重物儲電裝置的製作方法

2023-12-04 20:36:36

專利名稱：重物儲電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬電能儲存技術領域，具體涉及一種重物儲電裝置。
背景技術：
電能儲存技術分為機械儲電、電磁儲電和電化學儲電三大類。機械儲電現有抽水 儲電、壓縮空氣儲電、飛輪儲電。抽水儲電是在電力負荷低谷期將水從下池水庫抽到上池水 庫，將電能轉化成重力勢能儲存起來，在電網負荷高峰期釋放上池水庫中的水發電。抽水儲 電的釋放時間為幾個小時到幾天，主要用於電力系統的調峰填谷、調頻、調相、緊急事故備 用。抽水儲電電站的建設受地形制約。壓縮空氣儲電是在電網負荷低谷期將電能用於壓縮 空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中， 在電網負荷高峰期釋放壓縮的空氣推動汽輪機發電。壓縮空氣儲電電站的建設也受地形制 約，對地質結構有特殊要求。飛輪蓄能利用電動機帶動飛輪高速旋轉，將電能轉化成機械能 儲存起來，在需要時飛輪帶動發電機發電。飛輪蓄能的缺點是能量密度低，保證系統安全性 方面的費用很高，僅適用於為蓄電池系統作補充。電磁儲電包括超導儲電、電容儲電、超級 電容器儲電，成本很高。電化學儲電有鉛酸電池、液流電池、鈉硫電池等。電化學儲電的缺 點是使用年限短，環保負擔重，需多重加工處理廢料等。目前國內外主要以抽水儲電的方式調控用電峰值及谷值在用電需求低於發電量 時，電廠將多餘的電力用於抽水蓄水；當用電需求到達頂峰，則放出蓄水供另一水電系統發 電之用，以增加電力供應。如前所指出，抽水儲電站的建設受水源和地形的限制大，佔地面 積和工程投資大。也有的利用蓄電池的化學儲電來儲存用電谷值時電廠多餘的電力，這種 電化學儲電設備環保量大，使用年限短。申請號為97201420. 9的中國專利文件公布了一種「重力儲能釋能裝置」，含傳動 鏈、重物提鬥、重物、高位塔、螺旋軌道、釋能機構和調速器，重物提鬥在傳動鏈的作用下在 地面與高位塔之間運動，重物在地面、高位提鬥、高位塔、螺旋軌道、釋能機構、地面之間作 循環運動，調速器與釋能機構相接。該技術方案的缺點是儲能周期很短，難以滿足電力系統 的調峰填谷要求。

實用新型內容本實用新型的目的是克服現有技術的缺點，提供一種不但儲能時間長，能滿足電 力系統的調峰填谷要求，而且不受水源限制，佔地面積小，綠色環保，使用年限長的重物儲 電裝置。本實用新型的結構是包括有1、一條沿斜坡的坡頂到坡底鋪設的雙軌道，坡頂設有平面狀的上庫而坡底設有平 面狀的下庫；2、一個在坡頂跨越軌道而設的上輪盤轉軸，一個在坡底跨越軌道而設的下輪盤轉 軸，上輪盤轉軸和下輪盤轉軸的兩端都分別緊固有輪盤，上輪盤轉軸或/和下輪盤轉軸與機房內的電動/發電一體電機傳動聯接；3、兩條閉合環狀鋼繩，每一條閉合環狀鋼繩將上輪盤轉軸和下輪盤轉軸同側的兩 個輪盤傳動連接；4、多個能在雙軌道上滾動的圓柱體重物，圓柱體重物的兩端面各有一凸出的短軸 頭；5、多個牽引栓，每個牽引栓帶有能承納所說短軸頭的承重軸承套和能與鋼繩緊固 和鬆開的鋼繩夾。使用方法1、儲電電機主動為耗電，具體方法為每間隔一短時間將一個存放於下庫的圓 柱體重物推向軌道，並讓其兩個短軸頭分別套入兩個牽引栓的軸承套內，同時將每個牽引 栓上的鋼繩夾與對應的下方鋼繩夾緊。在鋼繩的拖動下，圓柱體重物沿軌道滾動向上運行， 鋼繩牽引力消耗電能。圓柱體重物運行至坡頂時，張開牽引栓上的鋼繩夾，並讓圓柱體重物 的短軸自牽引栓的軸承套中脫出，接著將該圓柱體重物送入上庫存放。牽引栓可以存放起 來待用，或將牽引栓與上方鋼繩夾緊，讓其隨鋼繩向下運行，牽引栓隨鋼繩運行至坡底時， 張開其鋼繩夾，使之與鋼繩脫離後待用。2、發電電機被動為發電，輪盤按與耗電時的轉動方向相反的方向轉動。具體方法 為每間隔一短時間將一個存放於上庫的圓柱體重物推向軌道，並讓其兩個短軸頭分別套 入兩個牽引栓的軸承套內，同時將每個牽引栓上的鋼繩夾與對應的下方鋼繩夾緊。在圓柱 體重物的重力作用下，圓柱體重物沿軌道滾動向下運行，鋼繩被重物帶動而移動，從而帶動 輪盤轉動，電機發電。圓柱體重物運行至坡底時，張開牽引栓上的鋼繩夾，使之與鋼繩脫離， 並讓圓柱體重物的短軸自牽引栓的軸承套中脫出，接著將該圓柱體重物送入下庫存放。牽 引栓可以存放起來待用，或將牽引栓與上方鋼繩夾緊，讓其隨鋼繩向上運行，牽引栓隨鋼繩 運行至坡頂時，張開其鋼繩夾，使之與鋼繩脫離後待用。本實用新型既可以做成人工操作運行型，也容易做成半自動化或全自動化運行型。斜坡的坡度角可以為銳角，最大也可以是90°。若採用垂直軌道，在儲電容量相同 時，可節約重物總量或縮短軌道長度，減少投資，節約土地；還可提高效率；但垂直軌道在 建設、地形以及機械能力等方面要求更高。裝置的能量損耗有幾個方面①重物供料、存料和上下運行過程中克服摩擦力所 發生的損耗；②配套機械的能量損耗；③電動發電一體機的效率損耗。裝置的儲電容量與圓柱體重物總質量和軌道上下端高差成正比，而儲發電功率則 與單個圓柱體重物質量(多個同時使用也然)及其運行速度成正比。圓柱體重物的主體可以用混凝土內加適量鋼筋澆制而成，即為鋼筋混凝土結構， 其體積可按需要設定，重量為數噸至上百噸，每套裝置可配數十至上百個。該圓柱體重物兩 端套有能卡在鋼軌上滾動的鋼質滾圈。圓柱體重物兩端面的軸頭頂端預留鎖槽、以便能與 牽引栓的軸承套方便地扣住或解開。圓柱體重物主體箍上兩條防撞圈，由緩衝膠塊外套柔 性鋼條組成，以防止在存料和供料中碰撞損壞，並防止在互相推動時磨壞膠塊。本實用新型的有益效果1.儲能時間長，能滿足電力系統的調峰填谷要求。儲電容量大。由多套裝置組成
4的儲電站可以達到巨大的容量。2.相對於抽水儲電站而言，不受水源和地形限制，有山坡即可建設，同時可節約大 量的土地和投資，加之其對環境無害，功率可在較大範圍內調節等優勢，適宜於多山少水區 域風電、光電的零散存儲和穩定供給，也適宜於城市用電的峰谷調配和區域「智能電網」的
「零存整供」等。3.相對於化學儲電方式而言，其使用年限長，環保和無需多重加工處理廢料等均 為優勢。4.裝置易於配套數控自動化系統。
圖1為實施例的左視結構示意圖。圖2為實施例的局部主視結構示意圖。圖3為實施例中圓柱體重物的立體示意圖。圖4為實施例中牽引栓的主視結構示意圖。
具體實施方式
實施例。見圖1 4，該裝置包括有一條沿斜坡的坡頂到坡底鋪設的雙軌道1，坡頂設有平面狀的上庫2而坡底設有 平面狀的下庫3，斜坡的坡度角為銳角；一個在坡頂跨越軌道1而設的上輪盤轉軸4，一個在坡底跨越軌道而設的下輪盤 轉軸5，上輪盤轉軸4和下輪盤轉軸5的兩端都分別緊固有輪盤6，上輪盤轉軸4或/和下 輪盤轉軸5與機房內的電動/發電一體電機傳動聯接(圖中未畫出)；兩條閉合環狀鋼繩7，每一條閉合環狀鋼繩7將上輪盤轉軸4和下輪盤轉軸5同側 的兩個輪盤6傳動連接；多個能在雙軌道1上滾動的圓柱體重物8，圓柱體重物8的兩端面各有一凸出的短 軸頭9 ；多個牽引栓10，每個牽引栓10帶有能承納所說短軸頭9的承重軸承套11和能與 鋼繩7緊固和鬆開的鋼繩夾12。圓柱體重物8的主體用混凝土內加適量鋼筋澆制而成，兩端套有可卡在鋼軌1上 滾動的鋼質滾圈13，短軸頭9頂端預留鎖槽，承重軸承套11設套鎖。圓柱體重物8箍上兩 條防撞圈14，由緩衝膠塊外套柔性鋼條組成。在鋼軌1的上、下兩端附近還分別各設兩個 導引槽15，導引槽15能將牽引栓10在上下兩條鋼繩7間往返移動「導引」，並能按要求來 張開或閉合牽引栓10的鋼繩夾12，其根部能使牽引栓上的承重軸承套11與重物8上的短 軸頭9動作配合，既能全面解決重物8與鋼繩7的聯接分離問題，又能使牽引栓10繞開輪 盤6，從而避免鋼繩夾12、鋼繩7和輪盤6三者的擠壓摩擦損壞。導引槽15下方設交換臺 16，交換臺16能以柔性(緩衝)方式承接和釋放重物8。交換臺16和導引槽15均可沿軌 道1適當升降，與軌道1相連的上庫2和下庫3的部分軌道也可隨之升降，供應重物8時向 下降，可使重物8自行滾入交換臺16，存儲重物8時向上升，使重物8自行脫離交換臺16而 滾入上庫2或下庫3。[0036]上庫2和下庫3均為軌道1的延伸(根據需要可延伸2-3條或2_3層)，配置推 (或拉)設備，可連續不斷地存和供重物8。機房設在軌道1上端或下端均可(沒有畫出)，可架空在上庫2或下庫3前端，用 傳動鏈條與輪盤6聯接，內設觀察控制臺(系統)，主要設備為電動發電一體機，可配設牽引 飛輪、變速器等。工作原理儲電電動機轉動消耗電能，使輪盤6按順時針方向轉動。下庫3將圓柱體重物8 不間斷推入下面的交換臺16。位於重物8兩端的兩個導引槽15將兩個牽引栓10上的軸承 套11套入重物8的軸頭9並自動鎖住。此時鋼繩夾12是張開的，一旦得到信號(例如軌 道上端的交換臺16承接到重物8時發出的電信號)，該導引槽15便將鋼繩夾12閉合以夾 住鋼繩7 (可視情況由交換臺16適當推動重物8，給其一個初速)，重物8隨鋼繩7向上運 行，鋼繩7的牽引力消耗電能。重物8運行至軌道上端時，上面的交換臺16承接住重物8， 相應的導引槽15張開鋼繩夾12 (同時由電信號「通知」下面的導引槽15閉合鋼繩夾12)， 打開軸承套11上的套鎖，拉開牽引栓10，並將牽引栓10 「導引」至上鋼繩，閉合鋼繩夾10， 讓其隨鋼繩7向下運行，與此同時，上面的交換臺16將重物8釋放至上庫2頂端，由上庫2 存儲。當牽引栓10隨鋼繩7運行至下面的導引槽15端部時，導引槽15張開鋼繩夾12，使 牽引栓10與鋼繩7脫離，並將其「導引」至根部，與下面的交換臺16上的另一個重物8配 合好，「等待」電信號「通知」。發電時由上庫2不間斷地將重物8推入上面交換臺16，上面的導引槽15將牽引 栓10與之套合，並按電信號「通知」閉合鋼繩夾12，同時上面的交換臺16釋放重物8 (也可 給其一個初速)，重物8沿軌道7向下運行，牽引輪盤6按逆時針方向轉動，帶動電動發電一 體機發電供電。重物8運行至軌道1下端時，下面的交換臺16承接住重物8，下面的導引 槽15根部張開鋼繩夾12 (同時發出電信號「通知」上面的導引槽15閉合鋼繩夾12，上面的 交換臺16釋放重物8)，打開軸承套11上的套鎖，拉開牽引栓10，並將牽引栓10 「導引」至 端部，閉合鋼繩夾12夾住上鋼繩，讓其隨鋼繩7向上運行，與此同時，下面的交換臺16將重 物8釋放至下庫3頂端，由下庫3存儲。空牽引栓10隨上鋼繩運行至上面的導引槽15端 部時，導引槽15端部便張開牽引栓10上的鋼繩夾12並將引栓10 「導引」至根部與上面的 交換臺16上的另一個重物8配合好，「等待」電信號「通知」。注意事項1、製造時在裝置中增加阻滯防護保險裝置，防止料塊自由跌落或滾落 而造成事故。2、嚴格設備管理檢修制度，杜絕上述事故發生。以上實施例僅對本實用新型做進一步的說明，而本實用新型的範圍不受所舉實施 例的局限。
權利要求1.一種重物儲電裝置，其特徵在於包括有(1)、一條沿斜坡的坡頂到坡底鋪設的雙軌道，坡頂設有平面狀的上庫而坡底設有平面 狀的下庫；O)、一個在坡頂跨越軌道而設的上輪盤轉軸，一個在坡底跨越軌道而設的下輪盤轉 軸，上輪盤轉軸和下輪盤轉軸的兩端都分別緊固有輪盤，上輪盤轉軸或/和下輪盤轉軸與 機房內的電動/發電一體電機傳動聯接；(3)、兩條閉合環狀鋼繩，每一條閉合環狀鋼繩將上輪盤轉軸和下輪盤轉軸同側的兩個 輪盤傳動連接；G)、多個能在雙軌道上滾動的圓柱體重物，圓柱體重物的兩端面各有一凸出的短軸頭；(5)、多個牽引栓，每個牽引栓帶有能承納所說短軸頭的承重軸承套和能與鋼繩緊固和 鬆開的鋼繩夾。
2.如權利要求1所說的重物儲電裝置，其特徵在於圓柱體重物的主體為鋼筋混凝土 結構。
3.如權利要求2所說的重物儲電裝置，其特徵在於圓柱體重物兩端套有可卡在鋼軌 上滾動的鋼質滾圈，短軸頭頂端預留鎖槽，承重軸承套設套鎖。
專利摘要重物儲電裝置屬電能儲存技術領域。包括有一沿斜坡的坡頂到坡底鋪設的雙軌道；一在坡頂的上輪盤轉軸和一在坡底的下輪盤轉軸，上、下輪盤轉軸的兩端都分別緊固有輪盤；上輪盤轉軸或/和下輪盤轉軸與機房內的電動/發電一體電機傳動聯接；兩條閉合環狀鋼繩，每條閉合環狀鋼繩將上輪盤轉軸和下輪盤轉軸同側的兩個輪盤傳動連接；多個能在雙軌道上滾動的圓柱體重物，其兩端面各有一凸出的短軸頭；多個牽引栓，每個牽引栓帶有能承納短軸頭的承重軸承套和能與鋼繩緊固和鬆開的鋼繩夾。有益效果儲能時間長，能滿足電力系統調峰填谷要求；儲電容量大；不受水源和地形限制，有山坡即可建設，可節約土地和投資；對環境無害；功率可在較大範圍內調節。
文檔編號F03G3/00GK201843738SQ201020548920
公開日2011年5月25日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者韓昆宏 申請人:韓昆宏