CN107433877A - 基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站，包括液压升降机压缩空气储能***、风力发电子***、太阳能光电子***、压电子***以及能量管理***。液压升降机压缩空气储能***利用压缩空气储存剩余液压能并发电和提升车辆，包括液压升降机、太阳能集热器、换热器、泵、透平膨胀机、发电机、往复式压气机。利用太阳能光电子***、风力发电子***和压电子***将太阳能、风能和压力能转化为电能并储存在蓄电池中为停车库补给能量，本发明可以根据市电用电时段对蓄电池和市电进行调控。本发明可以回收液压能、并高效利用太阳能、风能等多种可再生能源，节能减排，满足立体停车库液压能和电动汽车电能的能量补给需求。

Description

基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站及方法
技术领域
本发明涉及一种能量补给站，尤其是涉及一种基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站，属于新能源利用领域。
背景技术
我国城市汽车拥有量急剧增长，城市中有限的地面已经无法提供足够的停车车位，停车问题已成为许多大城市亟待解决的难题，建造立体停车库无疑是解决这一难题的重要途径。新能源汽车大量出现，未来势必会出现充电难等问题，传统能源以及国家电网将难以承担高负荷的集中充电模式。
液压升降***以其功率重量比大、易实现无级调速以及安全可靠等优势在立体停车库上得到广泛应用。但液压***在实现立体式停车时，有可观的液压能浪费。目前立体停车库采用市电为驱动电源，不利于节约能源，且市电存在局限性，在偏远地区和公路上不能满足停车库的提升下降功能，限制了立体式停车库的推广使用。
随着太阳能利用技术和风力发电技术日趋成熟，太阳能、风能和压力能等新能源技术得到越来越多的青睐和推广。太阳能资源数量巨大、清洁无污染，基本利用方式有热利用和光电利用；风能也是一种可再生能源，有蕴藏量巨大、分布广泛、无污染等优点，主要利用方式为风力发电等。
发明内容
本发明的目的在于，设计一种基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站，利用压缩空气对液压升降机剩余液压能进行储存，利用太阳能、风能和压力能等新能源为立体式停车库提供能量补给，包括抬升汽车、电动汽车的电能供应和其他如照明应用。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站，包括液压升降机压缩空气储能***、风力发电子***、太阳能光电子***、压电子***以及能量管理***；所述压电子***安装在立体停车库的出入口处；所述液压升降机压缩空气储能***包括液压升降机、太阳能集热器、换热器、泵、透平膨胀机、发电机、往复式压气机；所述液压升降机的底板与所述往复式压气机的活塞连接，所述往复式压气机的出口与所述换热器的空气入口连接，所述透平膨胀机的入口与所述换热器的空气出口连接，所述透平膨胀机的输出轴分别与发电机和所述液压升降机的底板连接；所述太阳能集热器的导热油出口与泵入口连接，所述泵的出口与所述换热器导热油入口连接，所述换热器的导热油出口与所述太阳能集热器的导热油入口连接；所述能量管理***包括蓄电池、市电电网和控制单元；所述液压升降机压缩空气储能***、风力发电子***、太阳能光电子***和压电子***均与所述能量管理***联接。
利用上述基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站的补给方法是，在车辆出入立体停车库时车辆对所述压电子***施加压力，通过压力差发电；所述液压升降机压缩空气储能***、风力发电子***、太阳能光电子***和压电子***所产生的电能均储存在所述蓄电池中；所述液压升降机压缩空气储能***利用回收的液压能实现发电和车辆提升，一是：利用回收液压升降机底板下降过程中的重力势能进行发电，即在液压升降机完成车辆提升后，液压升降机底板在下降时，液压升降机底板与所述往复式压气机连接而不与所述透平膨胀机的输出轴连接，所述往复式压气机内的空气得到压缩，压缩空气进入所述换热器中吸收导热油的热量后进入所述透平膨胀机中带动所述发电机发电；二是：当车辆需要提升时，液压升降机底板与所述透平膨胀机的输出轴连接而不与所述往复式压气机连接，所述透平膨胀机推动所述液压升降机底板为立体停车库中的车辆抬升提供动能；所述控制单元接收到立体停车库中的车辆需要充电的指令后，首先，判断市电电网当前是否为用电高峰时段，若是，则使用蓄电池的电能为车辆充电，若不是，则使用市电电网的电能为车辆充电
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用压缩空气储能***回收液压升降机剩余液压能，并用来提升车辆和发电，极大地回收能量。本发明利用太阳能集热器和太阳能发电***充分利用太阳能，并利用风能、压力能等能源，节能减排，满足立体停车库液压能和电动汽车电能的能量补给需求。
附图说明
图1为本发明一种基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站示意图；
图中：1-液压升降机压缩空气储能***、2-风力发电子***、3-太阳能光电子***、4-压电子***5-能量管理***、51-蓄电池、52-市电电网、53-控制单元、11-液压升降机、12-太阳能集热器、13-换热器、14-泵、15-透平膨胀机、16-发电机、17-往复式压气机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1所示，本发明提出的一种基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站，包括液压升降机压缩空气储能***1、风力发电子***2、太阳能光电子***3、压电子***4以及能量管理***5。所述液压升降机压缩空气储能***1包括液压升降机11、太阳能集热器12、换热器13、泵14、透平膨胀机15、发电机16、往复式压气机17；所述液压升降机11的底板与所述往复式压气机17的活塞连接，所述往复式压气机17的出口与所述换热器13的空气入口连接，所述透平膨胀机15的入口与所述换热器13的空气出口连接，所述透平膨胀机15的输出轴分别与发电机16和所述液压升降机11的底板连接；所述太阳能集热器12的导热油出口与泵14入口连接，所述泵14的出口与所述换热器13导热油入口连接，所述换热器13的导热油出口与所述太阳能集热器的导热油入口连接。所述能量管理***5包括蓄电池51、市电电网52和控制单元53。所述液压升降机压缩空气储能***1、风力发电子***2、太阳能光电子***3和压电子***4均与所述能量管理***5联接。
本发明基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站实现补给的方法如下：
所述压电子***4安装在立体停车库的出入口处，在车辆出入立体停车库时车辆对所述压电子***4施加压力，通过压力差发电；所述液压升降机压缩空气储能***1、风力发电子***2、太阳能光电子***3和压电子***4所产生的电能均储存在所述蓄电池51中。
所述控制单元53控制电能的使用，在市电电网52高峰时段优先使用蓄电池51的电能，在市电电网52低谷时段考虑使用市电电网52的电能。所述控制单元53接收到立体停车库中的车辆需要充电的指令后，首先，判断市电电网52当前是否为用电高峰时段，若是，则使用蓄电池51的电能为车辆充电，若不是，则使用市电电网52的电能为车辆充电。
本发明的立体停车库能量补给站耦合无线充电技术，感应车辆底部的充电识别区，实现对新能源汽车的无线充电。即可有线充电、也可无线充电，满足不同电动汽车的充电需求。
汽车被抬升后，利用液压升降机压缩空气储能***1回收液压升降机底板下降过程中的重力势能，使得往复式压气机17内空气得到压缩，压缩空气进入换热器13中吸收导热油的热量后进入透平膨胀机15，所述透平膨胀机15中可带动发电机16发电，也可推动液压升降机11的底板上升，为汽车提升提供动能。所述太阳能集热器12吸收太阳热量后加热导热油，通过泵14加压进入换热器13。
本发明中，利用压缩空气***储存液压升降机的剩余液压能、所述太阳能集热器12通过换热器13对往复式压气机17出口的压缩空气进行加热，以增加动力输出。被加热的压缩空气可带动透平膨胀机15旋转，从而驱动发电机16发电和推动液压升降机11的底板上升。所述液压升降机压缩空气储能***1回收的液压能在利用时包括以下两种情形：
一是：利用回收液压升降机11底板下降过程中的重力势能进行发电，即在液压升降机完成车辆提升后，液压升降机底板在下降时，液压升降机底板与所述往复式压气机17连接而不与所述透平膨胀机15的输出轴连接，所述往复式压气机17内的空气得到压缩，压缩空气进入所述换热器13中吸收导热油的热量后进入所述透平膨胀机15中带动所述发电机16发电。
二是：当车辆需要提升时，液压升降机底板与所述透平膨胀机15的输出轴连接而不与所述往复式压气机17连接，所述透平膨胀机15推动所述液压升降机底板为立体停车库中的车辆抬升提供动能。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (2)

1.一种基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站，其特征在于，包括液压升降机压缩空气储能***(1)、风力发电子***(2)、太阳能光电子***(3)、压电子***(4)以及能量管理***(5)；
所述压电子***(4)安装在立体停车库的出入口处；
所述液压升降机压缩空气储能***(1)包括液压升降机(11)、太阳能集热器(12)、换热器(13)、泵(14)、透平膨胀机(15)、发电机(16)、往复式压气机(17)；所述液压升降机(11)的底板与所述往复式压气机(17)的活塞连接，所述往复式压气机(17)的出口与所述换热器(13)的空气入口连接，所述透平膨胀机(15)的入口与所述换热器(13)的空气出口连接，所述透平膨胀机(15)的输出轴分别与发电机(16)和所述液压升降机(11)的底板连接；所述太阳能集热器(12)的导热油出口与泵(14)入口连接，所述泵(14)的出口与所述换热器(13)导热油入口连接，所述换热器(13)的导热油出口与所述太阳能集热器的导热油入口连接；
所述能量管理***(5)包括蓄电池(51)、市电电网(52)和控制单元(53)；
所述液压升降机压缩空气储能***(1)、风力发电子***(2)、太阳能光电子***(3)和压电子***(4)均与所述能量管理***(5)联接。
2.一种基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给方法，其特征在于，利用如权利要求1所述基于分布式多能源利用的立体停车库能量补给站，其中，
在车辆出入立体停车库时车辆对所述压电子***(4)施加压力，通过压力差发电；所述液压升降机压缩空气储能***(1)、风力发电子***(2)、太阳能光电子***(3)和压电子***(4)所产生的电能均储存在所述蓄电池(51)中；
所述液压升降机压缩空气储能***(1)利用回收的液压能实现发电和车辆提升，一是：利用回收液压升降机(11)底板下降过程中的重力势能进行发电，即在液压升降机完成车辆提升后，液压升降机底板在下降时，液压升降机底板与所述往复式压气机(17)连接而不与所述透平膨胀机(15)的输出轴连接，所述往复式压气机(17)内的空气得到压缩，压缩空气进入所述换热器(13)中吸收导热油的热量后进入所述透平膨胀机(15)中带动所述发电机(16)发电；二是：当车辆需要提升时，液压升降机底板与所述透平膨胀机(15)的输出轴连接而不与所述往复式压气机(17)连接，所述透平膨胀机(15)推动所述液压升降机底板为立体停车库中的车辆抬升提供动能；
所述控制单元(53)接收到立体停车库中的车辆需要充电的指令后，首先，判断市电电网(52)当前是否为用电高峰时段，若是，则使用蓄电池(51)的电能为车辆充电，若不是，则使用市电电网(52)的电能为车辆充电。
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