提水储能发电装置的制作方法

1.本实用新型属于新能源技术领域，具体涉及一种提水储能发电装置。


背景技术：

2.风是没有公害的能源之一。而且它取之不尽，用之不竭。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。
3.太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池，目前得到实际应用的是光伏电池。
4.但是，某一地点的风能、光能都是随这时间在不同变化，风力会时大时小、光能也会时强时弱、时有时无，因此难以直接产生稳定、持续的电能，致使不能并入电网。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供一种提水储能发电装置，旨在将利用风能产生的不稳定的电能存储起来，在需要时，再转化为稳定的电能释放出来，并入电网。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种提水储能发电装置，包括：
7.蓄水罐，设有进水口、出水口和排气口，并在所述蓄水罐的进水口和出水口分别设置进水阀门和出水阀门，且进水口连接有进水管道，在出水口连接有出水管道；
8.提水机构，包括水泵和风力或光伏发电机组，所述风力或光伏发电机组的电力输出端与水泵电连接，所述水泵的出水口通过所述进水管道与所述蓄水罐的进水口连通，用来向所述蓄水罐内注水；
9.单向阀，设在所述进水管道上，所述单向阀的进水口与水泵的出水口连通，所述单向阀的出水口与所述蓄水罐的进水口连接；以及
10.水力发电机组，与所述出水管道连接，用来将所述出水管道内的水的动能转化为电能。
11.在一种可能的实现方式中，还包括水位传感器和控制组件，所述水位传感器与所述蓄水罐连接，用来检测所述蓄水罐内的水位；所述进水阀门和所述出水阀门均为电控阀，所述控制组件与所述水位传感器、进水阀门和出水阀门电性连接，用来根据所述水位传感器传递的电信号控制所述进水阀门和所述出水阀门的开或关。
12.在一种可能的实现方式中，还包括储水池，所述储水池的海拔高度低于所述蓄水罐的海拔高度，所述进水管道和所述出水管道均与所述储水池连通。
13.在一种可能的实现方式中，还包括气囊、压力传感器和排气阀门，所述气囊与所述
蓄水罐的罐体连接，所述压力传感器与所述蓄水罐连接，并与所述气囊连通，用来检测所述气囊内的压强；所述排气阀门为电控阀门，并与所述蓄水罐的排气口连接；所述压力传感器和所述排气阀门均与所述控制组件电性连接，所述控制组件根据所述压力传感器传递的信号控制所述排气阀门的开或关。
14.在一种可能的实现方式中，所述水力发电机组包括三个水力发电机，分别设在所述出水管道上的不同位置。
15.在一种可能的实现方式中，所述蓄水罐为多个，多个所述蓄水罐分别布设在不同位置，每个所述蓄水罐的进水管道均与所述水泵的出水口连通，每个所述蓄水罐的出水管道均与所述水力发电机组连通。
16.本实用新型提供的提水储能发电装置的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的提水储能发电装置，蓄水的进水口设有单向阀，使水只能从进水管道流入蓄水罐内，在有风或者光照时，风力或光伏发电机组工作，将风能或者太阳能转化为电能，进而驱动水泵将水泵入蓄水罐内，将风力或光伏发电机组产生的不稳定的电能转化为水的重力势能，在需要电能时，再将出水阀门打开，将水的重力势能转化为水的动能，驱动水力发电机组运作，将水的动能转化为稳定的电能，以便于并入电网；同时，还可以在用电低谷时，用电网的电能驱动水泵进行蓄能，在用电高峰时再将电能释放出来，利用峰谷“剪刀差”获取收益，也可对电网进行调峰填谷，保证电网稳定。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的提水储能发电装置的主视结构示意图；
18.附图标记说明：
19.10、蓄水罐；11、进水阀门；12、出水阀门；13、进水管道；
20.14、出水管道；15、单向阀；16、水位传感器；17、压力传感器；
21.18、排气阀门；21、水泵；22、风力或光伏发电机组；
22.30、水力发电机组；31、水力发电机；40、控制组件；
23.50、储水池；60、气囊。
具体实施方式
24.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
28.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
29.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
30.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
31.请一并参阅图1，现对本实用新型提供的提水储能发电装置进行说明。
32.提水储能发电装置，包括蓄水罐10、提水机构、单向阀15和水力发电机组30；蓄水罐10设有进水口、出水口和排气口，并在蓄水罐10的进水口和出水口分别设置进水阀门11和出水阀门12，且进水口连接有进水管道13，在出水口连接有出水管道14；提水机构包括水泵21和风力或光伏发电机组22，风力或光伏发电机组22的电力输出端与水泵21电连接，水泵21的出水口通过进水管道13与蓄水罐10的进水口连通，用来向蓄水罐10内注水；单向阀15设在进水管道13上，单向阀15的进水口与水泵21的出水口连通，单向阀15的出水口与蓄水罐10的进水口连接；水力发电机组30与出水管道14连接，用来将出水管道14内的水的动能转化为电能。
33.具体的，水力发电机组30的安装位置低于蓄水罐10的安装位置，且落差越大，所能产生的电能越多。
34.如图1所示，本实施例提供的提水储能发电装置的一种具体的实施方式中，还包括水位传感器16和控制组件40，水位传感器16与蓄水罐10连接，用来检测蓄水罐10内的水位；进水阀门11和出水阀门12均为电控阀，控制组件 40与水位传感器16、进水阀门11和出水阀
门12电性连接，用来根据水位传感器16传递的电信号控制进水阀门11和出水阀门12的开或关。
35.需要说明的是，当水位传感器16检测到蓄水箱没满时，控制组件40控制进水阀门11打开，提水机构将水从低处注入蓄水箱，进行蓄能，当水位传感器 16检测到蓄水箱注满水时，控制组件40控制进水阀门11关闭；当需要电能时，控制组件40控制出水阀门12打开，蓄水罐10内的水流入出水管道14并流经水力发电机组30，进行发电。
36.如图1所示，本实施例提供的提水储能发电装置的一种具体的实施方式中，储水池50的海拔高度低于蓄水罐10的海拔高度，进水管道13和出水管道14 均与储水池50连通，使水在蓄水罐10和储水池50之间循环流动，避免浪费水资源。
37.本实施例提供的提水储能发电装置的有益效果是：与现有技术相比，本实施例提供的提水储能发电装置，蓄水的进水口设有单向阀15，使水只能从进水管道13流入蓄水罐10内，在有风或者光照时，风力或光伏发电机组22工作，将风能或者太阳能转化为电能，进而驱动水泵21将水泵21入蓄水罐10内，将风力或光伏发电机组22产生的不稳定的电能转化为水的重力势能，在需要电能时，再将出水阀门12打开，将水的重力势能转化为水的动能，驱动水力发电机组30运作，将水的动能转化为稳定的电能，以便于并入电网；同时，还可以在用电低谷时，用电网的电能驱动水泵进行蓄能，在用电高峰时再将电能释放出来，可以利用峰谷“剪刀差”获取收益，也可对电网进行调峰填谷，保证电网稳定。
38.实施例二：
39.提水储能发电装置，包括蓄水罐10、提水机构、单向阀15和水力发电机组30；蓄水罐10设有进水口、出水口和排气口，并在蓄水罐10的进水口和出水口分别设置进水阀门11和出水阀门12，且进水口连接有进水管道13，在出水口连接有出水管道14；提水机构包括水泵21和风力或光伏发电机组22，风力或光伏发电机组22的电力输出端与水泵21电连接，水泵21的出水口通过进水管道13与蓄水罐10的进水口连通，用来向蓄水罐10内注水；单向阀15设在进水管道13上，单向阀15的进水口与水泵21的出水口连通，单向阀15的出水口与蓄水罐10的进水口连接；水力发电机组30与出水管道14连接，用来将出水管道14内的水的动能转化为电能。
40.具体的，水力发电机组30的安装位置低于蓄水罐10的安装位置，且落差越大，所能产生的电能越多。
41.如图1所示，本实施例提供的提水储能发电装置的一种具体的实施方式中，还包括水位传感器16和控制组件40，水位传感器16与蓄水罐10连接，用来检测蓄水罐10内的水位；进水阀门11和出水阀门12均为电控阀，控制组件 40与水位传感器16、进水阀门11和出水阀门12电性连接，用来根据水位传感器16传递的电信号控制进水阀门11和出水阀门12的开或关。
42.如图1所示，本实施例提供的提水储能发电装置的一种具体的实施方式中，储水池50的海拔高度低于蓄水罐10的海拔高度，进水管道13和出水管道14 均与储水池50连通。
43.如图1所示，本实用新型提供的提水储能发电装置的一种具体的实施方式中，还包括气囊60、压力传感器17和排气阀门18，气囊60设在蓄水罐10的上部，与蓄水罐10的罐体连接；压力传感器17与蓄水罐10连接，并与气囊 60连通，用来检测气囊60内的压强；排气阀门18为电控阀门，并与蓄水罐10 的排气口连接；压力传感器17和排气阀门18均与控制组件40
电性连接，控制组件40根据压力传感器17传递的信号控制排气阀门18的开或关。
44.如图1所示，本实用新型提供的提水储能发电装置的一种具体的实施方式中，水力发电机组30包括三个水力发电机31，分别设在出水管道14上的不同位置，以提高发电效率。
45.如图1所示，本实用新型提供的提水储能发电装置的一种具体的实施方式中，蓄水罐10为多个，多个蓄水罐10分别布设在不同位置，每个蓄水罐10 的进水管道13均与水泵21的出水口连通，每个蓄水罐10的出水管道14均与水力发电机组30连通。
46.需要说明的是，一个蓄水罐10储存的能量极其有限，因此设置多个蓄水罐 10，并将多个蓄水罐10并联在一起，以提高储能能力；同时，还可根据蓄水罐 10与储水池50的高度差，将多个蓄水罐10，分为第一梯级、第二梯级、第三梯级等若干梯级，从而实现多种规格发电容量的选型和输出。
47.需要说明的是，使用前，需使气囊60处于放松状态，压力传感器17检测此时气囊60内的压力，并将此时的压力信息传递给控制组件40进行存储，并标记为初始压力；当水位传感器16检测到蓄水箱没满时，控制组件40控制进水阀门11和排气阀门18打开，提水机构抽取储水池50内的水注入蓄水箱，进行蓄能，当水位传感器16检测到蓄水箱注满水时，控制组件40控制排气阀门 18关闭，提水机构继续向蓄水箱内注水，此时蓄水箱内的水开始挤压气囊60，使气囊60收缩，当压力传感器17检测到气囊60的压力到达预设值(根据经验设定)时，将信号传递给控制组件40，控制组件40控制进水阀门11关闭，停止蓄能；当需要电能时，控制组件40控制出水阀门12打开，蓄水罐10内的水流入出水管道14并流经水力发电机组30，进行发电，当压力传感器17检测到气囊60内的压力回归到初始压力时，控制组件40控制排气阀门18打开，使蓄水罐10内的水能够继续流出；即蓄水罐10内既存储了水的重力势能，又存储了空气的压缩能，大大增加了蓄水罐10的能量密度，使相同体积的蓄水罐10 能够存储更多的能量。
48.本实施例提供的提水储能发电装置的有益效果是：与现有技术相比，本实施例提供的提水储能发电装置，蓄水的进水口设有单向阀15，使水只能从进水管道13流入蓄水罐10内，在有风或者光照时，风力或光伏发电机组22工作，将风能或者太阳能转化为电能，进而驱动水泵21将水泵21入蓄水罐10内，将风力或光伏发电机组22产生的不稳定的电能转化为水的重力势能，在需要电能时，再将出水阀门12打开，将水的重力势能转化为水的动能，驱动水力发电机组30运作，将水的动能转化为稳定的电能，以便于并入电网；同时，还可以在用电低谷时，用电网的电能驱动水泵进行蓄能，在用电高峰时再将电能释放出来，利用峰谷“剪刀差”获取收益，也可对电网进行调峰填谷，保证电网稳定；且在蓄水罐10内设置气囊60，增加了蓄水罐10的能量密度，使相同体积的蓄水罐10能够存储更多的能量。
49.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。