DE102015216986A1 - Apparatus for storing energy as rotational energy, system and method for providing electrical energy - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Speichern von Energie als Rotationsenergie, ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie. Die Vorrichtung ist ausgebildet mit: einer Rotoreinrichtung (112) und einer Statoreinrichtung (113); wobei die Rotoreinrichtung (112) dazu ausgebildet ist, relativ zu der Statoreinrichtung (113) um eine Drehachse (A) zu rotieren und wobei die Statoreinrichtung (113) an der Drehachse (A) angeordnet ist; einer elektrischen Maschine (114), mittels welcher die Rotoreinrichtung (112) mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist und mittels welcher eine Rotationsenergie einer Rotation der Rotoreinrichtung (112) in elektrische Energie umwandelbar ist; einer passiven elektrodynamischen Radiallagereinrichtung (116) zur radialen Lagerung der Rotoreinrichtung (112); und einer passiven magnetostatischen Axiallagereinrichtung (118) zur axialen Lagerung der Rotoreinrichtung (112).The present invention provides a device for storing energy as rotational energy, a system and method for providing electrical energy. The apparatus is formed with: rotor means (112) and stator means (113); wherein the rotor means (112) is adapted to rotate about an axis of rotation (A) relative to the stator means (113), and wherein the stator means (113) is disposed on the axis of rotation (A); an electrical machine (114), by means of which the rotor device (112) can be acted upon by a torque and by means of which a rotational energy of a rotation of the rotor device (112) is convertible into electrical energy; a passive electrodynamic radial bearing device (116) for radially supporting the rotor device (112); and a passive magnetostatic thrust bearing means (118) for axially supporting the rotor means (112).

Figure DE102015216986A1_0001
Figure DE102015216986A1_0001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Speichern von Energie als Rotationsenergie, insbesondere zum Speichern von elektrischer Energie in Form von Rotationsenergie und zum Bereitstellen der Rotationsenergie in Form von elektrischer Energie. Weiterhin betrifft die Erfindung ein System, insbesondere ein System zum Speichern von elektrischer Energie, welche durch eine Photovoltaikvorrichtung erzeugt wurde, und zum Bereitstellen von elektrischer Energie an einen Verbraucher. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie.The present invention relates to a device for storing energy as rotational energy, in particular for storing electrical energy in the form of rotational energy and for providing the rotational energy in the form of electrical energy. Furthermore, the invention relates to a system, in particular a system for storing electrical energy, which was generated by a photovoltaic device, and for providing electrical energy to a consumer. Furthermore, the invention relates to a method for providing electrical energy.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, dass Schwungräder dazu geeignet sind, Energie zu speichern. Dabei wird Energie aus einer Energiequelle, beispielsweise elektrische Energie, in Rotationsenergie eines massebehafteten Schwungrades umgewandelt. Durch schnelles Abbremsen des Schwungrads und Bereitstellen der dazu verwendeten Bremsleistung als elektrische Leistung sind kurzzeitig sehr hohe Leistungen erzielbar. Wird das Schwungrad besonders reibungsarm gelagert, kann die Rotationsenergie zu einem großen Teil über eine verhältnismäßig lange Zeit erhalten bleiben. Um Skaleneffekte zu nutzen, werden häufig sehr große und schwere Schwungräder verwendet. Bisher bekannte reibungsarme Lager für Schwungräder sind beispielsweise hochwertige Kugellager oder aktive Magnetlager.It is known that flywheels are suitable for storing energy. In this case, energy from an energy source, such as electrical energy, is converted into rotational energy of a massed flywheel. By quickly braking the flywheel and providing the braking power used as electrical power very high performance can be achieved for a short time. If the flywheel is stored with particularly low friction, the rotational energy can be retained to a large extent over a relatively long time. To use economies of scale, very large and heavy flywheels are often used. Previously known low-friction bearings for flywheels are, for example, high-quality ball bearings or active magnetic bearings.

In der DE 10 2011 116 829 A1 ist ein Energiespeicher mit einem Schwungrad beschrieben, das ein Gewicht von mehr als fünfzig Tonnen aufweisen soll.In the DE 10 2011 116 829 A1 is described an energy storage with a flywheel, which should have a weight of more than fifty tons.

Es besteht ein Bedarf nach einem besonders effizienten und reibungsarm gelagerten Energiespeicher.There is a need for a particularly efficient and low-friction stored energy storage.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.The present invention discloses a device having the features of claim 1, a system having the features of claim 8 and a method having the features of claim 10.

Demgemäß ist eine Vorrichtung zum Speichern von Energie als Rotationsenergie vorgesehen, welche eine Rotoreinrichtung und eine Statoreinrichtung aufweist. Die Rotoreinrichtung ist dazu ausgebildet, relativ zu der Statoreinrichtung um eine Drehachse zu rotieren oder rotieren zu können. Die Statoreinrichtung ist an der Drehachse angeordnet. Mit anderen Worten rotiert die Rotoreinrichtung auch, zumindest teilweise, um die Statoreinrichtung. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine elektrische Maschine, mittels welcher die Rotoreinrichtung mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist, das heißt, in eine Rotation um die Drehachse und somit um die Statoreinrichtung versetzbar ist. Mittels der elektrischen Maschine ist außerdem eine Rotationsenergie der Rotation der Rotoreinrichtung in elektrische Energie umwandelbar, etwa unter Verwendung einer elektrischen Maschine als Generator. Accordingly, there is provided an apparatus for storing energy as rotational energy having a rotor means and a stator means. The rotor device is designed to be able to rotate or rotate about an axis of rotation relative to the stator device. The stator is arranged on the axis of rotation. In other words, the rotor device also rotates, at least partially, about the stator device. The device further comprises an electric machine, by means of which the rotor device can be acted upon by a torque, that is, in a rotation about the axis of rotation and thus displaceable about the stator. By means of the electric machine is also a rotational energy of the rotation of the rotor device into electrical energy convertible, such as using an electric machine as a generator.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine passive elektrodynamische Radiallagereinrichtung zur radialen Lagerung der Rotoreinrichtung und eine passive magnetostatische Axiallagereinrichtung zur axialen Lagerung der Rotoreinrichtung. Unter einer passiven Lagerung soll insbesondere eine Lagerung verstanden werden, die nicht aktiv gesteuert wird, sondern beispielsweise aus einem Regelkreis besteht, der völlig ohne jegliche Prozessoreinheit und Rechenleistung auskommt. Unter einer magnetostatischen Lagerung, durch eine magnetostatische Lagereinrichtung, soll insbesondere verstanden werden, dass eine magnetische Abstoßung unabhängig von einer Bewegung stattfindet, d.h., dass die Lagerung auch bei Stillstand der Rotoreinrichtung funktioniert. Unter einer elektrodynamischen Lagerung, durch eine elektrodynamische Lagereinrichtung, soll hingegen eine Lagerung verstanden werden, die durch die Bewegung der Rotoreinrichtung bewirkt wird.The device further comprises a passive electrodynamic radial bearing device for the radial mounting of the rotor device and a passive magnetostatic thrust bearing device for the axial mounting of the rotor device. A passive storage is to be understood in particular as meaning a storage which is not actively controlled but, for example, consists of a control circuit which manages completely without any processor unit and computing power. A magnetostatic bearing, by a magnetostatic bearing device, is to be understood in particular to mean that a magnetic repulsion takes place independently of a movement, that is to say that the bearing also functions when the rotor device is at a standstill. By an electrodynamic bearing, by an electrodynamic bearing device, however, a storage should be understood, which is caused by the movement of the rotor device.

Unter einer axialen Richtung soll stets eine axiale Richtung bezogen auf die Drehachse der Rotoreinrichtung verstanden werden. Entsprechendes gilt für eine radiale Richtung, insbesondere im Zusammenhang mit Radiallagereinrichtungen.An axial direction should always be understood to mean an axial direction with respect to the axis of rotation of the rotor device. The same applies to a radial direction, in particular in connection with radial bearing devices.

Die Lagereinrichtungen der Vorrichtungen sind vorzugsweise Normaltemperatur-Lagereinrichtungen, das heißt, es werden keinerlei supraleitende Elemente verwendet. Bevorzugt werden keine zusätzlichen nicht-magnetischen Lagereinrichtungen, z.B. mechanische Lagereinrichtungen wie Kugellager etc., verwendet.The storage devices of the devices are preferably normal temperature storage devices, that is, no superconducting elements are used. Preferably, no additional non-magnetic storage devices, e.g. mechanical storage facilities such as ball bearings, etc. used.

Weiterhin stellt die Erfindung ein System bereit, mit: mindestens zwei erfindungsgemäßen Vorrichtungen und einer Schaltungsvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, gemäß einem der Schaltungsvorrichtung von mindestens einem Verbraucher übermittelten Leistungsbedarfssignal eine Auswahl aus den mindestens zwei Vorrichtungen zu treffen, Energie aus den Vorrichtungen in der getroffenen Auswahl zu entnehmen und an den mindestens einen Verbraucher weiterzuleiten.Furthermore, the invention provides a system, comprising: at least two devices according to the invention and a circuit device which is designed to make a selection from the at least two devices according to a power requirement signal transmitted to the circuit device by at least one consumer, energy from the devices in the struck Selection and forward to the at least one consumer.

Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie bereit, mit den Schritten: Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Beaufschlagen der Rotoreinrichtung mit einem Drehmoment, um die Rotoreinrichtung der Vorrichtung in eine Rotation um die Drehachse zu versetzen, unter Verwendung von Energie aus einer Energiequelle; und Umwandeln der Rotationsenergie der Rotation der Rotoreinrichtung in elektrische Energie.The invention also provides a method of providing electrical energy, comprising the steps of: providing a device according to the invention; Act on the Rotor means having a torque for causing the rotor means of the apparatus to rotate about the axis of rotation using energy from an energy source; and converting the rotational energy of rotation of the rotor device into electrical energy.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise als Ersatz für Li-Ionen-Batteriesysteme eingesetzt werden. Denen gegenüber ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit geringerem technischen Aufwand herstellbar und verfügt vorteilhafterweise über keine, oder kaum, brennbare Elemente. Zudem ist ein „Ladezustand“, d.h., eine in der Rotation der Rotoreinrichtung gespeicherte Energie als Bruchteil einer maximal speicherbaren Energie entsprechend einer maximalen Rotationsgeschwindigkeit, im Vergleich zu chemischen Batterien unabhängig von einer Umgebungstemperatur und einem Lebensalter der Vorrichtung. Zudem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine hohe Modularisierbarkeit auf. Weiterhin können gespeicherte Energie und abzugebende/aufzunehmende Leistung unabhängig voneinander skaliert werden.The device according to the invention can be used, for example, as a replacement for Li-ion battery systems. In front of them, the device according to the invention can be produced with less technical effort and advantageously has no, or hardly, combustible elements. In addition, a "state of charge", i.e., energy stored in the rotation of the rotor means, is a fraction of a maximum storable energy corresponding to a maximum rotational speed, as compared to chemical batteries, regardless of ambient temperature and age of the device. In addition, the device according to the invention has a high modularizability. Furthermore, stored energy and power to be delivered / received can be scaled independently of each other.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft mit einer besonders kleinen Masse, insbesondere des Schwungrads, und/oder mit besonders kleiner Baugröße ausgestaltet werden. Dadurch können sich Tragkraftanforderungen an die verwendete(n) Lagertechnologie(n) verringern.The device according to the invention can advantageously be designed with a particularly small mass, in particular the flywheel, and / or with a particularly small size. This may reduce load bearing requirements for the bearing technology (s) used.

Die verwendete passive elektrodynamische Radiallagerung eignet sich besonders gut für hohe Drehzahlen der Rotoreinrichtung und ist besonders verlustfrei. Durch eine Verwendung von lediglich elektrodynamischen und magnetostatischen Lagereinrichtungen entfällt eine Notwendigkeit einer Schmierung. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung besonders wartungsarm und hat eine besonders hohe Lebensdauer.The passive electrodynamic radial bearing used is particularly well suited for high rotational speeds of the rotor device and is particularly lossless. By using only electrodynamic and magnetostatic bearing devices eliminates the need for lubrication. Thus, the device according to the invention is particularly low maintenance and has a particularly long life.

Die Rotoreinrichtung weist bevorzugt, besonders bevorzugt mehrheitlich, faserverstärkte Verbundwerkstoffe auf, beispielsweise carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK). Dadurch ist eine hohe Energiedichte erreichbar, und es werden hohe Zugbeanspruchungen erlaubt. Zudem ergibt sich eine gute Recyclebarkeit oder Entsorgbarkeit der Rotoreinrichtung. An der Rotoreinrichtung befestigte Permanentmagnete können durch Faserwicklungen des CFK bandagiert, d.h. festgehalten werden, sodass keine zusätzliche Bandagierung notwendig ist.The rotor device preferably has, particularly preferably majority, fiber-reinforced composite materials, for example carbon fiber-reinforced plastic (CFRP). As a result, a high energy density can be achieved, and high tensile stresses are allowed. In addition, there is a good recyclability or disposability of the rotor device. Permanent magnets attached to the rotor assembly may be bandaged by fiber windings of the CFRP, i. be held so that no additional bandaging is necessary.

Die kontaktfreie magnetische Axial- und Radiallagerung ermöglicht außerdem einen besonders geräuscharmen Betrieb.The non-contact magnetic axial and radial bearing also allows a particularly quiet operation.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die elektrische Maschine dazu ausgelegt, in einem ersten Modus die Rotoreinrichtung mit dem Drehmoment zu beaufschlagen, d.h. in Rotation zu versetzen, und in einem zweiten Modus die Rotation der Rotoreinrichtung in elektrische Energie umzuwandeln. Somit kann der Vorrichtung auf besonders einfache Weise Energie zugeführt und entnommen werden.According to an advantageous development, the electric machine is designed to apply the torque in a first mode to the rotor device, i. in rotation, and in a second mode to convert the rotation of the rotor means into electrical energy. Thus, the device can be fed and removed energy in a particularly simple manner.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die elektrische Maschine mindestens einen Permanentmagneten auf, welcher, insbesondere drehfest, mit der Rotoreinrichtung verbunden ist, und mindestens eine Wicklung auf, welche, insbesondere drehfest, mit der Statoreinrichtung verbunden ist. Unter einer drehfesten Verbindung soll insbesondere verstanden werden, dass sich der Permanentmagnet mitdreht, wenn sich die Rotoreinrichtung dreht, und dass sich die Wicklung nicht dreht, wenn sich die Statoreinrichtung nicht dreht. Mit anderen Worten ist die elektrische Maschine vorteilhaft als Außenläufermotor auslegbar.According to a further advantageous development, the electric machine has at least one permanent magnet, which, in particular rotationally fixed, is connected to the rotor device, and at least one winding, which, in particular rotationally fixed, is connected to the stator device. A non-rotatable connection is to be understood in particular as meaning that the permanent magnet rotates when the rotor device rotates, and that the winding does not rotate when the stator device is not rotating. In other words, the electric machine is advantageously designed as an external rotor motor.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die passive elektrodynamische Radiallagereinrichtung mindestens eine Radiallagereinheit auf. Jede Radiallagereinheit kann mindestens einen um die Drehachse rotationssymmetrischen Permanentmagneten aufweisen, welcher an der Statoreinrichtung angeordnet ist. Jede Radiallagereinheit kann mindestens eine um die Drehachse rotationssymmetrische Metallfläche aufweisen, welche in axialer Richtung auf einer Höhe des mindestens einen Permanentmagneten der Radiallagereinheit an der Rotoreinrichtung angeordnet ist. Dadurch werden, wenn sich die Rotoreinrichtung in Rotation befindet, in der Metallfläche Wirbelströme erzeugt, sobald sich die Rotoreinrichtung exzentrisch, d.h. aus einem bevorzugten Bewegungspfad konzentrisch mit der Drehachse heraus, bewegt. According to a further advantageous development, the passive electrodynamic radial bearing device has at least one radial bearing unit. Each radial bearing unit may have at least one permanent magnet which is rotationally symmetrical about the axis of rotation and which is arranged on the stator device. Each radial bearing unit can have at least one metal surface which is rotationally symmetrical about the axis of rotation and which is arranged on the rotor device in the axial direction at a height of the at least one permanent magnet of the radial bearing unit. Thereby, when the rotor means is in rotation, eddy currents are generated in the metal surface as the rotor means eccentrically, i. from a preferred path of movement concentric with the axis of rotation, moves.

Die Wirbelströme erzeugen in dem Magnetfeld des Permanentmagneten Lorentzkräfte, welche die Exzentrizität der Rotoreinrichtung korrigieren. Mit anderen Worten werden bei Exzentrizität der Rotoreinrichtung Wirbelströme erzeugt, welche eine zentrische Gleichgewichtslage der Rotoreinrichtung wiederherstellen. Somit ist auf technisch besonders einfache Weise eine passive elektrodynamische Radiallagereinrichtung realisierbar.The eddy currents generate Lorentz forces in the magnetic field of the permanent magnet which correct the eccentricity of the rotor device. In other words, with eccentricity of the rotor device, eddy currents are generated which restore a centric equilibrium position of the rotor device. Thus, in a technically particularly simple manner, a passive electrodynamic radial bearing device can be realized.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die passive elektrodynamische Radiallagereinrichtung zwei Radiallagereinheiten auf, von denen eine erste Radiallagereinheit in axialer Richtung oberhalb der elektrischen Maschine angeordnet ist, und von denen eine zweite Radiallagereinheit in axialer Richtung unterhalb der elektrischen Maschine angeordnet ist. Mit anderen Worten kann die Vorrichtung eine Vielzahl von Radiallagereinrichtungen umfassen, welche in axialer Richtung symmetrisch zu der elektrischen Maschine angeordnet sind. Somit ist eine besonders stabile Ausrichtung und Lagerung der elektrischen Maschine möglich.According to a further advantageous development, the passive electrodynamic radial bearing device has two radial bearing units, of which a first radial bearing unit in the axial direction is arranged above the electric machine, and of which a second radial bearing unit is arranged in the axial direction below the electric machine. In other words, the device may comprise a plurality of radial bearing devices, which are arranged in the axial direction symmetrical to the electric machine. Thus, a particularly stable orientation and storage of the electrical machine is possible.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Rotoreinrichtung dazu ausgelegt, mit einer Frequenz in einem Bereich zwischen 1 und 3 Kilohertz zu rotieren, bevorzugt zwischen 1,5 und 2,5 Kilohertz, besonders bevorzugt zwischen 1.9 und 2.1 Kilohertz, insbesondere mit einer maximalen Frequenz in einem Bereich zwischen 1 und 3 Kilohertz, bevorzugt zwischen 1,5 und 2,5 Kilohertz, besonders bevorzugt zwischen 1.9 und 2.1 Kilohertz, insbesondere 2 Kilohertz. Vorteilhaft umfasst die Vorrichtung dazu einen Hochdrehzahl-Motor-Generator als elektrische Maschine, beispielsweise eine Permanentmagnet-Synchron-Maschine oder eine homopolar erregte Maschine.According to a further advantageous development, the rotor device is designed to rotate with a frequency in a range between 1 and 3 kilohertz, preferably between 1.5 and 2.5 kilohertz, more preferably between 1.9 and 2.1 kilohertz, in particular with a maximum frequency in a range between 1 and 3 kilohertz, preferably between 1.5 and 2.5 kilohertz, more preferably between 1.9 and 2.1 kilohertz, in particular 2 kilohertz. Advantageously, the device comprises a high-speed motor-generator as an electrical machine, for example a permanent magnet synchronous machine or a homopolar excited machine.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weist die Rotoreinrichtung eine Masse zwischen 4 und 60 Kilogramm auf, insbesondere zwischen 4 und 30 Kilogramm, bevorzugt zwischen 4 und 10 Kilogramm. Somit ist die Vorrichtung besonders gut modularisierbar und vielseitig einsetzbar.According to a further advantageous development, the rotor device has a mass between 4 and 60 kilograms, in particular between 4 and 30 kilograms, preferably between 4 and 10 kilograms. Thus, the device is particularly well modularized and versatile.

Bei einer Drehzahl von 1,7 Kilohertz und einer Masse der Rotoreinrichtung von 9 Kilogramm ist beispielsweise eine Energie von einer Kilowattstunde speicherbar. Eine Vorrichtung mit einer solchen Dimensionierung eignet sich gut für eine Anwendung im Haushaltsbereich.At a speed of 1.7 kilohertz and a mass of the rotor device of 9 kilograms, for example, an energy of one kilowatt hour can be stored. A device with such a dimensioning is well suited for use in the household sector.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst das erfindungsgemäße System eine Photovoltaikanlage zum Erzeugen von elektrischer Energie, wobei die erfindungsgemäßen Vorrichtungen des Systems zum Speichern der von der Photovoltaikanlage erzeugten elektrischen Energie ausgelegt ist. Somit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausgleichen eines Leistungsbedarfsdefizits des mindestens einen Verbrauchers beitragen, wenn die Photovoltaikanlage den Leistungsbedarf des mindestens einen Verbrauchers nicht vollständig decken kann, oder einen Überschuss an elektrischer Leistung zwischenspeichern.According to a further advantageous embodiment, the system according to the invention comprises a photovoltaic system for generating electrical energy, wherein the inventive devices of the system for storing the electrical energy generated by the photovoltaic system is designed. Thus, the device according to the invention can contribute to equalizing a power demand deficit of the at least one consumer if the photovoltaic system can not fully cover the power requirement of the at least one consumer, or buffer an excess of electrical power.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The present invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the schematic figures of the drawings. Show it:

1 eine schematische Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung zum Speichern von Energie als Rotationsenergie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic cross-sectional view through an apparatus for storing energy as rotational energy according to an embodiment of the present invention;

2 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 2 a schematic block diagram of a system according to another embodiment of the present invention; and

3 ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 a schematic flowchart for explaining a method according to yet another embodiment of the present invention.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch eine Vorrichtung 110 zum Speichern von Energie als Rotationsenergie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic cross-sectional view through a device 110 for storing energy as rotational energy according to an embodiment of the present invention.

Die Vorrichtung 110 umfasst eine Rotoreinrichtung 112 und eine Statoreinrichtung 113. Die Rotoreinrichtung 112 ist dazu ausgebildet, relativ zu der Statoreinrichtung 113 um eine Drehachse A zu rotieren. Die Statoreinrichtung 113 ist an der Drehachse A angeordnet, sodass die Rotoreinrichtung 112 auch um einen Teil der Statoreinrichtung 113 rotiert. Ein Soll-Bewegungspfad der Rotoreinrichtung 112 ist konzentrisch zu der Drehachse A angeordnet und ausgebildet. Die Rotoreinrichtung 112 und die Statoreinrichtung 113 sind vorzugsweise rotationssymmetrisch. Bevorzugt ist auch die Statoreinrichtung 113 konzentrisch und rotationssymmetrisch zu der Drehachse A angeordnet und ausgebildet. Bewegt sich die Rotoreinrichtung 112 auf dem Soll-Bewegungspfad, ist die Rotoreinrichtung 112 rotationssymmetrisch zu der Drehachse A angeordnet.The device 110 includes a rotor device 112 and a stator device 113 , The rotor device 112 is designed to be relative to the stator device 113 to rotate about a rotation axis A. The stator device 113 is arranged on the rotation axis A, so that the rotor device 112 also around a part of the stator device 113 rotates. A desired movement path of the rotor device 112 is arranged and formed concentric with the axis of rotation A. The rotor device 112 and the stator device 113 are preferably rotationally symmetric. The stator device is also preferred 113 arranged concentrically and rotationally symmetrical to the axis of rotation A and formed. Moves the rotor device 112 on the target movement path, is the rotor device 112 arranged rotationally symmetrical to the axis of rotation A.

Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine elektrische Maschine 114, insbesondere einen Außenläufer-Motor. Die elektrische Maschine 114 umfasst dazu mindestens einen Permanentmagneten 132, welcher mit der Rotoreinrichtung 112 verbunden ist. Der Permanentmagnet 132 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Weiterhin umfasst die elektrische Maschine mindestens eine Wicklung 130, welche drehfest mit der Statoreinrichtung 113 verbunden ist und vorzugsweise in axialer Richtung auf einer gleichen Höhe wie der Permanentmagnet 132 ausgebildet ist.The device further comprises an electric machine 114 , in particular an external rotor motor. The electric machine 114 includes at least one permanent magnet 132 , which with the rotor device 112 connected is. The permanent magnet 132 is preferably rotationally symmetrical. Furthermore, the electric machine comprises at least one winding 130 , which rotatably with the stator 113 is connected and preferably in the axial direction at a same height as the permanent magnet 132 is trained.

Mittels der elektrischen Maschine 114 ist die Rotoreinrichtung 112 mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist, d.h. in Rotation versetzbar, indem die elektrische Maschine 114 als Motor verwendet wird. Mittels der elektrischen Maschine 114 ist zudem eine Rotation der Rotoreinrichtung 112 in elektrische Energie umwandelbar, indem die elektrische Maschine 114 als Generator verwendet wird.By means of the electric machine 114 is the rotor device 112 with a torque can be acted upon, ie set in rotation by the electric machine 114 used as a motor. By means of the electric machine 114 is also one Rotation of the rotor device 112 into electrical energy convertible by the electric machine 114 is used as a generator.

Die Vorrichtung 110 weist außerdem eine passive elektrodynamische Radiallagereinrichtung 116 auf, welche zwei Radiallagereinheiten 134-1, 134-2 umfasst. Jede Radiallagereinheit 134-1, 134-2 beinhaltet mindestens einen, vorzugsweise einen um die Drehachse A rotationssymmetrischen, Permanentmagneten 136-1, 136-2, welcher drehfest mit der Statoreinrichtung 113 verbunden ist. Jede Radiallagereinheit 134-1, 134-2 weist zudem mindestens eine um die Drehachse A rotationssymmetrische Metallfläche 138-1, 138-2 auf, welche beispielsweise aus Kupfer ausgebildet ist. Die Metallflächen 138-1, 138-2 sind in axialer Richtung auf einer Höhe des jeweils korrespondierenden mindestens einen Permanentmagneten 136-1, 136-1 der Radiallagereinheit 134-1, 134-2 angeordnet. Somit entstehen in den Metallflächen 138-1, 138-2 bei einer exzentrischen Bewegung der Rotoreinrichtung 112 im Magnetfeld der Permanentmagneten 136-1, 136-2 Wirbelströme. Die Wirbelströme wiederum resultieren in Lorentzkräften, welche die Rotoreinrichtung 112 zurück auf den Soll-Bewegungspfad bewegen.The device 110 also has a passive electrodynamic radial bearing device 116 on which two radial bearing units 134-1 . 134-2 includes. Each radial bearing unit 134-1 . 134-2 includes at least one, preferably a rotationally symmetric about the axis of rotation A, permanent magnet 136-1 . 136-2 , which rotatably with the stator 113 connected is. Each radial bearing unit 134-1 . 134-2 also has at least one metal surface that is rotationally symmetrical about the axis of rotation A. 138-1 . 138-2 on, which is formed for example of copper. The metal surfaces 138-1 . 138-2 are in the axial direction at a height of the respective corresponding at least one permanent magnet 136-1 . 136-1 the radial bearing unit 134-1 . 134-2 arranged. Thus arise in the metal surfaces 138-1 . 138-2 in an eccentric movement of the rotor device 112 in the magnetic field of the permanent magnets 136-1 . 136-2 Eddy currents. The eddy currents, in turn, result in Lorentz forces affecting the rotor assembly 112 move back to the desired motion path.

Die Vorrichtung 110 umfasst zudem eine passive magnetostatische Axiallagereinrichtung 118 zur axialen Lagerung der Rotoreinrichtung 112. Die Axiallagereinrichtung 118 umfasst mindestens einen ersten Permanentmagneten 140, welcher an einer Oberfläche eines Sockels 144 angeordnet ist, welche der Rotoreinrichtung 112 zugewandt ist. Die Statoreinrichtung 113 ist an dem Sockel 144 befestigt. An einem, in axialer Richtung, unteren Ende der Rotoreinrichtung 112 ist ein zweiter Permanentmagnet 142 an einer Oberfläche der Rotoreinrichtung 112 angeordnet, welche dem Sockel 144 zugewandt ist. Der erste und der zweite Permanentmagnet 140, 142 sind insbesondere rotationssymmetrisch um die Drehachse A ausgebildet. Der erste und der zweite Permanentmagnet 140, 142 korrespondieren miteinander derart, dass durch eine abstoßende magnetische Kraft zwischen dem ersten und dem zweiten Permanentmagneten 140, 142 die Rotoreinrichtung 112 in axialer Richtung von dem Sockel 144 beabstandet wird, d.h. über dem ersten Permanentmagneten 140 schwebt. Somit ergibt sich eine besonders reibungsfreie axiale Lagerung der Rotoreinrichtung 112.The device 110 also includes a passive magnetostatic thrust bearing 118 for the axial mounting of the rotor device 112 , The thrust bearing device 118 includes at least a first permanent magnet 140 , which on a surface of a base 144 is arranged, which of the rotor device 112 is facing. The stator device 113 is on the pedestal 144 attached. At one, in the axial direction, the lower end of the rotor device 112 is a second permanent magnet 142 on a surface of the rotor device 112 arranged, which the pedestal 144 is facing. The first and the second permanent magnet 140 . 142 are in particular rotationally symmetrical about the axis of rotation A. The first and the second permanent magnet 140 . 142 correspond to each other such that by a repulsive magnetic force between the first and the second permanent magnet 140 . 142 the rotor device 112 in the axial direction of the pedestal 144 is spaced, ie over the first permanent magnet 140 floats. This results in a particularly frictionless axial bearing of the rotor device 112 ,

Der Sockel 140, die Rotoreinrichtung 112 und die Statoreinrichtung 113 sind vorteilhafterweise von einem Gehäuse 150 umschlossen, in welchem ein Unterdruck, bevorzugt ein Vakuum, hergestellt ist. Hierdurch werden weitere Verluste bei der Rotation der Rotoreinrichtung 112 vermieden. Dadurch, dass die Vorrichtung bevorzugt mit verhältnismäßig kleinen Dimensionen ausgebildet werden kann, kann entsprechend auch das Gehäuse 150 mit kleinen Dimensionen ausgebildet werden. Dadurch kann sich ein technischer Aufwand zum Ausbilden und Aufrechterhalten des Vakuums in dem Gehäuse 150 verringern.The base 140 , the rotor device 112 and the stator device 113 are advantageously of a housing 150 enclosed, in which a negative pressure, preferably a vacuum, is made. As a result, further losses in the rotation of the rotor device 112 avoided. By virtue of the fact that the device can preferably be formed with relatively small dimensions, the housing can also be correspondingly designed 150 be formed with small dimensions. This may be a technical effort to form and maintain the vacuum in the housing 150 reduce.

2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Systems 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 shows a schematic block diagram of a system 100 according to another embodiment of the present invention.

Das System 100 umfasst eine Photovoltaikanlage 2 zum Erzeugen von elektrischer Energie 51 aus Sonnenlicht 50 und drei erfindungsgemäße Vorrichtungen 110-1, 110-2, 110-3, welche zum Speichern der von der Photovoltaikanlage 2 erzeugten elektrischen Energie 51 ausgelegt sind und jeweils wie die Vorrichtung 110 in 1 aufgebaut sind. Das System 100 kann auch mehr oder weniger erfindungsgemäße Vorrichtungen 110 umfassen, beispielsweise eine, zwei, vier oder mehr. Ist jede der Vorrichtungen mit einer maximal speicherbaren elektrischen Energie von einer Kilowattstunde ausgebildet, so können die drei Vorrichtungen 110-1, 110-2, 110-3 insgesamt drei Kilowatt bereitstellen, was beispielsweise eine für einen Haushalt ausreichende Energiemenge darstellt, um z.B. natürliche Schwankungen in der Energieproduktion der Photovoltaikanlage 2 auszugleichen.The system 100 includes a photovoltaic system 2 for generating electrical energy 51 from sunlight 50 and three devices according to the invention 110-1 . 110-2 . 110-3 which is used to save the photovoltaic system 2 generated electrical energy 51 are designed and each as the device 110 in 1 are constructed. The system 100 may also be more or less inventive devices 110 include, for example, one, two, four or more. If each of the devices is designed with a maximum storable electrical energy of one kilowatt hour, then the three devices 110-1 . 110-2 . 110-3 provide a total of three kilowatts, which represents, for example, a sufficient amount of energy for a household, for example, natural fluctuations in the energy production of the photovoltaic system 2 compensate.

Das System 100 umfasst eine Schaltungsvorrichtung 40, welche dazu ausgelegt ist, gemäß einem der Schaltungsvorrichtung 40 von mindestens einem Verbraucher 3 übermittelten Leistungsbedarfssignal 41 eine Auswahl aus den Vorrichtungen 110-1, 110-2, 110-3 zu treffen und elektrische Energie aus den Vorrichtungen 110-1, 110-2, 110-3 in der getroffenen Auswahl zu entnehmen und entsprechende elektrische Leistung an den mindestens einen Verbraucher 3 gemäß dem Leistungsbedarfssignal 41 weiterzuleiten. Die Schaltungsvorrichtung 40 kann beispielsweise auch eine Leistungselektronik für den Betrieb der Photovoltaikanlage 2 umfassen. Alternativ kann die Photovoltaikanlage 2 auch von dem System 100 separat sein und mit der Schaltungsvorrichtung 40 über elektrische Leitungen und/oder Steuerleitungen verbunden sein.The system 100 includes a circuit device 40 , which is designed according to one of the circuit device 40 from at least one consumer 3 transmitted power demand signal 41 a selection of the devices 110-1 . 110-2 . 110-3 to meet and electrical energy from the devices 110-1 . 110-2 . 110-3 in the selection made and appropriate electrical power to the at least one consumer 3 according to the power demand signal 41 forward. The circuit device 40 For example, a power electronics for the operation of the photovoltaic system 2 include. Alternatively, the photovoltaic system 2 also from the system 100 be separate and with the circuit device 40 be connected via electrical lines and / or control lines.

Das Leistungsbedarfssignal 41 indiziert einen Bedarf an elektrischer Leistung des mindestens einen Verbrauchers 3. Die Schaltungsvorrichtung 40 kann dazu ausgelegt sein, die von dem Verbraucher mittels des Leistungsbedarfssignals 41 angeforderte elektrische Leistung gleichmäßig allen Vorrichtungen 110-1, 110-2, 110-3 durch eine entsprechend Auswahl aller Vorrichtungen 110-1, 110-2, 110-3 zu entnehmen. Somit kann eine besonders gleichmäßige Beanspruchung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen in dem System realisiert werden, wodurch sich die Lebensdauer des Systems als Ganzes erhöhen kann.The power demand signal 41 indicates a need for electrical power of the at least one consumer 3 , The circuit device 40 may be designed to be that of the consumer by means of the power demand signal 41 requested electric power equally to all devices 110-1 . 110-2 . 110-3 by an appropriate selection of all devices 110-1 . 110-2 . 110-3 refer to. Thus, a particularly uniform loading of the devices according to the invention can be realized in the system, which can increase the life of the system as a whole.

3 zeigt ein schematisches Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere der erfindungsgemäßen Vorrichtung 110, oder mit dem erfindungsgemäßen System 100 durchführbar und kann im Hinblick auf alle in Bezug auf die Vorrichtung 110 und/oder das System 100 beschriebenen Modifikationen und Weiterbildungen angepasst werden. 3 FIG. 12 is a schematic flowchart for explaining a method according to still another embodiment of the present invention. The inventive method is with the device according to the invention, in particular the device according to the invention 110 , or with the system according to the invention 100 feasible and with regard to all with regard to the device 110 and / or the system 100 be adapted modifications described and developments.

In einem Schritt S01 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellt. In einem Schritt S02 wird die Rotoreinrichtung 112 mit einem Drehmoment beaufschlagt, um die Rotoreinrichtung 112 in eine Rotation um die Drehachse A zu versetzen, etwa mittels der elektrischen Maschine 114. Dazu wird Energie aus einer Energiequelle verwendet, beispielsweise aus der Photovoltaikanlage 2 oder aus einem Haushaltsstromnetz. In einem Schritt S03 wird die Rotationsenergie der Rotation der Rotoreinrichtung 112, zeitlich nachfolgend, in elektrische Energie umgewandelt, etwa mittels der elektrischen Maschine 114. In einem nachfolgenden Schritt kann die elektrische Energie aus der Umwandlung an einen Verbraucher übertragen werden, etwa mittels einer Schaltungsvorrichtung 40, wie oben beschrieben.In a step S01, a device according to the invention is provided. In a step S02, the rotor device becomes 112 with a torque applied to the rotor device 112 to put in a rotation about the axis of rotation A, for example by means of the electric machine 114 , For this purpose, energy from an energy source is used, for example from the photovoltaic system 2 or from a household electricity network. In a step S03, the rotational energy of the rotation of the rotor device 112 , subsequently, converted into electrical energy, for example by means of the electric machine 114 , In a subsequent step, the electrical energy from the conversion can be transmitted to a consumer, such as by means of a circuit device 40 , as described above.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.

Beispielsweise kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem erfindungsgemäßen System auch elektrische Energie aus einer anderen Quelle gespeichert werden, insbesondere aus einer regenerativen Energiequelle wie etwa Windenergie.For example, in the device according to the invention in the system according to the invention also electrical energy can be stored from another source, in particular from a regenerative energy source such as wind energy.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Vorrichtung (110; 110-1; 110-2; 110-3) zum Speichern von Energie als Rotationsenergie, mit: einer Rotoreinrichtung (112) und einer Statoreinrichtung (113); wobei die Rotoreinrichtung (112) dazu ausgebildet ist, relativ zu der Statoreinrichtung (113) um eine Drehachse (A) zu rotieren und wobei die Statoreinrichtung (113) an der Drehachse (A) angeordnet ist; einer elektrischen Maschine (114), mittels welcher die Rotoreinrichtung (112) mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist und mittels welcher eine Rotationsenergie einer Rotation der Rotoreinrichtung (112) in elektrische Energie umwandelbar ist; einer passiven elektrodynamischen Radiallagereinrichtung (116) zur radialen Lagerung der Rotoreinrichtung (112); und einer passiven magnetostatischen Axiallagereinrichtung (118) zur axialen Lagerung der Rotoreinrichtung (112).Contraption ( 110 ; 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) for storing energy as rotational energy, comprising: a rotor device ( 112 ) and a stator device ( 113 ); the rotor device ( 112 ) is configured relative to the stator device ( 113 ) about an axis of rotation (A) and wherein the stator device ( 113 ) is arranged on the axis of rotation (A); an electric machine ( 114 ), by means of which the rotor device ( 112 ) is acted upon by a torque and by means of which a rotational energy of rotation of the rotor device ( 112 ) is convertible into electrical energy; a passive electrodynamic radial bearing device ( 116 ) for the radial mounting of the rotor device ( 112 ); and a passive magnetostatic thrust bearing device ( 118 ) for the axial bearing of the rotor device ( 112 ). Vorrichtung (110; 110-1; 110-2; 110-3) nach Anspruch 1, wobei die elektrische Maschine (114) dazu ausgelegt ist, in einem ersten Modus die Rotoreinrichtung (112) mit dem Drehmoment zu beaufschlagen und in einem zweiten Modus die Rotation der Rotoreinrichtung (112) in elektrische Energie umzuwandeln.Contraption ( 110 ; 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) according to claim 1, wherein the electric machine ( 114 ) is adapted, in a first mode, the rotor device ( 112 ) to apply the torque and in a second mode, the rotation of the rotor device ( 112 ) into electrical energy. Vorrichtung (110; 110-1; 110-2; 110-3) nach Anspruch 2, wobei die elektrische Maschine (114) mindestens einen Permanentmagneten (132) aufweist, welcher mit der Rotoreinrichtung (112) verbunden ist; und mindestens eine Wicklung (130) aufweist, welche mit der Statoreinrichtung (113) verbunden ist.Contraption ( 110 ; 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) according to claim 2, wherein the electric machine ( 114 ) at least one permanent magnet ( 132 ), which is connected to the rotor device ( 112 ) connected is; and at least one winding ( 130 ), which with the stator ( 113 ) connected is. Vorrichtung (110; 110-1; 110-2; 110-3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die passive elektrodynamische Radiallagereinrichtung (116) mindestens eine Radiallagereinheit (134-1, 134-2) aufweist; wobei jede Radiallagereinheit (134-1, 134-2) mindestens einen um die Drehachse (A) rotationssymmetrischen Permanentmagneten (136-1, 136-2) aufweist, welcher drehfest mit der Statoreinrichtung (113) verbunden ist; und wobei jede Radiallagereinheit mindestens eine um die Drehachse (A) rotationssymmetrische Metallfläche (138-1, 138-2) aufweist, welche in axialer Richtung auf einer Höhe des mindestens einen Permanentmagneten (136-1, 136-1) der Radiallagereinheit (134-1, 134-2) angeordnet ist.Contraption ( 110 ; 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the passive electrodynamic radial bearing device ( 116 ) at least one radial bearing unit ( 134-1 . 134-2 ) having; each radial bearing unit ( 134-1 . 134-2 ) at least one about the axis of rotation (A) rotationally symmetric permanent magnet ( 136-1 . 136-2 ), which rotatably with the stator ( 113 ) connected is; and wherein each radial bearing unit has at least one metal surface rotationally symmetrical about the axis of rotation (A) ( 138-1 . 138-2 ), which in the axial direction at a height of the at least one permanent magnet ( 136-1 . 136-1 ) of the radial bearing unit ( 134-1 . 134-2 ) is arranged. Vorrichtung (110; 110-1; 110-2; 110-3) nach Anspruch 4, wobei die passive elektrodynamische Radiallagereinrichtung (116) zwei Radiallagereinheiten (134-1, 134-2) aufweist, von denen eine erste Radiallagereinheit (134-1) in axialer Richtung oberhalb der elektrischen Maschine (114) angeordnet ist, und von denen eine zweite Radiallagereinheit (134-2) in axialer Richtung unterhalb der elektrischen Maschine (114) angeordnet ist.Contraption ( 110 ; 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) according to claim 4, wherein the passive electrodynamic radial bearing device ( 116 ) two radial bearing units ( 134-1 . 134-2 ), of which a first radial bearing unit ( 134-1 ) in the axial direction above the electric machine ( 114 ) is arranged, and of which a second radial bearing unit ( 134-2 ) in the axial direction below the electric machine ( 114 ) is arranged. Vorrichtung (110; 110-1; 110-2; 110-3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Rotoreinrichtung (112) dazu ausgelegt ist, mit einer Frequenz in einem Bereich zwischen einem und drei Kilohertz zu rotieren.Contraption ( 110 ; 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the rotor device ( 112 ) is adapted to rotate at a frequency in a range between one and three kilohertz. Vorrichtung (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rotoreinrichtung (112) eine Masse zwischen vier und sechzig Kilogramm aufweist.Contraption ( 110 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the rotor device ( 112 ) has a mass between four and sixty kilograms. System (100), mit: mindestens zwei Vorrichtungen (110-1; 110-2; 110-3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7; und einer Schaltungsvorrichtung (40), welche dazu ausgelegt ist, gemäß einem der Schaltungsvorrichtung (40) von mindestens einem Verbraucher (3) übermittelten Leistungsbedarfssignal (41) eine Auswahl aus den mindestens zwei Vorrichtungen (110-1; 110-2; 110-3) zu treffen, Energie (53) aus den Vorrichtungen (110-1; 110-2; 110-3) in der getroffenen Auswahl zu entnehmen und an den mindestens einen Verbraucher (3) weiterzuleiten.System ( 100 ), with: at least two devices ( 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) according to any one of claims 1 to 7; and a circuit device ( 40 ), which is designed according to one of the circuit device ( 40 ) of at least one consumer ( 3 ) transmitted power demand signal ( 41 ) a selection from the at least two devices ( 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) to hit, energy ( 53 ) from the devices ( 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) in the selection made and to the at least one consumer ( 3 ) forward. System (100) nach Anspruch 8 mit: einer Photovoltaikanlage (2) zum Erzeugen von elektrischer Energie (51); wobei die Vorrichtungen (110-1; 110-2; 110-3) zum Speichern der von der Photovoltaikanlage (2) erzeugten elektrischen Energie (51) ausgelegt ist.System ( 100 ) according to claim 8, comprising: a photovoltaic system ( 2 ) for generating electrical energy ( 51 ); the devices ( 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) for storing the photovoltaic system ( 2 ) generated electrical energy ( 51 ) is designed. Verfahren zum Bereitstellen von elektrischer Energie, mit den Schritten: Bereitstellen (S01) einer Vorrichtung (110; 110-1; 110-2; 110-3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; Beaufschlagen (S02) der Rotoreinrichtung (112) mit einem Drehmoment, um die Rotoreinrichtung (112) der Vorrichtung (110; 110-1; 110-2; 110-3) in eine Rotation um die Drehachse (A) zu versetzen, unter Verwendung von Energie aus einer Energiequelle; und Umwandeln (S03) der Rotationsenergie der Rotation der Rotoreinrichtung (112) in elektrische Energie.Method for providing electrical energy, comprising the steps of: providing (S01) a device ( 110 ; 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) according to any one of claims 1 to 9; Applying (S02) the rotor device ( 112 ) with a torque to the rotor device ( 112 ) of the device ( 110 ; 110-1 ; 110-2 ; 110-3 ) in rotation about the rotation axis (A) using energy from an energy source; and converting (S03) the rotational energy of rotation of said rotor means (S03) 112 ) into electrical energy.
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