一种固体重力流运载设备及储能系统技术方案

本发明专利技术涉及一种固体重力流运载设备及储能系统，包括：多个重力储能模块，所述多个所述重力储能模块彼此依次相连；模块转移通道，具有第一海拔段和与所述第一海拔段相对的第二海拔段，以及位于所述第一海拔段和所述第二海拔段之间的中间段，所述第二海拔段的海拔高于所述第一海拔段的海拔；动力模块，设置于所述中间段，用于将所述多个重力储能模块自所述第一海拔段运输至所述第二海拔段，并使所述多个重力储能模块形成固体重力流，以实现重力势能的存储；或将所述多个重力储能模块下降的重力势能转换成电能输出。本申请所述固体重力流运载设备，可使固体重物在储能过程中形成连续的重力流，使固体重物流态化，从而拥有较高的系统运行效率。统运行效率。统运行效率。

【技术实现步骤摘要】
一种固体重力流运载设备及储能系统


[0001]本申请涉及重力储能领域，具体涉及一种固体重力流运载设备及储能系统。

技术介绍

[0002]为了应对地球气候变暖对人类的生存威胁，人类对能源的选择正经历一场由化石能源向太阳、风等可再生能源转型的革命。但是太阳、风等可再生能源具有间歇波动的不稳定性，通常通过储能系统对能量的缓冲实现发电与用电的能量平衡，但是，设计开发出可以满足缓冲要求的储能系统是巨大的挑战。在目前的能源体系中，储能系统作为一种满足优化电网经济运行的辅助手段，主要由液体重力储能为主导，液体运动是以持续的单向流动形态运动，再通过抽水蓄能
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放水释能构成了高效率的工程系统。但是以能源转型所需的储能规模要求，已有可供建造抽水蓄能电站的地理资源严重不足，各个国家都在开发各种新型储能技术，固体重力储能也就进入人们的视野。
[0003]CN103867408A公开了一种依托山体的重力储能系统，这种依托山体的重力储能系统是一种基于卷扬提升技术的固体重力储能系统。卷扬提升是一种广泛应用于矿山的成熟技术，卷扬提升作业是一种周期性作业，实际工作时，卷扬提升作业的一次重载提升，必然伴随一次空勾下放，构成一个作业周期。而一个充电的储能时区，由N次重载上升与空载下放的作业周期构成，由于一个作业周期的占时较长，一个充电的储能时区只能完成非常有限的提升作业量。另外从成本角度考虑，深度过大的竖井成本过于高昂，这导致固体重力储能元件的能量密度很受限制。因此在一个斜坡升降工程中，低作业量导致储能元件的能量密度低，使得其全生命周期的储能成本很难降低。因此，此类周期往复式的卷扬牵引技术作为储能应用，并不具有工程意义。
[0004]CN113653612A公开了一种固体重力流运载设备、重力储能元件及储能系统，这种固体重力流储能技术使固体重物形成类似抽水蓄能(液体重力流)水流的运动形态，可使固体重物在储能(或释能时区)保持单向的连续流，相比周期往复的牵引提升，单位时间的运输量得以极大地提高，相对应也极大地提高了的运载通道的功率密度，大幅度地摊薄了单位功率的系统成本。但是，该技术是以旋转电机为动力，通过链轮与链条的转换把旋转力转换为直线力(释能时反之)，由直线运动的链条与储能元件的钩齿啮合推送固体重力储能元件向高海拔运动。由于能源转型所需要的是大功率的储能系统，大功率系统对链条的强度要求很高，导致功率上限会受到链条强度的制约；由于大功率要求的高强度链条的链节设计因素，为了防止弦线效益引起的震动也限制了固体重力流的流速。由于受固体重力流的流速的制约，在电机与链轮之间需要经过减速，大功率，大扭矩的减速箱的成本增加了系统的成本。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种固体重力流运载设备及储能系统，所述固体重力流运载设备提供了一种低成本、高负荷量、高能量密度的固体重力储能装置，可使固体重物在储能过程中形
成连续的重力流，使固体重物流态化，从而拥有较高的系统运行效率。
[0006]一种固体重力流运载设备，包括：
[0007]多个重力储能模块，所述重力储能模块包括本体部、设置于所述本体部相对的两端连接件，所述连接件用于将所述多个所述重力储能模块彼此依次相连；
[0008]模块转移通道，所述模块转移通道具有第一海拔段和与所述第一海拔段相对的第二海拔段，以及位于所述第一海拔段和所述第二海拔段之间的中间段，所述模块转移通道用于对所述多个重力储能模块移动导向，所述第二海拔段的海拔高于所述第一海拔段的海拔；
[0009]动力模块，所述动力模块设置于所述中间段，所述动力模块用于将所述多个重力储能模块自所述第一海拔段运输至所述第二海拔段，并使所述多个重力储能模块形成固体重力流，以实现重力势能的存储；或将所述多个重力储能模块自所述第二海拔段至所述第一海拔段之间下降的重力势能转换成电能输出。
[0010]可选地，所述动力模块包括第一动力装置和第二动力装置，所述第一动力装置和第二动力装置分别设置于所述中间段的相对两侧，当所述多个重力储能模块自所述第一海拔段向所述第二海拔段输送且输送至所述中间段时，所述第一动力装置抓取一个重力储能模块并自中间段靠近第一海拔段一端往中间段靠近第二海拔段的一端输送，所述第二动力装置抓取与所述第一动力装置抓取的重力储能模块相邻的且更靠近第一海拔段的另一个重力储能模块，并自中间段靠近第一海拔段一端往中间段靠近第二海拔段的一端输送，所述第一动力装置和第二动力装置循环交替地抓取相邻的所述重力储能
[0011]可选地，所述第一动力装置和所述第二动力装置均包括动力单元、与动力单元相连的缆绳、与缆绳远离所述动力单元一端相连的挂钩，当所述多个重力储能模块在第一海拔段与第二海拔段之间进行输送时，所述第一动力装置的挂钩和所述第二动力装置的挂钩循坏交替勾住所述多个重力储能模块中相邻的两个，在各自所述动力单元的驱动下，所述第一动力装置的缆绳和所述第二动力装置的缆绳循环交替拉动多个重力储能模块中相邻的两个自所述第一海拔段向所述第二海拔段输送，以实现重力势能的存储；或者所述重力储能模块自所述第二海拔段输送向所述第一海拔段，拉动缆绳做功，以实现将重力势能转换成电能输出。
[0012]可选地，所述中间段的延伸方向平行于重力方向。
[0013]可选地，所述模块转移通道还包括限位轨，所述限位轨设置于所述中间段且沿所述中间段的延伸方向延伸，用于使所述重力储能模块沿所述限位轨的延伸方向移动。
[0014]可选地，所述重力储能模块包括本体部及滚轮组，滚轮组设置于所述本体部的侧面，且靠近所述本体部的底面设置，所述滚轮组用于与所述限位轨配合，以使所述重力储能模块沿所述限位轨的延伸方向移动。
[0015]可选地，所述中间段的方向与重力方向呈锐角设置。
[0016]可选地，所述模块转移通道还包括支撑轨，所述支撑轨铺设于所述中间段的表面，用于承载重力储能模块并使重力储能模块沿所述支撑轨的延伸方向移动。
[0017]可选地，所述重力储能模块还包括车轮组，所述车轮组设置于所述本体部的底面，所述车轮组用于与所述支撑轨配合，使所述重力储能模块在所述支撑轨上滑动。
[0018]本申请还提供一种储能系统，所述储能系统包括本申请所述的固体重力流运载设
备，所述储能系统还包括第一海拔堆场和第二海拔堆场，所述第一海拔段连通所述第一海拔堆场，所述第二海拔段连通所述第二海拔堆场，当所述储能系统进行储能时，所述第一海拔堆场向所述第一海拔段输送所述重力储能模块，所述重力储能模块经过所述中间段上升至所述第二海拔段，所述第二海拔堆场从所述第二海拔段接收并存储所述重力储能模块；当所述储能系统进行释能时，所述第二海拔堆场向所述第二海拔段输送所述重力储能模块，所述重力储能模块经过所述中间段下落至所述第一海拔段，所述第一海拔堆场从所述第一海拔段接收并存储所述重力储能模块。
[0019]可选地，所述储能系统还包括控制器和电网连接装置，所述控制器分别与所述电网连接装置及动力模块电连接，所述电网连接装置用于连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体重力流运载设备，其特征在于，包括：多个重力储能模块，所述重力储能模块包括本体部、设置于所述本体部相对的两端连接件，所述连接件用于将所述多个所述重力储能模块彼此依次相连；模块转移通道，所述模块转移通道具有第一海拔段和与所述第一海拔段相对的第二海拔段，以及位于所述第一海拔段和所述第二海拔段之间的中间段，所述模块转移通道用于对所述多个重力储能模块移动导向，所述第二海拔段的海拔高于所述第一海拔段的海拔；以及动力模块，所述动力模块设置于所述中间段，所述动力模块用于将所述多个重力储能模块自所述第一海拔段运输至所述第二海拔段，并使所述多个重力储能模块形成固体重力流，以实现重力势能的存储；或将所述多个重力储能模块自所述第二海拔段至所述第一海拔段之间下降的重力势能转换成电能输出。2.如权利要求1所述的固体重力流运载设备，其特征在于，所述动力模块包括第一动力装置和第二动力装置，所述第一动力装置和第二动力装置分别设置于所述中间段的相对两侧，当所述多个重力储能模块自所述第一海拔段向所述第二海拔段输送且输送至所述中间段时，所述第一动力装置抓取一个重力储能模块并自中间段靠近第一海拔段一端往中间段靠近第二海拔段的一端输送，所述第二动力装置抓取与所述第一动力装置抓取的重力储能模块相邻的且更靠近第一海拔段的另一个重力储能模块，并自中间段靠近第一海拔段一端往中间段靠近第二海拔段的一端输送，所述第一动力装置和第二动力装置循环交替地抓取相邻的所述重力储能。3.如权利要求2所述的固体重力流运载设备，其特征在于，所述第一动力装置和所述第二动力装置均包括动力单元、与动力单元相连的缆绳、与缆绳远离动力单元一端相连的挂钩，当所述多个重力储能模块在第一海拔段与第二海拔段之间进行输送时，所述第一动力装置的挂钩和所述第二动力装置的挂钩循坏交替勾住所述多个重力储能模块中相邻的两个，在各自所述动力单元的驱动下，所述第一动力装置的缆绳和所述第二动力装置的缆绳循环交替拉动多个重力储能模块中相邻的两个自所述第一海拔段向所述第二海拔段输送，以实现重力势能的存储；或者所述重力储能模块自所述第二海拔段输送向所述第一海拔段，拉动缆绳做功，以实现将重力势能转换成电能输出。4.如权利要求3所述的固体重力流运载设备，其特征在于，所述中间段的延伸方向平行于重力方向。5.如权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炎喜，
申请(专利权)人：吴炎喜，
类型：发明
国别省市：