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L’Invention du Troisième Millénaire
Transformation de l’énergie de l’air comprimé en énergie de l’eau sous pression
Mesdames et Messieurs,
Nous avons développé une centrale hybride de stockage d’air comprimé et d’énergie hydraulique pour l’utilisation de sources d’énergie volatiles. Ce système permet une conversion sans perte de l’énergie de l’air comprimé en énergie hydraulique sous pression. L’analyse des flux énergétiques de la centrale hydropneumatique (entrée et sortie) a montré que l’énergie de l’air comprimé peut non seulement être transférée sans perte à l’eau sous pression, mais qu’elle est même triplée lors de la reconversion en électricité.
Génération simultanée d’air comprimé et recompression
De plus, j’ai constaté que les processus de génération d’air comprimé et de reconversion peuvent fonctionner simultanément. Cela signifie que l’air comprimé généré peut être immédiatement transformé en eau sous pression. L’eau motrice ainsi produite est dirigée simultanément à travers une turbine hydraulique et convertie en énergie électrique par un générateur.
Pour démarrer le processus, une connexion au réseau public ou, en fonctionnement autonome, un générateur électrique est nécessaire. Si la centrale doit être capable de démarrer après une panne de courant (blackout), un réservoir supplémentaire d’air comprimé est requis.
Un exemple de calcul comme preuve
À titre de preuve, voici un exemple de calcul :
On utilise un compresseur à vis standard V-Drive T à compression à deux étages et régulation de vitesse de la société Almig, avec une puissance nominale de 323,82 kW et, en sortie, un débit selon ISO 1217 (Annexe C-2009), garantissant un volume effectif constant de 744,66 litres par seconde à une pression de service constante de 13 bars. Si cet air comprimé est introduit simultanément dans un réservoir d’eau entièrement rempli et résistant à la pression, l’air comprimé appuie sur la surface de l’eau. L’eau est ainsi transformée en eau motrice (fonctionne selon le principe d’un vase d’expansion dans un système d’eau domestique).
Avec une turbine hydraulique (de préférence une turbine Pelton, qui présente de très faibles pertes en régime partiel) et un générateur, le calcul suivant est obtenu :
- Débit d’eau [l/s] : 744 (même volume que le compresseur à vis)
- Hauteur nette : 130 m (correspond à 13 bars – même pression que le compresseur)
- Rendement de la turbine [%] : 92
- Rendement du générateur [%] : 95
- Puissance de la turbine (mécanique) : 872,38 kW
- Puissance du générateur (électrique) : 828,76 kW
Cela génère 828,76 kW d’énergie électrique. Si l’on soustrait les 323,82 kW nécessaires à l’entraînement du compresseur, il reste un excédent de 504,94 kW.
La puissance délivrée peut être considérablement augmentée si l’air comprimé restant dans le réservoir d’eau vide après un cycle de production d’électricité est renvoyé au compresseur, ce qui permet d’économiser environ 50 % de l’énergie nécessaire à la production d’air comprimé.
Calcul :
La puissance générée moins l’énergie utilisée pour produire l’air comprimé donne un excédent de
828,76 kW – 323,82 kW = 504,94 kW
- économie de la moitié des coûts énergétiques 323,82 / 2 = +161,91 kW Cela donne un excédent total de 666,88 kW
Vous pouvez télécharger le calcul de la turbine sur Internet, par exemple sur https://www.leimegger.de/Ingenieur/turb_berech.html
Avec environ 666 kW x 8 760 heures (extrapolé sur un an), cela donne
5 834 160 kWh x 7 ct = 408 391,20 € de revenus annuels
Les coûts estimés de construction de la centrale sont d’environ 1,6 million d’euros
La période d’amortissement est d’environ 4 ans !
Explication de l’excédent
Tous les scientifiques sont maintenant confrontés à un problème, car il leur a été enseigné pendant leurs études qu’il n’existe pas de mouvement perpétuel. Mes calculs ont montré que l’excédent ne viole pas les lois de la thermodynamique, mais résulte de la conversion efficace de l’air, un milieu de faible masse, en eau, un milieu de masse élevée. En raison de sa faible masse, l’air peut être comprimé et transporté beaucoup plus facilement et avec beaucoup moins d’énergie que l’eau.
Exemple de calcul :
Un compresseur d’une puissance nominale de 323,82 kW peut générer 744,86 litres par seconde à une pression de 13 bars. Une pompe à eau avec un débit de 744,86 l/s et une pression de 13 bars nécessite au moins 1 000 kW pour atteindre la même pression et le même volume.
- Les lois de la compression des gaz (faible masse) s’appliquent à la production d’air comprimé.
- Après la transformation de l’air comprimé en eau motrice, la loi de l’énergie hydraulique (masse élevée) s’applique à la reconversion.
Petit rappel du cours de physique :
- 1 litre d’air a une masse d’environ 1 gramme
- 1 litre d’eau a une masse d’environ 1 000 grammes
Une comparaison avec une locomotive à vapeur montre que l’air comprimé ou la vapeur contient plus de potentiel énergétique qu’on ne le pense généralement. Alors qu’un cylindre à double piston d’une locomotive à vapeur atteint un rendement de 99,83 %, une turbine à gaz n’atteint que 37 % en raison de sa conception.
Dans mon concept, la pression est utilisée comme source d’énergie cinétique en transformant l’eau sous pression en eau motrice, qui est ensuite déplacée du réservoir et passe par une turbine pour produire de l’électricité. L’énergie a toujours été contenue dans l’air comprimé ; grâce à une conversion ciblée, elle peut être exploitée beaucoup plus efficacement.
Le fait est que la transformation de l’air comprimé en eau sous pression ne viole en rien les lois de la thermodynamique. Il est également vrai que de l’électricité est toujours nécessaire pour entraîner le compresseur lors du démarrage et du fonctionnement continu de la centrale, ce qui ne viole pas non plus les lois de la thermodynamique.
Résumé
Processus de production d’électricité
Pour une production continue d’électricité, trois réservoirs sont nécessaires au même niveau. Comme les réservoirs sont reliés, des conduites de quelques mètres peuvent être utilisées, ce qui augmente considérablement l’efficacité par rapport aux centrales de stockage en montagne avec leurs longues conduites. Après le démarrage du compresseur, l’air comprimé est introduit dans le premier réservoir rempli d’eau. Cela génère de l’eau motrice, qui est utilisée pour produire de l’électricité via une turbine et un générateur. L’eau motrice évacuée est introduite dans le deuxième réservoir. Lorsque le niveau d’eau du premier réservoir atteint son point bas prévu, le premier cycle de production d’électricité se termine. Le deuxième réservoir, qui a été rempli entre-temps avec l’eau du premier, est hermétiquement fermé et pressurisé avec de l’air comprimé. Le deuxième cycle de production commence. Simultanément, l’air comprimé du premier réservoir est renvoyé au compresseur, ce qui permet d’économiser environ 50 % de la production d’air comprimé. Après le deuxième cycle, le troisième cycle suit comme précédemment. Ensuite, le cycle se referme et le premier cycle recommence.
Il n’est pas nécessaire de préciser ce qu’une telle multiplication de l’énergie signifierait pour l’industrie énergétique mondiale à l’avenir. Notre problème mondial d’énergie fossile serait pratiquement résolu. Ce nouveau procédé recèle un potentiel énorme. Tous les problèmes environnementaux seraient éliminés et la protection du climat garantie.
Les principaux avantages de la centrale électrique
- Électricité 100 % verte, production garantie sans émissions
- Les médias d’exploitation sont l’air et l’eau gratuits
- Fonctionnement ininterrompu, 8 760 heures par an
- Cette centrale ne connaît pas de périodes de faible production renouvelable
- Coûts de production < 1 ct/kWh
- La construction décentralisée de ces nouvelles centrales soulage les réseaux
- Durée de vie de la centrale en cycle fermé d’au moins 50 ans, avec une construction en béton armé même plus de 100 ans
- L’eau propre prolonge la durée de vie des turbines
- Cette centrale est capable de démarrer après une panne de courant (black-start)
- Énergie suffisante et abordable pour tous
- Le trafic automobile et poids lourd peut être converti immédiatement
- Toutes les centrales nucléaires et thermiques fonctionnant au pétrole, au charbon ou au gaz seront dispensables à l’avenir
- Toutes les éoliennes et installations photovoltaïques peuvent être démontées, la protection de la nature peut ainsi être restaurée
- L’objectif climatique sera atteint
- Plus besoin de manifestations pour l’environnement et la nature
Conclusion
Cette nouvelle centrale hybride de stockage d’air comprimé et d’énergie hydraulique, qui ne nécessite pas de dénivelé topographique, peut être installée à n’importe quel endroit sur la planète et révolutionner ainsi la production d’énergie.
Comme cette forme innovante de production et de stockage d’énergie utilise des machines et des technologies déjà disponibles sur le marché, le nouveau système peut être mis en œuvre immédiatement sans longs délais ni coûts de développement.
Trois brevets ont déjà été accordés pour l’Europe et les États-Unis.
Cordialement
Johann Tauscher
Johann Tauscher
Josef-Kainz-Mayer-Gasse 12
A-1220 Wien
Téléphone portable: +4369917747071
E-Mail: office@greenenergystorage.at
Tecnologías revolucionarias para el almacenamiento de energía
- Reducción del impacto ambiental
- Almacenamiento de fuentes de energía volátiles
- Sin restricciones topográficas
- Optimización de la eficiencia energética
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En tiempos de transición energética, la energía renovable es cada vez más demandada. Sin embargo, tiene un inconveniente, ya que no garantiza una generación continua de electricidad. Con mi central híbrida de almacenamiento por aire comprimido y energía hidráulica, este problema se resuelve. En mi concepto, solo se utilizan medios seguros como el aire comprimido y el agua.
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La primera central de energía de olas con una capacidad de aproximadamente 300 kW se construyó en 2011 en Mutriku, España. Mi concepto evita la baja potencia al no convertir inmediatamente el aire comprimido en energía eléctrica, sino almacenándolo en un depósito de aire comprimido. Cuando es necesario, el aire comprimido se transforma en agua a presión y se utiliza una turbina hidráulica altamente eficiente para generar electricidad, la cual se inyecta en la red.
Johann Tauscher - Pionero en soluciones innovadoras de almacenamiento de energía
Durante más de 20 años, me he dedicado al desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía respetuosos con el medio ambiente.
Al investigar centrales de almacenamiento por aire comprimido, descubrí que en estas se utilizan exclusivamente turbinas de expansión de gas. Sin embargo, las turbinas de gas tienen un rendimiento insatisfactorio debido a la baja masa del aire comprimido. La situación cambia cuando se usa una turbina hidráulica, que alcanza una eficiencia superior al 90%.
Esto se logra transformando el aire comprimido en agua a presión.