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Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der erneuerbaren Energieerzeugung mittels Windenergieanlagen sowohl im Onshore- als auch im Offshore-Bereich sowie zusätzlich das Gebiet der CO2 Außenluftfilterung und CO2 Sammlung, nämlich den Bereich des Environmental Engineerings (insbesondere F03D9/19).
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Insbesondere betrifft die Erfindung eine Windenergieanlage mit CO2 Sammler mit einem Maschinenhaus mit einem Generator und elektrischen Komponenten, wobei der Generator und die elektrischen Komponenten betriebsbedingt Wärme in Form von Abwärme produzieren und einer thermisch regenerierbaren Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / einem CO2-Sammler zur Kohlenstoffdioxidabscheidung und/oder CO2-gewinnung aus der Umgebungsluft, wobei die Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / der CO2-Sammler als Adsorptionssammler mit Regenerationsphasen und /oder als kreislaufgeführter Adsorptionssammler ausgebildet ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Windenergieanlagen - CO2-Sammler - Steuerungs- / Betriebsverfahren mit einer Windenergieanlage mit CO2 Sammler.
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In den Ausführungen des Standes der Technik lässt der bereits anmelderseitig in der Druckschrift
DE 10 2017 125 415 B8 ausführlich gewürdigte Stand der Technik festhalten, auf den diesseits verwiesen wird, wobei der Inhalt dieser Druckschrift explizit mit einbezogen wird und der Erläuterung des allgemeinen Standes der Technik in Bezug auf Windenergieanlagen mit CO2-Sammlern dient.
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Die
DE 10 2017 125 415 B8 offenbart eine Windenergieanlage mit CO2 Sammler insbesondere mit einer gebläselosen Außenluft-Ansaugvorrichtung zum Ansaugen der Außenluft in die Windenergieanlage, eine Außenluft-Luftführung zur Leitung der angesaugten Außenluft durch die Windenergieanlage oder wenigstens durch Teilbereiche der Windenergieanlage bis in die Windenergieanlagenrotorblättern, wobei in den Windenergieanlagenrotorblättern Luftauslässe zum Ausblasen der angesaugten und geführten Außenluft vorgesehen sind und eine Kohlenstoffdioxidabscheidungs- und/oder -gewinnungs- / -Sammelvorrichtung / CO2-Sammler zur Kohlenstoffdioxidabscheidung und/oder -gewinnung aus der Außenluft mit gebläseloser Luftzuführung, wobei die angesaugte und geführte Außenluft durch die Kohlenstoffdioxidabscheidungs- und/oder -gewinnungs- / -Sammelvorrichtung / CO2-Sammler mittels einer Luftführung geführt ist und aus den Luftauslässen der Rotorblätter herausgeleitet wird, wobei eine durch Rotation der Windenergieanlagenrotorblättern bedingte Sogwirkung beim Ausblasen eine Luftströmung bewirkt wird und wobei diese die Luftströmung der Außenluft letztendlich bewirkt. Ferner wird in der Druckschrift ein Windenergieanlagen - CO2-Sammler - Steuerungs- / Betriebsverfahren mit einer entsprechenden Windenergieanlage mit CO2 Sammler beschrieben.
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Neben den bekannten Rotorblättern einer Windenergieanlage gehören ferner die folgenden Komponenten zu den unter den Standortbedingungen leidenden Windenergieanlagensystemkomponenten, nämlich eine zentrale Nabe, an der die zwei oder drei, derzeit sind es im Wesentlichen drei, Windenergieanlagen-Rotorblätter zu einem zentralen Verband zusammengeschlossen sind, ein Maschinenhaus, das auch als Gondel bezeichnet wird, in dem der mechanische Triebstrang, nämlich der Maschinenstrang, der die drehenden Teile wie Nabe, Rotorwelle, gegebenenfalls Getriebe und entsprechende Lagerungen und Abdichtungen umfasst, angeordnet sind, und ferner gehört weiter der daran angeordnete Generator dazu. All diese Komponenten, insbesondere die elektrischen Komponenten, der Generator und ein etwaig vorhandenes dem Generator vorgeschaltetes Getriebe erzeugen eine betriebsbedingte Wärme, auch in dieser Offenbarung als Abwärme bezeichnet, die auf irgendeine Art und Weise abgeführt werden muss, wobei sich hierzu entsprechende Wärme-andie-Umwelt-abgebende Wärmetauscher bzw. Kühlvorrichtungen bzw. Lüftungsanlagen zur Klimatisierung des Maschinenhauses bzw. der Gondel als Lösung herausgestellt haben und im Stand der Technik bekannt sind.
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Ferner besteht die Möglichkeit der Ausgestaltung alternativer Antriebsstrangkonzepte, wobei beispielsweise über fluidtechnische Antriebe und Steuerungen die Leistung aus der Nabe in ein im Maschinenhaus der, im Turm der oder in einem speziellen Anbau an der Windenergieanlage vorgesehenen Generator übertragen wird. Hierbei muss zum einen der Generator bzw. dessen Raum entsprechend belüftet und zum anderen die weiteren Systemkomponenten geschützt werden, um Schäden durch die standortbedingten Umweltbedingungen zu vermeiden.
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Im Stand der Technik ist es quasi aufgrund der aggressiven, oftmals auch salzhaltigen Meeresluft, die bewirkt, dass die Windenergieanlagen stark korrosionsgefährdet sind, quasi Standard geworden, dass unter anderem die Verwendung meerwasserbeständiger Werkstoffe, die Verbesserung des Korrosionsschutzes, die vollständige Kapselung bestimmter Baugruppen sowie die Verwendung von mit Außenluft-Ansaugvorrichtung ausgestatteten Maschinenhäusern und Türmen erfolgt, was wiederum das Problem der Kühlung der innerhalb der Windenergieanlage befindlichen Komponenten weiter verschärft.
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Das diesbezügliche Problem des Standes der Technik lässt sich im Wesentlichen derart darstellen, dass die betriebsbedingt produzierte Wärme, die Abwärme ohne weitere Verwendung an die Umwelt abgegeben werden muss, da eine etwaige Zwischenspeicherung oder gar Nutzung auf Grund fehlender Verbraucher sinnlos wäre. Diese Abgabe an die Umwelt muss erfolgen, da diese Komponenten sonst Schaden nehmen würden, wenn diese nicht gekühlt werden würden.
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Aufgabe der nunmehr darzustellenden Erfindung ist es, die betriebsbedingt erzeugte Wärme sinnvoll derart zu nutzen, dass diese nicht einfach an die Umwelt abgegeben wird und hierbei gleichzeitig Synergien sowohl für die Windenergieanlage an sich als auch für die CO2-Sammler im Weiteren gebildet werden bzw. entstehen, wobei insgesamt die Aspekte Durabilität, Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit Ziel der Erfindung sind. Es sollen nunmehr die zwei Technologien des CO2-Sammelns und der Energieerzeugung mit Windenergieanlagen auf eine neuartige Weise synergetisch miteinander gekoppelt werden, um die Gesamteffizienz zu steigern, einen im Wesentlichen kontinuierlichen und harmonisierten Betrieb insbesondere der CO2 Sammler zu gewährleisten, wobei gleichzeitig sauberer Strom aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wird und gleichzeitig wenigstens CO2 aus der Luft gefiltert und wenigstens gesammelt wird. Der wesentliche Aspekt soll hierbei der maximale CO2-Ertrag unter Berücksichtigung der Energieeffizienz der Gesamtanlage sein.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Windenergieanlage mit CO2 Sammler gemäß Hauptanspruch sowie weiter mit einem Windenergieanlagen-CO2-Sammler-Steuerungsverfahren gemäß dem nebengeordneten Anspruch.
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Erfindungsgemäß weißt die Windenergieanlage, die mit einem CO2 Sammler ausgestattet ist als wesentliche Komponenten ein Maschinenhaus mit einem Generator und elektrischen Komponenten auf, wobei der Generator und die elektrischen Komponenten betriebsbedingt Wärme in Form von Abwärme produzieren, und weiter eine thermisch regenerierbare Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / einem CO2-Sammler zur Kohlenstoffdioxidabscheidung und/oder CO2-Gewinnung aus der Umgebungsluft, wobei die Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / der CO2-Sammler als Adsorptionssammler mit Regenerationsphasen und /oder als kreislaufgeführter Adsorptionssammler ausgebildet ist, auf. Gekennzeichnet ist eine derartige Windenergieanlage durch die erfindungswesentlichen Merkmale, nämlich dass :
- - eine Abwärme-Wärmetauschervorrichtung zur Entnahme betriebsbedingt-erzeugten Wärme
- - in und/oder bei den elektrischen Komponenten
und/oder
- - im und/oder am Generator und/oder im Bereich des Generators
vorgesehen ist;
und
- - eine Regenerations-Wärmetauschervorrichtung in und/oder an und/oder im Bereich der Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / des CO2-Sammlers vorgesehen ist
und
- - Wärmetransportleitungen mit einem Wärmetransportmittel oder einer Wärmetransportflüssigkeit zwischen der Abwärme-Wärmetauschervorrichtung und der Regenerations-Wärmetauschervorrichtung vorgesehen sind, wobei eine Förderpumpe in vorgesehen ist, die das Wärmetransportmittel und/oder die Wärmetransportflüssigkeit in einem Kreis zwischen den Wärmetauschern zirkuliert,
wobei die entnommene betriebsbedingt-erzeugte Abwärme über die Wärmetransportleitungen zu der Regenerations-Wärmetauschervorrichtung transportierbar ist und mittels der betriebsbedingt-erzeugten Abwärme die thermische Regeneration / CO2-Desorption der Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / des CO2-Sammlers betreibbar ist
und
die Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / der CO2-Sammler mit regenerativ erzeugter Elektroenergie betriebene Ventilatoren zur Luftzuführung aufweisen.
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Durch diese Ausgestaltungsvariante kann synergetisch die Abwärme aus der Windenergieanlage zum einen herausgeführt werden und zum anderen sinnvoll und hocheffizient eine Regeneration des CO2-Sammlers durchgeführt werden, der im Stand der Technik ansonsten mit ressourcenverschwendenden Aufwand hätte regeneriert werden müssen, beispielsweise durch extra für den Regenerationsprozess erzeugte Wärme. Es wird also auf zusätzlich notwendige Energie für die Regeneration verzichtet und zudem die Abwärme aus dem Maschinenhaus der Windenergieanlage entfernt und genutzt.
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Weiter wird durch die Nutzung der regenerativ erzeugten Elektroenergie für die Luftzufuhr zu den CO2-Sammlern mittels elektrischer Ventilatoren die CO2-Ausbeute maximiert, da für die CO2-Sammler insgesamt erkannt wurde, dass der Energiebedarf für den Regenerationsprozess höher ist als der Energiebedarf für das zusätzliche Zuführen von Luft an den CO2-Sammler.
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Es wurde insbesondere diesseits erkannt, dass bei den im Stand der Technik befindlichen Windenergieanlagen ein großes Potential der Verbesserung in Bezug auf die Nutzung von betriebsbedingter Wärme, also der Abwärme möglich ist, wobei gleichzeitig eine Erhöhung der Lebensdauer der Gesamtanlage möglich wird, da besonderes Augenmerk nunmehr auf die im Stand der Technik ungenutzte betriebsbedingte Wärme der elektrischen Komponenten sowie des Generators als auch in einer Unterausführungsvariante des etwaig vorhandenen Getriebes in dem Maschinenhaus von Windenergieanlagen gelegt wurde und diese Abwärme nun dauerhaft dem System entzogen werden kann und wird, so dass die elektrischen Komponenten und der Generator effizienter und langlebiger ihre Arbeit verrichten.
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Insgesamt ergibt sich dabei eine synergetische Kombination dieser wenigstens zwei unterschiedlichen Technologien, durch deren Kombination zum Einen saubere Elektrizität hergestellt wird und zum Anderen CO2 aus der Luft gewaschen bzw. gefiltert oder gesammelt wird. Beide Vorrichtungen in Kombination miteinander und entsprechend ausgestaltete Verfahren im Weiteren sparen daher Energie ein bzw. nutzen sinnvoll die vorhandene Energie für weitere Zwecke.
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In einer ersten Ausgestaltungsvariante kann die Windenergieanlage zusätzlich derart ausgestaltet sein, dass ein elektrischer Speicher für die durch die Windenergieanlage regenerativ erzeugte Elektroenergie vorgesehen ist, wobei dieser elektrische Speicher die mit regenerativ erzeugter Elektroenergie betriebenen Ventilatoren in Zeiten von Strommangel weiter betreiben kann, und alternativ oder aber auch ergänzend zu der vorherigen Ausgestaltungsvariante kann ein thermischer und/oder chemischer Speicher für die Zwischenspeicherung der Abwärme vorgesehen sein, wobei die betriebsbedingt-erzeugte Abwärme in dem Wärmespeicher zwischenspeicherbar ist und zeitversetzt für die Regeneration verwendbar ist, so dass auch in Zeiten von Windflauten die CO2-Sammler weiter mit Luft durch die entsprechend angeordneten Ventilatoren beströmt und insbesondere regeneriert werden können, beispielsweise wenn die elektrischen Komponenten oder der Generator keine Abwärme bzw. Strom liefert und so auf die Speicher zurückgegriffen werden kann.
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An dieser Stelle sei nochmals angemerkt, dass das Regenerieren des Adsorptionsmittels durch Wärmezugabe, in der Regel abhängig vom Material und beispielsweise bei einem KaliumCarbonat bei ca. 80°C oder bei einem Amin bei ca. 100°C, erfolgt, wobei diese durch die Abwärme der Windenergieanlage zugeführt wird. Bedarfsweise kann mittels zwischengeschalteten Wärme-Kraft-Maschinen eine entsprechende Temperatur erzielt werden, als die Temperatur der Abwärme, wobei diese aber ebenfalls im Bereich von 80°C bis zu 100°C liegen. Alternativ kann der Generator der Windenergieanlage technisch auch mit einer höheren Temperatur angesteuert werden, um so noch eine höhere Wärmemenge dem Generator entziehen zu können bzw. höhere Temperaturen zu erreichen, bspw. bis 105°C.
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Weiter kann die Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / der CO2-Sammler aus wenigstens zwei einzeln ansteuerbaren Einheiten gebildet ist, wobei deren Betriebsmodus einzeln ansteuerbar ist, nämlich „CO2-Sammeln“ und „Regenerieren“, so dass hierdurch wenigstens eine Einheit im Sammlerbetrieb gefahren wird, während die andere Einheit entweder auch gerade im Sammlerbetrieb gefahren wird oder eben regeneriert wird, wodurch ein kontinuierlicher CO2 Sammelprozess gewährleistet wird.
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Als weitere Ausgestaltung kann zur Erhöhung der Wärmemenge eine ergänzende Getriebe-Abwärme-Wärmetauschervorrichtung zur Entnahme betriebsbedingt-erzeugter Abwärme des Getriebes im und/oder am einem dem Generator zugeordneten Getriebe vorgesehen sein, zumindest wenn die Anlage über ein Getriebe verfügt, das dem Generator vorgeschaltet ist, wobei diese parallel oder bedarfsweise ergänzend oder alternativ zu der Generator-Wärmetauschervorrichtung ansteuerbar ist.
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In einer weiteren Ausgestaltungsvariante kann an der CO2 Entnahme der Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / des CO2-Sammlers eine Speicheranordnung und / oder eine Wiederaufarbeitungsvorrichtung von CO2 vorgesehen werden, die entweder das CO2 speichert oder weiterleitet oder zumindest weiterverarbeitet bzw. prozessiert, wobei hierbei CO2 und H2O insbesondere in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante zu synthetisch hergestelltem Methan / gasförmigen und/oder flüssigen Kohlenwasserstoffen in einer Methan- oder Fischer-Tropsch-Synthese oder anderen geeigneten Kohlenwasserstoffsynthese prozessiert werden können, wodurch letztendlich flüssige und / oder gasförmige Kraftstoffe künstlich hergestellt werden und diese über bestehende Transportwege abtransportiert werden können, wie beispielsweise das Erdgasnetz oder entsprechende Pipelines oder aber auch Tanklastwagen.
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Bei Kombination der CO2-Sammler mit einer entsprechend ausgestalteten Kohlenwasserstoffsynthese kann zudem noch ergänzend etwaige Abwärme zur Regeneration des Adsorbermaterials verwendet werden, wobei in einem Windpark sehr wahrscheinlich nicht jede Windenergieanlage mit einer entsprechenden Syntheseanordnung versehen sein wird, sondern bevorzugt eine zentrale Syntheseanordnung vorgesehen werden könnte, die mit entsprechenden Versorgungsleitungen das in den vielen Windenergieanlagen eines Windparks gesammelte CO2 zu flüssigen und/oder gasförmigen Kraftstoffen prozessiert.
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Zudem kann überschüssige regenerativ erzeugte Elektroenergie der Windenergieanlage in Zeiten dafür verwendet werden, die Syntheseprozesse der Kohlenwasserstoffsynthese oder etwaig zugehöriger Wasserelektrolysen zu betreiben.
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Weiter betrachtet ist eine derartige Ausgestaltung mit einem in einem Windpark angeordneten Syntheseprozessor zur Kohlenwasserstoffherstellung durchaus sinnvoll und effizient betreibbar, so dass dezentrale Kraftstoffherstellungsmöglichkeiten gegeben sind, da diese Syntheseprozessoren eben mit regenerativer Energie betrieben werden können, die gerade durch die Windenergieanlagen bereit gestellt werden kann.
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Ferner kann in einer Ausführungsvariante die Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / der CO2-Sammler als Adsorptionssammler mit Regenerationsphasen und / oder als kreislaufgeführter Adsorptionssammler vorteilhafterweise ausgebildet, so dass je nach Ausgestaltung quasi einerseits im Batchbetrieb zunächst ein Sammeln von CO2 erfolgt und im Anschluss durch Regeneration, beispielsweise durch Temperaturzugabe, ein Abführen des gesammelten CO2 erfolgt, so dass im Weiteren nach der Regeneration weiter CO2 gesammelt werden kann, bzw. bei Ausgestaltung als kreislaufgeführtes Adsorbermaterial, bspw. einer Flüssigkeit, kann kontinuierlich CO2 gesammelt werden und aus dem Prozess ausgebracht und weiterprozessiert werden.
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Bei der Ausgestaltung der Anordnung der Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / der CO2-Sammler können diese innerhalb und auch außerhalb der Windenergieanlage platziert werden. In der einfachsten Ausgestaltung könnten diese CO2-Sammler auf dem Maschinenhaus oder um den Turm herum aufgebaut werden oder aber am Fuße des Turms im Fundamentbereich vorgesehen sein, wobei sinnvollerweise eine Mehrfachanordnung sinnvoll ist, da so viele einzelne CO2-Sammler vorgesehen werden können, die auch einzeln zumindest nicht unbedingt zeitgleich regeneriert werden können, so dass einzelne Sammler gerade regeneriert werden während andere Sammler noch im Sammelbetrieb arbeiten.
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Diesbezüglich können Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtungen bzw. CO2-Sammler horizontal oder vertikal angeordnet werden. Hierbei könnte insbesondere vielmehr außerhalb oder aber auch innerhalb, bei entsprechender Luftzuführung durch mit regenerativ erzeugter elektrischer Energie betriebenen Ventilatoren, des Turms eine vertikal angeordnete Kolonne montiert werden, so dass eine lange Adsorberstrecke realisiert wird. Insbesondere könnte hierbei mit einer Flüssigkeit gearbeitet werden, die an unterschiedlichen Höhenabschnitten in diese Reaktionsstrecke eingebracht wird und so schwerkraftbedingt nach erfolgter Adsorption nach unten tropft bzw. fließt oder vielmehr geleitet wird. Insgesamt bietet sich daher der Turm einer Windenergieanlage an, da auch diese Struktur entsprechenden Belastungen seitens des Gewichts standhält.
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Bei der Anordnung im oder am Turm können etliche einzelne Sammler zu einer übereinander angeordneten Sammlereinheit verschaltet werden, wodurch der normalerweise leere und nutzlose Turm eine Funktion bekommt, nämlich das Aufnehmen der CO2 Sammler und deren Schutz vor Witterungseinflüssen, so dass das Adsorbieren von CO2 unabhängig von den Wetterbedingungen stattfinden kann. Hierzu kann insbesondere die Luftführung wenigstens in Teilbereichen des Turms und / oder des Fundamentbereiches angeordnet sein, so dass je nach Ausgestaltung bzw. Anordnung der CO2-Sammler eine entsprechende Luftzuführung durch die mit regenerativ erzeugter elektrischer Energie betriebenen Ventilatoren gewährleistet ist.
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Die Luftführung kann in großen Teilen über Rohre, bspw. über Kunststoffrohre zusätzlich realisiert werden oder aber die mit regenerativ erzeugter elektrischer Energie betriebenen Ventilatoren sind unmittelbar vor den Adsorberstrecken angeordnet.
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Insgesamt lässt sich das CO2 für die Nutzung in der Erzeugung von synthetisch hergestellten Kraftstoffen oder zur Düngung, Dünger für die Landwirtschaft und Nahrungsherstellung, oder dgl., wie Mineralwasserherstellung, Verpackung von Fleischprodukten (Konservierung), Herstellung von Trockeneis oder Kunststoffherstellung einsetzen.
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Zur Funktionsweise eines CO2-Sammlers sei exemplarisch ausgeführt, dass Umgebungsluft quasi CO2-gefiltert wird und so das CO2 entzogen wird. Die Sammler-Filter werden über einen Adsorptions-Desorptions-Prozess mit CO2 gesättigt, wobei dies insbesondere ein katalytischer Prozess sein kann. Zur Desorption wird Wärme (ca. 100°C) benötigt, die durch Zufuhr der Abwärme mittels der Wärmeüberträgerflüssigkeit zugeführt wird. Dabei wird das CO2 gasförmig vom Filter gelöst und abtransportiert und gesammelt bzw. weiter prozessiert.
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Durch die großflächige Verteilung der Windenergieanlagen in einem Windpark, ist eine zentrale CO2 Sammelstelle besonders sinnvoll, wobei diese über ein Rohrleitungssystem gespeist wird.
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Das Windenergieanlagen - CO2-Sammler - Steuerungs- / Betriebsverfahren mit einer Windenergieanlage mit CO2 Sammler weist die wesentlichen Schritte auf, nämlich:
- - das Erzeugen von regenerativ erzeugter elektrischer Energie durch den bestimmungsge mäßen Betrieb der Windenergieanlage;
- - das parallele betriebsbedingte Erzeugen von Wärme durch wenigstens die elektrischen Komponenten und den Generator der Windenergieanlage;
- - das Kühlen der elektrischen Komponenten und des Generators durch Wärmeentzug / Wärmeabtransport der betriebsbedingt-erzeugten Wärme / Abwärme und Weiterleiten der Abwärme an die Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / den CO2-Sammler wobei ein thermisches Regenerieren / CO2-Desorption der Kohlenstoffdioxidge winnungsvorrichtung / der CO2-Sammler mit der betriebsbedingt-erzeugten Wärme / Abwärme durchgeführt wird, wobei freiwerdendes CO2 gesammelt und/oder weiterverarbeitet wird
und
- - das Hinzuführen der Umgebungsluft zu der Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / dem CO2-Sammler mit regenerativ erzeugter Elektroenergie betriebenen Ventilatoren.
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Hierdurch wird in einer minimalistischen Ausgestaltung ein Verfahren angegeben, das synergetisch das CO2-Sammeln mit der optimierten Elektrizitätserzeugung mittels einer Windenergieanlage bzw. dem Betrieb einer Windenergieanlage kombiniert. Ungenutzte betriebsbedingte Wärme der elektrischen Komponenten oder des Generators, kurz auch Abwärme, sowie etwaiger weiterer betriebsbedingt erzeugter ergänzender bzw. zusätzlicher optionaler Wärme von etwaig weiteren Systemkomponenten wie Getriebe oder Elektronik kann nunmehr aus dem Maschinenhauses heraus für die Regeneration der CO2 Sammler genutzt werden und muss nicht über zusätzlich im bisherigen Stand der Technik vorgesehene Belüftungs- und/oder Klimatisierungsanlagen bzw. Wärmetauscher sinnlos an die Umgebung abgeführt werden bzw. nicht extra für die Regeneration durch elektrisches Heizen mittels Strom erzeugt werden. Ein Aufwendiges Belüften des Maschinenhauses, insbesondere des Generators kann unterbleiben, wobei gleichzeitig die kostbare betriebsbedingte Abwärme für die Regeneration verwendet wird. Es ist quasi ein synergetisch arbeitendes Verfahren zum Betrieb einer Windenergieanlage in Kombination mit einem CO2-Sammler.
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Es sei angemerkt, dass die entsprechende Nutzung der betriebsbedingten Abwärme der weiteren Komponenten ebenso jeweils betrachtet von besonderer ergänzender Bedeutung sein können und eben für die Regeneration der CO2-Sammler verwendet werden können.
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Eine weitere besondere optionale Ausgestaltung des Verfahrens ist gegeben, wenn die Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / der CO2-Sammler aus wenigstens zwei ansteuerbaren Einheiten gebildet ist, wobei wenigstens eine Einheit im Betriebsmodus „CO2-Sammeln“ gefahren wird und wenigstens eine Einheit wenigstens zeitweise im Betriebsmodus „Regenerieren“ gefahren wird, oder alternativ dazu die Einheiten kontinuierlich zeitlich parallel CO2-Sammeln und thermisch regeneriert werden, wobei ein Kreislaufprozess des CO2-Sammler-Desorptionsmittels gefahren wird.
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Im Zuge der weiteren Erfindungsverbesserung kann die Abwärme im Normalbetrieb zumindest in bestimmten Zeiten intern gespeichert und/oder unmittelbar oder zeitlich versetzt zur Regeneration der Kohlenstoffdioxidgewinnungsvorrichtung / der CO2-Sammler verwendet wird.
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Die Vorteile ergeben sich insgesamt:
- - Kombination von CO2-Filterung bei gleichzeitiger Stromerzeugung durch Windnutzung;
- - Verzicht auf zusätzlich üblicherweise notwendige Energiequellen wie elektrische Heizer zur Regeneration der Adsorbermaterialien;
- - Kühlung des Innenraums innerhalb des Maschinenraums durch Entzug der Abwärme;
- - Erhöhung der Lebensdauer der Gesamtanlage, sowohl der Windenergieanlage als auch der, CO2-Sammler;
- - Verzicht auf Kompressorleistung eines etwaig vorgesehenen Kompressors zur Belüftung des Maschinenhauses, da dieses entsprechend gekühlt auch hermetisch abgedichtet werden kann, so dass auch in aggressiven Umgebungen z.B. im Offshore-Bereich keine Umgebungsluft in das Maschinenhaus eindringen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017125415 B8 [0004, 0005]