一种风力抽水蓄能发电装置的制作方法

本实用新型涉及可再生能源发电领域，是一种风力抽水蓄能发电装置。

背景技术：

随着化石能源资源的不断减少以及日益严峻的环境问题，大力开发更加清洁的可再生能源将是未来发展的必然方向。风力发电是目前应用较为广泛的可再生能源发电技术。但是，风力发电具有间歇性与波动性问题，大规模风电接入会给电力系统稳定性造成冲击。若要平滑风电的输出功率，需要配备储能系统。常规的储能方式是用蓄电池进行蓄电，蓄电池储能方便，但是成本高、维护困难，且在生产过程中会对环境造成污染。而抽水蓄能的储能方式较为绿色环保，但是传统的抽水蓄能系统占地面积大，适用场所有限。

技术实现要素：

为了克服现有风力发电装置的具有的间歇性与波动性问题，本实用新型提供一种风力抽水蓄能发电装置，该发电装置发出的电能稳定性好、波动小，而且与传统的抽水蓄能方式相比，其占用空间小，更加实用。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：风力抽水蓄能发电装置是由风力发电装置、抽水泵、U形蓄水池、水力发电机、控制器、活塞、重物、抽水管、进水口、出水口、一级单向阀、二级单向阀、一级感应器、二级感应器、进水柱、储水柱组成。其特征在于，所述风力发电装置与抽水泵连接；抽水泵设置在抽水管上；抽水管一端与U形蓄水池进水口连接，另一端置于水中；水力发电机与U形蓄水池出水口相连；所述进水口内设有一级单向阀，所述出水口内设有二级单向阀；所述U形蓄水池由进水柱和储水柱构成；活塞设置于U形蓄水池的储水柱内，重物位于活塞上方；所述储水柱上端设有一级感应器，储水柱下端设有二级感应器。

U形蓄水池的进水口内设有一级单向阀，抽水泵抽出的水经过一级单向阀进入U形蓄水池；U形蓄水池的出水口内设有二级单向阀，二级单向阀的开闭受控制器控制，蓄水池内的水可经过二级单向阀从出水口流出。

U形蓄水池储水柱侧壁上端设有一级感应器；U形蓄水池储水柱侧壁下端设有二级感应器；一级感应器与二级感应器将信号传递给控制器。

抽水泵和水力发电机的启动和停止受控制器控制；抽水泵工作所需的电能由风力发电装置提供。

所述U形蓄水池进水柱和储水柱均为圆柱状，U形蓄水池进水柱的半径小于储水柱的半径，进水柱高于储水柱。

本实用新型的有益效果是，结构简单，易于控制，通过抽水蓄能发电的方式能够很好的解决现有风力发电具有的间歇性与波动性问题，蓄水池的结构能够有效减小蓄水池所占的体积，有利于该装置的应用推广。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的整体结构图；

图2是本实用新型的U形蓄水池结构图；

图中，1.风力发电装置，2.抽水泵，3.U形蓄水池，4.水力发电机，5.控制器，6.活塞，7.重物，8.抽水管，31.进水口，32.出水口，33.一级单向阀，34.二级单向阀，35.一级感应器，36.二级感应器，37.进水柱，38.储水柱。

具体实施方式

风力抽水蓄能发电装置是由风力发电装置1、抽水泵2、U形蓄水池3、水力发电机4、控制器5、活塞6、重物7、抽水管8、进水口31、出水口32、一级单向阀33、二级单向阀34、一级感应器35、二级感应器36、进水柱37、储水柱38组成。其特征在于，所述风力发电装置1与抽水泵2连接；抽水泵2设置在抽水管8上；抽水管8一端与U形蓄水池3进水口31连接，另一端置于水中；水力发电机4与U形蓄水池3出水口32相连；所述进水口31内设有一级单向阀33，所述出水口32内设有二级单向阀34；所述U形蓄水池3由进水柱37和储水柱38构成；活塞6设置于U形蓄水池3的储水柱38内，重物7位于活塞6上方；所述储水柱38上端设有一级感应器35，储水柱38下端设有二级感应器36。

U形蓄水池3的进水口31内设有一级单向阀33，抽水泵2抽出的水经过一级单向阀33进入U形蓄水池3；U形蓄水池3的出水口32内设有二级单向阀34，二级单向阀34的开闭受控制器5控制，蓄水池内的水可经过二级单向阀34从出水口32流出。

U形蓄水池3储水柱38侧壁上端设有一级感应器35；U形蓄水池3储水柱38侧壁下端设有二级感应器36；一级感应器35与二级感应器36将信号传递给控制器5。

抽水泵2和水力发电机4的启动和停止受控制器5控制；抽水泵2工作所需的电能由风力发电装置1提供。

所述U形蓄水池3进水柱37和储水柱38均为圆柱状，U形蓄水池3进水柱37的半径小于储水柱38的半径，进水柱37高于储水柱38。

本实用新型的共有两种工作状态：抽水蓄能状态与放水发电状态。

如图1和图2所示，当风力抽水蓄能发电装置处于抽水蓄能状态时，抽水泵2工作所需的电能由风力发电装置1提供，抽水泵2抽出的水沿箭头方向依次通过抽水管8、抽水泵2、进水口31、一级单向阀33进入U形蓄水池3内。在抽水过程中，一级单向阀33由于水流推动作用自动打开，控制器5控制二级单向阀34闭合，此时水力发电机4处于待机状态。随着U形蓄水池3内的水逐渐增多，活塞6及其上面的重物7由于水压不断增大而被顶起，当活塞6升至一级感应器35所在高度时，一级感应器35向控制器5发送信号，控制器5控制抽水泵2停止抽水，然后装置转换为放水发电状态。

如图1和图2所示，当风力抽水蓄能发电装置处于放水发电状态时，控制器5打开二级单向阀34，一级单向阀33由于水压自然闭合。由于重力作用，重物7推动活塞6向下运动，U形蓄水池3内的水沿箭头方向依次通过二级单向阀34与水力发电机4，最终从出水口32排出，此时水力发电机4处于发电状态。随着U形蓄水池3内的水逐渐减少，活塞6及其上面的重物7由于水压不断减小而下落。当活塞6降落至二级感应器36所在高度时，二级感应器36向控制器5发送信号，控制器5闭合二级单向阀34，控制抽水泵2开始抽水，然后装置转换为抽水蓄能状态。

当风力抽水蓄能发电装置进行抽水蓄能时，由于储水柱38中的重物7的密度大于水的密度，抽一定量的水所需要的能量比没有重物7时要大，相应的，当储水柱38中的水量一定时，储水柱38中储存的能量比没有重物7时要大。因此，在体积相同的情况下，本实用新型所提供的一种风力抽水蓄能发电装置可储存更多的能量，相当于节约了体积。