负海拔舱室储能发电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种负海拔舱室储能发电系统，其包括发电机、水轮机和喷头、引水装置、储能排水舱以及风能抽水机构，引水装置通过引水管路与喷头连接且引水管路上安装有流量控制阀，水轮机的出水口与储能排水舱连通，引水装置、水轮机和储能排水舱均设置在水源平面以下且引水装置高于水轮机的、水轮机高于储能排水舱的底面。本实用新型专利技术有效结合水力发电和风力发电且整体结构简单、实现方便、能量利用率高、建设成本低，发电原理与发电质量如水力发电站相同，直接并网使用。本实用新型专利技术尤其适合实施于海域，可构筑十万兆瓦级别的大型发电场，取海水为能量、海风为动力、形成强大的能量转换机制，真正将强大的风能，借海水之势转换为强大的电力资源。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及多种能源联合发电领域，具体的说是一种结合水力和风力发电的负海拔舱室储能发电系统。
技术介绍
目前有多种形式的水力发电机和风力发电机，水力和风力均为清洁能源，使用清洁能源发电能够降低环境污染，减少煤炭、石油等资源的消耗。然而，现有的各种清洁能源发电系统还存在多种缺陷。例如水力发电对环境要求高，直接受水源的影响和制约，需要人工调节水位，系统庞大复杂，建设难度大。在风力发电系统中，风力的大小不稳定，输出电能波动幅度大，经储电、逆变、并网成本过高，电能转换直接受风况的影响和制约，随风力暂停而停止发电，同时，储存电力的各种电池还会造成严重的环境污染。在本案申请人获得的专利号为“201420541977.X”、名称为“一种采风储能恒流发电系统”的技术专利中公开了一种风力储能水力发电系统，该系统解决了风能恒流发电问题，发电质量不受风况影响，可直接并网使用，开辟了风力采集和转换的新途径。在该系统的其中一种实施方式中，需要在海域建设高空储能水库，土地占用多，建设周期长。本技术基于上述恒流发电系统的风力采集和能量转换原理，开发出一种多能源联合发电的新形式，容易实现超大规模的发电场。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种结合水力发电和风力发电且整体结构简单、实现方便、能量利用率高、发电效果好、基本不受水源和风源影响的负海拔舱室储能发电系统。为解决上述技术问题，本技术的负海拔舱室储能发电系统包括发电机、驱动发电机的水轮机和安装在水轮机壳体上的喷头，其结构特点是该发电系统还包括与水源连通的引水装置和用于储水的储能排水舱，引水装置通过引水管路与喷头连接且引水管路上安装有流量控制阀，水轮机的出水口与储能排水舱连通，引水装置、水轮机和储能排水舱均设置在水源平面以下且引水装置的安装位置高于水轮机的安装位置、水轮机出水口的位置高于储能排水舱的底面；所述发电系统还包括由风力驱动且用于将储能排水仓内的水抽回水源平面上的风能抽水机构。采用上述结构，水源为海水或大型江河湖泊，在海岸浅滩、江河湖边下挖建设地下发电舱室和地下储能排水舱，构筑地下发电场，利用水头落差进行水轮发电；或者在海洋深处、江湖深处用大型船式舱室搭建水下发电舱室和水下储能排水舱，构筑水下发电场，不占用土地，利用水头落差和海水压力进行水轮发电；本系统的发电原理和水力发电相同，所不同的是发电后的大量水存储在储能排水舱内，再利用风力将储能排水舱内的水反送回大海或江河湖泊。可见，该系统利用水的重力势能和水压驱动水轮机发电，利用流量控制阀调节水流量，控制恒流发电，利用储能排水舱作为储能空间，不稳定的风力作为排水动力，不影响恒流发电，整个系统运行稳定，风力和水力高效结合，能源利用率高，发电效果好。所述引水装置包括安装在水源入口位置上的拦污网和引水闸。拦污网用于隔离水源内的杂质，如水草、鱼虾等，起到净化水的作用。引水闸在源头上控制切断和开启水源。所述风能抽水机构包括由多个节点组成的采风网络，每个节点均包括采风机和与采风机的输出端动力连接的气体压缩机和由气体压缩机驱动的气动水泵，各气动水泵的进水口通过抽水管与储能排水舱的底部连通，气动水泵的排水口通过排水管引至水源平面上。所述风能抽水机构包括由多个节点组成的采风网络，每个节点均包括采风机和与采风机的输出端动力连接的气体压缩机，各气体压缩机的压缩气出口与气罐连接，储能排水舱的底部安装有气动水泵且气动水泵通过气源管路与气罐连接，气动水泵的排水口通过排水管引至水源平面上。上述两种形式的风能抽水机构均利用了多点采风的原理，利用多个采风机形成采风网络，将风能转化为机械能输出，驱动水泵排水。第一种形式由采风机直接驱动水泵，利用多个水泵同时抽水，第二种形式利用气罐存储压缩气体，然后再驱动水泵，在无风时也可进行排水，设置更加合理，使用更加方便。所述采风机包括底座、固定安装在底座上的承力主轴、转动套装在承力主轴外部的旋转外轴和安装在旋转外轴上的采风帆叶，旋转外轴的顶端和底端均通过磁悬浮轴承与承力主轴转动配合，旋转外轴的底端安装有传动大齿轮，底座上安装有与传动大齿轮啮合的传动小齿轮，底座上与传动小齿轮同轴安装有曲轴，气体压缩机的活塞杆与曲轴的曲柄转动连接。采风机为垂直轴风机，采风帆叶跟随风力转动，带动旋转外轴转动，从而带动传动大齿轮和传动小齿轮转动，能量转换装置工作，将机械能转化为气体的压力。采风机的承力主轴和旋转外轴利用磁悬浮轴承转动配合，摩擦阻力小，能量损耗低，提高了风能利用率。综上所述，本技术有效结合水力发电和风力发电且整体结构简单、实现方便、能量利用率高、发电效果好。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细说明:图1为本技术其中一种实施方式的结构示意图；图2为本技术另一种实施方式的结构示意图；图3为本技术中采风机的具体结构示意图。【具体实施方式】参照附图，该负海拔舱室储能发电系统包括发电机1、驱动发电机I的水轮机2和安装在水轮机壳体上的喷头3，该发电系统还包括与水源连通的引水装置和用于储水的储能排水舱4，引水装置通过引水管路5与喷头3连接且引水管路5上安装有流量控制阀6，其中，引水装置用于从高处引入水源，其包括安装在水源入口位置上的拦污网7和引水闸8。拦污网7用于隔离水源内的杂质，如水草、鱼虾等，起到净化水的作用。引水闸8在源头上控制切断和开启水源。同时，为了提高引入水源的纯净程度，避免损坏水轮机2，引水管路5上或水源入口处可再额外安装水源净化装置。水轮机2的出水口与储能排水舱4连通，引水装置、水轮机2和储能排水舱4均设置在水源平面以下且引水装置的安装位置高于水轮机2的安装位置、水轮机出水口的位置高于储能排水舱4的底面。发电系统还包括由风力驱动且用于将储能排水仓4内的水抽回水源平面上的风能抽水机构。上述结构中，水源为海水或大型江河湖泊，具体施工时，如图1和图2所示，可在海岸浅滩、江河湖边下挖建设地下发电舱室16和地下储能排水舱4，当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负海拔舱室储能发电系统，包括发电机（1）、驱动发电机（1）的水轮机（2）和安装在水轮机壳体上的喷头（3），其特征是该发电系统还包括与水源连通的引水装置和用于储水的储能排水舱（4），引水装置通过引水管路（5）与喷头（3）连接且引水管路（5）上安装有流量控制阀（6），水轮机（2）的出水口与储能排水舱（4）连通，引水装置、水轮机（2）和储能排水舱（4）均设置在水源平面以下且引水装置的安装位置高于水轮机（2）的安装位置、水轮机出水口的位置高于储能排水舱（4）的底面；所述发电系统还包括由风力驱动且用于将储能排水仓（4）内的水抽回水源平面上的风能抽水机构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙臣志，
申请(专利权)人：孙臣志，
类型：新型
国别省市：上海;31