一种重力势能和电能相互转化的工艺流程的制作方法

本发明涉及重力储能系统中的一种重力势能和电能相互转化的工艺流程，可用于储能领域，作为重力储能站的工艺流程。

背景技术：

1、重力储能发电的基本原理与抽水蓄能技术类似，储能和发电的基本过程为：利用富裕电力提升重物，存储势能；在需要时通过释放重物的势能，经转换带动发电机发电。根据国内外目前相关资料报道，主要有活塞式重力储能、悬挂式重力储能、混凝土砌块储能塔和山地重力储能4种重力储能发电技术。

2、上述重力储能发电技术，均未大规模应用，原因在于，或选址条件苛刻，或度电成本高，不经济，或储能站使用年限短等问题。

3、 相关术语， 储能堆，重力组件经结构化重组后形成的，能够存储重力势能的构筑物。

4、重力组件，是一种由砼，砂石或金属（不限于）等材料制成的块状物，有一定的重量，外形尺寸和编码要求，以匹配重力轮机和自动控制的需要。

5、电动平车，是根据控制指令，主要在储能堆中运行，执行重力组件水平运输功能的轮式或轮轨式车辆。

6、重力轮机，用于将重力势能转化成旋转机械能，或者将旋转机械能转化成重力势能的一种装置。

7、加载卸载装置，是重力轮机的辅机，其将重力组件送入和取出重力轮机来完成发电和储能的装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种工艺流程，用于在重力储能站中，实现重力势能和电能相互转化，从而使系统具备储能和放能的功能。

2、重力储能站由重力轮机，发电、电动双功能电机两大主机设备，储能堆，重力组件堆放场，以及相应的辅助设备组成。

3、重力储能站主要生产系统有：

4、机械系统，电气及自动化控制系统，其它辅助系统；

5、机械系统包含：重力轮机，加载卸载装置，电动平车，齿轮箱，重力组件，张紧装置，机电一体化安全保护装置等。

6、电气及自动化控制系统包含：发电、电动双功能电机及控制切换系统，输出输入电压的升降压装置，并入电网的控制及调度系统，电气安全保护系统，重力组件自动化运输控制系统，电动平车自动充电控制系统及充电系统，电动平车垂直转换运输系统，重力组件运输组织控制系统，重力储能站输入输出负荷调节系统，机械设备寿命监控系统，全站控制协调系统等等。

7、其它辅助系统（包含但不限于）：空调系统，照明系统，消防系统，上下水系统，检修维修系统等等。

8、储能堆为重力储能系统的储能载体，其基本储能单元为重力组件。

9、重力组件是发电和储能的介质，需通过加载卸载装置将重力组件送入和取出重力轮机来完成发电和储能。

10、储能站的主要生产工艺过程为：

11、（1）放能过程，电动平车将储能堆中的重力组件水平运送到重力轮机的高位加载装置，加载装置将重力组件送入重力轮机中，通过重力轮机释放重力势能，重力势能转换成转子转动的机械能，机械能再通过发电机转化为电能，电能由配电装置分配传送给用户或输入地区电力网；重力组件在低位由卸载装置取出，通过电动平车送到堆放场。储能站放能生产工艺流程如图1示。

12、 （2）储能过程，电动平车将堆放场中的重力组件水平运送到重力轮机的低位加载装置，加载装置将重力组件送入重力轮机中，来自外部的电能由配电装置传送给电动机，电动机驱动重力轮机，消耗电能，重力轮机将重力组件从低位提升到高位卸载装置，由电动平车将重力组件水平运送到储能堆，完成重力势能的存储，储能站储能生产工艺流程如图2示。

13、基于上述工艺流程，本发明实施例至少可以产生如下技术效果，

14、（1）储能堆的重力势能，通过储能介质，重力组件，在能量转换系统中由高位移动到低位，释放重力势能，通过重力轮机、发电机转换成电能。

15、（2）重力轮机、电动机消耗外部输入的电能，将低位的重力组件提升到高位，转换成重力势能存储，。

技术特征：

1.重力储能站主要由重力轮机，发电、电动双功能电机，储能堆，重力组件堆放场，电动平车，加载卸载装置，变、配电装置等构成。

2.发电工况下，重力组件的主要运动流程如下：储能堆→→高位重力组件水平运输系统→→加载装置→→重力轮机→→卸载装置→→低位重力组件水平运输系统→→低位重力组件堆场。反之即储能工况。

3.储能介质为重力组件，通过重力组件在系统中的有序运动，实现能量的释放或存储。

4.重力势能转和电能相互转化通过重力轮机、发电、电动双功能电机实现。

5.采用储能堆来存储重力势能。

技术总结
本发明公开了在重力储能系统中，一种重力势能和电能相互转化的工艺流程。重力储能站由重力轮机，发电、电动双功能电机两大主机设备，储能堆，重力组件堆放场，以及相应的辅助设备组成。重力轮机，是将重力势能转化成旋转机械能，或者将旋转机械能转化成重力势能的系统主机设备。储能堆是重力组件经结构化重组后形成的，能够存储重力势能的构筑物，独立布置。储能堆的基本单元为重力组件，重力组件既是储能堆结构的基本结构构件，也是储能堆的基本储能单元。本发明发明的重力势能和电能相互转化的工艺流程，解决了在构筑物重力储能系统中，储能荷载和结构功能分离的问题，使结构单元和储能单元合二为一。

技术研发人员：傅军,李龙华,邹克
受保护的技术使用者：李龙华
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14