【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种重力储能发电系统，具体地说是一种高效重力储能发电系统。
技术介绍
1、目前，我国电力体系发展的新方向主要包括以光伏发电为主的能源体系和以物理转换为主的储能体系，物理储能体系主要包括抽水蓄能、重力储能和压缩空气储能。其中，由于重力储能可以通过设置重物的比重而提高发电率，使其具有较好的推广前景。重力储能是将重物提升到一定的高度后存放在堆场，形成高位势能，在需要用电时，将重物释放至地势较低的位置，释放过程带动发电机工作，将势能转化为电能。
2、重力储能发电系统包括储能重物、提升发电装置以及用于存放储能重物的上堆场和下堆场。现有技术中，重物的提升储能路径和重物的下行释放能路径相同，而路径的坡度一定后，发电的效率不会再发生太大的变化，由于路径不能再延长，导致高位势能不能最大化的被释放，降低发电效率。
3、并且现有技术的堆场是在高位和低位地势平坦的位置设置一个或多个存放轨道，存放轨道为地毯式铺开为一层，通过动力源驱动链索带动储能体到达指定的存放位置，需要释放重物时，再通过动力源将储能体驱动到需要释放的位置，在此过程中，动力源需要消耗一定的电能驱动储能体运动，降低了转化率，增加了运营成本，并且储能体依次排开，占用了较大的面积，提高了建设或者改造成本。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的以上不足，本专利技术旨在提供一种高效重力储能发电系统，以达最大限度利用势能，提高发电效率，降低运营成本的目的。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术
3、包括储能体、两个堆场、提升发电装置和控制装置，两个堆场结构相同，一个位于高海拔位置为上堆场，另一个位于低海拔位置为下堆场；
4、所述堆场均包括若干条储能轨道，每条储能轨道均倾斜设置，形成沿竖直方向连续弯折的结构，相邻两个储能轨道之间通过轨道转换发电装置首尾连接，储能轨道上间隔设有多个用于限制储能体运动速度和位置的阻尼器；
5、所述轨道转换发电装置包括机架、转动连接在机架上的链轮链条组件和用于能量转换的发电组件，发电组件的动力输入端与链轮链条组件装配连接，链轮链条组件中的链条间隔相同长度的一个外链板为l型，l型的外链板与储能轨道的投影相交，使储能体由高位储能轨道通过l型的外链板过渡到低位的储能轨道上；
6、所述上堆场和下堆场之间设置有传输支撑轨道，传输支撑轨道的一端与上堆场海拔最高的一条储能轨道连接，另一端与下堆场海拔最低的一条储能轨道连接，并且上堆场海拔最低的一条储能轨道通过第一转换装置连接到传输支撑轨道上，下堆场海拔最高的一条储能轨道通过第二转换装置连接到传输支撑轨道上；
7、所述储能体滑动设置在储能轨道和传输支撑轨道上；
8、所述提升发电装置设置有多个， 采用相互交错接力式的结构，两端的提升发电装置与传输支撑轨道的两端相对应，用于带动储能体沿传输支撑轨道由下堆场运动到上堆场储能，并使储能体下行时带动提升发电装置发电。
9、作为本专利技术的限定，所述储能轨道与水平地面的倾斜度为1～5°。
10、作为本专利技术的进一步限定，所述阻尼器包括固设于储能轨道上的阻尼片，且阻尼片沿储能体的运动方向向上倾斜设置，阻尼片的材质为弹簧钢。
11、作为本专利技术的第二种限定，所述提升发电装置包括两个提升发电本体和两个提升链条；
12、所述提升发电本体包括支架、转动设置在支架上的两个转轴和分别与两个转轴连接的传动切换齿轮箱，两个转轴间隔设置，两个转轴均通过链轮组件与传动切换齿轮箱连接，传动切换齿轮箱分别与电机和发电机连接；提升发电本体的每个转轴上均固设有一个提升链轮，两个提升发电本体上一侧的两个提升链轮套接有一个提升链条，两个提升发电本体上另一侧的两个提升链轮套接有另一个提升链条；
13、所述提升发电本体的两个转轴上还分别装配有一个接力提升链轮，两个接力提升链轮上均套接有接力提升链条，两个接力提升链条位于提升链条的内侧，实现两个提升发电装置的接力交错连接；提升链条上均匀间隔设置有若干个用于挂接储能体两侧的挂钩组件。
14、作为本专利技术的限定，所述挂钩组件包括l型的第一挂钩和t型的第二挂钩；所述第一挂钩包括第一固定板和固设于第一固定板上的第一阻挡板，第一固定板固设于提升链条的一个外链板上；所述第二挂钩包括第二固定板和固设于第二固定板上的第二阻挡板，第二固定板一端固设于安装第一固定板的外链板上，另一端固设于与该外链板相邻的另一个外链板上；
15、第一阻挡板和第二阻挡板相互重叠，且第二阻挡板与第二固定板之间的夹角小于第一阻挡板与第一固定板之间的夹角。
16、作为本专利技术进一步限定，所述提升链条的内侧和外侧相对应位置的外链板上均固设有挂钩组件。
17、作为本专利技术的再进一步限定，所述第一固定板与第一阻挡板之间的夹角为60°，第二固定板与第二阻挡板之间的夹角为40°。
18、作为本专利技术的第三种限定，所述第一转换装置包括转动支架和两个气动离合器，两个气动离合器分别装配在两个提升发电本体的转轴上，安装两个气动离合器的提升发电本体分别为最靠近上堆场海拔最低的一条储能轨道的两个，且气动离合器位于安装两个接力提升链轮的转轴上，转动支架的两端分别固设于两个气动离合器上，该两个提升发电本体中海拔较低的一个提升发电本体上安装转轴的轴承座活动设置在提升发电本体上；传输支撑轨道在该提升发电本体之间断开，此处提升发电本体之间的转动支架一侧形成传输支撑轨道，填补传输支撑轨道断开的部分，使传输支撑轨道提升的部分为一条直线。
19、作为本专利技术的限定，所述第二转换装置包括铰接在下堆场储能轨道上的开合杆和用于驱动开合杆绕铰接点转动的电机，开合杆未与储能轨道连接的一端与传输支撑轨道接触。
20、作为本专利技术的第四种限定，所述储能轨道包括两个间隔设置用于支撑储能体两侧的钢轨、圆管或钢丝绳。
21、由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，所取得的有益效果是：
22、（1）本专利技术的储能轨道倾斜设置，在堆放储能体时，储能体在重力和惯性力的作用下，能沿储能轨道依次滑动到相应的位置，不需要其他动力装置运输，大大节省了用电成本，降低了运营成本；并且储能轨道连续弯折的多层结构，能在有限的地面上存储更多储能体，节省了存储空间，打破了因地面面积不足而减少存放储能体的局限性；在两个储能轨道之间设置轨道转换发电装置，将因倾斜设置而产生的势能差通过轨道转换发电装置转化为电能，在堆放储能体时，同样能发电，提高了发电量；在堆放时通过无动力驱动储能体运动、增加储能体存储的数量以及轨道转换时进行发电这三种方式的结合，大大提高了发电的效率，能获得较大的经济效益；整个系统的释能路径远远大于提升路径，最大化的将势能转化为电能，使发电效率远高于提升和释能路径相同的结构；
23、（2）本专利技术储能轨道的倾斜度较小，结合阻尼器的使用，能有效控制储能体的运动速度，既能对轨道转换发电装置起到保护作用，又有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高效重力储能发电系统，其特征在于：包括储能体、两个堆场、提升发电装置和控制装置，两个堆场结构相同，一个位于高海拔位置为上堆场，另一个位于低海拔位置为下堆场；
2.根据权利要求1所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述储能轨道与水平地面的倾斜度为1～5°。
3.根据权利要求2所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述阻尼器包括固设于储能轨道上的阻尼片，且阻尼片沿储能体的运动方向向上倾斜设置，阻尼片的材质为弹簧钢。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述提升发电装置包括两个提升发电本体和两个提升链条；
5.根据权利要求4所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述挂钩组件包括L型的第一挂钩和T型的第二挂钩；所述第一挂钩包括第一固定板和固设于第一固定板上的第一阻挡板，第一固定板固设于提升链条的一个外链板上；所述第二挂钩包括第二固定板和固设于第二固定板上的第二阻挡板，第二固定板一端固设于安装第一固定板的外链板上，另一端固设于与该外链板相邻的另一个外链板上；
6.
7.根据权利要求5或6所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述第一固定板与第一阻挡板之间的夹角为60°，第二固定板与第二阻挡板之间的夹角为40°。
8.根据权利要求4所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述第一转换装置包括转动支架和两个气动离合器，两个气动离合器分别装配在两个提升发电本体的转轴上，安装两个气动离合器的提升发电本体分别为最靠近上堆场海拔最低的一条储能轨道的两个，且气动离合器位于安装两个接力提升链轮的转轴上，转动支架的两端分别固设于两个气动离合器上，该两个提升发电本体中海拔较低的一个提升发电本体上安装转轴的轴承座活动设置在提升发电本体上；传输支撑轨道在该提升发电本体之间断开，此处提升发电本体之间的转动支架一侧形成传输支撑轨道，填补传输支撑轨道断开的部分，使传输支撑轨道提升的部分为一条直线。
9.根据权利要求8所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述第二转换装置包括铰接在下堆场储能轨道上的开合杆和用于驱动开合杆绕铰接点转动的电机，开合杆未与储能轨道连接的一端与传输支撑轨道接触。
10.根据权利要求1-3、5、6、8、9中任意一项所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述储能轨道包括两个间隔设置用于支撑储能体两侧的钢轨、圆管或钢丝绳。
...【技术特征摘要】
1.一种高效重力储能发电系统，其特征在于：包括储能体、两个堆场、提升发电装置和控制装置，两个堆场结构相同，一个位于高海拔位置为上堆场，另一个位于低海拔位置为下堆场；
2.根据权利要求1所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述储能轨道与水平地面的倾斜度为1～5°。
3.根据权利要求2所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述阻尼器包括固设于储能轨道上的阻尼片，且阻尼片沿储能体的运动方向向上倾斜设置，阻尼片的材质为弹簧钢。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述提升发电装置包括两个提升发电本体和两个提升链条；
5.根据权利要求4所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述挂钩组件包括l型的第一挂钩和t型的第二挂钩；所述第一挂钩包括第一固定板和固设于第一固定板上的第一阻挡板，第一固定板固设于提升链条的一个外链板上；所述第二挂钩包括第二固定板和固设于第二固定板上的第二阻挡板，第二固定板一端固设于安装第一固定板的外链板上，另一端固设于与该外链板相邻的另一个外链板上；
6.根据权利要求5所述的一种高效重力储能发电系统，其特征在于：所述提升链条的内侧和外侧相对应位置的外链板上均固设有挂钩组件。
【专利技术属性】
技术研发人员：李亚平，齐义，李彦卿，贾发军，刘利军，
申请(专利权)人：河北燊能产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。