用于储存势能的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于储存呈势能形式的能量的储存装置(2)，包括：至少一个用于接收、储存和释放能量的势能蓄能器(4)、至少一个用于沿引导路径(8)引导势能蓄能器(4)的引导机构(6)，其中，该引导路径(8)布置在关于地表竖直设于地下的竖井(10)之内，其中，势能蓄能器(4)通过动能转换来获得所储存的势能并通过转换为动能来释放所储存的势能，其中，动能是由势能蓄能器(4)沿引导路径(8)的运动来产生的，并且其中，该势能蓄能器(4)以在引导路径(8)的整个长度上延伸的连续配重的形式形成。个长度上延伸的连续配重的形式形成。个长度上延伸的连续配重的形式形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于储存势能的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于储存呈势能形式的能量的储存装置以及一种用于补偿供电网的电网波动的系统和方法。

技术介绍

[0002]尤其因为越来越多地由再生能源提供能量和与之相关不定期地馈入能量，故当今的供电网有时经历强烈的电网波动。
[0003]为了消除这种电网波动并确保尽量恒定的电网电压，主要使用可快速激活的储存器容量，以便在短时间内将所需能量馈入供电网中。在此情况下，势能蓄能器例如提升式储能电站尤其被证明是很有效的。这种储能系统能够在短时间内吸收或释放较多能量，因而补偿电网波动。储能系统被供以的能量在此情况下以势能形式被储存。从现有技术已知的提升式储能系统在此情况下尤其利用将势能转换为竖直动能，以便通过合适的装置例如传动装置和发电机等将动能转换成电能。
[0004]在此情况下，已知的提升式储能系统众所周知地使用独立的配重，所述配重在竖井等内被上提或下放并由此发电。然而，独立配重的使用的缺点是，所用的配重必须在其降到底例如竖井底之后被更换，以便能确保产生额外能量。此过程需要时间，在此期间不能产生能量。这导致不希望的停工时间，在此期间无法获得电网波动的补偿。尽管还知道了可借助运输机构将配重挂入运输系统和摘下配重的系统，但该系统不利地非常笨重且昂贵。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的任务是至少部分消除用于储存呈势能形式的能量的已知系统的上述缺点。特别是，本专利技术的任务是提供一种用于储存呈势能形式的能量的装置，其以简单且低成本的方式在更长的时间里允许连续不间断地产生或储存势能。
[0006]上述任务通过一种具有独立装置权利要求的特征的储存装置、一种具有独立系统权利要求的特征的系统和一种具有独立方法权利要求的特征的方法来完成。本专利技术的其它特征和细节来自各自从属权利要求、说明书和图。在此，结合本专利技术的储存装置所描述的特征和细节在此显然也与本专利技术的系统和本专利技术的方法相关地是适用的，反之均亦然，因而关于各个专利技术方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。
[0007]本专利技术规定一种用于储存呈势能形式的能量的储存装置，其包括至少一个用于接收、储存和释放能量的势能蓄能器和至少一个用于沿引导路径引导该势能蓄能器的引导机构，其中，该引导机构设置在垂直于地表设于地下的竖井中，其中，该势能蓄能器通过由动能转换来获得势能并通过转换为动能来输出所储存的势能，并且其中，动能源自势能蓄能器沿引导路径的运动。在这种情况下，作为专利技术主题的储存装置的特征在于，该势能蓄能器以在引导路径的整个长度范围延伸的连续配重的形式形成。
[0008]作为专利技术主题的储存装置尤其可被用于补偿供电网的电网波动，其中，为此优选地能将多个本专利技术的储存装置互连或可选择地通断。根据本专利技术的引导路径可以具体地至
少部分布置在设于地下的竖井中，其中，该竖井本身不一定必须完全布置在地下。在这里，在本专利技术范围内，竖井尤其是指基本垂直于地表布置的且优选由人建造的空腔。因此，竖井例如可以是指矿井、石油钻井、测试竖井或用于开发其它类型的矿床的竖井等。在此情况下，尤其关于在“矿井关停”范围内的许多这种竖井的停用而言建议使用矿井。根据本专利技术，“连续的配重”优选是指由许多相连的单元组成的重物，尽管第一部分的单元下放或降落到底部(例如竖井底)，势能仍可通过连续配重的其它单元的降低或下放来输出。在这种情况下，引导路径的长度优选可以至少延伸经过根据本专利技术的竖井的整个长度或深度。
[0009]在本专利技术的范围内已经发现，通过用于储存呈势能形式的能量的具有呈连续配重形式的势能蓄能器的储存装置，以结构简单且低成本的方式可实现针对供能系统的连续不间断的能量馈入和输出。
[0010]在以结构简单且可精确控制的方式将势能转换为动能的可能方式的范围内，本专利技术可以有利地规定，该势能蓄能器以绳索和/或链条的形式形成。在将蓄能器设计成绳索或链条的情况下，在此情况下可以有利地规定，该势能蓄能器在初始状态下已经在整个深度或整个引导路径范围布置在竖井中。特别是，这允许在引导机构开始沿引导路径运动时已经可以调用最大转矩并且在恒定功率情况下可调用最大功率。
[0011]在特别有效的能量转换可能方式以及结构尽量简单且低成本的设计的范围内，根据本专利技术还可以规定，该势能蓄能器以链条的形式形成，其中，该链条优选由节链和/或滚子链和/或齿形链构成。但链条也可被设计成刮板链、套筒链(Pantenkette)、销合链、滚子链、齿形链等。
[0012]为了确保不复杂的引导且防止链节的可能缠结，本专利技术还可以规定该蓄能器以链条形式构成，其中，该链条优选无扭结地形成。
[0013]根据本专利技术，关于具有所需密度或所需重量的低成本且稳定的材料还可以规定，该势能蓄能器由金属材料、优选是铁材料且特别是钢形成。在耐气候设计的范围内，该势能蓄能器优选在此情况下可以由不锈钢形成。或者该蓄能器也可以具有由塑料等构成的涂层或外壳。
[0014]为了确保从势能到动能的尽量长时间的持续能量转换且同时能安全地安置该势能蓄能器，在本专利技术范围内还可以想到设置一种用于支承蓄能器的支承机构，其中，该支承机构优选直接布置在该竖井的入口旁。在这种情况下，该支承机构优选设计成使得蓄能器的至少一部分能够布置在支承机构内。
[0015]在蓄能器得到良好保护的布置的范围内，该支承机构在此情况下例如能设计为例如嵌入地下的沟渠，其中，该沟渠能够优选衬有耐气候材料。在这种情况下，支承机构尤其能以地下凹坑或类似物的形式设置。
[0016]关于以结构简单方式沿着引导路径引导蓄能器的可能方式以及关于有效驱动，根据本专利技术还可以规定，该引导机构被设计成链轮和/或绳索滚筒。在以节链形式设计蓄能器的范围内，引导机构在此情况下尤其能设计成窝形轮。
[0017]在有效地充分利用势能蓄能器的长度以确保尽量连续地将势能转换成动能的范围内，本专利技术尤其可以规定，该势能蓄能器具有起点和终点，其中，该起点优选沿引导路径在竖井内永久布置，该终点永久安置在支承机构内。蓄能器的起点可以沿着引导路径最好以未固定的方式永久布置在竖井内，而终点优选被固定在支承机构内，以防止蓄能器降低
到竖井中。
[0018]为了即使在紧急情况下也保证尽量安全可靠的储存装置使用，根据本专利技术尤其可以规定，该势能蓄能器在初始状态下如此布置在竖井内，即，蓄能器在释放之后沿引导路径朝向井道内运动而无需辅助能量。通过这种方式，作为专利技术主题的储存装置可提供应急电流并可以在几秒钟内满负荷投入使用。
[0019]为了确保这种释放而尤其可以规定，该引导机构具有用于释放蓄能器的开关件，其中，该开关件优选是可手动关断的，特别是设计成止回器或止动爪形式。在这种情况下，该开关件优选可以如下方式设计和开关，即，势能蓄能器在预定的静止期间被保持在其位置并且在此情况下得到额外辅助。
[0020]在确保所需安全性的范围内还可能有利的是，设置用于在危险情况或断电情况下制动和关断蓄能器的紧急制动装置。这尤其可以在根据本专利技术的开关件的功能至少部分受限时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种储存呈势能形式的能量的储存装置(2)，包括：
‑
至少一个用于接收、储存和释放能量的势能蓄能器(4)，
‑
至少一个用于沿引导路径(8)引导该势能储蓄器(4)的引导机构(6)，
‑
其中，该引导路径(8)布置在关于地表竖直布置在地下的竖井(10)之内，
‑
其中，该势能蓄能器(4)通过动能转换来获得所储存的势能并通过转换为动能来释放所储存的势能，
‑
其中，该动能是由该势能蓄能器(4)沿该引导路径(8)的运动来产生的，其特征是，该势能蓄能器(4)以在该引导路径(8)的整个长度范围延伸的连续配重的形式形成。2.根据权利要求1所述的储存装置(2)，其特征是，该势能蓄能器(4)以绳索和/或链条的形式构成。3.根据权利要求1或2所述的储存装置(2)，其特征是，该势能蓄能器(4)以链条的形式构成，其中，该链条优选由节链和/或滚子链和/或齿形链形成。4.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，该蓄能器(4)以链条形式形成，其中，该链条优选设计成没有扭结。5.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，该蓄能器(4)由金属材料形成、优选是铁材料且特别是钢构成。6.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，设有用于支承该蓄能器(4)的支承机构(14)，其中，该支承机构(14)优选直接布置在该竖井(10)的入口(12)旁边。7.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，所述支承机构(14)设计成埋入地下的沟渠形式，其中，所述沟渠优选衬有耐气候材料。8.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，该引导机构(6)设计成链轮和/或缆绳滚筒的形式。9.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，该势能蓄能器(4)具有起点(16)和终点(18)，其中，该起点(16)优选以长期方式沿该引导路径(8)布置在该竖井(10)之内，该终点(18)以长期方式设置在该支承机构(14)之内。10.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，该势能蓄能器(4)在初始状态下以如下方式布置在该竖井(10)之内，即，该蓄能器(4)在启用之后沿该引导路径(8)在与地球表面相反的方向上运动而无需辅助能。11.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，该引导机构(6)具有用于启用该蓄能器(4)的开关件(20)，其中，该开关件(20)优选能够手动切换，尤其设计成止回器或止动爪的形式。12.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，设有用于在危险情况下或在停电时制动和关停该蓄能器(4)的紧急制动装置(22)。13.根据前述权利要求之一所述的储存装置(2)，其特征是，设有多个势能蓄能器(4)，其中，所述蓄能器(4)优选并排布置在共同轴上、特别是在单独的引导机构(6)上。14.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：艾柯夫传动技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：