一种重力储能系统技术方案

一种重力储能系统，其目的在于，提供一种结构简单，技术成熟，不受地域环境限制，储能时不存在悬空重物的重力储能系统。本发明专利技术一种重力储能系统包括以下几部分：储能块（根据需要确定数量）；包含动力发电装置、移动提升吊装机械、化学储能装置的储能块移动吊装发电装置（根据需要确定数量）。储能时，通过储能块移动吊装发电装置将电能转化为储能块的重力势能；释能时，通过储能块移动吊装发电装置将储能块的重力势能转化为电能。的重力势能转化为电能。的重力势能转化为电能。

【技术实现步骤摘要】
一种重力储能系统


[0001]本专利技术涉及能量储存
，具体涉及一种将电能转化为重力势能进行储存以及将所储存重力势能转换为电能的的储能释能系统。

技术介绍

[0002]根据专利文献CN103867408A介绍，近年来，我国用电量增长迅速，用电波峰波谷差值明显。另外，可再生能源，如风能、太阳能，通常具有发电量波动大的确定。《华电技术》杂志2021,43(7):17
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23文章《电源侧储能技术发展现状及应用前景综述》介绍储能技术涉及领域非常广泛，根据储能过程涉及的用能形式，大致可分为物理储能、化学储能、电磁储能、相变储能；若按储能方式细分，又可分为抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、重力储能、锂电池储能、铅酸电池储能、超导储能、超级电容储能、中高温蓄热储能等。
[0003]《电器与能效管理技术》杂志2021(7):1
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7,28文章《电解水制氢储能技术现状与展望》介绍物理储能中，抽水蓄能与压缩空气储能的储能规模大、技术相对成熟，但二者占地空间大，均对选址有一定的要求。前者受水文、地质条件限制，后者则需要利用现有的矿井、洞穴。飞轮储能具有响应速度快、寿命长等特点，但是其能量密度低、自放电率高、投资成本高。储冷、储热等热储能技术由于热(冷)能不易长时间存储、不易长距离运输等限制，多用于用户侧储能，以便就近消纳。电化学储能技术是应用最为广泛的储能技术，具有容量大、成本低、模块化等特点，其中以锂离子电池为主，但是安全性、废旧电池回收利用等问题是制约其发展的重要因素。超级电容、导等电气储能则由于技术、容量等因素的限制，占比有限。
[0004]专利文献CN201599160U提出了一种通过提升配重体进行储能的方式，理论上效率可达90％，但是储能过程中，配重块处于悬空状态，存在较大安全隐患。专利文献CN206555081U同样存在配重块在储能过程中处于悬空状态，存在较大安全隐患。专利文献CN103867408A提出的依托山体的重力储能系统，其缺点是由地域限制，必须是由山体的地域才可以使用。专利文献CN110439766B提出的深井重力储能装置，缺点是受到不同地域的地质条件，有些地域的地质条件不适合进行深井的建造。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种重力储能系统，其目的在于，提供一种结构简单，技术成熟，不受地域环境限制，储能时不存在悬空重物的重力储能系统。本专利技术一种重力储能系统包括以下几部分：储能块(根据需要确定数量)；包含动力发电装置、移动提升吊装机械、化学储能装置的储能块移动吊装发电装置(根据需要确定数量)。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供的一种重力储能系统是这样实现的：
[0007]步骤1：制作储能块，储能块以多面体(例如长方体、立方体、六面体、不规则多面体、等)为基础形状，在多面体的基础外形上，可以有凸起和凹陷的修饰形状，这些修饰形状便于储能块之间堆叠时的契合稳固和吊装方便。储能块的材质可以是钢筋混凝土、无机物、
金属、复合材料等在常温下为固态的材料制成，也可以是固态材料制成储能块的外壳体，内部填充其他材料。
[0008]步骤2：制作储能块移动吊装发电装置，储能块移动吊装发电装置具有在空间范围内上下、左右、前后全方位移动储能块的能力；储能块移动吊装发电装置整体形态类似于塔式起重机，内部装有动力及发电装置，动力及发电装置与起吊装置相连，起吊过程中使用电动机将储能块吊装，下降过程中与发电装置相连；储能块移动吊装发电装置还拥有化学能储能装置(储存部分能量，用于装置的动作及其他操作)。
[0009]步骤3：将储能块移动吊装发电装置固定在基座上，基座可以是固定的，也可以是能够自行移动的机械平台。
[0010]步骤4：进行储能操作，储能块移动吊装发电装置利用外部电源将储能块进行堆叠，即将需要储存的电能转化为储能块的重力势能。
[0011]步骤5：进行释能操作，储能块移动吊装发电装置将堆叠的储能块拆下，即将储能块的重力势能转化为电能。转化的电能部分输入到储能块移动吊装发电装置内部的化学能储能装置内，其余部分通过电网向外界输出。
[0012]步骤6：步骤4、步骤5循环进行储能和释能的操作。
[0013]由于本专利技术采用的此种简便的重力储能系统，从而可以得到以下有益效果：
[0014]储能系统结构简单，造价较低，成熟的吊装机械结构便于生产与维护，不受地域限制，不受气候限制。
附图说明
以下结合附图对本专利技术做进一步详细描述。附图1是本专利技术一种重力储能系统示意图，其中1代表堆叠在一起的储能块；2代表储能块移动吊装发电装置，内部配套有电动发电一体机，或电动机与发动机分离的动力发电系统，化学能储能装置；3代表储能块移动装置的基座。附图2是本重力储能系统的储能释能过程的示意过程：储能操作，储能块移动吊装发电装置利用外部电源将储能块进行堆叠，即将需要储存的电能转化为储能块的重力势能；释能操作，储能块移动吊装发电装置将堆叠的储能块拆下，即将储能块的重力势能转化为电能。
具体实施方式
实例一：储能块为长宽高均为5m的立方米，密度为2t/m3，储能块单体重量为250t。初始储能块存放位置与堆叠后储能块的位置处于同一水平面。利用储能块移动吊装发电装置将64,000块储能块堆叠为高200m，宽200m，长200m的储能块堆。理论储存能量为195m*200m*200m*2t/m3*((200
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5)/2+5)m*9.8m/s2*1000＝15,670,200,000,000J＝4,352,833kWh。实例二：储能块为长宽高均为5m的立方米，密度为2t/m3，储能块单体重量为250t。初始储能块存放位置海拔与堆叠后储能块的位置海拔相差100m。利用储能块移动吊装发电装置将1600块储能块提成到相对海拔100m的高度上，堆叠为长200m，宽200m，高5m的储能块堆。
理论储存能量为200m*200m*5m*2t/m3*100m*9.8m/s2*1000＝392,000,000,000＝108,888kWh。本专利技术的测量方法过程如下：步骤1：制作储能块，储能块以多面体(例如长方体、立方体、六面体、不规则多面体、等)为基础形状，在多面体的基础外形上，可以进行凸起和凹陷的修饰形状，这些修饰形状便于储能块之间堆叠时的契合稳固和吊装方便。储能块的材质可以是钢筋混凝土、无机物、金属、复合材料等在常温下为固态的材料制成，也可以是固态材料制成储能块的外壳体，内部填充其他材料。步骤2：制作储能块移动吊装发电装置，储能块移动吊装发电装置具有在空间范围内上下、左右、前后全方位移动储能块的能力；储能块移动吊装发电装置整体形态类似于塔式起重机，内部装有动力及发电装置，动力及发电装置与起吊装置相连，起吊过程中使用电动机将储能块吊装，下降过程中与发电装置相连；储能块移动吊装发电装置还拥有化学能储能装置(储存部分能量，用于装置的动作及其他操作)。步骤3：将储能块移动吊装发电装置固定在基座上，基座可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重力储能系统，其特征在于，包括以下几部分：储能块（根据需要确定数量）；包含动力发电装置、移动提升吊装机械、化学储能装置的储能块移动吊装发电装置（根据需要确定数量）。2.根据权利要求1所述的一种重力储能系统，其特征在于，储能块以多面体（例如长方体、立方体、六面体、不规则多面体、等）为基础形状，在多面体的基础外形上，可以有凸起和凹陷的修饰形状，这些修饰形状便于储能块之间堆叠时的契合稳固和吊装方便；储能块的材质可以是钢筋混凝土、无机物、金属、复合材料等在常温下为固态的材料制成，也可以是固态材料制成储能块的外壳体，内部填充其他材料。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鹤，李婷，
申请(专利权)人：周铁垒，
类型：发明
国别省市：