一种利用固废制备的重力储能用重力块及其制备方法与流程

本发明属于重力储能，具体涉及一种利用固废制备的重力储能用重力块及其制备方法。

背景技术：

1、目前，储能行业已出现了重力储能的新型技术；重力储能即通过提升重物，把富裕电能转换、存储为重物的势能。各种重物储能技术都要用到重力势能的储存介质重力块，也被称为重物块，该重力块通常由硬质材料制成，如混凝土、钢铁等高成本材料，然而重力储能电站的重力块尺寸和数量都较大，单块重力块的体积可达十多立方米，质量达几十吨，造价十分昂贵，材料来源是主要问题，如采用混凝土为主材，虽然较合适，但专门为重力储能电站大量新加工混凝土，成本高既不经济，也不环保。

2、公开号为cn108971896a的中国专利公开了“一种冷铸环保复合型高比重配重块生产工艺”，具体公开了一种冷铸环保复合型高比重配重块生产工艺，一种配重块壳体通过精加工制作后用复合环保材料罐装压制冷铸成型的生产工艺。该发明与现有技术相比的优点在于：冷铸环保复合型高比重(6.5以上)配重块生产工艺有效解决了配重块传统生产过程中的污染环境问题，在保证产品质量的前提下有效的降低生产成本，美化了产品本身的外观需求，提高了生产效能。使本身需要融化铁水浇铸而成的配重块在同等体积的基础上，通过冷铸而达到铁水的比重。其中具体配方为：废钢占45％-55％、废钢冲子占25％-15％、废钢丸占15％、铁精粉占10％、水泥+水占5％。但是该发明存在以下缺陷：工艺材料采用废钢生产，材料成本高，且需要后续的整形打磨，生产成本高，不适合用于生产大型储能项目的大型重力块。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用固废制备的重力储能用重力块及其制备方法，以解决现有技术中工艺材料采用废钢生产，材料成本高，且需要后续的整形打磨，生产成本高，不适合用于生产大型储能项目的大型重力块的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种利用固废制备的重力储能用重力块，包括：

4、外壳，

5、设置于所述外壳内部的固体废弃物填料，所述固体废弃物填料中设置有配筋；其中，所述固体废弃物填料为固体废弃物、水泥、粘土和树脂填充材料的混合物。

6、进一步的，所述外壳采用钢板、高性能玻璃钢复合材料或混凝土材料构成；其中，当外壳采用高性能玻璃钢复合材料或混凝土材料时，在所述外壳的四周进行包边保护，并在所述外壳的顶部设置预埋钢板或型钢。

7、进一步的，所述重力储能用重力块应用于储能系统中，通过提升、降落所述储能用重力块，实现储能以及释放储能；其中，所述储能系统用于电力系统的调峰调频、峰谷电价调节、新能源发电项目配套储能容量、共享储能中的任意一种应用场合。

8、进一步的，所述固体废弃物包括火电厂锅炉炉渣、飞灰、粉煤灰、脱硫石膏、炼钢钢厂炉渣、建筑垃圾、退役风机叶片或光伏板、矿山尾矿矿渣、经无害化处理后的危险废弃物、废旧铸铁、废钢中的任意一种或组合。

9、进一步的，所述外壳包括主体部分，所述主体部分的顶部设置有第一凸部，所述主体部分的底部设置有第一凹部，所述第一凸部和第一凹部的形状相适配。

10、进一步的，所述外壳包括主体部分，所述主体部分的顶部设置有第二凹部，所述第二凹部之内设置有内吊钩。

11、进一步的，所述外壳包括主体部分，所述主体部分的顶部设置有外吊钩。

12、进一步的，所述外壳包括主体部分，所述主体部分的顶部设置有间隔排列的多个第三凸部，所述主体部分的底部设置有第三凹部，所述第三凸部分别与对应的第三凹部形状相适配，并且所述第三凸部上设置有吊装孔。

13、进一步的，所述外壳包括圆柱形的主体部分，所述主体部分上平行设置有至少两圈滚动槽。

14、本发明第二方面，提供了一种重力储能用重力块的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

15、s1、根据项目建设地址，确定项目建设地址附近满足成本要求的固体废弃物；

16、s2、根据固体废弃物的种类，选择填充重力块内部、作为混凝土掺合料、作为重力块浇筑骨料或纤维料任意一种形式，将固废固定封装在重力块内；

17、s3、根据重力储能系统为垂直上下型或斜面上下型，对重力储能建筑支撑结构和重力块结构、外形及上下移动方式进行优化设计；

18、s4、利用钢板、玻璃钢、碳纤维、环氧树脂、混凝土中任意一种制作重力块外壳；

19、s5、将固体废弃物无害化处理或混合其他粘合剂填充入重力块外壳内；

20、s6、外壳顶部或侧边安装吊钩或其他吊装组件。

21、与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

22、1)本方案所提供的重力储能用重力块，包括：外壳，设置于所述外壳内部的固体废弃物填料，所述固体废弃物填料中设置有配筋；其中，所述固体废弃物填料为固体废弃物、水泥、粘土和树脂填充材料的混合物。本方案中重力块采用工业生产活动中产生的各种固体废弃物作为重力储能系统的重力块材料，可以有效减少废弃物的污染和浪费，降低成本，并且降低对环境的影响；同样减少了对大量混凝土、钢铁等材料生产和运输带来的环境问题，通过这种方式得到应用，可以有效地回收资源，减少对固废的处理难题，达到资源的循环利用和环境保护的目的。

23、2)本方案所提供的重力储能用重力块，其中固体废弃物可以是火电厂锅炉炉渣、飞灰、粉煤灰、脱硫石膏、炼钢钢厂炉渣、建筑垃圾、退役风机叶片或光伏板、矿山尾矿矿渣、经无害化处理后的危险废弃物、废旧铸铁、废钢中的任意一种或组合，选用较高密度的固体废弃物(如铅锌、铁等尾矿、炉渣、建筑垃圾等)作为重力块的主要材料，制造成本低，这与传统采用混凝土或钢铁制造的重力块相比，具有显著的优势，并且清理出的固废堆放场地可用于开发光伏发电使用。

24、3)本方案所提供的重力储能用重力块，可持续使用，通过向固体废弃物加入添加剂，以使重力块保持其质量和形状稳定，且具有较好的耐久性和耐老化性，能够长期稳定的使用，并在后期可以对其进行可持续的维护。

技术特征：

1.一种利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，所述外壳(1)采用钢板、高性能玻璃钢复合材料或混凝土材料构成；其中，当外壳(1)采用高性能玻璃钢复合材料或混凝土材料时，在所述外壳(1)的四周进行包边保护，并在所述外壳(1)的顶部设置预埋钢板或型钢。

3.根据权利要求1所述的利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，所述重力储能用重力块应用于储能系统中，通过提升、降落所述储能用重力块，实现储能以及释放储能；其中，所述储能系统用于电力系统的调峰调频、峰谷电价调节、新能源发电项目配套储能容量、共享储能中的任意一种应用场合。

4.根据权利要求1所述的利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，所述固体废弃物包括火电厂锅炉炉渣、飞灰、粉煤灰、脱硫石膏、炼钢钢厂炉渣、建筑垃圾、退役风机叶片或光伏板、矿山尾矿矿渣、经无害化处理后的危险废弃物、废旧铸铁、废钢中的任意一种或组合。

5.根据权利要求1所述的利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，所述外壳(1)包括主体部分(11)，所述主体部分(11)的顶部设置有第一凸部(110)，所述主体部分(11)的底部设置有第一凹部(111)，所述第一凸部(110)和第一凹部(111)的形状相适配。

6.根据权利要求1所述的利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，所述外壳(1)包括主体部分(11)，所述主体部分(11)的顶部设置有第二凹部(112)，所述第二凹部(112)之内设置有内吊钩(4)。

7.根据权利要求1所述的利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，所述外壳(1)包括主体部分(11)，所述主体部分(11)的顶部设置有外吊钩(5)。

8.根据权利要求1所述的利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，所述外壳(1)包括主体部分(11)，所述主体部分(11)的顶部设置有间隔排列的多个第三凸部(113)，所述主体部分(11)的底部设置有第三凹部(114)，所述第三凸部(113)分别与对应的第三凹部(114)形状相适配，并且所述第三凸部(113)上设置有吊装孔(6)。

9.根据权利要求1所述的利用固废制备的重力储能用重力块，其特征在于，所述外壳(1)包括圆柱形的主体部分(11)，所述主体部分(11)上平行设置有至少两圈滚动槽(7)。

10.权利要求1～9任一项重力储能用重力块的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

技术总结
本发明属于重力储能技术领域，具体涉及一种利用固废制备的重力储能用重力块及其制备方法。本方案重力储能用重力块包括：外壳，设置于所述外壳内部的固体废弃物填料，所述固体废弃物填料中设置有配筋；其中，所述固体废弃物填料为固体废弃物、水泥、粘土和树脂填充材料的混合物。本方案中重力块采用工业生产活动中产生的各种固体废弃物作为重力储能系统的重力块材料，可以有效减少废弃物的污染和浪费，降低成本，并且降低对环境的影响；同样减少了对大量混凝土、钢铁等材料生产和运输带来的环境问题，通过这种方式得到应用，可以有效地回收资源，减少对固废的处理难题，达到资源的循环利用和环境保护的目的。

技术研发人员：林大广,杨豫森
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12