本发明专利技术提供一种能量存储系统(1)，用于在诸如海、大洋、水路等水体(2)中存储能量。能量存储系统包括用于工作液体(7)的贮存器结构(8A、8B、8C、9A、9B、9C)和能量存储和回收子系统(10A、10B)。贮存器结构中的工作液体(7)与水体的水(6)完全分离。贮存器结构包括可变形加压子贮存器(8A)，加压子贮存器(8A)在水体中延伸，并且具有液体不可渗透的可变形壁结构(18)。贮存器结构还包括埋入式减压子贮存器(9A)，减压子贮存器(9A)是埋设在水体地下(5)的竖直柱下的人造结构。能量存储系统尤其提供改进的能量存储容量和改进的可靠性、以及降低的操作成本和降低的环境干扰。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在水体中存储能量的能量存储系统，所述水体具有水表面和底表面，所述底表面在所述水体下方地下界定水体，所述能量存储系统包括：贮存器结构，包括加压贮存器和减压贮存器，加压贮存器和减压贮存器中的每一个均配置成用于将工作液体保持在所述水体的水表面下方且与所述水体的水分离，其中：加压贮存器的至少一个可变形加压子贮存器至少部分地在水体中延伸，该至少一个可变形加压子贮存器具有可变形壁结构，并且配置成在水体的水的流体静压作用于可变形壁结构的影响下，通过可变形壁结构的变形来加压容纳于加压贮存器内的工作液体；以及减压贮存器布置且配置成在水体水压的影响下，将减压贮存器内的工作液体隔绝加压；能量存储和回收子系统，配置成：引导工作液体从加压贮存器流入减压贮存器，以及从减压贮存器流入加压贮存器；通过将工作液体的部分从减压贮存器转移至加压贮存器中来增加贮存器结构内的工作液体的势能来储存能量；以及通过释放部分工作液体以从加压贮存器流入减压贮存器来降低贮存器结构内的工作液体的势能来回收储存的能量。
技术介绍
1、从wo 2019/117711 a1已知上述类型的能量存储系统。
2、在本文中，应注意的是，贯穿本文件使用的术语“水体”是指海、大洋、水路或其它类似的大流域。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供至少一种替代的能量存储系统，该能量存储系统与已知的能量存储系统相比提供了改进。
2、为此目的，本专利技术提供了一种如上所述类型的能量存储系统，其特征还在于：
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p>3、所述减压贮存器的至少一个埋入式减压子贮存器埋设在所述水体地下的竖直柱下，其中所述竖直柱具有至少5米的高度；4、所述至少一个埋入式减压子贮存器布置成比在水体中延伸的所述至少一个可变形加压子贮存器低至少5米，这意味着，在能量存储系统的操作中，所述至少一个埋入式减压子贮存器内的工作液体比所述至少一个可变形加压子贮存器内的工作液体低至少5米。
5、更明确地说，本专利技术提供一种根据所附独立权利要求1所述的能量存储系统。本专利技术的优选实施方式由附加的从属权利要求2-9提供。
6、与从上述文献wo 2019/117711 a1的图1或图2中已知的能量存储系统相比，根据本专利技术的本能量存储系统具有不同的贮存器结构。
7、主要的区别将在下面阐明。wo 2019/117711 a1的图1的左手侧示出了具有可变形壁结构17a的加压贮存器7a、以及具有刚性壁结构18a的减压贮存器8a。贮存器7a和8a二者都容纳工作液体9。可看出的是，减压贮存器8a既不埋设在水体地下的竖直柱下，也不布置成比加压贮存器7a低至少5米。
8、与从wo 2019/117711 a1中已知的能量存储系统相比，根据本专利技术的能量存储系统的不同的贮存器结构提供了各种优点。这些优点解释如下。
9、本专利技术的两个区别特征在于，所述至少一个埋入式减压子贮存器：(i)布置成显著低于在水体中延伸的所述至少一个可变形加压子贮存器，以及(ii)如上所述，埋入式减压子贮存器提供增加的压头，该压头提供了更高的贮存器结构每单位体积的能量存储容量。这种增加的压头的原因在于，当如从水体的水表面向下到工作液体交换位置测量的、水体中的水和加压贮存器中的工作液体的总竖直高度增加时，流体静压增大，所述流体静压在所述工作液体交换位置处存在，在所述工作液体交换位置处，工作液体将从减压贮存器转移至加压贮存器中以用于存储能量，并且被释放以从加压贮存器流动至减压贮存器以用于能量回收。这种增加的压头导致能量存储和回收子系统输送所需的更高能量，以用于通过克服这种增加的压头的更高压力将工作液体的部分从减压贮存器转移至加压贮存器中来存储能量。类似地，这种增加的压头还导致当通过在这种增加的压头的较高压力下释放工作液体的部分以从加压贮存器流入减压贮存器而回收储存的能量时，能量储存和回收子系统将接收更高的能量产量。
10、除了以上解释的贮存器结构的每单位体积的能量存储容量较高的优点之外，本专利技术的所述两个区别特征提供了进一步重要的优点。为了解释这些进一步的优点，应注意的是，从wo 2019/117711 a1已知的贮存器结构在空时具有浮力。另一方面，根据本专利技术，所述至少一个埋入式减压子贮存器埋设在所述水体地下的竖直柱下，相对于所述水体地下自动地压载所述至少一个埋入式减压子贮存器。另外，根据本专利技术的部分埋设的贮存器结构使得贮存器结构在水体(例如海床)底部的暴露最小化，并因此提高了可靠性，减少了来自作用在贮存器结构上的水流和波浪的力，并降低了用于冲刷防护的成本。在贮存器结构或其部分未来退役的情况下，所述至少一个埋入式减压子贮存器可保持埋入，这降低了退役的成本，并且海床的扰动使最小化。
11、在本专利技术的优选实施方式中，该能量存储系统还包括竖井结构，其中：
12、所述竖井结构至少从所述水体的底表面向下延伸穿过所述水体地下；
13、加压贮存器的至少一个下降加压子贮存器在竖井结构内或竖井结构处延伸，并沿着竖井结构向下延伸；以及
14、能量存储和回收子系统至少部分地位于竖井结构中或竖井结构处，从而实现在竖井结构中或竖井结构处并经由所述至少一个下降加压子贮存器进行：
15、将工作液体的部分从减压贮存器转移至加压贮存器中；以及
16、释放工作液体的部分，以从加压贮存器流入减压贮存器。
17、在本专利技术的另一个优选实施方式中，或者在上述优选实施方式中，所述能量存储和回收子系统包括至少一个泵，用于将工作液体的部分从减压贮存器转移至压贮存器中。
18、在本专利技术的另一个优选实施方式中，或者在上述优选实施方式中的任何一个中，所述能量存储和回收子系统包括至少一个涡轮机，用于释放所述工作液体的部分，以从加压贮存器流入减压贮存器。
19、在本专利技术的另一个优选实施方式，或上述优选实施方式中的任何一个中，所述能量存储和回收子系统包括至少一个可逆水电涡轮机，该水电涡轮机既可作为涡轮发电机工作，也可作为电动机驱动泵反过来工作，用于将工作液体的部分从减压贮存器转移至加压贮存器中，以及用于释放工作液体的部分，以从加压贮存器流入减压贮存器中。
20、在本专利技术的又一个优选实施方式中，或其上述优选实施方式中的任一个：
21、所述竖直柱具有至少10米的高度；以及
22、所述至少一个埋入式减压子贮存器布置成比在水体中延伸的所述至少一个可变形加压子贮存器低至少10米，这意味着，在能量存储系统的操作中，所述至少一个埋入式减压子贮存器内的工作液体比所述至少一个可变形加压子贮存器内的工作液体低至少10米。
23、在本专利技术的又一个优选实施方式中，或其上述优选实施方式中的任一个：
24、所述至少一个埋入减压子贮存器的水平扁平比(flatness ratio)为至少2.0，优选为至少4.0，并且更优选为至少8.0。
25、所述水平扁平比被定义为具有分子和分母的商，<本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于在水体(2)中存储能量的能量存储系统(1)，所述水体具有水表面(3)和底表面(4)，所述底表面在所述水体(2)下方界定水体地下(5)，其中，所述能量存储系统(1)包括：
2.根据权利要求1所述的能量存储系统(1)，还包括竖井结构(11)，其中：
3.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储系统(1)，其中，所述能量存储和回收子系统(10A、10B、10C、10D)包括至少一个泵，所述至少一个泵用于将所述工作液体(7)的部分从所述减压贮存器(9A、9B、9C)转移至所述加压贮存器(8A、8B、8C)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储系统(1)，其中，所述能量存储和回收子系统(10A、10B、10C、10D)包括至少一个涡轮机，所述至少一个涡轮机用于释放所述工作液体(7)的部分，以从所述加压贮存器(8A、8B、8C)流入所述减压贮存器(9A、9B、9C)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储系统(1)，其中，所述能量存储和回收子系统(10A、10B、10C、10D)包括至少一个可逆水电涡轮机，所述至少一个可逆水电涡轮机既可作为涡轮发电机运行，也可作为电动机驱动泵反向运行，用于将所述工作液体(7)的部分从所述减压贮存器(9A、9B、9C)转移至所述加压贮存器(8A、8B、8C)，以及释放所述工作液体(7)的部分，以从所述加压贮存器(8A、8B、8C)流入所述减压贮存器(9A、9B、9C)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储系统(1)，其中：
7.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储系统(1)，其中，所述至少一个埋入式减压子贮存器(9A)的水平扁平比为至少2.0，
8.根据权利要求7所述的能量存储系统(1)，其中，所述至少一个埋入式减压子贮存器(9A)的所述水平扁平比至少为4.0。
9.根据权利要求8所述的能量存储系统(1)，其中，所述至少一个埋入式减压子贮存器(9A)的所述水平扁平比至少为8.0。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于在水体(2)中存储能量的能量存储系统(1)，所述水体具有水表面(3)和底表面(4)，所述底表面在所述水体(2)下方界定水体地下(5)，其中，所述能量存储系统(1)包括：
2.根据权利要求1所述的能量存储系统(1)，还包括竖井结构(11)，其中：
3.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储系统(1)，其中，所述能量存储和回收子系统(10a、10b、10c、10d)包括至少一个泵，所述至少一个泵用于将所述工作液体(7)的部分从所述减压贮存器(9a、9b、9c)转移至所述加压贮存器(8a、8b、8c)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储系统(1)，其中，所述能量存储和回收子系统(10a、10b、10c、10d)包括至少一个涡轮机，所述至少一个涡轮机用于释放所述工作液体(7)的部分，以从所述加压贮存器(8a、8b、8c)流入所述减压贮存器(9a、9b、9c)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的能量存储系...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·威廉·布利克，安妮·马克斯·杜尔斯玛，马里安·范鲁伊，
申请(专利权)人：海洋格拉泽公司，
类型：发明
国别省市：
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