ES2688211T3

ES2688211T3 - Energy storage and recovery system

Info

Publication number: ES2688211T3
Application number: ES15003640.8T
Authority: ES
Inventors: Joseph Maier
Original assignee: Renestor M GmbH
Current assignee: Renestor M GmbH
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2018-10-31
Anticipated expiration: 2035-12-22
Also published as: DK3184807T3; EP3184807A1; EP3321501B1; EP3321501A1; EP3184807B1; DK3321501T3; ES2750001T3

Abstract

Sistema de almacenamiento y recuperación de energía que comprende al menos un recipiente de aire comprimido (1), al menos un recipiente de agua a presión (2) unido con el recipiente de aire comprimido (1), al menos una turbina (3) dispuesta en unión operativa con el al menos un recipiente de agua a presión (2), un generador (4) para producir energía eléctrica, una bomba de alta presión (11) para transportar agua de un acumulador de agua (9) al recipiente de agua a presión (2), caracterizado por que la turbina (3) dispuesta en unión operativa con el al menos un recipiente de agua a presión (2) es una turbina de sobrepresión que está conectada en serie con una turbina de presión constante (3a) de tal manera que un árbol de accionamiento (AW) de la turbina de sobrepresión (3) está unido con un árbol de accionamiento (AW) de la turbina de presión constante (3a) y un árbol de accionamiento (AW) del generador (4), y por que la turbina de presión constante (3a) está dispuesta entre la turbina de sobrepresión (3) y el generador (4), presentando el generador (4) una interfaz para su unión con una red eléctrica pública (S).Energy storage and recovery system comprising at least one compressed air container (1), at least one pressurized water container (2) connected to the compressed air container (1), at least one turbine (3) arranged in operative connection with the at least one pressurized water container (2), a generator (4) for producing electrical energy, a high pressure pump (11) for transporting water from a water accumulator (9) to the water container under pressure (2), characterized in that the turbine (3) arranged in operative connection with the at least one pressurized water container (2) is an overpressure turbine that is connected in series with a constant pressure turbine (3a) such that a drive shaft (AW) of the overpressure turbine (3) is connected with a drive shaft (AW) of the constant pressure turbine (3a) and a drive shaft (AW) of the generator (4 ), and why the constant pressure turbine (3a) is available It lies between the overpressure turbine (3) and the generator (4), the generator (4) presenting an interface for its connection with a public power grid (S).

Description

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DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Sistema de almacenamiento y recuperación de energía.Energy storage and recovery system.

La invención concierne a un sistema de almacenamiento y recuperación de energía según las características de la reivindicación 1.The invention concerns an energy storage and recovery system according to the features of claim 1.

Nuevos desarrollos en el sector de las energías alternativas', especialmente los de los procesos discontinuos, como energía solar o energía eólica, han conducido a la situación de que, por un lado, existen tiempos de funcionamiento en los que la energía es generada supera en parte considerablemente la demanda existente y, por otro lado, hay momentos en los que falta completamente o al menos en parte la energía necesaria y demandada. Estas fluctuaciones han hecho que resulte aguda la demanda de posibilidades de almacenamiento adecuadas para la energía sobrante.New developments in the alternative energy sector, especially those of discontinuous processes, such as solar energy or wind energy, have led to the situation that, on the one hand, there are operating times in which the energy is generated exceeds considerably the existing demand and, on the other hand, there are times when the necessary and demanded energy is completely or at least partially missing. These fluctuations have made the demand for adequate storage possibilities for excess energy acute.

Por tanto, los esfuerzos de desarrollo se dirigen deliberadamente a procesos en los que la energía eléctrica pueda transformarse primero en otro portador de energía y pueda recuperarse nuevamente de éste.Therefore, development efforts are deliberately directed to processes in which electrical energy can first be transformed into another energy carrier and can recover again from it.

Uno de estos procesos es la hidrólisis en la que se pueden obtener los componentes oxígeno e hidrógeno del agua. A causa del difícil manejo del hidrógeno químicamente activo, estos procedimientos, que en general requieren también una gran inversión técnica, no se proponen para su amplio empleo en el almacenamiento y recuperación de energía eléctrica.One of these processes is hydrolysis in which the oxygen and hydrogen components of water can be obtained. Because of the difficult handling of chemically active hydrogen, these procedures, which generally also require a large technical investment, are not proposed for wide use in the storage and recovery of electrical energy.

El almacenamiento de energía eléctrica en forma eléctrica es posible hasta ahora solamente en acumuladores eléctricos en los que se provoca un paso de procesos eléctricos a procesos químicos. Sin embargo, no se ha logrado aún crear aparatos en los que el volumen de almacenamiento sea alto y el volumen de construcción sea pequeño. Por tanto, tales aparatos no forman todavía una solución adecuada para el almacenamiento de grandes cantidades de energía o para numerosas disposiciones descentralizadas de unidades de almacenamiento.The storage of electrical energy in electrical form is possible until now only in electric accumulators in which a transition from electrical processes to chemical processes is caused. However, it has not yet been possible to create devices in which the storage volume is high and the construction volume is small. Therefore, such devices do not yet form a suitable solution for the storage of large amounts of energy or for numerous decentralized arrangements of storage units.

Otros procedimientos se dirigen a utilizar primeramente la energía eléctrica producida para la generación de trabajo con el cual se cargan acumuladores, y a realizar también la recuperación a través del proceso intermedio de la generación de trabajo. Tales procedimientos se utilizan, por ejemplo, en centrales acumuladoras de bombeo, pantanos, centrales acumuladoras hidroneumáticas que están alojadas en cavernas o minas abandonadas. El almacenamiento se efectúa en parte con aire comprimido o gas natural y en combinación con agua que se inyecta en los gases para fines de refrigeración.Other procedures are aimed at using first the electrical energy produced for the generation of work with which accumulators are charged, and also to perform the recovery through the intermediate process of the generation of work. Such procedures are used, for example, in pumping accumulators, swamps, hydropneumatic accumulators that are housed in abandoned caverns or mines. Storage is carried out in part with compressed air or natural gas and in combination with water that is injected into the gases for cooling purposes.

Los acumulares de energía actualmente disponibles no son suficientes en modo alguno para el almacenamiento de las fluctuaciones originadas por generadores de energía renovables. Al mismo tiempo, los clásicos acumuladores de energía como centrales eléctricas acumuladoras de bombeo o pantanos, no son suficientes y solo se pueden materializar con dificultar por motivos medioambientales.The accumulators of energy currently available are not sufficient in any way for the storage of fluctuations caused by renewable energy generators. At the same time, the classic energy accumulators, such as pumping power plants or swamps, are not enough and can only be realized with difficulties due to environmental reasons.

El documento DE 27 17 679 A describe un procedimiento en el que se comprime aire y se le utiliza nuevamente en forma más comprimida o en motores de aire comprimido para la recuperación de la energía. En este procedimiento es desventajoso el hecho de que el aire tiene un rendimiento relativamente bajo como portador de energía para máquinas de trabajo y solo actúa efectivamente cuando puede hacerse circular en altas cantidades, si bien éstas apenas pueden generarse en las condiciones existentes para el almacenamiento de energía.Document DE 27 17 679 A describes a procedure in which air is compressed and used again in more compressed form or in compressed air engines for energy recovery. In this process, the fact that the air has a relatively low performance as an energy carrier for work machines and only acts effectively when it can be circulated in high quantities is disadvantageous, although these can barely be generated under the existing conditions for the storage of Energy.

El documento WO 2006/084748 A1 muestra otro procedimiento. En este caso, se someten a presión y se deforman unas piezas deformables o compresibles en recipientes de agua. Si se necesita energía, se extrae el agua que está a presión y puede servir así para accionar aparatos. En esta ejecución es desventajoso el hecho de que la presión en los aparatos de consumo no disminuye linealmente con la presión de agua en el acumulador y que la ejecución va ligada a un coste muy alto.WO 2006/084748 A1 shows another procedure. In this case, they are subjected to pressure and deformable or compressible parts are deformed in water containers. If energy is needed, the water that is under pressure is extracted and can thus be used to operate appliances. In this embodiment, the fact that the pressure in the consumption apparatus does not decrease linearly with the water pressure in the accumulator and that the execution is linked at a very high cost is disadvantageous.

El documento DE 601 18 987 T2 muestra otro procedimiento de almacenamiento. Este método es adecuado para acumuladores pequeños, como, por ejemplo, en vehículos. El procedimiento no puede aplicarse a centrales eléctricas acumuladoras que necesitan un gran volumen de almacenamiento.Document DE 601 18 987 T2 shows another storage procedure. This method is suitable for small accumulators, such as vehicles. The procedure cannot be applied to accumulative power plants that need a large volume of storage.

Se conocen construcciones para acumuladores por el documento DE 102011082726 A1. Estos acumuladores de presión no pueden utilizarse para la construcción de centrales acumuladoras eléctricas debido a la costosa construcción y al pequeño volumen de almacenamiento.Constructions for accumulators are known from DE 102011082726 A1. These pressure accumulators cannot be used for the construction of electric accumulator plants due to the costly construction and the small storage volume.

Se conoce por el documento DE 10 2013 112 196 A1 una central acumuladora de aire comprimido. Las centrales acumuladoras de aire comprimido tienen malos rendimientos debido a las condiciones físicas. La compresión de un gas, como, por ejemplo, aire, está ligada siempre a grandes producciones de calor. Durante la expansión se origina entonces nuevamente frío que tiene que almacenarse o recuperarse. La combinación descrita entre acumulador de aire comprimido y acumulador de agua a presión muestra un camino practicable. No obstante, en el procedimiento descrito se expansiona el aire comprimido antes del nuevo llenado del acumulador de agua y se realiza una nueva puesta bajo presión con aire comprimido nuevo. Por tanto, se necesita mucha energía para comprimir el aire comprimido y se obtiene un mal rendimiento.From DE 10 2013 112 196 A1, a compressed air storage unit is known. Compressed air storage plants have poor performance due to physical conditions. The compression of a gas, such as air, is always linked to large heat productions. During the expansion then cold again originates that has to be stored or recovered. The described combination between compressed air accumulator and pressurized water accumulator shows a practicable path. However, in the described procedure the compressed air is expanded before the new filling of the water accumulator and a new putting under pressure is carried out with new compressed air. Therefore, a lot of energy is needed to compress the compressed air and poor performance is obtained.

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El documento US 2012/0279209 A1 describe un dispositivo que trabaja en condiciones atmosféricas para transportar un gas a alta presión hasta un recipiente resistente a la presión y hacer que este gas actúe a continuación escalonadamente sobre líquidos en aparatos hidráulicos cerrados hasta que se haya expansionado a presión atmosférica. En este proceso es desventajoso el hecho de que, para una repetición continua necesaria, se precisa nuevamente un considerable consumo de energía para la compresión del gas y el funcionamiento de los aparatos hidráulicos.Document US 2012/0279209 A1 describes a device that works in atmospheric conditions to transport a gas at high pressure to a pressure resistant container and to make this gas act stepwise on liquids in closed hydraulic devices until it has expanded to atmospheric pressure. In this process, the fact that, for a necessary continuous repetition, a considerable consumption of energy for the compression of the gas and the operation of the hydraulic devices is again necessary.

Se conoce por el documento DE 102013018741 A1 un sistema de almacenamiento y recuperación de energía en el que la energía sobrante en una red eléctrica es almacenada en un recipiente de aire comprimido por medio de aire comprimido. La recuperación de la energía se efectúa conduciendo el aire comprimido a un recipiente de agua, con lo que se conduce el agua a través de una turbina y con ello se expansiona dicha agua. El generador accionado por la turbina genera corriente que se alimenta a una red eléctrica.It is known from DE 102013018741 A1 an energy storage and recovery system in which the excess energy in an electrical network is stored in a container of compressed air by means of compressed air. The energy recovery is carried out by driving the compressed air to a water container, whereby the water is conducted through a turbine and with that said water expands. The turbine driven generator generates current that is fed to an electrical network.

Se conoce por el documento WO 2011/101647 A2 un sistema de almacenamiento y recuperación de energía con recipientes de aire comprimido y de agua a presión, así como una turbina Pelton y un generador unido con ésta para la producción de corriente eléctrica.WO 2011/101647 A2 is known as an energy storage and recovery system with compressed air and pressurized water containers, as well as a Pelton turbine and a generator connected therewith for the production of electric current.

Se conoce por los documentos FR 3 012 537 A1 y EP 0 230 636 A1 el empleo de una turbina Pelton con un variador de frecuencia. El cometido de la invención consiste en indicar un sistema de almacenamiento y recuperación de energía que almacene energía sobrante con un alto rendimiento y de una manera eficiente en una red eléctrica pública o no pública y que esta energía sobrante pueda ser entregada nuevamente al mismo al producirse una demanda de energía.The use of a Pelton turbine with a frequency converter is known from FR 3 012 537 A1 and EP 0 230 636 A1. The purpose of the invention is to indicate an energy storage and recovery system that stores excess energy with high performance and in an efficient manner in a public or non-public electricity network and that this excess energy can be delivered back to it when it is produced. A demand for energy.

Este problema se resuelve con el sistema según las características de la reivindicación 1 independiente. Otras ejecuciones de la invención son objeto de reivindicaciones subordinadas.This problem is solved with the system according to the characteristics of independent claim 1. Other embodiments of the invention are the subject of subordinate claims.

El sistema de almacenamiento y recuperación de energía según la invención, especialmente una central eléctrica, comprende al menos un recipiente de aire comprimido, al menos un recipiente de agua a presión unido con el recipiente de aire comprimido, al menos una turbina dispuesta en unión operativa con el al menos un recipiente de agua a presión, y un generador para producir energía eléctrica, así como una bomba de alta presión para transportar agua de un acumulador de agua al recipiente de agua a presión. Según la invención, la turbina dispuesta en unión operativa con el al menos un recipiente de agua a presión es una turbina de sobrepresión que está conectada en serie con una turbina de presión constante de tal manera que un árbol de accionamiento de la turbina de sobrepresión está unido con un árbol de accionamiento de la turbina de presión constante y un árbol de accionamiento del generador. La turbina de presión constante está dispuesta según la invención entre la turbina de sobrepresión y el generador, presentando el generador una interfaz para la unión con una red eléctrica pública.The energy storage and recovery system according to the invention, especially a power plant, comprises at least one compressed air container, at least one pressurized water container connected to the compressed air container, at least one turbine arranged in operative connection with the at least one pressurized water container, and a generator to produce electrical energy, as well as a high pressure pump to transport water from a water accumulator to the pressurized water container. According to the invention, the turbine arranged in operative connection with the at least one pressurized water vessel is an overpressure turbine that is connected in series with a constant pressure turbine such that an overpressure turbine drive shaft is connected with a constant pressure turbine drive shaft and a generator drive shaft. The constant pressure turbine is arranged according to the invention between the overpressure turbine and the generator, the generator presenting an interface for connection with a public electrical network.

Bajo el término de unión operativa se entiende en lo que sigue que el recipiente de agua a presión está unido directamente con la turbina. Esto significa que el agua que sale del recipiente de agua a presión es conducida directamente a la turbina y la acciona. Por tanto, la turbina es puesta en unión operativa con el recipiente de agua a presión no es en absoluto accionada por otra turbina. En otras palabras, la turbina de sobrepresión está en unión operativa con el recipiente de agua a presión y es accionada por el agua saliente. Por el contrario, la turbina de presión constante es accionada por el agua que sale de la turbina de sobrepresión.The term "operative connection" is understood as follows that the pressurized water vessel is directly connected to the turbine. This means that the water that comes out of the pressurized water container is driven directly to the turbine and drives it. Therefore, the turbine is put into operative connection with the pressurized water vessel is not driven by another turbine at all. In other words, the overpressure turbine is in operative connection with the pressurized water vessel and is driven by the outgoing water. On the contrary, the constant pressure turbine is driven by the water leaving the overpressure turbine.

Con el sistema según la invención se logra un rendimiento de más de 75%, especialmente más de 85%. Estos rendimientos pueden alcanzarse especialmente a potencias de más de 80 MW.With the system according to the invention a yield of more than 75% is achieved, especially more than 85%. These yields can be achieved especially at powers of more than 80 MW.

Dado que la turbina de sobrepresión, por ejemplo una turbina Francis, y la turbina de presión constante, por ejemplo una turbina Pelton, están unidas con el generador a través de sus árboles de accionamiento, se produce una compensación constante entre la turbina de sobrepresión y la turbina de presión constante de tal manera que la potencia decreciente de la turbina de sobrepresión debido a la reducción continua de presión es compensada por la turbina de presión constante. Por tanto, la energía almacenada en los recipientes de presión puede ser transformada óptimamente por el generador en energía eléctrica. La reducción de presión a la entrada de la turbina de sobrepresión es debida a la presión descendente en el recipiente de agua de presión cuando se extrae agua del recipiente de agua a presión para la generación de energía.Since the overpressure turbine, for example a Francis turbine, and the constant pressure turbine, for example a Pelton turbine, are connected to the generator through their drive shafts, a constant compensation occurs between the overpressure turbine and the constant pressure turbine such that the decreasing power of the overpressure turbine due to continuous pressure reduction is compensated by the constant pressure turbine. Therefore, the energy stored in the pressure vessels can be optimally transformed by the generator into electrical energy. The pressure reduction at the inlet of the overpressure turbine is due to the downward pressure in the pressure water container when water is drawn from the pressure water container for power generation.

El árbol de accionamiento de la turbina de sobrepresión y el árbol de accionamiento de la turbina de presión constante pueden formar un árbol común. O bien el árbol de accionamiento de la turbina de sobrepresión y el árbol de accionamiento de la turbina de presión constante pueden estar unidos uno con otro por medio de un acoplamiento rígido a la torsión. O bien el árbol de accionamiento de la turbina de sobrepresión puede estar unido con el árbol de accionamiento de la turbina de presión constante a través de un engranaje. Es posible también que entre la turbina de sobrepresión y la turbina de presión constante esté previsto un acoplamiento automático para desacoplar la turbina de sobrepresión.The drive shaft of the overpressure turbine and the drive shaft of the constant pressure turbine can form a common shaft. Or the drive shaft of the overpressure turbine and the drive shaft of the constant pressure turbine can be connected to each other by means of a rigid torsion coupling. Or the drive shaft of the overpressure turbine can be connected to the drive shaft of the constant pressure turbine through a gear. It is also possible that an automatic coupling is provided between the overpressure turbine and the constant pressure turbine to decouple the overpressure turbine.

Convenientemente, una salida del al menos un recipiente de agua a presión está unida con una entrada de la turbina de sobrepresión y una salida de la turbina de sobrepresión está unida con una entrada de la turbina de presión constante. Se asegura así que la energía almacenada en el agua a presión pueda recuperarse en dos pasos, a saber, en un primer paso conduciendo el agua a través de la turbina de sobrepresión y en un paso subsiguienteConveniently, an outlet of the at least one pressurized water vessel is connected to an inlet of the overpressure turbine and an outlet of the overpressure turbine is connected to an inlet of the constant pressure turbine. This ensures that the energy stored in the pressurized water can be recovered in two steps, namely, in a first step by conducting the water through the overpressure turbine and in a subsequent step

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conduciendo el agua a través de la turbina de presión constante después de hacerla circular por la turbina de sobrepresión.driving the water through the constant pressure turbine after circulating it through the overpressure turbine.

Por medio del mecanismo de guía de la turbina de sobrepresión se puede regular la presión de salida de la turbina de sobrepresión de tal manera que, a pesar de una presión variable del sistema en el recipiente de agua a presión y, por tanto, una presión de entrada variable de la turbina de sobrepresión, se puedan mantener constantes la presión de salida de la turbina de sobrepresión y, por tanto, la presión de entrada en la turbina de presión constante. La potencia de la turbina de presión constante puede adaptarse a la potencia requerida del generador por medio de toberas de entrada regulables (mecanismo de guía). Regulando la turbina de presión constante por medio de toberas de entrada (mecanismo de guía) se adapta el volumen de agua a la potencia necesaria y, por tanto, se adapta la potencia de la turbina de sobrepresión indirectamente a la potencia total de la combinación de turbinas mediante una regulación posterior a través del mecanismo de guía de dicha turbina de sobrepresión. Convenientemente, entre una salida de la turbina de sobrepresión y una entrada de la turbina de presión constante está dispuesto un equipo para regular la presión previa de la turbina de presión constante.By means of the guide mechanism of the overpressure turbine, the outlet pressure of the overpressure turbine can be regulated in such a way that, despite a variable system pressure in the pressurized water container and, therefore, a pressure variable input of the overpressure turbine, the output pressure of the overpressure turbine and, therefore, the inlet pressure in the constant pressure turbine can be kept constant. The constant pressure turbine power can be adapted to the required power of the generator by means of adjustable inlet nozzles (guiding mechanism). By regulating the constant pressure turbine by means of inlet nozzles (guiding mechanism) the volume of water is adapted to the necessary power and, therefore, the power of the overpressure turbine is adapted indirectly to the total power of the combination of turbines by subsequent regulation through the guide mechanism of said overpressure turbine. Conveniently, between an output of the overpressure turbine and an input of the constant pressure turbine, a device is arranged to regulate the previous pressure of the constant pressure turbine.

La turbina de sobrepresión está diseñada convenientemente para presiones de entrada entre 10 y 1000 bares, especialmente entre 225 bares y 500 bares.The overpressure turbine is conveniently designed for inlet pressures between 10 and 1000 bars, especially between 225 bars and 500 bars.

Con el sistema según la invención se pueden reducir los costes de inversión y se puede alcanzar un rendimiento de hasta 95%.With the system according to the invention, investment costs can be reduced and a yield of up to 95% can be achieved.

Si están instalados varios recipientes de agua a presión, puede estar presente una tubería de unión que una las salidas de los recipientes de agua a presión una con o otra, estando dispuestos los recipientes de agua a presión uno con respecto a otro de tal manera que la tubería de unión presente una pendiente y en su punto más bajo (por ejemplo, colector, regulador de agua) esté unida con la entrada de la turbina (por ejemplo, tubo de inmersión).If several pressurized water containers are installed, a connection pipe may be present that joins the outlets of the pressurized water containers with one or the other, the pressurized water containers being arranged relative to each other such that The connecting pipe has a slope and at its lowest point (for example, collector, water regulator) is connected to the turbine inlet (for example, immersion tube).

Entre la salida de un recipiente de aire comprimido y una entrada de un recipiente de agua a presión puede estar presente exactamente una tubería de presión que esté configurada para que, en caso de almacenamiento de energía, se conduzca aire comprimido del recipiente de agua a presión al recipiente de aire comprimido y, en caso de recuperación de energía, se conduzca aire comprimido del recipiente de aire comprimido al recipiente de agua a presión. La tubería está dimensionada de tal manera que, en caso de que estalle un recipiente de aire comprimido, solamente pueda escapar un pequeño volumen y, por tanto, solamente sea necesaria una pequeña reposición de aire comprimido. En la tubería de unión entre el recipiente de aire comprimido y el recipiente de agua a presión puede estar dispuesto un dispositivo de bloqueo que esté preparado para cerrar la tubería de unión en caso de que se produzca una repentina caída de presión. Se asegura así que, al estallar un recipiente de aire comprimido o un recipiente de agua a presión, no pueda escapar la totalidad del aire comprimido almacenado.Between the outlet of a compressed air container and an inlet of a pressurized water container, exactly one pressure line can be present that is configured so that, in case of energy storage, compressed air is conducted from the pressurized water container to the compressed air container and, in case of energy recovery, compressed air is conducted from the compressed air container to the pressurized water container. The pipe is sized in such a way that, in the event that a container of compressed air explodes, only a small volume can escape and, therefore, only a small replacement of compressed air is necessary. In the connection pipe between the compressed air container and the pressurized water container, a blocking device can be arranged that is prepared to close the connection pipe in the event of a sudden pressure drop. This ensures that, when a compressed air container or a pressurized water container explodes, all stored compressed air cannot escape.

Si están instalados varios recipientes de aire comprimido, puede estar presente una tubería de unión que una las salidas de varios de recipientes de aire comprimido una con otra, estando dispuestos los varios recipientes de aire comprimido de tal manera que la tubería de unión presente una pendiente y en su punto más bajo esté unida con una entrada de un recipiente de agua a presión. Se asegura así que el condensado producido en los recipientes de aire comprimido circule por la tubería de unión pasando al recipiente de agua a presión. En este caso, es con ello posible que varios recipientes de aire comprimido estén asociados a un único recipiente de agua a presión. Si el sistema comprende también varios recipientes de agua a presión, se asegura aquí entonces que, al estallar un recipiente de aire comprimido y/o un recipiente de agua a presión, no pueda escaparse todo el volumen a presión almacenado en el sistema. En otras palabras, en esta forma de realización el sistema según la invención comprende varios grupos de recipientes de presión, consistiendo cada grupo en varios recipientes de aire comprimido y un recipiente de agua a presión. En caso de funcionamiento defectuoso de un grupo, el sistema puede seguir accediendo a los demás grupos mediante una separación de los grupos afectados por medio de compuertas de bloqueo.If several compressed air containers are installed, a connecting pipe may be present that joins the outlets of several compressed air containers with one another, the various compressed air containers being arranged such that the connecting pipe has a slope and at its lowest point it is connected with an inlet of a pressurized water container. It is thus ensured that the condensate produced in the compressed air containers circulates through the union pipe passing to the pressurized water container. In this case, it is thus possible that several containers of compressed air are associated with a single pressurized water container. If the system also comprises several pressure water containers, it is ensured here that, when a compressed air container and / or a pressure water container explodes, the entire volume of pressure stored in the system cannot escape. In other words, in this embodiment the system according to the invention comprises several groups of pressure vessels, each group consisting of several compressed air containers and a pressurized water container. In the event of a group malfunction, the system can continue to access the other groups by separating the affected groups by means of blocking gates.

El recipiente de aire comprimido y el recipiente de agua a presión están unidos uno con otro de tal manera que tiene lugar una compensación de presión continua entre los dos recipientes, con lo que tanto durante el almacenamiento de energía como durante la recuperación de energía se compensa siempre la presión en los dos recipientes, es decir que entre el recipiente de agua a presión y el recipiente de aire comprimido existe un equilibrio de presión. Por tanto, esto significa que, en el caso de almacenamiento de energía, es decir que se introduce agua en el recipiente de agua a presión, se tiene que, por un lado, aumenta siempre la presión en el volumen total del recipiente de agua a presión, mientras que, por otro lado, la presión en el volumen total del recipiente de agua a presión es siempre idéntica a la presión en el recipiente de aire comprimido. En el caso de la recuperación de energía, es decir que se extrae agua del recipiente de agua a presión, se tiene que, por un lado, disminuye siempre la presión en el volumen total del recipiente de agua a presión, mientras que, por otro lado, la presión en el volumen total del recipiente de agua a presión es siempre idéntica a la presión en el recipiente de aire comprimido. En particular, un recipiente de aire comprimido y un recipiente de agua a presión están unidos a través de exactamente una tubería de presión que está concebida para que, en caso de almacenamiento de energía, se conduzca aire comprimido del recipiente de agua a presión al recipiente de aire comprimido y, en caso de recuperación de energía, se conduzca aire comprimido del recipiente de aire comprimido al recipiente de agua a presión. Esta tubería de presión sirve durante la recuperación de energía para que pueda circular aire comprimido del recipiente de aire comprimido sin pérdida deThe compressed air container and the pressurized water container are connected to each other in such a way that a continuous pressure compensation between the two containers takes place, so that both during energy storage and during energy recovery it is compensated always the pressure in the two vessels, that is to say that a pressure equilibrium exists between the pressurized water container and the compressed air container. Therefore, this means that, in the case of energy storage, that is to say that water is introduced into the pressurized water container, one must always increase the pressure in the total volume of the water container to pressure, while, on the other hand, the pressure in the total volume of the pressurized water container is always identical to the pressure in the compressed air container. In the case of energy recovery, that is to say that water is extracted from the pressurized water container, it is necessary that, on the one hand, the pressure in the total volume of the pressurized water container always decreases, while, on the other On the other hand, the pressure in the total volume of the pressurized water container is always identical to the pressure in the compressed air container. In particular, a compressed air container and a pressurized water container are connected through exactly one pressure pipe that is designed so that, in case of energy storage, compressed air is conducted from the pressurized water container to the container of compressed air and, in case of energy recovery, compressed air is conducted from the compressed air container to the pressurized water container. This pressure pipe serves during energy recovery so that compressed air can circulate from the compressed air container without loss of

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presión hasta el recipiente de agua a presión. En el caso de almacenamiento de energía, esta tubería de presión sirve para que pueda circular aire comprimido del recipiente de agua a presión sin pérdida de presión hasta el recipiente de aire comprimido. Se asegura así una construcción sencilla.pressure to the pressurized water container. In the case of energy storage, this pressure pipe serves to allow compressed air to circulate from the pressurized water container without loss of pressure to the compressed air container. This ensures a simple construction.

Entre el recipiente de aire comprimido y el recipiente de agua a presión puede estar dispuesta una turbina de aire comprimido, especialmente en la tubería de unión entre el recipiente de aire comprimido y el recipiente de agua a presión. Se puede obtener así energía adicional al circular aire comprimido por la tubería de unión, con lo que puede mejorarse y aumentarse el rendimiento del sistema según la invención.A compressed air turbine can be arranged between the compressed air container and the pressurized water container, especially in the connection pipe between the compressed air container and the pressurized water container. Additional energy can thus be obtained by circulating compressed air through the connecting pipe, whereby the performance of the system according to the invention can be improved and increased.

No es sabido por el estado de la técnica conocido el hecho de que durante el funcionamiento de almacenamiento o recuperación de energía está presente un equilibrio de presión entre el recipiente de aire comprimido y el recipiente de agua a presión.It is not known from the prior art that the pressure balance between the compressed air container and the pressurized water container is present during the operation of energy storage or recovery.

Además, cabe clarificar que los sistemas propuestos de almacenamiento de energía sirven también para la recuperación de energía. Por supuesto, los sistemas propuestos presentan para ello un respectivo estado de funcionamiento, concretamente un primer estado para el almacenamiento de energía y un segundo estado para la recuperación de energía.In addition, it should be clarified that the proposed energy storage systems also serve for energy recovery. Of course, the proposed systems have a respective operating state, specifically a first state for energy storage and a second state for energy recovery.

Como se describe aún posteriormente, durante el almacenamiento de energía se bombea agua a través de la bomba de alta presión desde un acumulador de agua hasta el recipiente de agua a presión, haciéndose funcionar la bomba de alta presión por medio de energía sobrante proveniente de una red eléctrica pública o no pública. Debido a la creciente cantidad de agua en el recipiente de agua a presión se desaloja el aire comprimido restante del recipiente de agua a presión hacia el recipiente de aire comprimido conectado, elevándose al mismo tiempo la presión a consecuencia del volumen constante de los recipientes. Debido a la compensación de presión entre el recipiente de agua a presión y el recipiente de aire comprimido reina siempre en ambos recipientes una presión idéntica. Esta presión aumenta continuamente hasta un valor máximo prefijable al aumentar la cantidad de agua en el recipiente de agua a presión.As described further below, during energy storage water is pumped through the high pressure pump from a water accumulator to the pressurized water container, the high pressure pump being operated by means of excess energy coming from a public or non-public electricity network. Due to the increasing amount of water in the pressurized water container, the remaining compressed air is removed from the pressurized water container towards the connected compressed air container, while the pressure is raised as a result of the constant volume of the containers. Due to the pressure compensation between the pressurized water container and the compressed air container, an identical pressure always reigns in both vessels. This pressure continuously increases to a preset maximum value by increasing the amount of water in the pressurized water container.

Durante la recuperación de energía se alimenta agua del recipiente de agua a presión a la turbina Pelton o a la turbina de sobrepresión y a la turbina de presión constante unida con ésta. Un generador, que está conectado al árbol de accionamiento de la turbina Pelton o al árbol de accionamiento común de la turbina de sobrepresión y la turbina de presión constante, genera energía que se alimenta a una red eléctrica pública o no pública conectada. Debido a la cantidad decreciente de agua a volumen constante de los recipientes disminuye la presión en el recipiente de agua a presión. Debido a la compensación de presión entre el recipiente de presión y el recipiente de aire comprimido reina en ambos recipientes, en todo momento, una presión idéntica. Esta presión disminuye continuamente hasta un valor máximo prefijable al disminuir la cantidad de agua en el recipiente de agua a presión y en el recipiente de aire comprimido.During the energy recovery, water is fed from the pressurized water vessel to the Pelton turbine or the overpressure turbine and to the constant pressure turbine connected therewith. A generator, which is connected to the drive shaft of the Pelton turbine or to the common drive shaft of the overpressure turbine and the constant pressure turbine, generates power that is fed to a connected public or non-public power grid. Due to the decreasing amount of water at a constant volume of the vessels the pressure in the pressurized water container decreases. Due to the pressure compensation between the pressure vessel and the compressed air vessel, identical pressure reigns in both vessels at all times. This pressure continuously decreases to a preset maximum value as the amount of water in the pressurized water container and in the compressed air container decreases.

El sistema propuesto trabaja con presiones de funcionamiento de 500 bares. Con un diseño correspondiente de los recipientes de presión (recipiente de agua a presión, recipiente de aire comprimido) son posibles incluso presiones de hasta 1000 bares. Se logra así una alta densidad de energía que puede almacenarse en un espacio muy pequeño. De esta manera, son posibles, por ejemplo, potencias comprendidas entre 2 y 450 MW. Ampliando, es decir, agrandando, los recipientes de aire comprimido y los recipientes de agua a presión se puede almacenar cualquier cantidad de energía de una manera sensiblemente más barata que en los sistemas de almacenamiento conocidos hasta ahora. Así, por ejemplo, es posible que la relación de volumen entre el recipiente de agua a presión y el recipiente de aire comprimido ascienda a 1:1, 1:2, 1:3 o 1:4 y más.The proposed system works with operating pressures of 500 bar. With a corresponding design of the pressure vessels (pressurized water container, compressed air container) even pressures of up to 1000 bar are possible. This achieves a high density of energy that can be stored in a very small space. In this way, for example, powers between 2 and 450 MW are possible. Expanding, that is, enlarging, compressed air containers and pressurized water containers, any amount of energy can be stored in a substantially cheaper way than in the storage systems known so far. Thus, for example, it is possible that the volume ratio between the pressurized water container and the compressed air container amounts to 1: 1, 1: 2, 1: 3 or 1: 4 and more.

El sistema propuesto trabaja sustancialmente con agua circulante que se expansiona a través de la turbina Pelton o a través de la disposición en serie de la turbina de sobrepresión y la turbina de presión constante y que se devuelve con ayuda de bombas de alta presión al recipiente de agua a presión. El sistema trabaja con una pequeña cantidad de aire complementario. Se puede necesitar aire complementario debido a fugas en el sistema de presión y, en caso necesario, éste puede reponerse en los respectivos recipientes. La cantidad necesaria se establece por la unidad de control durante el funcionamiento del sistema propuesto y se alimenta a través de un acumulador de aire comprimido.The proposed system works substantially with circulating water that expands through the Pelton turbine or through the serial arrangement of the overpressure turbine and the constant pressure turbine and that is returned with the help of high pressure pumps to the water container under pressure The system works with a small amount of complementary air. Complementary air may be required due to leaks in the pressure system and, if necessary, it can be replenished in the respective vessels. The necessary quantity is established by the control unit during the operation of the proposed system and is fed through a compressed air accumulator.

Puede estar previsto un equipo de comparación para comparar la presión momentánea en el recipiente de agua a presión y/o la presión momentánea en el recipiente de aire comprimido y la cantidad de agua momentánea en el recipiente de agua a presión con un valor de presión nominal. El equipo de comparación está concebido de tal manera que, en función del resultado de la comparación, se alimente aire comprimido al recipiente de aire comprimido desde un acumulador de aire comprimido (caldera de viento). Por tanto, el aire que haya escapado por fuga es compensado por aire complementario. En particular, el acumulador de aire comprimido está unido con un compresor para transportar aire exterior al acumulador de aire comprimido. En otras palabras, el recipiente de aire comprimido se carga con aire comprimido exclusivamente a través de un acumulador de aire comprimido antepuesto que puede ser llenado por un compresor.Comparison equipment may be provided to compare the momentary pressure in the pressurized water container and / or the momentary pressure in the compressed air container and the amount of momentary water in the pressurized water container with a nominal pressure value . The comparison equipment is designed in such a way that, depending on the result of the comparison, compressed air is fed to the compressed air container from a compressed air accumulator (wind boiler). Therefore, the air that has escaped by leakage is compensated by complementary air. In particular, the compressed air accumulator is connected to a compressor for transporting outside air to the compressed air accumulator. In other words, the compressed air container is charged with compressed air exclusively through an accumulated compressed air accumulator that can be filled by a compressor.

Con ayuda del compresor se comprime la presión una sola vez en el recipiente de aire comprimido y en el recipiente de agua a presión antes de la puesta en funcionamiento de la central acumuladora hasta, según el diseño, unaWith the help of the compressor, the pressure is compressed only once in the compressed air container and in the pressurized water container before the accumulator is put into operation until, according to the design, a

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presión de 50, 100, 200 o 1000 bares. Después de la puesta en funcionamiento del sistema, es decir, durante la fase de funcionamiento, en la que se utiliza el sistema como central eléctrica para el almacenamiento y la recuperación de energía, el compresor sirve exclusivamente para la alimentación de aire comprimido a un acumulador de aire comprimido que está antepuesto al recipiente de aire comprimido y que sirve únicamente para la reposición de aire de fuga. Por tanto, la central eléctrica acumuladora puede hacerse funcionar a presiones de 50, 100, 200 o hasta 1000 bares.50, 100, 200 or 1000 bar pressure. After the system is put into operation, that is, during the operating phase, in which the system is used as a power plant for energy storage and recovery, the compressor serves exclusively for the supply of compressed air to an accumulator of compressed air that is placed before the compressed air container and that is only used for the replacement of leaking air. Therefore, the accumulator power station can be operated at pressures of 50, 100, 200 or up to 1000 bar.

Puede estar presente una unidad de control que esté concebida para activar, en función del régimen normal de carga de una red eléctrica pública o no pública unida o apta para ser unida con el sistema, la bomba de alta presión por medio de corriente proveniente de la red eléctrica pública a fin de bombear agua de un acumulador de agua hacia el recipiente de agua a presión cuando está presente un exceso de energía en la red eléctrica pública. El agua a presión se conduce del recipiente de agua a presión a la turbina y la corriente generada en el generador conectado a la turbina se alimenta a la red eléctrica pública cuando exista una demanda de energía en la red eléctrica pública. Con el sistema propuesto se puede almacenar así con tiempos de reacción cortos la energía sobrante o se puede suministrar la energía almacenada.A control unit may be present that is designed to activate, depending on the normal charging regime of a public or non-public electric network connected or capable of being connected to the system, the high pressure pump by means of current coming from the public electricity network to pump water from a water accumulator into the pressurized water container when excess energy is present in the public electricity network. Pressurized water is conducted from the pressurized water container to the turbine and the current generated in the generator connected to the turbine is fed to the public power grid when there is a demand for energy in the public power grid. With the proposed system, the excess energy can be stored with short reaction times or the stored energy can be supplied.

El almacenamiento de energía se efectúa sin excepción devolviendo el agua del circuito con bombas de alta presión a los recipientes de agua a presión. Este proceso se efectúa solamente con energía sobrante proveniente de la red eléctrica pública. El aire comprimido necesario se genera también solamente con energía sobrante proveniente de la red eléctrica pública. El sistema según la invención puede acelerarse en aproximadamente 65 s para pasar de 0 a 100%. Los cambios de carga tienen lugar en el dominio de los segundos. Las bombas de alta presión pueden estar diseñadas de modo que puedan pasar en aproximadamente 25 s desde el estado de paro hasta el 100% de potencia. El volumen de los recipientes de aire comprimido y los recipientes de agua a presión puede estar diseñado de modo que el sistema según la invención pueda suministrar la plena potencia de diseño durante un periodo de hasta 4 h.Energy storage is carried out without exception by returning the water from the circuit with high-pressure pumps to the pressurized water containers. This process is carried out only with excess energy from the public electricity grid. The necessary compressed air is also generated only with excess energy from the public electricity grid. The system according to the invention can be accelerated in approximately 65 s to go from 0 to 100%. Load changes take place in the second domain. High pressure pumps can be designed so that they can pass in approximately 25 s from the stop state to 100% power. The volume of compressed air containers and pressurized water containers can be designed so that the system according to the invention can provide full design power for a period of up to 4 h.

Se propone a este respecto que la unidad de control esté concebida para que, en el caso de la recuperación de energía, regule la potencia generada por la turbina de sobrepresión y/o la turbina de presión constante mediante la apertura o cierre de mecanismos de guía (toberas de entrada de agua) unidos con la turbina de sobrepresión y/o la turbina de presión constante.It is proposed in this regard that the control unit is designed so that, in the case of energy recovery, it regulates the power generated by the overpressure turbine and / or the constant pressure turbine by opening or closing guiding mechanisms. (water inlet nozzles) connected to the overpressure turbine and / or the constant pressure turbine.

Una ventaja de los sistemas propuestos es que tienen solamente una pequeña demanda de superficie y pueden instalarse en cualquier sitio en las proximidades de líneas de alta tensión, parques eólicos, instalaciones solares o consumidores grandes. Asimismo, el sistema propuesto no necesita recursos adicionales. Por motivos de seguridad, se hace notar aquí que el sistema de almacenamiento según la invención, especialmente los recipientes de presión, se montan convenientemente bajo tierra. En particular, el sistema según la invención puede instalarse en un espacio muy pequeño sobre un terreno plano o inclinado. Después de embutir los recipientes de aire comprimido y de agua a presión en el terreno se cubren éstos y se les utiliza nuevamente como superficie verde o tierra de cultivo. Así, se contamina mínimamente el medioambiente y se cuida considerablemente de los recursos en comparación con los sistemas actuales. Debido al alojamiento del acumulador de agua destinado a recibir el agua expansionada proveniente del sistema de turbinas debajo del edificio destinado a recibir las turbinas no se necesita tampoco para ello una superficie adicional. Al mismo tiempo, se protege el sistema contra ensuciamientos.An advantage of the proposed systems is that they have only a small surface demand and can be installed anywhere near high voltage power lines, wind farms, solar installations or large consumers. Also, the proposed system does not need additional resources. For safety reasons, it is noted here that the storage system according to the invention, especially the pressure vessels, is conveniently mounted underground. In particular, the system according to the invention can be installed in a very small space on a flat or sloping ground. After filling the containers with compressed air and pressurized water on the ground, they are covered and used again as a green surface or arable land. Thus, the environment is minimally polluted and takes considerable care of resources compared to current systems. Due to the housing of the water accumulator destined to receive the expanded water coming from the turbine system under the building destined to receive the turbines, an additional surface is not needed for this. At the same time, the system is protected against fouling.

La invención y otras ventajas de la misma se explicarán en lo que sigue con más detalle ayudándose de unas figuras. Muestran:The invention and other advantages thereof will be explained in the following in more detail with the help of figures. They show:

La figura 1, la disposición de una turbina de sobrepresión y una turbina de presión constante en un sistema según la invención para el almacenamiento y la recuperación de energía,Figure 1, the arrangement of an overpressure turbine and a constant pressure turbine in a system according to the invention for energy storage and recovery,

La figura 2, un sistema según la invención para el almacenamiento y la recuperación de energía con una combinación de turbina de sobrepresión y turbina de presión constante y, a modo de ejemplo, cuatro recipientes de aire comprimido y cuatro recipientes de agua a presión, yFigure 2, a system according to the invention for energy storage and recovery with a combination of overpressure turbine and constant pressure turbine and, by way of example, four containers of compressed air and four containers of water under pressure, and

La figura 3, un sistema según la invención para el almacenamiento y la recuperación de energía con, a modo de ejemplo, dos grupos constituidos cada uno de ellos por dos recipientes de aire comprimido y un recipiente de agua a presión.Figure 3, a system according to the invention for the storage and recovery of energy with, by way of example, two groups each consisting of two containers of compressed air and a container of pressurized water.

La figura 1 muestra la disposición de una turbina de sobrepresión 3 y una turbina de presión constante 3a según la invención en un sistema de almacenamiento y recuperación de energía según la invención. En aras de una mayor sencillez y una representación mejor, la figura 1 no muestra los demás componentes del sistema de almacenamiento y recuperación de energía según la invención. Se hace referencia a este respecto a las figuras 2 y 3.Figure 1 shows the arrangement of an overpressure turbine 3 and a constant pressure turbine 3a according to the invention in an energy storage and recovery system according to the invention. For the sake of greater simplicity and better representation, Figure 1 does not show the other components of the energy storage and recovery system according to the invention. Reference is made in this regard to Figures 2 and 3.

La turbina de sobrepresión 3, por ejemplo una turbina Francis, presenta una entrada E3 y una salida A3. La entrada E3 está unida a través de una tubería de presión 5 con el/los recipientes de agua a presión no representados. La salida A3 de la turbina de sobrepresión 3 está unida con la entrada de una turbina de presión constante 3a, por ejemplo una turbina Pelton. La salida (no representada) de la turbina de presión constante 3a está unida con un acumulador de agua destinado a almacenar y recoger el agua.Overpressure turbine 3, for example a Francis turbine, has an E3 input and an A3 output. The inlet E3 is connected through a pressure line 5 with the pressure water container (s) not shown. The output A3 of the overpressure turbine 3 is connected to the input of a constant pressure turbine 3a, for example a Pelton turbine. The outlet (not shown) of the constant pressure turbine 3a is connected to a water accumulator intended to store and collect water.

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El árbol de accionamiento AW de la turbina de sobrepresión 3 está unido con el árbol de accionamiento AW de la turbina de presión constante 3a. En el árbol de accionamiento AW está conectado también un generador 4 para producir energía eléctrica. El árbol de accionamiento AW se extiende en posición sustancialmente centrada a través de la turbina de presión constante 3a. En particular, el árbol de accionamiento AW consiste en un árbol de accionamiento AW de una sola pieza.The drive shaft AW of the overpressure turbine 3 is connected to the drive shaft AW of the constant pressure turbine 3a. A generator 4 is also connected to the drive shaft AW to produce electrical energy. The drive shaft AW extends in a substantially centered position through the constant pressure turbine 3a. In particular, the AW drive shaft consists of a single-piece AW drive shaft.

Se muestra con flechas la dirección de flujo del agua a través de la tubería de presión 5 hasta la entrada E3 de la turbina de sobrepresión 3, entre la turbina de sobrepresión 3 y la turbina de presión constante 3a.The flow direction of the water through the pressure line 5 to the inlet E3 of the overpressure turbine 3, between the overpressure turbine 3 and the constant pressure turbine 3a is shown with arrows.

La figura 2 muestra un sistema del almacenamiento y recuperación de energía según la invención con una combinación de una turbina de sobrepresión y una turbina de presión constante y, por ejemplo, cuatro recipientes de aire comprimido 1 y cuatro recipientes de agua a presión 2. Cada recipiente de presión 1, 2 está realizado convenientemente como un recipiente de una sola pared. Cada recipiente 1,2 puede presentar un volumen de hasta 300000 m3 y puede estar diseñado para una presión de hasta 1000 bares.Figure 2 shows an energy storage and recovery system according to the invention with a combination of an overpressure turbine and a constant pressure turbine and, for example, four containers of compressed air 1 and four containers of water under pressure 2. Each Pressure vessel 1, 2 is conveniently realized as a single wall vessel. Each 1.2 container can have a volume of up to 300000 m3 and can be designed for a pressure of up to 1000 bars.

Cada recipiente de aire comprimido 1 presenta una entrada 1e para aire comprimido y una salida 1a para aire comprimido. La entrada 1e de un recipiente de aire comprimido 1 está unida con un acumulador de aire comprimido 18 que asume también la función de un recipiente de compensación de aire comprimido. Este acumulador de aire comprimido 18 está unido con un compresor 17 que puede alimentar aire exterior comprimido al acumulador de aire comprimido 18. El suministro de corriente al compresor 17 se efectúa por una red eléctrica S conectada o apta para ser conectada al sistema. La aportación posterior de aire comprimido del acumulador de aire comprimido 18 a un recipiente de aire comprimido 1 se efectúa, como se explica más abajo, después de determinar la demanda por medio de una unidad de control y comparación 13.Each compressed air container 1 has an inlet 1e for compressed air and an outlet 1a for compressed air. The inlet 1e of a compressed air container 1 is connected to a compressed air accumulator 18 which also assumes the function of a compressed air compensation container. This compressed air accumulator 18 is connected to a compressor 17 that can supply compressed outside air to the compressed air accumulator 18. The power supply to the compressor 17 is carried out by an electrical network S connected or apt to be connected to the system. The subsequent supply of compressed air from the compressed air accumulator 18 to a compressed air container 1 is carried out, as explained below, after determining the demand by means of a control and comparison unit 13.

La unidad de control y comparación 13 está unida con una válvula de regulación 19 a través de una línea de datos 16. Esta válvula de regulación 19 está dispuesta entre el acumulador de aire comprimido 18 y el recipiente de aire comprimido 1, especialmente entre la salida del acumulador de aire comprimido 18 y la entrada 1e de un recipiente de aire comprimido 1. La figura 2 muestra una única válvula de regulación 19 que está dispuesta delante de las entradas 1e de los cuatro recipientes de aire comprimido 1. Por supuesto, es posible también que, para la activación individual de cada recipiente de aire comprimido 1, esté dispuesta una respectiva válvula de regulación 19 en la entrada 1e de un recipiente de aire comprimido 1. Se asegura así que durante el funcionamiento del sistema se pueda mantener constante la presión en el sistema, por ejemplo en 500 bares. Como se explica más adelante, por medio de la unidad de control y comparación 13 se puede determinar, partiendo de la cantidad de agua determinada en el recipiente de agua a presión 2 por medio de los sensores SN y del volumen disponible en el recipiente de aire comprimido 1 y en el recipiente de agua a presión 2, la cantidad de aire comprimido necesaria para una presión prefijada, por ejemplo 500 bares, la cual puede aportarse eventualmente más tarde al recipiente de aire comprimido 1 desde el acumulador de aire comprimido 18 a través de la válvula de regulación 19. Por medio del sensor SD se mide la presión en un recipiente de aire comprimido 1. Los sensores SD, SN están unidos así de manera correspondiente a través de líneas de unión 16 con la válvula de regulación 19 y la unidad de control y comparación 13.The control and comparison unit 13 is connected to a regulating valve 19 through a data line 16. This regulating valve 19 is arranged between the compressed air accumulator 18 and the compressed air container 1, especially between the outlet of the compressed air accumulator 18 and the inlet 1e of a compressed air container 1. Figure 2 shows a single regulating valve 19 which is arranged in front of the inlets 1e of the four compressed air containers 1. Of course, it is possible also that, for the individual activation of each container of compressed air 1, a respective regulating valve 19 is disposed at the inlet 1e of a container of compressed air 1. It is thus ensured that during the operation of the system the pressure can be kept constant in the system, for example in 500 bars. As explained below, by means of the control and comparison unit 13 it can be determined, starting from the amount of water determined in the pressurized water container 2 by means of the SN sensors and the volume available in the air container compressed 1 and in the pressurized water container 2, the amount of compressed air necessary for a preset pressure, for example 500 bar, which may eventually be supplied to the compressed air container 1 from the compressed air accumulator 18 through of the regulating valve 19. The pressure in a container of compressed air is measured by means of the SD sensor 1. The SD, SN sensors are thus connected correspondingly through connection lines 16 with the regulating valve 19 and the control and comparison unit 13.

La salida 1a del recipiente de aire comprimido 1 está unida con la entrada 2e de un recipiente de agua a presión 2 a través de una tubería de presión 5. No se han representado unas válvulas de bloqueo que están dispuestas entre el recipiente de aire comprimido 1 y el recipiente de agua a presión 2. Tampoco se han representado unas turbinas de aire comprimido que están dispuestas entre la salida 1a del recipiente de aire comprimido 1 y la entrada del recipiente de agua a presión 2.The outlet 1a of the compressed air container 1 is connected to the inlet 2e of a pressurized water container 2 through a pressure pipe 5. There are no block valves that are arranged between the compressed air container 1 and the pressurized water container 2. Nor have compressed air turbines that are disposed between the outlet 1a of the compressed air container 1 and the inlet of the pressurized water container 2.

La salida 2a de un recipiente de agua a presión 2 está unida con la entrada E3 de la turbina de sobrepresión 3 a través de una válvula de bloqueo 6 y una tubería de presión 5. Respecto de la disposición de la turbina de sobrepresión 3 y la turbina de presión constante 3a, se hace aquí referencia a las explicaciones de la figura 1. Las salidas 2a de los recipientes de agua a presión 2 se encuentran siempre en el sitio más bajo de los recipientes de agua a presión 2. Asimismo, las salidas 2a de los recipientes de agua a presión 2 están unidas una con otra a través de una tubería de presión común 5. Esta tubería de presión 5 presenta una pendiente en dirección a la disposición de turbinas 3, 3a.The outlet 2a of a pressurized water container 2 is connected to the inlet E3 of the overpressure turbine 3 through a blocking valve 6 and a pressure line 5. Regarding the arrangement of the overpressure turbine 3 and the constant pressure turbine 3a, reference is made here to the explanations of figure 1. The outlets 2a of the pressure water containers 2 are always in the lowest place of the pressure water containers 2. Also, the outputs 2a of the pressurized water containers 2 are connected to each other through a common pressure pipe 5. This pressure pipe 5 has a slope in the direction of the arrangement of turbines 3, 3a.

La turbina de sobrepresión 3 y la turbina de presión constante 3a presentan cada una de ellas un mecanismo de guía regulable 7, 7a a través del cual se pueden regular la presión de salida enviada de la turbina de sobrepresión 3 a la turbina de presión constante 3a y la cantidad de alimentación a la turbina de sobrepresión 3a y la turbina de presión constante 3. Se pueden regular así la potencia de salida de la disposición de turbinas 3, 3a. A este fin, los mecanismos de guía de entrada 7, 7a están unidos con la unidad de control y comparación 13 a través de una línea de datos 16. La turbina de sobrepresión 3a y la turbina de presión constante 3 están unidas a través de un árbol de accionamiento común AW con un generador 4 de producción de energía. Este generador 4 está conectado a una red eléctrica S o puede unirse con una red eléctrica S.The overpressure turbine 3 and the constant pressure turbine 3a each have an adjustable guide mechanism 7, 7a through which the output pressure sent from the overpressure turbine 3 to the constant pressure turbine 3a can be regulated and the amount of feed to the overpressure turbine 3a and the constant pressure turbine 3. The output power of the turbine arrangement 3, 3a can thus be regulated. To this end, the input guide mechanisms 7, 7a are connected to the control and comparison unit 13 through a data line 16. The overpressure turbine 3a and the constant pressure turbine 3 are connected through a AW common drive shaft with a power production generator 4. This generator 4 is connected to an electrical network S or can be connected to an electrical network S.

La disposición constituida por la turbina de sobrepresión 3 y la turbina de presión constante 3a está concebida de tal manera que el agua conducida, en el caso de la recuperación de energía, a través de la disposición de turbina deThe arrangement constituted by the overpressure turbine 3 and the constant pressure turbine 3a is designed such that the water conducted, in the case of energy recovery, through the turbine arrangement of

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sobrepresión 3 y turbina de presión constante 3a se expansione al pasar del recipiente de agua a presión 1 a un acumulador de agua 9.overpressure 3 and constant pressure turbine 3a expand as it passes from the pressurized water container 1 to a water accumulator 9.

El acumulador de agua 9 presenta una antecámara 10 para extraer el agua en el caso del almacenamiento de energía. Esta antecámara 10 presenta una abertura 10a que está realizada de tal manera que la limitación inferior de esta abertura de entrada 10a esté dispuesta por encima del fondo de la antecámara 10. La limitación superior de la abertura 10a está dispuesta por debajo del nivel del agua (no representado) en el acumulador de agua 9. Mediante esta limitación se impide que lleguen partes pesadas del agua a la antecámara 10. Sumergiendo el canto superior por debajo del nivel de agua mínimo se impide que llegue agua cargada de aire a la antecámara, lo que puede conducir a averías de la bomba de alta presión 11 y ensuciamientos en el recipiente de agua a presión 2. Los ensuciamientos pueden conducir a averías en las turbinas 3, 3a. Asimismo, se impide que la espuma generada por la expansión del agua proveniente de la turbina de presión constante 3 llegue por efecto de microburbujas del agua a la antecámara 10 y a la bomba de alta presión 11.The water accumulator 9 has an antechamber 10 for extracting water in the case of energy storage. This antechamber 10 has an opening 10a that is made in such a way that the lower limitation of this inlet opening 10a is arranged above the bottom of the antechamber 10. The upper limitation of the opening 10a is arranged below the water level ( not shown) in the water tank 9. This limitation prevents heavy parts of the water from reaching the antechamber 10. Submerging the upper edge below the minimum water level prevents water loaded with air from entering the antechamber, which can lead to breakdowns of the high pressure pump 11 and soiling in the pressurized water container 2. Soiling can lead to breakdowns in the turbines 3, 3a. Likewise, the foam generated by the expansion of water from the constant pressure turbine 3 is prevented from reaching the antechamber 10 and the high pressure pump 11 by microbubbles of the water.

La antecámara 10 lleva conectada una bomba de alta presión 11. La bomba de alta presión 12 transporta agua de la antecámara 10 a los recipientes de agua a presión 2 a través de una tubería de unión 12. El suministro de corriente a la bomba de alta presión 11 se efectúa para ello desde la red S conectada o apta para ser conectada. Además, en la tubería de unión 12 entre la bomba de alta presión 11 y el recipiente de agua a presión 2 está prevista una válvula de retención 8. Esta válvula de retención 8 sirve para que la presión acumulada en el recipiente de agua a presión 2 durante el almacenamiento de energía no produzca un reacoplamiento a la bomba de alta presión 11. Por supuesto, el recipiente de agua a presión 2 puede presentar una válvula de bloqueo (no representada) en el acceso 2a de la tubería de unión 12 al recipiente de agua a presión 2.The antechamber 10 has a high pressure pump 11 connected. The high pressure pump 12 transports water from the antechamber 10 to the pressurized water vessels 2 through a connecting pipe 12. The power supply to the high pump pressure 11 is carried out for this purpose from the connected or connected network S. In addition, a check valve 8 is provided in the connection pipe 12 between the high pressure pump 11 and the pressurized water container 2. This check valve 8 serves so that the pressure accumulated in the pressure water container 2 during energy storage, do not produce a re-coupling to the high pressure pump 11. Of course, the pressurized water container 2 can have a blocking valve (not shown) at the access 2a of the connecting pipe 12 to the container pressurized water 2.

El sistema presenta una unidad de control y comparación 13. Esta unidad de control y comparación 13 está unida a través de una línea de datos 16 con sensores de presión SD del recipiente de aire comprimido 1 y sensores de nivel de llenado SN del recipiente de agua a presión 2. La unidad de control y comparación 13 comprende un equipo de comparación para comparar la presión momentánea en el recipiente de agua a presión 2 o la presión momentánea en el recipiente de aire comprimido 1 y la cantidad de agua momentánea en el recipiente de agua a presión 2 con un valor de presión nominal. La unidad de control y comparación 13 está construida de tal manera que, en función del resultado de la comparación, se alimente al recipiente de aire comprimido 1 aire comprimido proveniente del acumulador de aire comprimido 18 a través de una válvula de regulación 19.The system has a control and comparison unit 13. This control and comparison unit 13 is connected via a data line 16 with SD pressure sensors of the compressed air container 1 and filling level sensors SN of the water container under pressure 2. The control and comparison unit 13 comprises a comparison kit for comparing the momentary pressure in the pressurized water container 2 or the momentary pressure in the compressed air container 1 and the amount of momentary water in the pressure vessel pressurized water 2 with a nominal pressure value. The control and comparison unit 13 is constructed in such a way that, depending on the result of the comparison, compressed air container 1 compressed air from the compressed air accumulator 18 is fed through a regulating valve 19.

La unidad de control y comparación 13 está unida mediante una línea de datos 16 con un ordenador 15 de una red eléctrica pública o no pública S conectada o apta para ser conectada. A través del ordenador 15 de la red se formula a la unidad de control y comparación 13 una consulta referente a si se debe o se puede utilizar el sistema para la obtención de energía o para el almacenamiento de energía.The control and comparison unit 13 is connected by a data line 16 with a computer 15 of a public or non-public electrical network S connected or capable of being connected. Through the computer 15 of the network, a control is made to the control and comparison unit 13 regarding whether or not the system is used for obtaining energy or for storing energy.

A este fin, la unidad de control y comparación 13 está unida a través de una línea de datos 16 con los mecanismos de guía de entrada regulables 7, 7a de las turbinas 3, 3a. Es así posible ajustar en las turbinas 3, 3a la potencia solicitada por el ordenador 15 de la red eléctrica pública. Asimismo, la unidad de control y comparación 13 está unida con la válvula de bloqueo 6 a través de una línea de datos 16. Se asegura así que, solamente en caso de recuperación de energía, se abra la válvula de bloqueo 6 y se establezca una unión entre el recipiente de agua a presión 2 y las turbinas 3, 3a.To this end, the control and comparison unit 13 is connected through a data line 16 with the adjustable input guide mechanisms 7, 7a of the turbines 3, 3a. It is thus possible to adjust in the turbines 3, 3a the power requested by the computer 15 of the public electricity network. Likewise, the control and comparison unit 13 is connected to the blocking valve 6 via a data line 16. It is thus ensured that, only in the case of energy recovery, the blocking valve 6 is opened and a connection between pressurized water container 2 and turbines 3, 3a.

Asimismo, la unidad de control y comparación 13 está unida a través de una línea de datos 16 con un aparato de control (no representado) de la bomba de alta presión 11. Es así posible que la energía sobrante proporcionada por la red eléctrica S al sistema se utilice en caso necesario para el transporte de agua al recipiente de agua a presión 2.Also, the control and comparison unit 13 is connected through a data line 16 with a control apparatus (not shown) of the high pressure pump 11. It is thus possible that the excess energy provided by the power grid S to the system used if necessary to transport water to the pressurized water container 2.

La figura 3 muestra un sistema de almacenamiento y recuperación de energía según la invención con recipientes de aire comprimido y de agua a presión dispuestos en grupos. La figura 3 muestra a modo de ejemplo dos grupos constituidos cada uno de ellos por dos recipientes de aire comprimido y un recipiente de agua a presión.Figure 3 shows an energy storage and recovery system according to the invention with containers of compressed air and pressurized water arranged in groups. Figure 3 shows by way of example two groups each consisting of two containers of compressed air and a container of pressurized water.

Para evitar repeticiones, se hace referencia a la descripción de las figuras 1 y 2. En el sistema representado en la figura 3 se tiene que, a diferencia de la figura 2, dos recipientes de aire comprimido 1 están unidos con un recipiente de agua a presión 2. Las salidas 1a de los dos recipientes de aire comprimido 1 están unidas a través de una tubería de presión 5 con la entrada 2e de un recipiente de agua a presión 2. Por tanto, dos recipientes de aire comprimido 1 y un recipiente de agua a presión 2 forman un grupo (grupo acumulador). Por supuesto, pueden estar unidos también uno con otro varios recipientes de aire comprimido o varios recipientes de agua a presión en un grupo. No se representan unas válvulas de bloqueo que están presentes entre la entrada 2e de un recipiente de agua a presión 2 y una salida 1a de un recipiente de aire comprimido 1 dentro de un grupo.To avoid repetition, reference is made to the description of Figures 1 and 2. In the system shown in Figure 3, unlike Figure 2, two compressed air containers 1 are connected with a water container pressure 2. The outlets 1a of the two containers of compressed air 1 are connected through a pressure line 5 with the inlet 2e of a container of pressurized water 2. Therefore, two containers of compressed air 1 and a container of pressurized water 2 forms a group (accumulator group). Of course, several containers of compressed air or several containers of pressurized water in one group can also be connected to each other. Block valves that are present between the inlet 2e of a pressurized water container 2 and an outlet 1a of a compressed air container 1 within a group are not shown.

Los recipientes de agua a presión 2 de los grupos están unidos en las salidas 2a con la turbina de sobrepresión 3 (véanse las explicaciones de la figura 1). En este caso, las salidas 2a de los recipientes de agua a presión están unidas una con otra a través de una tubería de presión 5, presentando la tubería de presión 5 una pendiente en dirección al colector.The pressurized water vessels 2 of the groups are connected at the outlets 2a with the overpressure turbine 3 (see the explanations in Figure 1). In this case, the outlets 2a of the pressurized water containers are connected to each other through a pressure pipe 5, the pressure pipe 5 presenting a slope in the direction of the manifold.

En los sistemas representados en la figura 2 y la figura 3 se carga el agua necesaria en los recipientes de agua a presión 2 antes de la puesta en funcionamiento del sistema. Convenientemente, el primer llenado del recipiente deIn the systems shown in figure 2 and figure 3 the necessary water is loaded into the pressurized water containers 2 before the system is put into operation. Conveniently, the first filling of the container of

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

agua a presión 2 se efectúa después de que se hayan llenado el recipiente o los recipientes de aire comprimido 1 con aire comprimido. La presión necesaria en el recipiente de aire comprimido 1 o en el recipiente de agua a presión 2 se genera con ayuda del compresor 17 y se aporta al recipiente o los recipientes de aire comprimido 1 a través del acumulador de aire comprimido 18. Según la presión de funcionamiento requerida, se eleva la presión en el recipiente de aire comprimido 1 y, por tanto, en el recipiente de agua a presión 2 hasta 10, 50, 100, 200 o 1000 bares.Pressurized water 2 is effected after the container or containers of compressed air 1 have been filled with compressed air. The necessary pressure in the compressed air container 1 or in the pressurized water container 2 is generated with the help of the compressor 17 and is supplied to the container or containers of compressed air 1 through the compressed air accumulator 18. Depending on the pressure of required operation, the pressure in the compressed air container 1 is raised and, therefore, in the pressurized water container 2 up to 10, 50, 100, 200 or 1000 bar.

Solicitando energía a través del ordenador de la red eléctrica S se abre la válvula de bloqueo 6 entre el recipiente de agua a presión 2 y las turbinas 3, 3a por medio de la unidad de control y comparación 13 y así se alimenta el agua sometida a presión en el recipiente de agua a presión 2 a la turbina de sobrepresión 3 y a la turbina de presión constante 3a acoplada con ésta. La cantidad del agua circulante hacia la turbina de sobrepresión 3 se regula por medio de la unidad de control y comparación 13. Se regula así la potencia generada por la turbina de sobrepresión 3 y la turbina de presión constante 3a. El generador 4 acoplado a la turbina de sobrepresión 3 y la turbina de presión constante 3a genera la cantidad de energía requerida por el ordenador 15 de la red eléctrica S y la alimenta a la red eléctrica S.By requesting energy through the computer of the power network S, the blocking valve 6 is opened between the pressurized water container 2 and the turbines 3, 3a by means of the control and comparison unit 13 and thus the water subjected to pressure in the water container under pressure 2 to the overpressure turbine 3 and the constant pressure turbine 3a coupled therewith. The amount of circulating water to the overpressure turbine 3 is regulated by means of the control and comparison unit 13. The power generated by the overpressure turbine 3 and the constant pressure turbine 3a is regulated. The generator 4 coupled to the overpressure turbine 3 and the constant pressure turbine 3a generates the amount of energy required by the computer 15 of the power grid S and feeds it to the power grid S.

Es posible así que la unidad de control y regulación 13 regule la recuperación y el almacenamiento de energía en el sistema. La unidad de control y comparación 13 recibe del ordenador 15 de la red eléctrica S, a través de líneas de datos correspondientes 16, unas consignas referentes a la respectiva fase de funcionamiento, es decir, si el sistema se encuentra en la fase de funcionamiento de recuperación de energía o de almacenamiento de energía.It is thus possible that the control and regulation unit 13 regulates the recovery and storage of energy in the system. The control and comparison unit 13 receives from the computer 15 of the electrical network S, through corresponding data lines 16, setpoints relating to the respective operating phase, that is, if the system is in the operating phase of energy recovery or energy storage.

Lista de símbolos de referenciaList of reference symbols

1 Recipiente de aire comprimido1 Compressed air container

1e Entrada1st Entry

1a Salida1st Departure

2 Recipiente de agua a presión2 Pressurized water container

2e Entrada2nd Entry

2a Salida2nd Exit

3 Turbina de sobrepresión3 Overpressure turbine

3a Turbina de presión constante3rd constant pressure turbine

E3 Entrada de turbina de sobrepresiónE3 Overpressure turbine inlet

A3 Salida de turbina de sobrepresiónA3 Overpressure turbine output

E3a Entrada de turbina de presión constante A3a Salida de turbina de presión constante AW Árbol de accionamientoE3a Constant pressure turbine input A3a Constant pressure turbine output AW Drive shaft

4 Generador4 Generator

5 Tubería de presión/tubería de unión5 Pressure pipe / joint pipe

6 Válvula de bloqueo6 Block valve

7 Mecanismo de guía de entrada de agua7 Water inlet guide mechanism

7a Mecanismo de guía de entrada de agua7th Water inlet guide mechanism

8 Válvula de retención8 Check Valve

9 Acumulador de agua9 Water accumulator

10 Antecámara10 Antechamber

10a Abertura10th Opening

11 Bomba de agua a alta presión11 High pressure water pump

12 Tubería de unión12 Union pipe

13 Unidad de control y comparación13 Control and comparison unit

15 Ordenador de red15 Network computer

16 Línea de datos16 Data line

17 Compresor17 Compressor

18 Acumulador de aire comprimido18 Compressed air accumulator

19 Válvula de bloqueo19 Block valve

S Red eléctricaS Power grid

SN Sensor de nivelSN Level Sensor

SD Sensor de presiónSD Pressure Sensor

Claims

5

10

fifteen

twenty

25

30

35

40

Four. Five

fifty

1. Energy storage and recovery system comprising at least one compressed air container (1),

at least one pressurized water container (2) connected with the compressed air container (1),

at least one turbine (3) arranged in operative connection with the at least one pressurized water container (2),

a generator (4) to produce electrical energy,

a high pressure pump (11) for transporting water from a water accumulator (9) to the pressurized water container

(2),

characterized by that

The turbine (3) arranged in operative connection with the at least one pressurized water container (2) is an overpressure turbine which is connected in series with a constant pressure turbine (3a) such that a drive shaft ( AW) of the overpressure turbine (3) is connected with a drive shaft (AW) of the constant pressure turbine (3a) and a drive shaft (AW) of the generator (4), and why the pressure turbine constant (3a) is arranged between the overpressure turbine (3) and the generator (4),

the generator (4) presenting an interface for its connection with a public electricity network (S).

2. System according to claim 1, characterized in that the drive shaft of the overpressure turbine (3) and the drive shaft (AW) of the constant pressure turbine (3a) form a common shaft or the drive shaft (AW) of the overpressure turbine (3) and the drive shaft (AW) of the constant pressure turbine (3a) are connected to each other through a rigid torsion coupling, or the drive shaft ( AW) of the overpressure turbine (3) is connected to the drive shaft (AW) of the constant pressure turbine (3a) through a gear,

and because an outlet of the at least one pressurized water container (2) is connected to an inlet of the overpressure turbine (3) and an outlet of the overpressure turbine (3) is connected to an inlet of the turbine of constant pressure (3a).

3. System according to claim 2, characterized in that between an output of the overpressure turbine (3) and an inlet of the constant pressure turbine (3a) a device is arranged to regulate the previous pressure of the constant pressure turbine ( 3a).

4. System according to any one of the preceding claims, characterized in that, in case there are several pressurized water containers (2), there is a connection pipe joining the outlets of the pressurized water containers (2) a with another, the pressurized water containers (2) being arranged with respect to each other in such a way that the connecting pipe has a slope and at its lowest point has a manifold that is connected to the turbine inlet (3 , 3a).

5. System according to any of the preceding claims, characterized in that a blocking valve (6) is present at the turbine outlet (3, 3a).

System according to any of the preceding claims, characterized in that the at least one compressed air container (1) is permanently in pressure equilibrium with the at least one pressurized water container (2) such that, during the storage and energy recovery, the pressure in the at least one container of compressed air (1) is equal to the pressure in the at least one container of pressurized water (2).

7. System according to any of the preceding claims, characterized in that a compressed air turbine is present between a compressed air container (1) and a pressurized water container (2).

System according to any of the preceding claims, characterized in that exactly one pressure pipe (5) is present between an outlet of a compressed air container (1) and an inlet of a pressurized water container (2). designed to drive, in the case of energy storage, compressed air from the pressurized water container (2) to the compressed air container (1) and, in the case of energy recovery, compressed air from the compressed air container ( 1) to the pressurized water container (2).

9. System according to claim 8, characterized in that a blocking device is arranged in the pressure line (5) which is designed to close the pressure line (5) in the event of a sudden pressure drop.

System according to any of the preceding claims, characterized in that the ratio of the volume of a pressurized water container (2) to the volume of a compressed air container (1) amounts to 1: 1, 1: 2, 1: 3 or 1: 4.

11. System according to any of the preceding claims, characterized in that there is a control and comparison unit (13) that is designed to, according to the normal charging regime of a public electricity network (S), activate the high pump pressure (11) by means of energy from the public electricity network (S) in order to pump water from the water accumulator (9) to the pressurized water container (2) when an excess is present

5 energy in the public electricity grid (S),

or to drive pressurized water from the pressurized water container (2) to at least one turbine (3, 3a) and feed the public power grid (S) the energy produced in the generator (4, 4a) when there is a demand of energy in the public electricity grid (S).

12. System according to claim 11, characterized in that the control unit (S) is designed to, in the case of energy recovery, regulate the power generated by at least one turbine (3, 3a) by means of the

opening or closing of water inlet nozzles (7) connected with the turbine (3, 3a).

13. System according to any of the preceding claims, characterized in that a control and comparison unit (13) is present for comparing the momentary pressure in the pressurized water container (2) and the momentary pressure in the compressed air container ( 1) and the amount of momentary water in the water container to

15 pressure (2) with a nominal pressure value, the control and comparison unit (14) being designed such that, depending on the result of the comparison, compressed air is fed to the compressed air container (1) from a compressed air accumulator (18).