一种可调节重力储能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可调节重力储能系统，属于储能领域。本发明专利技术包括螺纹转轴，所述螺纹转轴竖直布置，螺纹转轴的外部设有第一螺纹；螺纹重块，螺纹重块的外部设有第二螺纹，第二螺纹与第一螺纹啮合；电动发电机，电动发电机通过传动机构与所述螺纹转轴建立连接。本申请提高了储能和释能过程中螺纹重块升降速度可控性，减小了能量转换过程中能量波动。减小了能量转换过程中能量波动。减小了能量转换过程中能量波动。

【技术实现步骤摘要】
一种可调节重力储能系统


[0001]本专利技术涉及电力储能领域，尤其涉及一种可调节重力储能系统。

技术介绍

[0002]近年来，抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、重力储能、锂电池储能等储能技术都得到了蓬勃的发展。
[0003]抽数蓄能技术最为典型，其容量大，响应速度较快，因而应用广泛，但建设抽水蓄能电站需要特殊的地理条件，建设周期长，能量循环效率一般；重力储能是一种简单的物理储能方式，其原理是当电网中电力富余时，驱动电动机将重物移至高处；当电网中需要电力时，利用重物下降驱动发电机发电。其主要优势是储能效率较高、负荷响应速度较快。但现有技术中的重力储能系统中的重物通常采用吊索提起和下降，对吊索的要求比较高，存在较大的安全隐患；现有技术也存在需要依托斜坡和绳索的拖拉实现重物的上升和下降，但重物的上升和下降过程中由于摩擦存在能量的浪费，而且，现有技术中的重物提升和下降过程中重块的速度可控性较低，造成能量转换过程中能量波动较大。

技术实现思路

[0004]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种可调节重力储能系统，提高了储能和释能过程中螺纹重块升降速度可控性，减小了能量转换过程中能量波动。
[0005]本专利技术的一种可调节重力储能系统包括：
[0006]螺纹转轴，所述螺纹转轴竖直布置，螺纹转轴的外部设有第一螺纹；
[0007]螺纹重块，螺纹重块的外部设有第二螺纹，第二螺纹与第一螺纹啮合；
[0008]电动发电机，电动发电机通过传动机构与所述螺纹转轴建立连接。r/>[0009]进一步的，所述螺纹重块的顶端连接定向链条的一端，所述定向链条的另一端穿过定向螺母。
[0010]进一步的，所述定向链条包括若干链条单元，所述链条单元包括平行的杆体，两个杆体的两端通过横杆建立连接，相邻两链条单元的横杆之间通过若干平行的连接杆建立连接。
[0011]进一步的，所述定向螺母上开设有定位槽。
[0012]进一步的，所述螺旋转轴的上方和下方分别设有重块存放平台和转移传送带。
[0013]进一步的，所述可调节重力储能系统包括升降机，升降机通过吊索与电动发电机建立连接。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0015]1、本专利技术采用螺旋重块与螺纹转轴配合，通过螺纹转轴的第一螺纹和螺纹重块外的第二螺纹啮合实现螺纹重块的上升和下降，进而完成能量的转化，由于螺纹重块通过螺纹啮合移动，螺纹重块的上升和下降过程更为平稳，能量转化过程也更为平滑和稳定；
[0016]2、本专利技术可以根据电网的实际情况控制螺纹重块的数量，灵活调整能量转化功
率；
[0017]3、本专利技术的重力储能系统可依托煤矿矿井，将废弃矿井与重力储能相结合，实现了废弃矿井的再利用，降低了重力储能系统的建设成本，缩短了其建设周期。本专利技术与风电场等间歇性的能源耦合利用，可以根据电网需要有效平滑新能源整体出力，实现电网对新能源的调度要求，本专利技术与火电机组耦合利用，则可提高机组的调峰性能，增加机组的可利用小时数。
[0018]以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。
附图说明
[0019]图1是本专利技术一具体实施例的整体结构示意图；
[0020]图2是本专利技术一具体实施例的定向链条的结构示意图；
[0021]图3是本专利技术一具体实施例的定向螺母的俯视图；
[0022]图4是本专利技术一具体实施例的定向螺母的纵截面的剖视图。
具体实施方式
[0023]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0024]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0025]为了阐释的目的而描述了本专利技术的一些示例性实施例，需要理解的是，本专利技术可通过附图中没有具体示出的其他方式来实现。
[0026]如图1所示，在一具体实施例中，提供了一种可调节重力储能系统，包括螺纹转轴2、螺纹重块3和电动发电机6，所述螺纹转轴2位于竖井1中；在实际应用中，螺纹转轴2也可以位于矿坑或高塔等具有竖直高度差的场合。
[0027]如图所示，所述螺纹转轴2包括轴体和位于轴体外部的螺纹套，所述轴体和螺纹套可以是一体成型结构，也可以采用分体式结构，当轴体和螺纹套采用分体式结构时，可以根据不同的需要选择相应的螺纹重块3。所述螺纹转轴2竖直布置，螺纹套上设有第一螺纹，所述螺纹转轴2以轴体的中轴线转动；本实施例中包括两个螺纹转轴2，在应用时，螺纹转轴2的数量可以为多个，多个螺纹转轴2平行布置，螺纹转轴2之间的数值空间为螺纹重块3的运动通道。
[0028]所述螺纹重块3呈圆柱体结构，螺纹重块3的外部设有第二螺纹，第二螺纹与第一螺纹啮合，当螺纹转轴2转动时，第一螺纹与第二螺纹啮合带动螺纹重块3上升，将电能转化为机械能，反之，螺纹重块3在重力作用下下降，第一螺纹和第二螺纹啮合使螺纹转轴2反向
转动。
[0029]所述电动发电机6通过传动机构与所述螺纹转轴2建立连接，当需要存储多余电能时，电动发电机6工作在电动模式下，电动发电机6通过传动机构带动螺纹转轴2转动，将螺纹重块3提升至所需高度，将电能转化成重力势能存储；当需要释放能量时，电动发电机6工作在发电模式下，螺纹重块3下降带动螺纹转轴2转动，螺纹转轴2通过传动机构带动电动发电机6发电，将重力势能转化为电能。
[0030]如图1所示，所述传动机构安装在螺纹转轴2的上部，包括传动轮4和传动带5，传动轮4安装在螺纹转轴2的上端，传动轮4通过传动带5与电动发电机6建立传动连接。
[0031]在一具体实施例中，所述螺纹重块3的上方设有定向链条7，用以对螺纹重块3的移动轨迹加以限定，防止重块上升或下降过快造成第一螺纹和第二螺纹啮合损坏，所述螺纹重块3通过卡和结构与定向链条7的下端固定连接，所述定向链条7的上端穿过定向螺母9与滑轮结构建立连接，所述定向螺母9可以确保定向链条7可光滑通过和限定移动通道，进而限定定向链条7的运动轨迹和方向。所述卡和结构可以采用现有技术中的锁扣结构或卡槽结构等，例如，螺纹重块3的顶端开设凹槽，与起重式挂钩配合使用，起重挂钩装设锁定装置充当开关便于更换重物。所述滑轮悬挂固定在定向螺母上端，装配转动电机，在重物达到底端后将链条收回至顶端，滑轮结构附近装设带起重式挂钩滑动轨道，用于移动重物至通道位置。
[0032]如图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调节重力储能系统，其特征在于，包括：螺纹转轴，所述螺纹转轴竖直布置，螺纹转轴的外部设有第一螺纹；螺纹重块，螺纹重块的外部设有第二螺纹，第二螺纹与第一螺纹啮合；电动发电机，电动发电机通过传动机构与所述螺纹转轴建立连接。2.根据权利要求1所述一种可调节重力储能系统，其特征在于，所述螺纹重块的顶端连接定向链条的一端，所述定向链条的另一端穿过定向螺母。3.根据权利要求2所述一种可调节重力储能系统，其特征在于，所述定向链条包括若干链条单元，所述链...

【专利技术属性】
技术研发人员：张睿，徐明宇，宋杭选，董尔佳，赵威，胡开元，马庆柱，王莹莹，国怀玉，谷博文，雷雪婷，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司国家电网有限公司中广核新能源投资深圳有限公司黑龙江分公司，
类型：发明
国别省市：