先进的重力力矩水力发电系统技术方案

仅基于重力的发电系统包括在主腔室中容纳水的壳体。可转换活塞与水相互作用以移动以循环移置水。移置水被导入并通过发电组，在水流回壳体的主腔室时，从一个发电组输出的水继续流向并通过后续的发电组。然后，水能够再次与可转换活塞相互作用以再次通过发电循环被移置。至少集成了两个独立的发电系统，以用于每天24小时、每周7天和每年365天的不间断供电。这个循环会根据需要延续(不是永动机的概念)，以产生可以按需使用或以其他方式存储以备将来使用的能量。备将来使用的能量。备将来使用的能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】先进的重力力矩水力发电系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119要求2018年12月28日提交的美国临时专利申请序号62/786,115的优先权。所述临时专利申请通过引用整体并入本文，包括但不限于说明书，权利要求书和摘要，以及其任何图、表、附录或附图。


[0003]本专利技术总体上涉及能量产生、能量转换、能量存储，特别是基于有效利用重力、浮力、材料科学、力矩原理和杠杆原理的电能产生。

技术介绍

[0004]随着全球人口的增长和技术的不断进步，通电设备的使用也在增长。这带来所需的来自发电技术、系统等的电力呈指数增长，并且在农村地区可能会加剧，在那里更难以获得主要发电和配电网。此外，存在与大多数发电技术和系统相关联的挑战。某些示例如下：
[0005]化石燃料发电厂：这包括所有燃烧煤、天然气和石油及其衍生物以发电的发电厂。化石燃料是有限的、不可再生的，它们的燃烧会产生温室气体，诸如二氧化碳，研究表明这些气体会引起全球变暖，从而导致不利的气候变化。化石燃料的燃烧还会产生其他空气污染物，诸如氮氧化物、二氧化硫、挥发性有机化合物、以及重金属。它还产生废热，进一步使地球大气不利地变暖。
[0006]核电站：这涉及主要是铀和钚的原子核裂变、核衰变或核聚变，以产生热量，将水转变成蒸汽，从而驱动涡轮机发电。它还产生大量废热，使地球大气不利地变暖，并需要大量稀缺的淡水来冷却系统。与燃料和核废料相关联的安全和辐射危害问题引起了对核电的不满。更重要的是，核扩散成为核武器是一个全球关注的问题，这也限制了人们的接受度。
[0007]太阳能发电：这使用光伏电池(PV)将阳光直接转换为电能。此外，还有聚光太阳能发电(CSP)，它使用透镜、镜子和跟踪系统将大面积的阳光聚焦成小光束，以将水加热成蒸汽从而驱动涡轮机发电。光伏电池成本高，取决于天气，需要昂贵的储存系统，最重要的是每千瓦需要非常大的空间。
[0008]风力发电：这是使用连接到发电机上的专门设计的叶片来捕获风能并将其转化为电。它取决于天气(风速和持续时间)，因而发电是间歇性的，需要一个或多个昂贵的储存系统，选址限制并且每千瓦需要非常大的土地面积。
[0009]地热发电：地热能是地球的原始内能和由于地核内物质的放射性衰变而储存的能量。这涉及从地核勘探和提取这种热能，以将水加热成蒸汽用于发电或通过钻入地核并将熔岩和水泵送到地表直接加热。然而，这种熔岩会释放气体混合物，特别是二氧化碳、硫化氢、甲烷和氨，这会引起酸雨和全球变暖，从而导致气候变化。它价格昂贵且限于构造板块附近的位置。
[0010]潮汐发电：这是使用专门设计的涡轮机从海洋潮汐中获得的电力。它具有位置限制，因为适用性取决于潮汐流、潮汐上升、生态系统脆弱性和暴露于天气情况。有非常昂贵
的前期成本。它通常对水生生物是有害的。
[0011]水力发电：这是使用特殊涡轮机从由于重力而流动的水中产生的电力。它需要昂贵的水坝，并且会对水生生物和自然生态系统产生负面影响。它受位置限制，因为必须有足够的地质梯度来产生合理的水位差来驱动涡轮机。还必须有流动的水体，诸如河流。抽水蓄能系统需要外部动力源将水泵送回蓄水池以继续发电。由于初始资本支出巨大，使得成本非常高，从而缩小了利润率，并降低了对投资者的吸引力。
[0012]因而，存在一个关键的、及时的和迫切的需求，通过提供更绿色、更经济、排放量有限或无排放且每千瓦占用面积最小的发电源来应对气候变化并辅助地球大气深度脱碳，以满足每天24小时、每周7天、以及每年365天的工业和家庭用电需求。

技术实现思路

[0013]因此，所公开的本专利技术的任何方面的主要目的、特征和/或优点是改进或克服现有技术的缺陷。
[0014]还有一个目的、特征和/或优点是提供一种独立的发电系统。
[0015]还有一个目的、特征和/或优点是提供持续稳定的电力，而不是间歇性的——随时可用。
[0016]还有一个目的、特征和/或优点是提供适用于各种负载并且能够承受负载浪涌的电能质量。
[0017]还有一个目的、特征和/或优点是提供分散式发电，由此确保由于长距离传输带来的能量损失更少。
[0018]还有一个目的、特征和/或优点是提供灵活的选址、较低的资本成本、快速的建造和调试、最佳的水循环、以及较早的投资回报。
[0019]本专利技术的前述目的、特征和/或优点以及以下方面和/或实施例不是穷尽的并且不限制整体公开内容。没有一个实施例需要提供每一个对象、特征或优点。本文公开的任何目的、特征、优点、方面和/或实施例可以全部或部分地彼此整合。
[0020]根据本公开内容的一些方面，一种发电系统，包括：容纳水的壳体，具有控制水流出所述壳体到发电机的压力管；定位于所述壳体中的可转换活塞，其中，所述可转换活塞能够在被容纳在所述水壳体中的所述水中移动以移置一定量的所述水；其中，所述可转换活塞能够部分地通过重力移动；请注意，所述压力管必须部分或全部打开才能发电。
[0021]根据本公开内容的一些方面，第一发电级，所述第一发电级接收由所述可转换活塞移置的一定量的移置水以产生第一量的电力；与所述第一发电级流体连通的第二发电级，其中，所述第二发电级接纳由所述第一发电级输出的水以产生第二量的电力；以及与所述第一发电级和所述第二发电级流体连通的第三发电级，其中，所述第三发电级接收由所述第一发电级和所述第二发电级输出的水以产生第三量的电力。
[0022]根据本公开内容的一些附加方面，所述第一发电级包括弗朗西斯涡轮。
[0023]根据本公开内容的至少一些方面，所述第二发电级包括卡普兰涡轮泵阵列。
[0024]根据本公开内容的至少一些方面，所述第三发电级包括至少一个专有设计的力矩动力轮发电机。
[0025]根据本公开内容的至少一些方面，所述可转换活塞包括：至少一个平稳器；配重部
分；以及可膨胀囊。
[0026]根据本公开内容的至少一些方面，所述可转换活塞的所述至少一个平稳器包括选择性可控阀以选择性地允许水进入或泵出所述平稳器的内部。
[0027]根据本公开内容的至少一些方面，所述至少一个平稳器还包括与大气连通的排气口以随着所述平稳器中的所述水被泵出而向所述可转换活塞增加浮力。
[0028]根据本公开内容的至少一些方面，所述可膨胀囊具有空气压缩机和压缩空气缸单元，所述压缩空气缸单元使得所述可膨胀囊膨胀以控制所述可转换活塞在所述壳体中由于重力而向下移动。由于浮力，所述可膨胀囊放气以控制所述可转换活塞由于浮力而向上移动。
[0029]根据本公开内容的至少一些方面，所述系统还包括：第四发电级，所述第四发电级在水被重新引入到所述可转换活塞和壳体单元之前接收来自所述第三发电级的水；其中，所述第四发电级包括涡流发电机。
[0030]根据本公开内容的至少一些方面，所述系统还包括：第五发电级，所述第五发电级在水被重新引入到所述可转换活塞和壳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发电系统，包括：容纳水的壳体；定位于所述壳体中的可转换活塞，其中，所述可转换活塞能够在被容纳在所述水壳体中的水中移动以移置一定量的所述水；其中，所述可转换活塞能够部分地通过重力和浮力移动；第一发电级，所述第一发电级接收由所述可转换活塞移置的一定量的移置水以产生第一量的电力；与所述第一发电级流体连通的第二发电级，其中，所述第二发电级接纳由所述第一发电级输出的水以产生第二量的电力；以及与所述第一发电级和所述第二发电级流体连通的第三发电级，其中，所述第三发电级接收由所述第一发电级和所述第二发电级输出的水以产生第三量的电力。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一发电级包括弗朗西斯涡轮。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述第二发电级包括卡普兰涡轮泵。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述第三发电级包括至少一个力矩动力轮发电机。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述可转换活塞包括：至少一个平稳器；配重部分；可膨胀囊，以及专有设计的水门开启器和关闭器。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述可转换活塞的所述至少一个平稳器包括选择性可控阀以选择性地允许水进入或泵出所述平稳器的内部。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述至少一个平稳器还包括与大气连通的排气口以向所述可转换活塞增加浮力。8.如权利要求5所述的系统，其中，所述可膨胀囊被膨胀以控制所述可转换活塞在所述壳体中由于重力而向下移动。9.如权利要求1所述的系统，还包括：第四发电级，所述第四发电级在水被重新引入到所述可转换活塞之前接收来自所述第三发电级的水；其中，所述第四发电级包括涡流发电机。10.如权利要求9所述的系统，还包括：第五发电级，所述第五发电级在水被重新引入到所述可转换活塞之前接收来自所述第四发电级的水；其中，所述第五发电级包括另一个卡普兰涡轮发电机。11.如权利要求10所述的系统，还包括：第六发电级，所述第六发电级在水被重新引入到所述可转换活塞之前接收来自所述第五发电级的水；其中，所述第六发电级包括二阶力矩动力轮发电机。12.一种发电方法，所述方法包括：使可转换活塞在壳体内沿竖直方向移动以移置设置在所述壳体中的水，所述可转换活
塞通过重力向下移动并通过浮力向上移动；在第一级处利用所述移置水产生电力；将来自所述第一级的所述水输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：诺斯梅克绿色解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：