一种塔楼式水力循环发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种塔楼式水力循环发电系统，包括楼主体

【技术实现步骤摘要】
一种塔楼式水力循环发电系统


[0001]本专利技术涉及水力发电
，具体涉及一种塔楼式水力循环发电系统
。

技术介绍

[0002]碳中和
(carbon neutrality)
，节能减排术语，是指企业
、
团体或个人测算在一定时间内，直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林
、
节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放，实现二氧化碳的“零排放”。
而碳达峰则指的是碳排放进入平台期后，进入平稳下降阶段
。
简单地说，也就是让二氧化碳排放量“收支相抵”。
[0003]全球变暖是人类的行为造成地球气候变化的后果
。“碳”就是石油
、
煤炭
、
木材等由碳元素构成的自然资源
。“碳”耗用得多，导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得多
。
随着人类的活动，全球变暖也在改变和影响着人们的生活方式，带来越来越多的问题
。
减少二氧化碳排放量的手段，一是碳封存，主要由土壤
、
森林和海洋等天然碳会吸收储存空气中的二氧化碳，人类所能做的是植树造林；二是碳抵消，通过投资开发可再生能源和低碳清洁技术，减少一个行业的二氧化碳排放量来抵消另一个行业的排放量，抵消量的计算单位是二氧化碳当量吨数
。
一旦彻底消除二氧化碳排放，我们就能进入净零碳社会
。
[0004]随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，清洁能源的开发和利用成为了当今社会的重要课题
。
水能作为一种可再生
、
无污染的能源形式，具有丰富的资源分布和广泛的应用前景
。
传统的水力发电是一种常见的清洁能源发电方式，运行费用低，但传统的水力发电存在一些缺陷和不足，如枯水期发电量会大幅度减少，对水资源
(
河流
、
湖泊
)
的占用，山区等地形的限制，以及需要建设相应的引水渠道和大坝等设施，使得传统的水坝和水电站具有建设难度大
、
成本高昂
、
占地面积大
、
使用范围受限
、
生态环境破坏等问题
。
为此人们提出了一些新型的水力发电方式，如潮汐能发电
、
波浪能发电
、
水流能发电等
。
然而，这些方式依然存在一些技术难题，如设备成本高
、
运行不稳定
、
依赖地理环境等，这些都限制了水力发电技术的广泛应用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种充分利用水资源发电
、
建设难度小
、
成本较低
、
占地面积小
、
不受自然环境限制
、
减少辅助设施
、
因地制宜
、
能够全天候稳定运行的塔楼式水力循环发电系统，该水力循环发电系统既能够解决传统水力发电的问题，又能够克服其他水力发电方式的技术难题，是一种可持续
、
高效
、
稳定和灵活的水力发电系统，能够减少对传统能源的依赖，减少温室气体的排放，保护环境，有利于碳中和
。
[0006]专利技术所采用的技术方案是：本专利技术包括塔楼主体
、
用于存储供发电的循环水的低位下储水池
、
用于蓄积具有重力势能的循环水的高位势能上储水池
、
用于将所述低位下储水池内的循环水泵送到所述高位势能上储水池内以形成水位差的抽水泵站
、
若干台水位差水轮发电机组
、
为所述抽水泵站提供维持工作所需电能的太阳能光伏发电装置和
/
或风力
发电装置
、
以及电能存储装置，所述塔楼主体包括若干级不同高度的发电平台，所述水位差水轮发电机组布设于各所述发电平台上，一势能下水管路从所述高位势能上储水池引出，自上而下呈螺旋状分布逐级降低，最终通入到所述低位下储水池内，所述水位差水轮发电机组分别接入到所述势能下水管路中，以使循环水从所述高位势能上储水池自上而下流经各所述水位差水轮发电机组后回流到所述低位下储水池的过程中，在不同高度分别利用循环水的动能进行多级发电
。
[0007]所述塔楼式水力循环发电系统还包括增压补水管路，所述增压补水管路从所述高位势能上储水池内引出并向下垂直分布，分别在各所述发电平台接入到各所述水位差水轮发电机组的进水口，以增强和补充循环水流动过程中的动能，所述增压补水管路上设有变频恒压水泵
、
电子压力调节阀，用于调节所述增压补水管路内的水流量和水压，实现对所述水位差水轮发电机组的转速
、
水流量及水流速的控制，所述电能存储装置为所述抽水泵站
、
所述变频恒压水泵及所述电子压力调节阀供电
。
[0008]所述增压补水管路为一路或多路，就近接入到各所述水位差水轮发电机组的进水口
。
[0009]所述水位差水轮发电机组包括依次连接的涡轮水轮机
、
用于保持转速稳定的惯性飞轮
、
增速变速器
、
励磁发电机
。
[0010]所述涡轮水轮机采用管道式水力发电机或灯泡式全贯流发电机或混流式水力发电机
。
[0011]所述塔楼主体为混凝土结构或钢结构或钢混结构的多层建筑
。。
[0012]所述抽水泵站通过上水管路接入到所述高位势能上储水池内，所述上水管路上设有逆止阀
。
[0013]所述抽水泵站采用自平衡多级离心泵组
。
[0014]所述太阳能光伏发电装置采用
BIPV
建筑光伏一体化装置，包括分布于所述高位势能上储水池顶部以及所述塔楼主体侧面墙壁上的光伏幕墙玻璃阵列
。
[0015]所述风力发电装置设置于所述塔楼主体的顶部或附近
。
[0016]所述塔楼式水力循环发电系统还包括能源管理系统，用于对所述太阳能光伏发电装置和
/
或所述风力发电装置
、
所述电能存储装置
、
所述水位差水轮发电机组的发电全流程进行监测和控制，根据电网的负荷需求控制所述水位差水轮发电机组的启停和并网，从而实现对水力循环发电系统的控制和管理，保证运行的稳定性和可靠性，并使风力发电
、
太阳能发电与水力循环发电耦合互补，为所述塔楼式水力循环发电系统内部设备供应电力，并实现水力循环发电系统的调峰调频
。
[0017]本专利技术的有益效果是：由于本专利技术包括塔楼主体
、
用于存储供发电的循环水的低位下储水池
、
用于蓄积具有重力势能的循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种塔楼式水力循环发电系统，其特征在于：包括塔楼主体
(100)、
用于存储供发电的循环水的低位下储水池
(1)、
用于蓄积具有重力势能的循环水的高位势能上储水池
(2)、
用于将所述低位下储水池
(1)
内的循环水泵送到所述高位势能上储水池
(2)
内以形成水位差的抽水泵站
(3)、
若干台水位差水轮发电机组
(4)、
为所述抽水泵站
(3)
提供维持工作所需电能的太阳能光伏发电装置
(7)
和
/
或风力发电装置
(9)、
以及电能存储装置
(90)
，所述塔楼主体
(100)
包括若干级不同高度的发电平台
(8)
，所述水位差水轮发电机组
(4)
布设于各所述发电平台
(8)
上，一势能下水管路
(10)
从所述高位势能上储水池
(2)
引出，自上而下呈螺旋状分布逐级降低，最终通入到所述低位下储水池
(1)
内，所述水位差水轮发电机组
(4)
分别接入到所述势能下水管路
(10)
中，以使循环水从所述高位势能上储水池
(2)
自上而下流经各所述水位差水轮发电机组
(4)
后回流到所述低位下储水池
(1)
的过程中，在不同高度分别利用循环水的动能进行多级发电
。2.
根据权利要求1所述的塔楼式水力循环发电系统，其特征在于：所述塔楼式水力循环发电系统还包括增压补水管路
(20)
，所述增压补水管路
(20)
从所述高位势能上储水池
(2)
内引出并向下垂直分布，分别在各所述发电平台
(8)
接入到各所述水位差水轮发电机组
(4)
的进水口，以增强和补充循环水流动过程中的动能，所述增压补水管路
(20)
上设有变频恒压水泵
(5)、
电子压力调节阀
(6)
，用于调节所述增压补水管路
(20)
内的水流量和水压，实现对所述水位差水轮发电机组
(4)
的转速
、
水流量及水流速的控制，所述电能存储装置
(90)
为所述抽水泵站
(3)、
所述变频恒压水泵
(5)
及所述电子压力调节阀
(6)
供电
。3.
根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂圣明，凌锋，刘爱华，胡永奇，刘延安，叶燕，
申请(专利权)人：中碳伟业投资有限责任公司，
类型：发明
国别省市：