一种模块化空气阻尼结构重力储能系统技术方案

本发明专利技术公开一种模块化空气阻尼结构重力储能系统，包括若干个重力储能模块，所述重力储能模块包括筒状构筑体、重块和提升发电装置，所述筒状构筑体内部设有竖向设置的升降通道，所述提升发电装置设置在所述升降通道的上方，且所述提升发电装置通过缆绳和滑轮组件驱动所述重块在所述升降通道内升降；所述重块与所述升降通道的内壁之间形成有狭小间隙，所述重块上形成有上下贯通的通气道，所述通气道内设有用于开或闭所述通气道的通气活门；当重块下降速度大于设定值时，通气道封闭，重块下方空气被压缩，在升降通道内对重块形成空气阻尼，从而缓解重块快速下降的冲击力，避免对系统主体结构造成破坏性冲击，消除所述重力储能系统的安全隐患。系统的安全隐患。系统的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化空气阻尼结构重力储能系统


[0001]本专利技术涉及固体重力储能
，尤其涉及一种模块化空气阻尼结构重力储能系统。

技术介绍

[0002]近年来，新能源发展如火如荼。新能源发电普遍存在随机性、间歇性、波动性问题，需要依靠储能技术进行调节，而且电网也急需大规模削峰填谷，提升电力系统效率，发展储能因此成为能源转型的重要一环。目前常用的储能方式有抽水蓄能、化学电池蓄能、飞轮储能、电容储能、超导储能等，目前的储能方式各自都存在一定痛点，或投资太大,或建造周期太长,或资源太稀缺,或技术要求太高,或规模无法做大,或损耗太大,或风险太高.总之就是技术上有欠缺,经济上不划算,规模上难扩增，安全上难保障。
[0003]近年来重力储能逐步在储能
中受到关注并已得到一定程度的应用。现有重力储能技术可分为悬挂式、新型抽水储能和斜体式，如一种利用起重机将混凝土块堆叠成塔的方案，其利用块体的吊起下落进行储能和释能。然而起重机吊装块体需高载重、高精度抓放的机械抓手，制造难度较大，且存在缆绳晃动难以定位、塔楼稳定性低等问题，并且该方案利用吊塔起放块体时所需的作业空间大，对地形、占地面积、天气状况等要求高，不容易扩展规模，也不容易全域推广；另外，重力储能的能量密度低，约3.7吨的重物提升100米才可储电1度，若要加大储能的规模，要么加大重量要么增加高度，但数十吨乃至数千数万吨的重块因人为或自然因素意外从百米高空掉落下来所造成的灾难非常大，上述种种原因限制了固体重力储能的推广应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出一种模块化空气阻尼结构重力储能系统，可以至少在一定程度上解决上述问题之一。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种模块化空气阻尼结构重力储能系统，包括若干个重力储能模块，所述重力储能模块包括筒状构筑体、重块和提升发电装置，所述筒状构筑体内部设有竖向设置的升降通道，所述提升发电装置设置在所述升降通道的上方，且所述提升发电装置通过缆绳和滑轮组件驱动所述重块在所述升降通道内升降；所述重块与所述升降通道的内壁之间形成有狭小间隙，所述重块上形成有上下贯通的通气道，所述通气道内设有用于开或闭所述通气道的通气活门；当所述重块加速下降且速度大于设定值时，所述通气道封闭，所述重块下方空气被压缩，上方空气被抽吸，产生气压差，在升降通道内对重块形成空气阻尼。
[0007]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述提升发电装置设有多组，多组提升发电装置沿周向等距地分布在所述升降通道上方；所述提升发电装置包括提升机和发电机，所述提升机和所述发电机为一体式或分体式。
[0008]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述通气活门包
括设置在所述通气道内的安装支架，所述安装支架上滑动连接滑杆，所述滑杆的一端连接有用于开或闭所述通气道下端的挡板，所述挡板和所述安装支架之间设置有拉簧；在常规状态下，所述挡板和所述滑杆在重力作用下抵抗所述拉簧的拉力，使得所述通气道的下端打开；在所述重块加速下降且速度大于设定值时，所述挡板在所述拉簧和所述通气道上下方空气压差的共同驱动下封堵所述通气道的下端。
[0009]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述拉簧套接在所述滑杆上，所述拉簧的一端连接所述安装支架，另一端连接所述挡板。
[0010]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述升降通道的底部设置有隔水隔气层。
[0011]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述升降通道内还设有位于所述隔水隔气层上方的冲击耗散层，所述冲击耗散层由液体或固体颗粒形成；所述重块的底部设置有网格状冲击部。
[0012]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述冲击耗散层采用沙子或/和碎石。
[0013]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述重块外周设有多组沿周向等距分布的导轮，所述导轮滚动抵接于所述升降通道的内壁。
[0014]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述筒状构筑体为钢筋混凝土结构，所述重块为钢筋混凝土结构或钢结构。
[0015]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述升降通道的上端设有封顶，封顶上设有供所述缆绳进出的通孔，在所述重块意外掉落时增大所述重块上下方的气压差，进一步减低所述重块的掉落速度。
[0016]作为所述模块化空气阻尼结构重力储能系统的进一步可选方案，所述重力储能模块可设有多个，多个重力储能模块的筒状构筑体相互紧靠形成多模块阵列分布。
[0017]相对于现有技术，本专利技术的有益效果有：
[0018]1、各重力储能模块都可形成一个空气阻尼结构，即使遇上最坏情况(因强地震等而导致缆绳全部断开)，重块意外掉落，重块加速下降且速度大于设定值时，所述通气道封闭，所述重块下方空气被压缩，上方空气被抽吸，产生气压差，在升降通道内对重块形成空气阻尼，而阻止重块下降过快，缓解其所形成的过大冲击力，避免对系统主体结构造成破坏性冲击，从根本上消除固体重力储能的安全隐患；
[0019]2、所述重力储能模块结构简单，可仅由简单且成熟的钢筋混凝土结构以及简单且成熟的机械设备构成，在所述升降通道为相对密封、所述重块缓慢、无冲击的运行状况下，系统整体寿命或可达100年；多个重力储能模块构成该重力储能系统，规模容易扩展，系统也容易推广；对重力储能系统进行模块化建造，投入远低于其它方式的储能系统；本重力储能系统的建造运行不依赖水，不依靠地形，没有太高的技术壁垒，不消耗任何稀缺资源，不怕风吹日晒雨淋，无惧酷署严寒，且不排碳，不产生任何污染，因而本重力储能系统有无与仑比的可获得性、可持续性和安全性，对环境和资源都非常友好。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术的一种模块化空气阻尼结构重力储能系统的结构示意图；
[0022]图2为所述提升发电装置牵引所述重块的结构示意图；
[0023]图3为所述重块底部的结构示意图；
[0024]图4为所述通气活门的结构示意图；
[0025]图5为多个重力储能模块的分布示意图。
[0026]图中：100、重力储能模块；1、筒状构筑体；11、升降通道；12、隔水隔气层；13、冲击耗散层；14、支撑基础；2、重块；21、通气道；22、通气活门；221、安装支架；222、滑杆；223、挡板；224、拉簧；23、网格状冲击部；24、导轮；3、提升发电装置；31、缆绳。
具体实施方式
[0027]下面将对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化空气阻尼结构重力储能系统，其特征在于，包括若干个重力储能模块，所述重力储能模块包括筒状构筑体、重块和提升发电装置，所述筒状构筑体内部设有竖向设置的升降通道，所述提升发电装置设置在所述升降通道的上方，且所述提升发电装置通过缆绳和滑轮组件驱动所述重块在所述升降通道内升降；所述重块与所述升降通道的内壁之间形成有狭小间隙，所述重块上形成有上下贯通的通气道，所述通气道内设有用于开或闭所述通气道的通气活门；当所述重块加速下降且速度大于设定值时，所述通气道封闭，所述重块下方空气被压缩，上方空气被抽吸，产生气压差，在升降通道内对重块形成空气阻尼。2.根据权利要求1所述的一种模块化空气阻尼结构重力储能系统，其特征在于，所述提升发电装置设有多组，多组提升发电装置沿周向等距地分布在所述升降通道上方；所述提升发电装置包括提升机和发电机，所述提升机和所述发电机为一体式或分体式。3.根据权利要求1所述的一种模块化空气阻尼结构重力储能系统，其特征在于，所述通气活门包括设置在所述通气道内的安装支架，所述安装支架上滑动连接滑杆，所述滑杆的一端连接有用于封堵所述通气道下端的挡板，所述挡板和所述安装支架之间设置有拉簧；在常规状态下，所述挡板和所述滑杆在重力作用下抵抗所述拉簧的拉力，使得所述通气道的下端打开；在所述重块加速下降且速度大于设定值时，所述挡板在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建业，
申请(专利权)人：周建业，
类型：发明
国别省市：