УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ

1. Гидроаккумулирующая электростанция (1), включающая в себя:
- по меньшей мере, одну нижнюю аккумулирующую емкость (11), которая расположена под землей, и, по меньшей мере, одну верхнюю аккумулирующую емкость (12), которая отделена от нее и расположена над или под землей, причем нижняя аккумулирующая емкость (11) расположена на большей глубине, чем верхняя аккумулирующая емкость (12), и
- в каждом случае, по меньшей мере, один жидкостный трубопровод (15, 16), который проведен в верхнюю аккумулирующую емкость (12) и в нижнюю аккумулирующую емкость (11) и который соединен с, по меньшей мере, одной гидравлической силовой и/или рабочей машиной (26, 27) гидроаккумулирующей электростанции (1) или выполнен с возможностью соединяться через переключаемые клапаны (28, 29), и
- в каждом случае, по меньшей мере, один трубопровод (17, 18) нагнетаемого газа, который проведен в верхнюю аккумулирующую емкость (12) и в нижнюю аккумулирующую емкость (11), и который соединен с силовой и/или рабочей машиной (21, 22) нагнетаемого газа гидроаккумулирующей электростанции (1) или выполнен с возможностью соединяться через переключаемые клапаны (24, 25),
причем гидроаккумулирующая электростанция (1) настроена для того, чтобы перемещать жидкое вещество (5, 7) из верхней аккумулирующей емкости (12) в нижнюю аккумулирующую емкость (11), и наоборот, посредством жидкостных трубопроводов (15, 16) и гидравлической силовой и/или рабочей машины (26, 27), а силовая и/или рабочая машина (21, 22) нагнетаемого газа настроена для создания заданного давления нагнетаемого газа (4, 6), по меньшей мере, в нижней аккумулирующей емкости (11), которое может отличаться от давления газа в верхней аккумулирующей емкости (12).
2. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что гидроаккумулирующая электростанция (1) имеет, по меньшей мере, одно устройство (13) управления, которое настроено для того, чтобы посредством управления силовой и/или рабочей машиной (21, 22) нагнетаемого газа повышать давление газа в нижней аккумулирующей емкости (11), если жидкое вещество (5, 7) должно перемещаться из нижней аккумулирующей емкости (11) в верхнюю аккумулирующую емкость (12).
3. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что жидкостный трубопровод (15, 16) и/или трубопровод (17, 18) нагнетаемого газа введен сверху или сбоку в верхнюю или нижнюю аккумулирующую емкость (11, 12).
4. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что силовая и/или рабочая машина (21, 22) нагнетаемого газа имеет, по меньшей мере, одну компрессионную машину (22) для создания сжатого нагнетаемого газа и одну расширительную машину (21) для отдачи энергии в общедоступную и/или необщедоступную сеть (2) энергоснабжения и/или для отдачи энергии непосредственно потребителю электроэнергии посредством расширения нагнетаемого газа (4, 6) из верхней или нижней аккумулирующей емкости (11, 12).
5. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 4, отличающаяся тем, что устройство (13) управления настроено для того, чтобы при расширении сжатого нагнетаемого газа (4, 6) в расширительной машине (21) посредством управления гидравлической силовой и/или рабочей машиной (26, 27) передавать жидкое вещество (5, 7) в ту аккумулирующую емкость (11, 12), из которой выводится нагнетаемый газ (4, 6), из другой соответствующей аккумулирующей емкости (11, 12).
6. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 5, отличающаяся тем, что устройство (13) управления настроено для того, чтобы при расширении сжатого нагнетаемого газа (4, 6) в расширительной машине (21) посредством управления гидравлической силовой и/или рабочей машиной (26, 27) вводить в ту аккумулирующую емкость (11, 12), из которой выводится нагнетаемый газ (4, 6), такое количество жидкого вещества (5, 7), что давление газа в этой аккумулирующей емкости (11, 12), по существу, остается неизменным или понижается, по меньшей мере, незначительно.
7. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что устройство (13) управления настроено для того, чтобы при расширении сжатого нагнетаемого газа (4, 6) в расширительной машине (21) посредством управления гидравлической силовой и/или рабочей машиной (26, 27) вводить в ту аккумулирующую емкость (11, 12), из которой выводится нагнетаемый газ (4, 6), такое количество жидкого вещества (5, 7), что температура нагнетаемого газа (4, 6) в этой аккумулирующей емкости (11, 12) повышается.
8. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что имеется контур (30) тепловой циркуляции, который имеет, по меньшей мере, один теплообменник (33), через который протекает нагнетаемый газ (4, 6,) и, по меньшей мере, один теплообменник (32), через который протекает жидкое вещество (5, 7), причем теплообменники (32, 33), будучи управляемы, выполнены с возможностью соединяться таким образом, что возникшее при сжатии нагнетаемого газа (4, 6) тепло переносится в жидкое вещество (5, 7), и/или при расширении нагнетаемого газа (4, 6) тепло переносится из жидкого вещества (5, 7) в нагнетаемый газ (4, 6).
9. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 8, отличающаяся тем, что устройство (13) управления настроено для того, чтобы во время расширения нагнетаемого газа (4, 6) из нижней аккумулирующей емкости (11) посредством управления тепловой циркуляцией (30) подогревать при помощи теплообменников (32, 33) нагнетаемый газ (4, 6) в противотоке с жидким веществом (5, 7), которое выведено из верхней аккумулирующей емкости (12).
10. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что устройство (13) управления настроено для того, чтобы ограничивать временное изменение давления нагнетаемого газа (4, 6) предопределенной предельной величиной.
11. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 2, отличающаяся тем, что устройство (13) управления настроено для того, чтобы принимать и обрабатывать запросы по аккумулированию энергии и, если согласно запросу по аккумулированию энергии требуется кратковременное аккумулирование энергии, повышать давление нагнетаемого газа (4, 6) в верхней и/или в нижней аккумулирующей емкости (11, 12), а в случае запроса по аккумулированию энергии, который требует большую продолжительность аккумулирования энергии, чем кратковременное аккумулирование энергии, перемещать жидкое вещество (5, 7) из нижней аккумулирующей емкости (11) в верхнюю аккумулирующую емкость (12).
12. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что жидкое вещество (5, 7) является солевым раствором, содержащей солевой раствор жидкой смесью или другой жидкой смесью, а нагнетаемый газ (4, 6) является нагнетаемым воздухом, или другим газом, или другой газовой смесью.
13. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что в верхней и/или в нижней аккумулирующей емкости (11, 12) расположены один или несколько погружных насосов для перекачки жидкого вещества (5, 7).
14. Гидроаккумулирующая электростанция по п. 1, отличающаяся тем, что между жидким веществом (5, 7) и нагнетаемым газом (4, 6) находится механический и/или химический разделительный слой.
15. Электростанция (9), в частности гидроаккумулирующая электростанция (1) по любому из п.п. 1-14 или пневмоаккумулирующая электростанция, включающая в себя:
- по меньшей мере, одну первую и отделенную от нее вторую аккумулирующие емкости (11, 12) в одинаковом или различном положении по глубине, и
- в каждом случае, по меньшей мере, один трубопровод (17, 18) нагнетаемого газа, который проведен в первую аккумулирующую емкость (11) и во вторую аккумулирующую емкость (12) и который соединен с силовой и/или рабочей машиной нагнетаемого газа электростанции или выполнен с возможностью соединяться через переключаемые клапаны, причем силовая и/или рабочая машина (21, 22) нагнетаемого газа настроена для создания заданного давления нагнетаемого газа (4, 6) различной величины в первой и во второй аккумулирующих емкостях (11, 12), и
- устройство (13) управления, которое настроено для того, чтобы при расширении нагнетаемого газа (4, 6) из одной аккумулирующей емкости (11, 12) переносить расширенный нагнетаемый газ в другую аккумулирующую емкость (11, 12).
16. Электростанция по п. 15, отличающаяся тем, что устройство (13) управления настроено для того, чтобы при расширении нагнетаемого газа (4, 6) из одной аккумулирующей емкости (11, 12) не позволять опускаться давлению газа в этой аккумулирующей емкости (11, 12) ниже предопределенного минимального значения давления, например, ниже значения от 60 до 100 бар.
17. Электростанция по п. 15 или 16, отличающаяся тем, что устройство (13) управления настроено для того, чтобы создавать в первой аккумулирующей емкости (11) более высокое давление, чем во второй аккумулирующей емкости (12), а при расширении нагнетаемого газа (4, 6) нагнетаемый газ (4, 6) выводить из аккумулирующей емкости с более высоким давлением, проводить через расширительную машину (21) и переносить расширенный нагнетаемый газ (4, 6) в другую аккумулирующую емкость (11, 12).
18. Способ аккумулирования энергии при помощи гидроаккумулирующей электростанции (1), соответствующей любому из п.п. 2-14.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что давление газа повышается в нижней аккумулирующей емкости (11), если жидкое вещество (5, 7) должно перемещаться из нижней аккумулирующей емкости (11) в верхнюю аккумулирующую емкость (12).
20. Способ по п. 18 или 19, отличающийся тем, что нагнетаемый газ (4, 6) расширяется посредством расширительной машины (21) и при помощи расширительной машины (21) энергия отдается в общедоступную и/или необщедоступную сеть (2) энергоснабжения и/или энергия отдается непосредственно потребителю электроэнергии.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что при расширении сжатого нагнетаемого газа (4, 6) в расширительной машине (21) жидкое вещество (5, 7) передается в ту аккумулирующую емкость (11, 12), из которой выводится нагнетаемый газ (4, 6), из другой соответствующей аккумулирующей емкости (11, 12).
22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что при расширении сжатого нагнетаемого газа (4, 6) в расширительной машине (21) в ту аккумулирующую емкость (11, 12), из которой выводится нагнетаемый газ (4, 6), вводиться такое количество жидкого вещества (5, 7), что давление газа в этой аккумулирующей емкости (11, 12), по существу, остается неизменным или понижается, по меньшей мере, незначительно.
23. Способ по п. 21 или 22, отличающийся тем, что при расширении сжатого нагнетаемого газа (4, 6) в расширительной машине (21) в ту аккумулирующую емкость (11, 12), из которой выводится нагнетаемый газ (4, 6), вводиться такое количество жидкого вещества (5, 7), что температура нагнетаемого газа (4,
6) в этой аккумулирующей емкости (11, 12) повышается.
24. Способ по п. 18, отличающийся тем, что возникшее при сжатии нагнетаемого газа (4, 6) тепло переносится при помощи контура (30) тепловой циркуляции в жидкое вещество (5, 7) и/или при расширении нагнетаемого газа (4, 6) тепло переносится из жидкого вещества (5, 7) в нагнетаемый газ (4, 6).
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что во время расширения нагнетаемого газа (4, 6) из нижней аккумулирующей емкости (11) нагнетаемый газ (4, 6) подогревается при помощи теплообменника (32, 33) в противотоке с жидким веществом (5, 7), которое выведено из верхней аккумулирующей емкости (12).
26. Способ по п. 18, отличающийся тем, что во время расширения нагнетаемого газа (4, 6) временное изменение давления нагнетаемого газа (4, 6) ограничивается предопределенной величиной.
27. Способ по п. 18, отличающийся тем, что в случае, если согласно запросу по аккумулированию энергии требуется кратковременное аккумулирование энергии, давление нагнетаемого газа (4, 6) повышается в верхней и/или в нижней аккумулирующей емкости (11, 12), а в случае запроса по аккумулированию энергии, который требует большую продолжительность аккумулирования энергии, чем кратковременное аккумулирование энергии, жидкое вещество (5, 7) перемещается из нижней аккумулирующей емкости (11) в верхнюю аккумулирующую емкость (12).
28. Способ аккумулирования энергии при помощи электростанции, соответствующей любому из п.п. 15-17.
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что при расширении нагнетаемого газа (4, 6) из одной аккумулирующей емкости (11, 12) расширенный нагнетаемый газ (4, 6) переносится в другую аккумулирующую емкость (11, 12).
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что в первой аккумулирующей емкости (11) создается более высокое давление, чем во второй аккумулирующей емкости (12), а при расширении нагнетаемого газа (4, 6) нагнетаемый газ (4, 6) выводится из аккумулирующей емкости (11, 12) с более высоким давлением, отводится посредством расширительной машины (21), и расширенный нагнетаемый газ (4, 6) переносится в другую аккумулирующую емкость (11, 12), причем при помощи расширительной машины (21) энергия отдается в общедоступную и/или необщедоступную сеть (2) энергоснабжения и/или энергия отдается непосредственно потребителю электроэнергии.
31. Способ по п. 29 или 30, отличающийся тем, что при расширении нагнетаемого газа (4, 6) из одной аккумулирующей емкости давление газа в этой аккумулирующей емкости не опускается ниже предопределенного минимального значения давления.