熱交換器１０に接続される。たとえば温度区間Ｔ１からの第１の温度のエネルギーがエネルギー貯蔵装置２から回収されて、熱交換器１０を用いて建物の暖房に使用される。図１には１つの建物しか示されていないが、設備を複数の建物に接続することもできる、あるいはその方が好ましい。また、吸熱システム３は放熱システムとして使用し、システムの消費側から熱を回収することもできる。
【００２９】
吸熱システム４のもう１つの例が高温システム、好ましくは地域暖房システムである。吸熱システム４にはエネルギー貯蔵装置２から得られる区間Ｔ２内の温度を有するエネルギー、または内部複合加熱冷却機１５から直接得られる区間Ｔ２内の温度を有するエネルギーを充填することができる。内部複合加熱冷却機１５については後で詳細に説明する。吸熱システム４は放熱システムとして使用し、システム中の消費側から熱を回収することもできる。
【００３０】
放熱システム７は、産業施設またはその他の廃熱源、熱電併給プラント（ＣＨＰ）、発電および／または暖房用ソーラーパネル、ヒートポンプ、バイオ燃料ボイラー、電気温水ボイラーおよび／または電気蒸気ボイラー、または化石燃料ボイラーによって生成することができるエネルギーを供給する。電力網を制御する設備として使用するため、熱電併給プラントと電気温水ボイラーおよび／または電気蒸気ボイラーは最も有益かつ重要な設備である。
【００３１】
放熱システム７に配置される熱電併給プラント（ＣＨＰ）は、大規模プラントの場合、熱と電力の両方を通常２：１の割合で生成する。電力価格が低い期間には発電なしのエネルギー生成が好ましいかもしれない。ボイラー全体の能力はこの時点で熱として生成され、すなわち、通常の熱生成の１５０％を達成する。熱電併給プラントが進歩すれば、その割合は１：１となり、ボイラー能力は２００％になり得る。しかしながら、凝縮器や（過熱蒸気を飽和蒸気に変換する）蒸気変換器などの追加機器が発電所内に必要とされる。エネルギー貯蔵装置２と組み合わせて、共時発電機によりタービンを電力網に接続し、日中は発電を行わずに動作させて熱のみをエネルギー貯蔵装置に送達させることができる。熱電併給プラントは、夜間に必要であれば高出力で電気を生成することもできる（風力／太陽光の補償）。上述の熱エネルギー貯蔵装置と組み合わせて動作する熱電併給プラントを追加することは、数秒内の電力網の変動を補整する回転質量が該システムに含まれることを意味する。
【００３２】
放熱システム７に配置される電気温水ボイラーおよび／または電気蒸気ボイラーは、余剰電気エネルギーのピークカット、たとえば日中の電気消費（風力／太陽光のピークカット）のために使用することができる。
【００３３】
上記熱電併給プラントと電気温水ボイラーおよび／または電気蒸気ボイラーは新たな設備または既存の設備のいずれかとすることができる。
該システムは、エネルギー貯蔵装置２に接続される内部加熱冷却機１５をさらに備える。一態様によると、該システムは、加熱および冷却目的でエネルギー貯蔵装置２のエネルギー貯蔵容量を増大させるために使用される。別の態様によると、該システムは、貯蔵装置の加熱容量を向上させるために使用される。
【００３４】
好ましくは、内部加熱冷却機１５は少なくとも２つのヒートポンプを備える。内部加熱冷却機１５は、上述したようにエネルギー伝達手段１１によってエネルギー貯蔵装置２に接続される。
【００３５】
一例として、内部加熱冷却機１５はエネルギー貯蔵装置の温度区間Ｔ１のレベルからエネルギーを回収すると同時に、より高い温度を有する加熱エネルギーを区間Ｔ２に戻し、より低い温度を有する冷却エネルギーを区間Ｔ３、エネルギー貯蔵装置の対応レベル、または例えば直接吸熱システム４に戻す。ただし、エネルギーは温度区間Ｔ１のあるレベルから回収され、同じ温度区間Ｔ１のより高温、すなわちより上方のレベル、および同じ温度区間Ｔ１のより低温、すなわちより下方のレベルに戻すこともできる。したがって、加熱エネルギーと冷却エネルギーは、流体が回収されるレベルの上下、すなわちより高温またはより低温のレベルに配置されるエネルギー貯蔵装置内の流体層へと戻すことができる。
【００３６】
上述したように、内部加熱冷却機１５は少なくとも２つのヒートポンプを備える。各ヒートポンプは、ヒートポンプの冷却側に直列と並列の両方に接続され得る少なくとも２つのコンプレッサを備える。しかしながら、ヒートポンプの数と各ヒートポンプ内のコンプレッサの数は任意の適切な数とすることができる。ヒートポンプ／コンプレッサの数が多いほど、内部加熱冷却機１５は効率的になる。ただし、部品数増大がもたらすコスト増に照らして評価しなければならない。
【００３７】
内部加熱冷却機１５は、温度区間Ｔ１内のエネルギー貯蔵装置の第１のレベル、たとえば中間温度レベルからエネルギーを回収する。ヒートポンプは、このエネルギーを加熱および冷却の両方用のエネルギーに同時に変換するために使用される。加熱および冷却用エネルギーはエネルギー貯蔵装置内の正しい対応する温度レベルへと戻される、あるいは地域暖房システムなどの吸熱システム４に直接送られる。各ヒートポンプは異なる冷却剤を使用することができる。最大動作係数（ＣＯＰ）を達成するため、蒸発器、凝縮器、サブ冷却機の水側を流れる流は、各ヒートポンプで必要な温度上昇を低減するために直列に配置される。
【００３８】
第１の例では、第１および第２のヒートポンプはそれぞれ、直列接続される少なくとも２つのコンプレッサを備えることができる。直列接続は好ましくは、電力価格が低いときに使用される。本例では、ヒートポンプは温度区間Ｔ１（４５℃）からのエネルギーを使用して、高い温度区間Ｔ２（９５℃）用のエネルギーと低い温度区間Ｔ３（５℃）用のエネルギーを生成する。加熱のための動作係数ＣＯＰ３〜４が達成される。冷却作用が含まれると、ＣＯＰは５〜６である。実際の値はヒートポンプの数、コンプレッサの数、およびシステムの効率に依存する。
【００３９】
第２の例では、第１および第２のヒートポンプはそれぞれ、並列接続される少なくとも２つのコンプレッサを備えることができる。好ましくは、並列接続は電力価格が比較的高いときに使用される。本例では、ヒートポンプは、温度区間Ｔ１の上方レベルまたは温度区間Ｔ２（６５℃）の下方レベルからのエネルギーを用いて、上方温度区間Ｔ２（９０〜９５℃）および中間温度区間Ｔ１（４０℃）用のエネルギーを生成する。加熱および冷却のＣＯＰは、直列接続されるコンプレッサのＣＯＰの約３倍である。実際の値はヒートポンプの数、コンプレッサの数、システムの効率に依存する。
【００４０】
第３の例では、第１および第２のヒートポンプはそれぞれ、並列に接続される少なくとも２つのコンプレッサを備える。この例では、ヒートポンプは温度区間Ｔ３の上方レベルまたは温度区間Ｔ１（２０℃）の下方レベルからのエネルギーを使用して、中間温度区間Ｔ１（５５℃）用のエネルギーと低い温度区間Ｔ３（５℃）用のエネルギーを生成する。達成される加熱および冷却のＣＯＰは、直列接続されたコンプレッサのＣＯＰの約３倍である。実際の値はヒートポンプの数、コンプレッサの数、システムの効率に依存する。
【００４１】
第２の例による並列接続は、いかにして中間温度レベルでのエネルギーが従来の地域暖房レベルに対応する高温に変換されると同時に、低温システムに対応する温度でのエネルギーを生成するかを示す。第３の例では、同じ機器が、５℃の温度レベルでのエネルギー冷却と低温システムのための温度生成を最適化するために、より下方レベルでエネルギー貯蔵装置からエネルギーを抽出することができる。
【００４２】
上述の熱エネルギー貯蔵システムの１つの利点は、所与の期間での電力網およびエネルギー貯蔵装置における具体的条件に応じて、エネルギーを回収および解放すべき温度レベルを選択することによってエネルギー貯蔵を最適化できる点である。
【００４３】
直列接続と並列接続の両方を有するコンプレッサを交互に動作させるには、直列に動作するコンプレッサユニットの数に対応してサイズの異なるコンプレッサを必要とする場合がある。この設備では、コンプレッサは１つの共有モータに接続することができる。もしくは、コンプレッサは同一のサイズにすることができるが、直列接続の場合、コンプレッサとモータ間の速度調節が必要となる。その目的で、機械ギアや電気モータの周波数調節などの様々な設備を使用することができる。電気モータの代わりに油圧モータまたは蒸気タービンも使用可能である。
【００４４】
エネルギー貯蔵システムは、加圧電気ボイラーなどの追加エネルギー消費装置を設けてエネルギー貯蔵装置２を間接的に加熱する、および／または投込みヒータを設けてエネルギー貯蔵装置２を直接加熱することができる。このような装置は、たとえば電力消費量が低いと同時に非常に天気が良い、あるいは風が強いときなど、余剰電力が特に多い期間に使用することが好ましい。この場合、装置が始動されて余剰電気を消費するために、電力網の過負荷が防止される。
【００４５】
地表に配置される加圧電気ボイラーは、エネルギー貯蔵装置に直接投入される蒸気の形で熱エネルギーを生成する。蒸気は温度区間Ｔ１の下部または温度区間Ｔ３の上部において、出口ノズルに設けられた少なくとも１つ、好ましくは複数の鉛直蒸気管を介してエネルギー貯蔵装置２に直接分布される。貯蔵装置の高さ／深さに応じて、ボイラーの静液圧により、実際の圧力に関連する温度についてのエネルギー移送が可能となる。たとえば、エネルギー貯蔵装置においては、温度約２００℃、水深１５０ｍで実行される。この温度は周囲の流体への拡散のために急速に低下する（ボイラーへの給水タンク内の「サイレントケトル」と比較）。ボイラー内を循環する流体は、腐食、発泡、または湯垢などを引き起こす懸濁物質と溶解不純物をできる限り低減して純化する必要がある。したがって、ボイラーへの水などの流体は、流体をボイラーにとって十分なレベルまで清浄にする（たとえば、脱イオン水）水処理プラントを介して貯蔵装置から汲み上げられる。この水処理は、エネルギー貯蔵装置２内の流体クリーニングの一部に組み込まれる。エネルギー貯蔵装置に完全に水が充填される場合、水は貯蔵装置から溢れた量から汲み上げられるものとする。脱イオン水は、浄水場のサイズを低減し、ボイラーへのピーク供給を可能にするためにバッファタンクに貯蔵される。
【００４６】
投込みヒータは、エネルギー貯蔵装置に直接投入される電気エネルギーを熱として生成する。少なくとも１つ、好ましくは複数の投込みヒータが、温度区間Ｔ１の底部または温度区間Ｔ３の上部に配置される。エネルギー貯蔵装置２の高さ／深さに応じて、投込みヒータの静液圧により、エネルギー貯蔵装置２の実際の圧力に関連する温度でエネルギーを移送することができる。たとえば、エネルギー貯蔵装置においては、温度約２００℃、水深１５０ｍ（約１５バール）で実行される。投込みヒータからの熱伝達は勾配流を介して行われる。投込みヒータに近い温度は、周囲の流体への拡散のために急速に低下する。可動部品がないために設計は頑丈である。
【００４７】
エネルギー貯蔵装置２に据えられる蒸気注入管と投込みヒータは、エネルギー貯蔵装置２の上方の処理領域またはトンネルからの保全および整備を可能にするために鉛直通路／管に設置される。
【００４８】
当業者であれば、本発明が上述の好適な実施形態に決して限定されないことを理解するであろう。それどころか、多数の変更や変形も添付請求項の範囲に含まれる。
【図１】
2016502635.tif 000003
【国際調査報告】
2016502635.tif 000004
2016502635.tif 000005
2016502635.tif 000006
2016502635.tif 000007