CN106337787A - 重力势能蓄能发电*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重力势能蓄能发电***，是利用风能，太阳能，富余电能，风、光发电厂无法上网的电能作为提升重物的初始能源，通过动力***及机械传动***构成完整提升蓄能***并将重物有效提高。重物通过机械传动产生稳定的机械能带动发电机发电。可用于难以架设电线的偏远山区也可以作为厂矿企业的备用应急电源；同时可以应用到特殊需要的移动电源场合。该***发电的发电规模可根据用电大小确定该***的安装规模和数量，已满足不同用电需求。

Description

重力势能蓄能发电***
技术领域
本发明涉及一种重力势能蓄能发电***。
背景技术
蓄能发电典型为抽水蓄能发电***。
水力发电系利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。
为了有效利用水能，需要人工修筑坝集中水流落差和调节流量的建筑物，如大坝、引水管涵等。因此工程规模大，投资大、建设周期长。由于利用自然水流，受自然条件的影响较大。在现阶段发展中依然存在许多不足：
1.受地理环境限制较大。
2.建厂期间长，建造费用高。
3.因设于天然河川或湖沼地带易受风水之灾害，影响其他水利事业。
4.建厂后不易增加容量。
5.生态破坏：大坝以下水流侵蚀加剧，河流的变化及对动植物的影响等。
6.需筑坝移民等，基础建设投资大。
7.下游肥沃的冲积土因冲刷而减少。
风能与太阳能发电***有时将发出的电能储存在电池中，大容量应用成本很高，且受整体容量限制，规模有限；当储存电能的电池到了寿命后期废旧电池的处理环境代价相当大。
发明内容
本发明的目的就是要解决目前风能和太阳能发电用蓄电池储存对环境造成的污染及水利发电对生态环境造成的破坏以及富余电能对能源的浪费等问题，本发明可充分利用风能，太阳能，富余电能，风光电厂无法上网的电能等为该蓄能***提供蓄能能量，在对环境不造成污染和破坏的情况下发明的一种的即安全又稳定的蓄能发电***。
蓄能发电的蓄能物体提升方式分为：卷扬机、丝杠、齿轮齿条、液压提升等可想到和运用的提升方式方法。
下面以液压提升方式和机械提升方式为例分别介绍这两种蓄能发电结构。
液压提升方式的工作原理为：首先切断电磁离合器13.关闭限压阀8；风能发电装置1和太阳发电装置2分别采集风能和太阳能发电，风能发电装置1和太阳发电装置2将发出的电能提供给动力***3使动力***3旋转，动力***3通过机械连接结构带动变速机构4旋转，变速机构4带动液压泵5旋转，液压泵5将油箱6中的液压油吸出经单向阀8高压输入到液压缸11中，输入到液压缸11中的液压油推动液压杆12连同齿条蓄能物体10向上运动，当液压杆12连同齿条蓄能物体10向上运动到指定的高度后切断动力***3的电源使其停止工作，齿条蓄能物体10在液压缸11和液压杆12的作用下保持停止蓄能状态，完成物理蓄能；当需要为用电设备提供高质量的电能时首先闭合电磁离合器13.调节好限压阀8的压力，进入到液压缸11中的液压油在齿条蓄能物体10自身重力的作用下经限压阀8回流到油箱6中。由于限压阀8的稳压作用，齿条蓄能物体10得以以平稳匀速向下移动，齿条蓄能物体10的齿条带动齿轮9旋转，齿轮9通过机械连接结构带动电磁离合器13旋转，电磁离合器13带动变速机构14旋转，经变速机构14输出的高转速动能带动发电机15旋转，从而发出稳定高质量的电能，完成发电。
机械提升方式的工作原理为：蓄能：闭合电磁离合器4，断开电磁离合器16，释放电磁刹车15；风能发电装置1和太阳能发电装置2分别采集风能和太阳能进行发电，将发出的电能输送给动力***3，动力***3在电能的作用下带动电磁离合器4旋转，电磁离合器4带动变速机构5旋转，变速机构5带动卷扬机6旋转，卷扬机6在旋转时将绳索7卷起，绳索7在卷起的同时拉动杠杆8绕固定铰链11旋转同时绳索14绕滑轮13卷起将齿条蓄能物体10沿导柱12向上提起到达一定的高度，启动电磁刹车，完成蓄能工作；发电：断开电磁离合器4，闭合电磁离合器16，调节电磁刹车15的刹车力；以上工作完成后，齿条蓄能物体10在电磁刹车15的控制下沿导柱12匀速向下移动，齿条蓄能物体10在下降过程中带动齿轮9旋转，齿轮9带动电磁离合器16旋转，电磁离合器16带动变速机构17旋转从而实现高转速的输出，变速机构17带动发电机18旋转，从而发出平稳，高质量的电能，完成发电工作。
本发明的有益效果在于：
1、本发明是利用风能，太阳能，富余电能，风、光发电厂无法上网的电能作为提升重物的初始能源，通过动力***及机械传动***构成完整提升蓄能***并将重物有效提高。重物通过机械传动产生稳定的机械能带动发电机发电。
2、本发明可用于难以架设电线的偏远山区也可以作为厂矿企业的备用应急电源；同时可以应用到特殊需要的移动电源场合。
3、该***发电的发电规模可根据用电大小确定该***的安装规模和数量，已满足不同用电需求。
本发明的有益效果在于：
本发明就是在以往抽水蓄能发电，风能和太阳能发电存在不足的情况下发明的一种既稳定又安全又便捷的蓄能发电***。
1，蓄能能量来源广泛：
①利用采集大自然的风能进行发电或直接转换成动力对齿条蓄能物体进行蓄能。
②利用采集太阳能进行发电或直接转换成动力对齿条蓄能物体进行蓄能。
③利用富余电能对齿条蓄能物体进行蓄能。
④利用现有的风光发电厂无法上网的电能对齿条蓄能物体进行蓄能。
2，应用范围广：
①可以应用到无法架设用电线路的偏远地区；
②可以作为厂矿企业的备用应急电源；
③可以应用到特殊需要的移动电源场合。
3，建设成本低。
4，建设周期快。
5，可以根据容量需求任意建设发电规模和数量。
本发明是利用风能和太阳能发电(不需要蓄电池)或直接转换成动力，富余电能，风光发电厂无法上网的电能等为蓄能动力***提供电能，动力***带动液压或机械传动机构对齿条蓄能物体进行提升使其达到设定的蓄能高度，当需要用电时，齿条蓄能物体利用自身重力和高度产生的势能带动机械传动机构通过液压或机械传动装置控制传动速度从而平稳带动发电机旋转发出稳定的优质电能或带动动力装置实现连续平稳的输出动力。
附图说明
图1为液压提升蓄能发电结构***简图
图2为机械提升蓄能发电结构***简图
图3为实施例1液压提升蓄能发电结构***简图
图4为实施例2机械提升蓄能发电结构***简图
图1中：1，风能发电装置：用于采集风能发电；2.太阳能发电装置：收集太阳能发电为电动机提供电能；3.动力***：动力输出；4.变速机构：改变转速；5.液压泵：将动能转变成压力能；6.油箱：储存液压油；7.单向阀：液压油单向流动；8.限压阀：稳定液压油流回的速度；9.齿轮：传递动力；10.齿条蓄能物体：储存势能和传递动力；11.液压缸：形成压力推动液压杆；12.液压杆：提升重物或限制重物下降速度；13.电磁离合器：用于传递和切断动力；14.变速机构：改变转速；15.发电机：用于发电。
图2中：1，风能发电装置：用于采集风能发电；2.太阳能发电装置：收集太阳能发电为电动机提供电能；3.动力***：动力输出；4.变速机构：改变转速；5.液压泵：将动能转变成压力能；6.油箱：储存液压油；7.单向阀：液压油单向流动；8.限压阀：稳定液压油流回的速度；9.齿轮：传递动力；10.齿条蓄能物体：储存势能和传递动力；11.液压缸：形成压力推动液压杆；12.液压杆：提升重物或限制重物下降速度；13.电磁离合器：用于传递和切断动力；14.变速机构：改变转速；15.发电机：用于发电。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例1
无法架设线路的地区的居民用电：
如图3所示，首先切断电磁离合器13.关闭限压阀8；风能发电装置1和太阳发电装置2分别采集风能和太阳能发电，风能发电装置1和太阳发电装置2将发出的电能提供给动力***3使动力***3旋转，动力***3通过机械连接结构带动变速机构4旋转，变速机构4带动液压泵5旋转，液压泵5将油箱6中的液压油吸出经单向阀7高压输入到液压缸11中，输入到液压缸11中的液压油推动液压杆12连同齿条蓄能物体10向上运动，当液压杆12连同齿条蓄能物体10向上运动到指定的高度后切断动力***3的电源使其停止工作，齿条蓄能物体10在液压缸11和液压杆12的作用下保持停止蓄能状态，完成物理蓄能；
如图3所示，当需要为用电设备提供高质量的电能时首先闭合电磁离合器13.调节好限压阀8的压力，进入到液压缸11中的液压油在齿条蓄能物体10自身重力的作用下经限压阀8回流到油箱6中。由于限压阀8的稳压作用，齿条蓄能物体10得以以平稳匀速向下移动，齿条蓄能物体10的齿条带动齿轮9旋转，齿轮9通过机械连接结构带动电磁离合器13旋转，电磁离合器13带动变速机构14旋转，经变速机构14输出的高转速动能带动发电机15旋转，从而发出稳定高质量的电能，完成发电，供居民的电灯、家电和其它用电设备使用。
实施例2
作为工业用备用电源：
如图4所示，蓄能：闭合电磁离合器4，断开电磁离合器16，释放电磁刹车15；风能发电装置1和太阳能发电装置2分别采集风能和太阳能进行发电，将发出的电能输送给动力***3，动力***3在电能的作用下带动电磁离合器4旋转，电磁离合器4带动变速机构5旋转，变速机构5带动卷扬机6旋转，卷扬机6在旋转时将绳索7卷起，绳索7拉动杠杆8绕固定铰链11旋转同时绳索14绕滑轮13卷起将齿条蓄能物体10沿导柱12向上提起到达一定的高度，将启动电磁刹车15，完成蓄能工作。
如图4所示，发电：断开电磁离合器4，闭合电磁离合器16，调节电磁刹车15的刹车力；以上工作完成后，齿条蓄能物体10在电磁刹车15的控制下沿导柱12匀速向下移动，齿条蓄能物体10在下降过程中带动齿轮9旋转，齿轮9带动电磁离合器16旋转，电磁离合器16带动变速机构17旋转从而实现高转速的输出，变速机构17带动发电机18旋转，从而发出平稳，高质量的电能，完成发电工作，提供生活用电和工业用电。

Claims (5)

1.一种重力势能蓄能发电***，其特征在于：所述***可充分利用风能，太阳能，富余电能，风光电厂无法上网的电能等为该蓄能***提供蓄能能量，在对环境不造成污染和破坏的情况下发明的一种即安全又稳定的蓄能发电***。蓄能发电的蓄能物体提升方式分为：卷扬机、丝杠、齿轮齿条、液压提升等可想到和运用的提升方式方法；液压提升方式重力势能蓄能发电***在蓄能发电领域的应用，其中，结构部件由风能发电装置1、太阳能发电装置2、动力***3、变速机构4、液压泵5、油箱6、单向阀7、限压阀8、齿轮9、齿条蓄能物体10、液压缸11、液压杆12、电磁离合器13、变速机构14、发电机15组成；机械提升方式重力势能蓄能发电***在蓄能发电领域的应用，其中，结构部件由风能发电装置1、太阳能发电装置2、动力***3、电磁离合器4、变速机构5、卷扬机6、绳索7、杠杆8、齿轮9、齿条蓄能物体10、固定铰链11、导柱12、滑轮13、绳索14、电磁刹车15、电磁离合器16、变速机构17、发电机18组成。
2.根据权利要求1所述的一种重力势能蓄能发电***液压提升方式重力势能蓄能发电***，其特征在于：
工作原理如下：
首先切断电磁离合器13，关闭限压阀8；风能发电装置1和太阳发电装置2分别采集风能和太阳能发电，风能发电装置1和太阳发电装置2将发出的电能提供给动力***3使动力***3旋转，动力***3通过机械连接结构带动变速机构4旋转，变速机构4带动液压泵5旋转，液压泵5将油箱6中的液压油吸出经单向阀7高压输入到液压缸11中，输入到液压缸11中的液压油推动液压杆12连同齿条蓄能物体10向上运动，当液压杆12连同齿条蓄能物体10向上运动到指定的高度后切断动力***3的电源使其停止工作，齿条蓄能物体10在液压缸11和液压杆12的作用下保持停止蓄能状态，完成物理蓄能。
当需要为用电设备提供高质量的电能时，首先闭合电磁离合器13，调节好限压阀8的压力，进入到液压缸11中的液压油在齿条蓄能物体10自身重力的作用下经限压阀8回流到油箱6中。由于限压阀8的稳压作用，齿条蓄能物体10得以以平稳匀速向下移动，齿条蓄能物体10的齿条带动齿轮9旋转，齿轮9通过机械连接结构带动电磁离合器13旋转，电磁离合器13带动变速机构14旋转，经变速机构14输出的高转速动能带动发电机15旋转，从而发出稳定高质量的电能，完成发电。
3.根据权利要求1所述的一种重力势能蓄能发电***机械提升方式重力势能蓄能发电***，其特征在于：
工作原理如下：
蓄能：闭合电磁离合器4，断开电磁离合器16，释放电磁刹车15；风能发电装置1和太阳能发电装置2分别采集风能和太阳能进行发电，将发出的电能输送给动力***3，动力***3在电能的作用下带动电磁离合器4旋转，电磁离合器4带动变速机构5旋转，变速机构5带动卷扬机6旋转，卷扬机6在旋转时将绳索7卷起，绳索7在卷起的同时拉动杠杆8绕固定铰链11旋转同时绳索14绕滑轮13卷起将齿条蓄能物体10沿导柱12向上提起到达一定的高度，启动电磁刹车，完成蓄能工作。
发电：断开电磁离合器4，闭合电磁离合器16，调节电磁刹车15的刹车力；以上工作完成后，齿条蓄能物体10在电磁刹车15的控制下沿导柱12匀速向下移动，齿条蓄能物体10在下降过程中带动齿轮9旋转，齿轮9带动电磁离合器16旋转，电磁离合器16带动变速机构17旋转从而实现高转速的输出，变速机构17带动发电机18旋转，从而发出平稳，高质量的电能，完成发电工作。
4.根据权利要求1所述的一种重力势能蓄能发电***的液压提升方式重力势能蓄能发电***，其特征在于：
所述风能发电装置的功能为：用于采集风能发电；
所述太阳能发电装置的功能为：收集太阳能发电为电动机提供电能；
所述动力***的功能为：动力输出；
所述变速机构的功能为：改变转速；
所述液压泵的功能为：将动能转变成压力能；
所述油箱的功能为：储存液压油；
所述单向阀的功能为：液压油单向流动；
所述限压阀的功能为：稳定液压油流回的速度；
所述齿轮的功能为：传递动力；
所述齿条蓄能物体的功能为：储存势能和传递动力；
所述液压缸的功能为：形成压力推动液压杆；
所述液压杆的功能为：提升重物或限制重物下降速度；
所述电磁离合器的功能为：用于传递和切断动力；
所述发电机的功能为：用于发电。
5.根据权利要求1所述的一种重力势能蓄能发电***的机械提升方式重力势能蓄能发电***，其特征在于：
所述风能发电装置的功能为：用于采集风能发电；
所述太阳能发电装置的功能为：用于采集太阳能发电；
所述动力***的功能为：用于输出动力；
所述电磁离合器的功能为：用于输出和切断动力；
所述变速机构的功能为：改变转速；
所述卷扬机的功能为：用于传递动力；
所述绳索的功能为：用于传递动力；
所述杠杆的功能为：用于传递动力；
所述齿轮的功能为：用于传递动力；
所述齿条蓄能物体的功能为：用于蓄能；
所述固定铰链的功能为：用于力的转换和传递；
所述导柱的功能为：用于导向；
所述滑轮的功能为：用于传递动力；
所述绳索的功能为：用于传递动力；
所述电磁刹车的功能为：用于刹车和控制刹车力的大小；
所述电磁离合器的功能为：用于输出和切断动力；
所述变速机构的功能为：改变转速；
所述发电机的功能为：用于发电。
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