一种面向多山地区地热能的重力储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向多山地区地热能的重力储能系统，包括多段式双轨轨道、热力发动机、电动机、储能块、发电机、变频器和控制器；多段式双轨轨道用于改变储能块的位置，从而实现储能块的重力势能的变化；热力发动机或电动机用于驱动设置多段式双轨轨道及其储能块，使得储能块能沿多段式双轨轨道由低位运动到高位；使得将外部多余能量转化为储能块的机械能；变频器用于将发电机产生的电能输送到电网端；本发明专利技术提供的系统在产能过剩时将部分地热能通过热力发动机直接将热能转化为机械能，省去了转电、变频等过程的能量损耗，大大提高了能量的利用率，本系统结构简单，可实现模块化设计，选址灵活，使用寿命长，转化效率高，可靠信好。可靠信好。可靠信好。

【技术实现步骤摘要】
一种面向多山地区地热能的重力储能系统


[0001]本专利技术涉及能源循环利用装置
，特别是一种面向多山地区地热能的重力储能系统。

技术介绍

[0002][0003]储能可以实现电力的削峰填谷、跨时段耦合以及调频增压的作用。其可大致分为化学储能、物理储能和电磁储能等。常见储能有诸多弊端，如化学储能的锂电池，其成本较高，又如物理储能的抽水储能，其对地形有一定要求。而重力储能成本低、对地形要求为只需有一定落差的山体，条件要求少。
[0004]而作为新能源之一的地热能，在我国具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，是一种现实可行且具有竞争力的清洁能源。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种面向多山地区地热能的重力储能系统，该系统利用多段式双轨轨道将储能块运输到不同高度位置进行储能，实现将地热能端多余的热能和发电机端多余的电能转化成储能块的重力势能进行储能，实现模块化组建，转化效率高，可靠性好。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供的面向多山地区地热能的重力储能系统，包括多段式双轨轨道、热力发动机、上升传送机构、储能块、控制器；
[0008]所述多段式双轨轨道为高度位置不同的多段双轨轨道；
[0009]所述储能块和上升传送机构设置于多段式双轨轨道上；
[0010]所述热力发动机的一端与地热能端连接；所述热力发动机的另一端与多段式双轨道连接上的上升传送机构连接；
[0011]所述控制器与热力发动机连接用于控制热力发动机的工作状态；
[0012]所述热力发动机通过上升传送机构驱动多段式双轨轨道上的储能块运动，所述储能块由低位运动到高位；从而将外部多余能量转化为储能块的机械能。
[0013]进一步，还包括下降传送结构和发电机；
[0014]所述下降传送结构设置于多段式双轨轨道上，所述储能块带动下降传送结构运动，所述下降传送机构的运动驱动发电机转动；
[0015]所述控制器与发电机连接用于控制发电机的工作状态；
[0016]所述发电机一端与多段式双轨轨道上的下降传送结构连接，所述发电机的另一端与变频器连接；所述变频器用于将发电机产生的电能输送到电网端。
[0017]进一步，还包括电动机；
[0018]所述控制器与电动机连接用于控制电动机的工作状态；
[0019]所述电动机的一端通过变频器与外部发电单元输出端连接；用于通过外部发电单元输出的过剩电能来驱动电动机的转动；所述电动机的另一端与上升传送机构连接，所述电动机通过上升传送机构的运动将储能块由低位运动到高位。
[0020]进一步，所述多段式双轨轨道包括低位平台盘旋式轨道、倾斜轨道、高位平台盘旋式轨道，所述低位平台盘旋式轨道、倾斜轨道、高位平台盘旋式轨道依次构成闭合轨道；所述低位平台盘旋式轨道与低位平台端连接；
[0021]所述高位平台盘旋式轨道与高位平台端连接；
[0022]所述倾斜轨道设置于低位平台盘旋式轨道和高位平台盘旋式轨道之间用于分别连接低位平台盘旋式轨道和高位平台盘旋式轨道以便构成闭合轨道；
[0023]所述电动机或者热力发动机用于驱动储能块，使得储能块能沿多段式双轨轨道由低位平台盘旋式轨道运动到高位平台盘旋式轨道；使得将外部过剩能量转化为储能块的重力势能。
[0024]进一步，还包括阻拦机构，所述控制器与阻拦机构连接用于控制阻拦机构的工作状态，所述阻拦机构设置于倾斜轨道与高位平台盘旋轨道的连接端，用于对储能块进行阻拦；或所述阻拦机构设置于倾斜轨道与低位平台盘旋轨道的连接端，用于对储能块进行阻拦。
[0025]进一步，所述上升传送机构包括缆绳、绞盘和滑轮，所述闭合的缆绳套设在绞盘滑轮上，并与绞盘和滑轮紧密接触；所述缆绳相对于二者滑动连接，所述电动机或热力发动机的转轴与绞盘的驱动轴固定连接，所述储能块挂接在缆绳上，跟随缆绳运动；
[0026]所述下降传送机构包括缆绳、绞盘和滑轮，所述闭合的缆绳套设在绞盘滑轮上，并与绞盘和滑轮紧密接触，相对于二者滑动连接，所述发电机的转轴与绞盘的驱动轴固定连接，所储能块挂接在缆绳上，跟随缆绳运动。
[0027]进一步，所述变频器包括第一号变频器和第二号变频器；
[0028]所述第一号变频器的一端分别与电动机连接，另一端与外部可再生能源发电单元输出的过剩电能连接；
[0029]所述第二号变频器的一端与发电机连接，另一端与外部电网连接；
[0030]所述外部可再生能源发电单元输出的过剩电能通过第一号变频器变频后给电动机供电，所述电动机驱动上升传送机构运动将储能块由低位平台上的盘旋式轨道通过倾斜轨道送至高位平台的盘旋式轨道，由低位平台运输到高位平台。
[0031]进一步，所述多段式双轨轨道为三段式双轨轨道，所述三段式双轨轨道中各段中均设置有用于支撑轨道的承重柱，所述承重柱与轨道采用滑动连接连接方式设置。
[0032]进一步，所述高位平台盘旋式轨道沿水平方向盘旋，且高位平台盘旋式轨道的入口段对应倾斜轨道的上端；所述低位平台盘旋式轨道沿水平方向盘旋，且低位平台盘旋式轨道的入口端对应倾斜轨道的下端。
[0033]进一步，所述高位平台盘旋式轨道位于倾斜轨道上方，设置在高位平台上；所述低位平台盘旋式轨道位于倾斜轨道的下方，设置在低位平台上。
[0034]本专利技术的有益效果在于：
[0035]本专利技术提供的面向多山地区地热能的重力储能系统，该系统通过设置有进出口端的盘旋式轨道，使得储能块在运送过程中能自行排队，按照先进后出的方式驱动储能块，同
时可设置多层盘旋，通过在调控出入口端的轨道达到调层的功能，提高储能上限。本系统结构简单，可实现模块化设计，便于组装，拆卸。输送轨道可根据需求调整坡度，长度，样式。选址灵活，无论是有坡度的山体地形还是有断崖的山体地形都可以运用建设，应用时可根据需求调整储能块的数量和中继点的位置，适用于多数有高低差地形的地方，且针对多山地形，多悬崖峭壁地形。使用寿命长，转化效率高，可靠信好。
[0036]该系统不仅针对能源过剩地区，还可以利用过剩电能，在必要时直接对能源进行存储，避免转电变频等过程中不必要的浪费，大大提高了能量的利用率。使多山地区的地热能可以更好的并入电网，去掉了将新能源转换为电能再存储的中间环节，实现山地间地热能的削峰填谷、跨时段耦合以及调频增压的作用。
[0037]本系统与山体地带的地热发电系统配套，可充分利用可再生能源，同时还可辅助能源结构升级、帮助电网调峰、调频。
[0038]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0039]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向多山地区地热能的重力储能系统，其特征在于：包括多段式双轨轨道(1)、热力发动机(3)、上升传送机构、储能块(5)、控制器；所述多段式双轨轨道(1)为高度位置不同的多段双轨轨道；所述储能块(5)和上升传送机构设置于多段式双轨轨道(1)上；所述热力发动机(3)的一端与地热能端(2)连接；所述热力发动机(3)的另一端与多段式双轨道连接(1)上的上升传送机构连接；所述控制器与热力发动机(3)连接用于控制热力发动机的工作状态；所述热力发动机(3)通过上升传送机构驱动多段式双轨轨道(1)上的储能块(5)运动，使得储能块(5)由低位运动到高位；从而将外部多余能量转化为储能块(5)的机械能。2.如权利要求1所述的面向多山地区地热能的重力储能系统，其特征在于：还包括下降传送结构和发电机(6)；所述下降传送结构设置于多段式双轨轨道(1)上，所述储能块(5)带动多段式双轨轨道(1)上的下降传送结构运动，所述下降传送机构的运动驱动发电机转动；所述控制器与发电机(6)连接用于控制发电机的工作状态；所述发电机(6)一端与多段式双轨轨道(1)上的下降传送结构连接，所述发电机的另一端与变频器连接；所述变频器用于将发电机(6)产生的电能输送到电网端。3.如权利要求1或2所述的面向多山地区地热能的重力储能系统，其特征在于：还包括电动机(4)；所述控制器与电动机连接用于控制电动机的工作状态；所述电动机(4)的一端通过变频器与外部发电单元输出端连接；用于通过外部发电单元输出的过剩电能来驱动电动机(4)的转动；所述电动机(4)的另一端与上升传送机构连接，所述电动机(4)通过上升传送机构的运动将储能块(5)由低位运动到高位。4.如权利要求1所述的面向多山地区地热能的重力储能系统，其特征在于：所述多段式双轨轨道(1)包括低位平台盘旋式轨道(1
‑
1)、倾斜轨道(1
‑
2)、高位平台盘旋式轨道(1
‑
3)，所述低位平台盘旋式轨道(1
‑
1)、倾斜轨道(1
‑
2)、高位平台盘旋式轨道(1
‑
3)依次构成闭合轨道；所述低位平台盘旋式轨道(1
‑
1)与低位平台端连接；所述高位平台盘旋式轨道(1
‑
3)与高位平台端连接；所述倾斜轨道(1
‑
2)设置于低位平台盘旋式轨道(1
‑
1)和高位平台盘旋式轨道(1
‑
3)之间用于分别连接低位平台盘旋式轨道(1
‑
1)和高位平台盘旋式轨道(1
‑
3)以便构成闭合轨道；所述电动机(4)或者热力发动机(3)用于驱动储能块(5)，使得储能块(5)能沿多段式双轨轨道(1)由低位平台盘旋式轨道(1
‑
1)运动到高位平台盘旋式轨道(1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡牧曦，武世浩，雷晨曦，邢童舒，孙玥，
申请(专利权)人：成都群智微纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：