一种重力储能系统的制作方法

本发明涉及能源发电领域，尤其涉及一种重力储能系统。

背景技术：

1、近年来，随着各种化石能源储量的不断减少，加之全球变暖等环境因素的不断加剧，能源替代问题以及环境问题引起了人们的极大关注。为实现全球范围内碳的近零排放，需要大力发展水能、风能、太阳能等可再生能源。

2、但是，受自然环境的影响，可再生能源发电不稳定，现有用于可再生能源的储能系统进行能量储存与释放的成本过高，影响后续的并网输送和消纳，整个系统的经济性较差。

技术实现思路

1、基于以上问题，本发明的目的在于提供一种重力储能系统，能够以较低的成本储能，提高整个系统的经济性。

2、为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种重力储能系统，包括：

4、支撑单元；

5、储能单元，包括高度可调地设置于所述支撑单元上的能量暂存件，所述能量暂存件具有释能位置和储能位置；

6、转换单元，与所述能量暂存件连接；

7、所述转换单元用于在过剩能量的驱动下将所述能量暂存件由所述释能位置提升至所述储能位置，并锁定处于所述储能位置的所述能量暂存件，以使所述过剩能量转换为所述能量暂存件的重力势能；

8、所述转换单元还用于解锁处于所述储能位置的所述能量暂存件，所述能量暂存件能够在重力作用下由所述储能位置降落至所述释能位置，以使所述能量暂存件的重力势能转换为目标能量。

9、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述储能单元还包括定滑轮和牵引绳，所述定滑轮设置于所述支撑单元上，所述牵引绳绕设于所述定滑轮上，所述牵引绳用于提升所述能量暂存件。

10、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述储能单元还包括动滑轮，所述能量暂存件设置于所述动滑轮上，所述牵引绳绕设于所述动滑轮和所述定滑轮上，所述牵引绳用于提升所述动滑轮，以提升所述能量暂存件。

11、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述能量暂存件与所述动滑轮一体设置或分体设置。

12、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述能量暂存件、所述动滑轮和所述定滑轮分别设置有若干个。

13、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述转换单元包括提升机，所述提升机用于牵引所述牵引绳，以将所述能量暂存件由所述释能位置提升至所述储能位置，所述提升机还用于将所述能量暂存件的重力势能转换为所述提升机的电能。

14、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述提升机设置有两排，包括分别设置于所述支撑单元的两侧的若干个第一提升机和若干个第二提升机，所述牵引绳的一端与所述第一提升机连接，另一端与所述第二提升机连接。

15、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述第一提升机包括第一电能转换装置和第一滚筒，所述第一电能转换装置用于带动所述第一滚筒旋转，所述第二提升机包括第二电能转换装置和第二滚筒，所述第二电能转换装置用于带动所述第二滚筒旋转，所述牵引绳的一端与所述第一滚筒连接，另一端与所述第二滚筒连接。

16、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述第一滚筒和所述第二滚筒的旋转方向相同或相反。

17、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述第一滚筒上设置有第一制动器，所述第一制动器用于制动所述第一滚筒，所述第二滚筒上设置有第二制动器，所述第二制动器用于制动所述第二滚筒。

18、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述提升机设置有一排，包括设置于所述支撑单元的一侧的若干个第一提升机，所述第一提升机与所述牵引绳的一端连接，所述牵引绳的另一端连接于所述支撑单元上。

19、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述支撑单元包括支撑横梁、支撑竖梁和加固筋条，所述支撑横梁和所述支撑竖梁垂直设置，所述加固筋条分别与所述支撑横梁和所述支撑竖梁倾斜设置。

20、作为本发明的重力储能系统的优选方案，所述过剩能量包括电能，和/或，所述目标能量包括电能。

21、本发明的有益效果为：

22、本发明提供的重力储能系统，由于能量暂存件高度可调地设置于支撑单元上，且能量暂存件具有释能位置和储能位置，当需要对过剩能量(例如过剩的电能)进行储能时，转换单元在过剩能量的驱动下将能量暂存件由释能位置提升至储能位置，并锁定处于储能位置的能量暂存件，以使过剩能量转换为能量暂存件的重力势能，当需要释放能量时，转换单元解锁处于储能位置的能量暂存件，能量暂存件在重力作用下由储能位置降落至释能位置，以使能量暂存件的重力势能转换为目标能量(例如电能)，从而利用重力势能进行能量的存储和释放，以较低的成本进行储能，提高了整个系统的经济性，可实现利用重力势能储能发电，适用于风电、光伏等可再生能源的储存，以及电网削峰填谷、调频调相等发电应用场景。

技术特征：

1.一种重力储能系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的重力储能系统，其特征在于，所述储能单元(2)还包括定滑轮(23)和牵引绳(24)，所述定滑轮(23)设置于所述支撑单元(1)上，所述牵引绳(24)绕设于所述定滑轮(23)上，所述牵引绳(24)用于提升所述能量暂存件(21)。

3.根据权利要求2所述的重力储能系统，其特征在于，所述储能单元(2)还包括动滑轮(22)，所述能量暂存件(21)设置于所述动滑轮(22)上，所述牵引绳(24)绕设于所述动滑轮(22)和所述定滑轮(23)上，所述牵引绳(24)用于提升所述动滑轮(22)，以提升所述能量暂存件(21)。

4.根据权利要求3所述的重力储能系统，其特征在于，所述能量暂存件(21)与所述动滑轮(22)一体设置或分体设置。

5.根据权利要求3所述的重力储能系统，其特征在于，所述能量暂存件(21)、所述动滑轮(22)和所述定滑轮(23)分别设置有若干个。

6.根据权利要求2所述的重力储能系统，其特征在于，所述转换单元(3)包括提升机，所述提升机用于牵引所述牵引绳(24)，以将所述能量暂存件(21)由所述释能位置提升至所述储能位置，所述提升机还用于将所述能量暂存件(21)的重力势能转换为所述提升机的电能。

7.根据权利要求6所述的重力储能系统，其特征在于，所述提升机设置有两排，包括分别设置于所述支撑单元(1)的两侧的若干个第一提升机(31)和若干个第二提升机(32)，所述牵引绳(24)的一端与所述第一提升机(31)连接，另一端与所述第二提升机(32)连接。

8.根据权利要求7所述的重力储能系统，其特征在于，所述第一提升机(31)包括第一电能转换装置和第一滚筒(311)，所述第一电能转换装置用于带动所述第一滚筒(311)旋转，所述第二提升机(32)包括第二电能转换装置和第二滚筒(321)，所述第二电能转换装置用于带动所述第二滚筒(321)旋转，所述牵引绳(24)的一端与所述第一滚筒(311)连接，另一端与所述第二滚筒(321)连接。

9.根据权利要求8所述的重力储能系统，其特征在于，所述第一滚筒(311)和所述第二滚筒(321)的旋转方向相同或相反。

10.根据权利要求8所述的重力储能系统，其特征在于，所述第一滚筒(311)上设置有第一制动器，所述第一制动器用于制动所述第一滚筒(311)，所述第二滚筒(321)上设置有第二制动器，所述第二制动器用于制动所述第二滚筒(321)。

11.根据权利要求6所述的重力储能系统，其特征在于，所述提升机设置有一排，包括设置于所述支撑单元(1)的一侧的若干个第一提升机(31)，所述第一提升机(31)与所述牵引绳(24)的一端连接，所述牵引绳(24)的另一端固定连接于所述支撑单元(1)上。

12.根据权利要求1-11任一项所述的重力储能系统，其特征在于，所述支撑单元(1)包括支撑横梁(11)、支撑竖梁(12)和加固筋条(13)，所述支撑横梁(11)和所述支撑竖梁(12)垂直设置，所述加固筋条(13)分别与所述支撑横梁(11)和所述支撑竖梁(12)倾斜设置。

13.根据权利要求1-11任一项所述的重力储能系统，其特征在于，所述过剩能量包括电能，和/或，所述目标能量包括电能。

技术总结
本发明涉及能源发电领域，公开一种重力储能系统。所述重力储能系统包括支撑单元、储能单元和转换单元，由于能量暂存件高度可调地设置于支撑单元上，且能量暂存件具有释能位置和储能位置，当需要对过剩能量(例如过剩的电能)进行储能时，转换单元在过剩能量的驱动下将能量暂存件由释能位置提升至储能位置，并锁定处于储能位置的能量暂存件，以使过剩能量转换为能量暂存件的重力势能，当需要释放能量时，转换单元解锁处于储能位置的能量暂存件，能量暂存件在重力作用下由储能位置降落至释能位置，以使能量暂存件的重力势能转换为目标能量(例如电能)，从而利用重力势能进行能量的存储和释放，以较低的成本进行储能，提高了整个系统的经济性。

技术研发人员：刘晓辉,杨鑫,吕锡嘉,姜苏青
受保护的技术使用者：青岛绿色发展研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11