一种基于电磁技术的重力储能系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于电磁技术的重力储能系统，包括若干重块、用于供重块进行竖向运动的深井筒、以及位于深井筒井口外的电机，电机的输出轴上缠绕有钢绳，若干重块能够重叠穿设在钢绳上；重块由上而下运动时，能够带动电机的输出轴旋转发电；重块上布置有重块线圈，重块线圈连接有储电单元；深井筒内布置有若干井筒线圈，重块线圈能够相对井筒线圈竖向运动以切割井筒线圈而产生感应电流并存储于储电单元。用电高峰时，受重力势能影响，重块从深井筒井口向井底运动，带动电机发电，同时，重块线圈切割井筒线圈产生的磁感线从而生成感应电流储电。本发明专利技术利用电磁技术进行重力储能，能够有效提高能源转换的经济性和普适性，降低能量损失。量损失。量损失。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电磁技术的重力储能系统


[0001]本专利技术属于重力储能
，具体涉及一种基于电磁技术的重力储能系统。

技术介绍

[0002]重力储能技术促进了清洁低碳、安全高效的新能源体系建设，其具有布置灵活、普适性强、储能效率高(80％
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90％)，运行时间长(30
‑
50年)的优点。
[0003]CN202010199858.0披露了一种后采矿废弃井筒矸石梯度重力储能系统，其利用两个废弃矿井井筒充当储
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放能通道，利用矸石作为质量块，实现废弃矿井井筒和矸石的二次利用。其利用高差，将地面装满矸石的矿车或地下高位装满矸石的矿车，根据所需发电量的大小，通过井筒提升装置下落至合适高度的地下车场，其发电时，只是简单的将装满矸石的矿车的重力势能转化为电能，能源转换的经济性低。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于电磁技术的重力储能系统。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于电磁技术的重力储能系统，包括若干可竖向堆叠的重块、用于供若干重块进行竖向运动的深井筒、以及位于深井筒井口外的电机，电机的输出轴上缠绕有钢绳，若干重块能够重叠穿设在钢绳上；重块由上而下运动时，能够带动电机的输出轴旋转发电；重块外部或其内部还布置有重块线圈，重块线圈直接或者间接连接有储电单元；深井筒内布置有竖向设置的若干井筒线圈，重块线圈能够相对井筒线圈竖向运动以切割井筒线圈而产生感应电流并存储于储电单元。
[0006]上述技术方案中，用电高峰时，重块线圈与储电单元保持连接，受重力势能影响，重块从深井筒井口向井底运动，带动电机发电，同时，井筒线圈与电源连接，重块线圈切割井筒线圈产生的磁感线从而生成感应电流储电。用电低谷时，电机驱动钢绳带动重块从深井筒井底向井口抬升，以储备重力势能。本专利技术利用电磁技术进行重力储能，不仅通过重块下落带动电机发电，还通过重块下落使重块线圈切割井筒线圈产生切割磁感线以发电，能够有效提高能源转换的经济性和普适性，降低能量损失。
[0007]在本专利技术的一种优选实施方式中，每个重块线圈均具有两个金属触点，最上方重块的重块线圈通过其两个金属触点与储电单元电性连接，下方重块的重块线圈通过其两个金属触点能够与其上方重块的重块线圈交叉相连；和/或每个井筒线圈均具有两个金属触点，最上方井筒线圈通过其两个金属触点与电源电性连接，下方井筒线圈通过其两个金属触点能够与其上方井筒线圈交叉相连。
[0008]上述技术方案中，保证各个重块线圈产生的感应电流流向统一。
[0009]在本专利技术的一种优选实施方式中，在每个重块的两侧壁对称的设置位于同一回路中的两个重块线圈，所有重块的重块线圈能够竖向排成两排且位于同一回路中，在深井筒的两侧也对称的设置两排井筒线圈；和/或井筒线圈为竖向设置的开放式“8”字线圈，重块
线圈与开放式“8”字线圈平行设置。
[0010]上述技术方案中，在重块的两侧壁设置重块线圈，在重块线圈向下运动切割井筒线圈时，保持重块不发生水平面的偏移。井筒线圈为开放式“8”字线圈，结构简单，便于加工制造。
[0011]在本专利技术的一种优选实施方式中，开放式“8”字线圈为矩形线圈以竖直边中垂线为界分为上下两部分，将上部分翻转180
°
形成两个面积相等的每半个开放式“8”字线圈；重块一侧的重块线圈为竖向设置的矩形线圈，每半个开放式“8”字线圈的长宽与重块线圈的长宽相等。
[0012]在本专利技术的一种优选实施方式中，相邻的开放式“8”字线圈之间的间距与每半个开放式“8”字线圈之间的间距一致。
[0013]上述技术方案中，以此保证相邻磁场间距一致。
[0014]在本专利技术的另一种优选实施方式中，深井筒内还设有与井筒线圈对应的横向设置的若干组闭合线圈，一组闭合线圈能够环设在井筒线圈和重块线圈外。
[0015]上述技术方案中，通过设置闭合线圈来控制重块向下运动过程中发生偏移。
[0016]在本专利技术的另一种优选实施方式中，一组闭合线圈包括横向设置的两个闭合式“8”字线圈，两个闭合式“8”字形线圈以深井筒的中心点沿其所处平面旋转180
°
，同一水平面的两个闭合式“8”字线圈的通过两根导线连接。
[0017]上述技术方案中，重块运动发生沿水平面左右偏移时，左右两边闭合式“8”字形线圈会产生不对等电流，因此，左右两边闭合式“8”字形线圈会产生不对等磁场，靠近闭合式“8”字形线圈一侧的重块线圈产生较大排斥力，使重块向水平中点靠近。
[0018]在本专利技术的另一种优选实施方式中，重块的顶部具有向外凸出的非圆形的凸钉，重块的底部具有能够与凸钉相契合的向内凸出的凹孔；钢绳的下端固接有限位卡块，限位卡块的顶部能够与最下方重块的凹孔相契合。
[0019]上述技术方案中，相邻两个重块通过凸钉和凹孔相契合，使所述重块可以多个稳定的累积；限位卡块与最下方重块下表面的凹孔相契合，用以带动重块向上运动。
[0020]在本专利技术的另一种优选实施方式中，电机为磁悬浮电机，电机可用作磁悬浮电动机耗电驱动，也可作为磁悬浮发电机由重块下降驱动发电；和/或电机的数量为两个，两个电机沿深井筒井口径向对称分布于深井筒两侧，两个电机的输出轴同轴固接。
[0021]上述技术方案中，磁悬浮电机可发电和耗电驱动，无需单独设置发电装置，简化系统结构；设置两个电机可提高重块上升时的稳定性以及延长电机输出轴的寿命。
[0022]在本专利技术的另一种优选实施方式中，磁悬浮电机包括外壳、轴向穿过外壳中心并延伸至外壳外具有输出轴的可转动的转子、以及环设在转子外周的与外壳固接的定子组件，转子固接有径向向外延伸的圆盘，圆盘上固接有与定子组件配合的环形永磁铁，定子组件产生的电流能够驱动环形永磁铁绕转子的轴线转动以使转子转动；磁悬浮电机至少还包括如下结构之一：结构一：圆盘外环设有与之固接的径向向外凸出的凸面状永磁铁，外壳中固接有径向向内凹陷的与凸面状永磁铁相配合的凹面状永磁铁，凹面状永磁铁环设在凸面状永磁铁外且与之同轴，凹面状永磁铁和凸面状永磁铁之间具有间隙且两者的磁性相反；结构二：转子外环设有与之固接的第一圆筒状永磁铁，外壳中固接有环设在第一圆筒状永磁铁外的且与之同轴的第二圆筒状永磁铁，第一圆筒状永磁铁和第二圆筒状永磁铁之间具
有间隙且两者的磁性相反。
[0023]上述技术方案中，结构一中，通过设置凹面状永磁铁和凸面状永磁铁，以使转子在其轴向和径向上处于悬浮状态，能够减少转子因摩擦带来的能量损失和噪音污染；结构二中，通过设置第一圆筒状永磁铁和第二圆筒状永磁铁，以使转子在其径向上处于悬浮状态，以增大转子在其径向上的磁力，使其在径向更加稳定。
[0024]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0025]本专利技术的上述和/或附加的方面和优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁技术的重力储能系统，其特征在于，包括若干可竖向堆叠的重块、用于供若干重块进行竖向运动的深井筒、以及位于深井筒井口外的电机，所述电机的输出轴上缠绕有钢绳，若干重块能够重叠穿设在所述钢绳上；所述重块由上而下运动时，能够带动电机的输出轴旋转发电；所述重块外部或其内部还布置有重块线圈，重块线圈直接或者间接连接有储电单元；所述深井筒内布置有竖向设置的若干井筒线圈，所述重块线圈能够相对井筒线圈竖向运动以切割所述井筒线圈而产生感应电流并存储于储电单元。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁技术的重力储能系统，其特征在于，每个所述重块线圈均具有两个金属触点，最上方重块的重块线圈通过其两个金属触点与所述储电单元电性连接，下方重块的重块线圈通过其两个金属触点能够与其上方重块的重块线圈交叉相连；和/或每个所述井筒线圈均具有两个金属触点，最上方井筒线圈通过其两个金属触点与所述电源电性连接，下方井筒线圈通过其两个金属触点能够与其上方井筒线圈交叉相连。3.根据权利要求1所述的一种基于电磁技术的重力储能系统，其特征在于，在每个所述重块的两侧壁对称的设置位于同一回路中的两个所述重块线圈，所有重块的重块线圈能够竖向排成两排且位于同一回路中，在所述深井筒的两侧也对称的设置两排所述井筒线圈；和/或所述井筒线圈为竖向设置的开放式“8”字线圈，所述重块线圈与开放式“8”字线圈平行设置。4.根据权利要求3所述的一种基于电磁技术的重力储能系统，其特征在于，所述开放式“8”字线圈为矩形线圈以竖直边中垂线为界分为上下两部分，将上部分翻转180
°
形成两个面积相等的每半个开放式“8”字线圈；所述重块一侧的重块线圈为竖向设置的矩形线圈，每半个开放式“8”字线圈的长宽与所述重块线圈的长宽相等。5.根据权利要求4所述的一种基于电磁技术的重力储能系统，其特征在于，相邻的所述开放式“8”字线圈之间的间距与每半个开放式“8”字线圈之间的间距一致。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的一种基于电磁技术的重力储能系统，其特征在于，所述深井筒内还设有与井筒线圈对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂百胜，何珩溢，柳先锋，刘鹏，邓博知，尹刚，常里，张豪，包松，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：