专利名称：一种利用重力势能存放电的储能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种储能装置，特别涉及一种利用重力势能存放电的储能装置。
背景技术：
随着“石油煤炭”能源的长远“枯竭”压力，随着清洁社会建设需要，人们开始大量使用太阳能发电、风力发电，由于风能、太阳能、海洋能等多种新能源发电受到气候和天气影响，发电功率难以保证平稳、连续。另外，并网发电由于受到电网建设的限制，尤其在边缘地区储能更是不经济。如何保证连续供电和平衡连续供电，是必须解决问题，所以，必须把多余的电存储下来，以备在夜晚或电力不足的时候释放以补充电力。可见，电力存储成立新能源发展的必要。目前全球储能技术主要有物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等)和电磁储能(如超导电·磁储能等)三大类。其中，化学储能因为环保问题，它不是我们社会追求方向；电磁储能因响应快，不适合长期存储。抽水储能和压缩空气技术成熟，但是都需要一些天然硬件条件，比如抽水储能放电必须保证较高的高度才能保证水的势能释放够发电；压缩空气，必须有天然“地窖”存储空气和压力，这两项技术实际上更适合在IOMw以上的大容量储能；而对于飞轮储能，虽然前景很好，但是由于高速飞轮制作技术较高和控制系统要求较高，投入大，实现困难。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题，就是提供一种利用重力势能存放电的储能装置，实现对电能的按需储存和按需释放。为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现一种利用重力势能存放电的储能装置，它包括发电机、电动机、齿轮传动机构、吊绳、重物和控制器；所述发电机和电动机均具有控制启停的受控端，分别与控制器的相应控制端相连；所述齿轮传动机构具有输入端齿轮和输出端齿轮，所述吊绳的一端缠绕于输出端齿轮上，吊绳另一端用于悬吊重物；所述发电机和电动机的输出轴上均装有传动齿轮，分别与输入端齿轮啮合连接。通过控制器按需控制电动机或发电机启停工作；储存电能时，外部电能驱动电动机的输出轴旋转带动齿轮传动机构传动，经吊绳吊起重物，以储存重物势能，释放电能时，控制器控制发电机工作，重物下降经吊绳带动齿轮传动机构传动，从而带动发电机转动发电，释放重物的势能。本实用新型所述储能装置还包括用于控制齿轮传动机构单向转动的齿轮单向控制装置，该齿轮单向控制装置安装于输入端齿轮上，并与所述控制器电连接。本实用新型所述齿轮传动机构由至少两个同轴双联齿轮啮合连接组成。本实用新型所述储能装置还包括用于收容所述重物的地井，该地井位于齿轮传动机构下方，所述重物置于地井内。本实用新型所述储能装置还包括动滑轮，所述吊绳的另一端经动滑轮固定于地井上，所述动滑轮与重物相连。本实用新型所述储能装置还包括用于电流、电压、频率调制的电力输入输出接口模块，所述电动机的电源输入端和发电机的发电输出端分别连接电力输入输出接口模块的相应端口。与现有技术相比，本实用新型技术具有如下有益效果(I)本实用新型的储能方式环保无污染，适合长时间存储，且对硬件要求低，易于实现；(2)本实用新型可通过对齿轮传动装置的设置来调控储存/释放电能的功率，同 时也可由电力输入输出接口模块来对输入、输出的电压电流进行调制，适用性好，利于推广使用；(3)本实用新型利用机械结构储存能力，无化学反应，其储存过程安全、快速、寿命高，并可通过控制器控制按需储存和按需释放。
图I为本实用新型的结构连接示意图；图2为本实用新型发电机、电动机与齿轮传动装置的安装示意图。图中1、发电机；11、发电机的传动齿轮；2、电动机；21、电动机的传动齿轮；3、齿轮传动机构；31、输入端齿轮；32、输出端齿轮；4、吊绳；5、动滑轮；6、重物；7、控制器；8、地井；9、齿轮单向控制装置；10、电力输入输出接口模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。如图I所示的一种利用重力势能存放电的储能装置，它包括发电机I、电动机2、齿轮传动机构3、吊绳4、动滑轮5、重物6和控制器7 ;发电机I和电动机2均具有控制启停的受控端，分别与控制器7的相应控制端相连；将重物6置于地井8内，由地井8收容重物6，利于重力势能的安全储存，该地井8位于齿轮传动机构3的下方；齿轮传动机构3具有输入端齿轮31和输出端齿轮32，吊绳4的一端缠绕于输出端齿轮32上，吊绳4的另一端经动滑轮5固定于地井8上，动滑轮5与重物6相连。如图2所示，发电机I和电动机2的输出轴上均装有传动齿轮，发电机的传动齿轮11和电动机的传动齿轮21分别与输入端齿轮31啮合连接。其中，重物6可采用钢铁等金属块制成，通过控制器7按需控制电动机2或发电机I启停工作；控制器7控制电动机2工作存储重物6的重力势能时，齿轮传动机构3的输入端齿轮31为传动输入端，齿轮传动机构3的输出端齿轮32为传动输出端；当控制器7控制电动机2停止，发电机I工作时，齿轮传动机构3的输入端齿轮31为传动输出端,齿轮传动机构3的输出端齿轮32为传动输入端。储存电能时，外部电能驱动电动机2的输出轴旋转带动齿轮传动机构3传动，经吊绳4吊起重物6，以储存重物6势能，释放电能时，控制器7控制发电机I工作，重物6下降经吊绳4带动齿轮传动机构3传动，从而带动发电机I转动发电，释放重物6的势能。在输入端齿轮31上还安装有用于控制齿轮传动机构3单向转动的齿轮单向控制装置9，该齿轮单向控制装置9与控制器7电连接，以通过控制器7监控齿轮单向控制装置9的有效或无效，在重物6吊起至额定高度后，控制器7控制电动机2停止工作，此时齿轮单向控制装置9可防止齿轮传动机构3的齿轮反转而使重物6下坠。在释放电能时，控制器7控制齿轮单向控制装置9失效，不限制齿轮传动机构3单向转动，以使各齿轮反转带动发电机I发电。本实施例的齿轮单向控制装置9可采用现有常规用于控制齿轮单向转动，防止反转的装置。如图2所示，本实施例的齿轮传动机构3由五个 同轴双联齿轮逐次啮合连接组成，由输入端齿轮31至输出端齿轮32的传动比依次是I :2、1 :4、1 :6、1 :8、2 :10，总传动比为I :1920,以增大输出端齿轮32对重物的起吊力，同时电动机2的输出转速被齿轮传动机构3降速1920倍。而当重物6下降，释放重力势能用于发电时，将增大输入端齿轮31的转速，利于发电机I发电。总传动比也可根据需要设置成其它数值。本实用新型还设置有用于电流、电压、频率调制的电力输入输出接口模块10，电动机2的电源输入端和发电机I的发电输出端分别连接电力输入输出接口模块10的相应端口，将输入的电能按需调制，以适配储存重物重力势能的速度需要，将输出的电能按需调制，以适应各种不同负载的需要。本实施例的电力输入输出接口模块10可采用现有常规的电源输入输出转换模块。本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。
权利要求1.一种利用重力势能存放电的储能装置，其特征在于它包括发电机、电动机、齿轮传动机构、吊绳、重物和控制器；所述发电机和电动机均具有控制启停的受控端，分别与控制器的相应控制端相连；所述齿轮传动机构具有输入端齿轮和输出端齿轮，所述吊绳的一端缠绕于输出端齿轮上，吊绳另一端用于悬吊重物；所述发电机和电动机的输出轴上均装有传动齿轮，分别与输入端齿轮啮合连接。
2.根据权利要求I所述的利用重力势能存放电的储能装置，其特征在于所述储能装置还包括用于控制齿轮传动机构单向转动的齿轮单向控制装置，该齿轮单向控制装置安装于输入端齿轮上，并与所述控制器电连接。
3.根据权利要求I或2所述的利用重力势能存放电的储能装置，其特征在于所述齿轮传动机构由至少两个同轴双联齿轮啮合连接组成。
4.根据权利要求I或2所述的利用重力势能存放电的储能装置，其特征在于所述储能装置还包括用于收容所述重物的地井，该地井位于齿轮传动机构下方，所述重物置于地井内。
5.根据权利要求4所述的利用重力势能存放电的储能装置，其特征在于所述储能装置还包括动滑轮，所述吊绳的另一端经动滑轮固定于地井上，所述动滑轮与重物相连。
6.根据权利要求I或2所述的利用重力势能存放电的储能装置，其特征在于所述储能装置还包括用于电流、电压、频率调制的电力输入输出接口模块，所述电动机的电源输入端和发电机的发电输出端分别连接电力输入输出接口模块的相应端口。
专利摘要本实用新型公开了一种利用重力势能存放电的储能装置，它包括发电机、电动机、齿轮传动机构、吊绳、重物和控制器；所述发电机和电动机均具有控制启停的受控端，分别与控制器的相应控制端相连；所述齿轮传动机构具有输入端齿轮和输出端齿轮，所述吊绳的一端缠绕于输出端齿轮上，吊绳另一端用于悬吊重物；所述发电机和电动机的输出轴上均装有传动齿轮，分别与输入端齿轮啮合连接。本实用新型实现对电能的按需储存和按需释放。
文档编号H02J15/00GK202789356SQ20122039349
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者柳国伟, 寇翠青, 柳一曼, 柳一泽 申请人:柳国伟, 寇翠青, 柳一曼, 柳一泽