CN201843738U

CN201843738U - 重物储电装置

Info

Publication number: CN201843738U
Application number: CN2010205489204U
Authority: CN
Inventors: 韩昆宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2020-09-30

Abstract

重物储电装置属电能储存技术领域。包括有：一沿斜坡的坡顶到坡底铺设的双轨道；一在坡顶的上轮盘转轴和一在坡底的下轮盘转轴，上、下轮盘转轴的两端都分别紧固有轮盘；上轮盘转轴或/和下轮盘转轴与机房内的电动/发电一体电机传动联接；两条闭合环状钢绳，每条闭合环状钢绳将上轮盘转轴和下轮盘转轴同侧的两个轮盘传动连接；多个能在双轨道上滚动的圆柱体重物，其两端面各有一凸出的短轴头；多个牵引栓，每个牵引栓带有能承纳短轴头的承重轴承套和能与钢绳紧固和松开的钢绳夹。有益效果：储能时间长，能满足电力***调峰填谷要求；储电容量大；不受水源和地形限制，有山坡即可建设，可节约土地和投资；对环境无害；功率可在较大范围内调节。

Description

重物储电装置

技术领域

本实用新型属电能储存技术领域，具体涉及一种重物储电装置。

背景技术

电能储存技术分为机械储电、电磁储电和电化学储电三大类。机械储电现有抽水储电、压缩空气储电、飞轮储电。抽水储电是在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库，将电能转化成重力势能储存起来，在电网负荷高峰期释放上池水库中的水发电。抽水储电的释放时间为几个小时到几天，主要用于电力***的调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用。抽水储电电站的建设受地形制约。压缩空气储电是在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩的空气推动汽轮机发电。压缩空气储电电站的建设也受地形制约，对地质结构有特殊要求。飞轮蓄能利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要时飞轮带动发电机发电。飞轮蓄能的缺点是能量密度低，保证***安全性方面的费用很高，仅适用于为蓄电池***作补充。电磁储电包括超导储电、电容储电、超级电容器储电，成本很高。电化学储电有铅酸电池、液流电池、钠硫电池等。电化学储电的缺点是使用年限短，环保负担重，需多重加工处理废料等。

目前国内外主要以抽水储电的方式调控用电峰值及谷值：在用电需求低于发电量时，电厂将多余的电力用于抽水蓄水；当用电需求到达顶峰，则放出蓄水供另一水电***发电之用，以增加电力供应。如前所指出，抽水储电站的建设受水源和地形的限制大，占地面积和工程投资大。也有的利用蓄电池的化学储电来储存用电谷值时电厂多余的电力，这种电化学储电设备环保量大，使用年限短。

申请号为97201420.9的中国专利文件公布了一种“重力储能释能装置”，含传动链、重物提斗、重物、高位塔、螺旋轨道、释能机构和调速器，重物提斗在传动链的作用下在地面与高位塔之间运动，重物在地面、高位提斗、高位塔、螺旋轨道、释能机构、地面之间作循环运动，调速器与释能机构相接。该技术方案的缺点是储能周期很短，难以满足电力***的调峰填谷要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种不但储能时间长，能满足电力***的调峰填谷要求，而且不受水源限制，占地面积小，绿色环保，使用年限长的重物储电装置。

本实用新型的结构是包括有：

1、一条沿斜坡的坡顶到坡底铺设的双轨道，坡顶设有平面状的上库而坡底设有平面状的下库；

2、一个在坡顶跨越轨道而设的上轮盘转轴，一个在坡底跨越轨道而设的下轮盘转轴，上轮盘转轴和下轮盘转轴的两端都分别紧固有轮盘，上轮盘转轴或/和下轮盘转轴与机房内的电动/发电一体电机传动联接；

3、两条闭合环状钢绳，每一条闭合环状钢绳将上轮盘转轴和下轮盘转轴同侧的两个轮盘传动连接；

4、多个能在双轨道上滚动的圆柱体重物，圆柱体重物的两端面各有一凸出的短轴头；

5、多个牵引栓，每个牵引栓带有能承纳所说短轴头的承重轴承套和能与钢绳紧固和松开的钢绳夹。

使用方法：

1、储电：电机主动为耗电，具体方法为：每间隔一短时间将一个存放于下库的圆柱体重物推向轨道，并让其两个短轴头分别套入两个牵引栓的轴承套内，同时将每个牵引栓上的钢绳夹与对应的下方钢绳夹紧。在钢绳的拖动下，圆柱体重物沿轨道滚动向上运行，钢绳牵引力消耗电能。圆柱体重物运行至坡顶时，张开牵引栓上的钢绳夹，并让圆柱体重物的短轴自牵引栓的轴承套中脱出，接着将该圆柱体重物送入上库存放。牵引栓可以存放起来待用，或将牵引栓与上方钢绳夹紧，让其随钢绳向下运行，牵引栓随钢绳运行至坡底时，张开其钢绳夹，使之与钢绳脱离后待用。

2、发电：电机被动为发电，轮盘按与耗电时的转动方向相反的方向转动。具体方法为：每间隔一短时间将一个存放于上库的圆柱体重物推向轨道，并让其两个短轴头分别套入两个牵引栓的轴承套内，同时将每个牵引栓上的钢绳夹与对应的下方钢绳夹紧。在圆柱体重物的重力作用下，圆柱体重物沿轨道滚动向下运行，钢绳被重物带动而移动，从而带动轮盘转动，电机发电。圆柱体重物运行至坡底时，张开牵引栓上的钢绳夹，使之与钢绳脱离，并让圆柱体重物的短轴自牵引栓的轴承套中脱出，接着将该圆柱体重物送入下库存放。牵引栓可以存放起来待用，或将牵引栓与上方钢绳夹紧，让其随钢绳向上运行，牵引栓随钢绳运行至坡顶时，张开其钢绳夹，使之与钢绳脱离后待用。

本实用新型既可以做成人工操作运行型，也容易做成半自动化或全自动化运行型。

斜坡的坡度角可以为锐角，最大也可以是90°。若采用垂直轨道，在储电容量相同时，可节约重物总量或缩短轨道长度，减少投资，节约土地；还可提高效率；但垂直轨道在建设、地形以及机械能力等方面要求更高。

装置的能量损耗有几个方面：①重物供料、存料和上下运行过程中克服摩擦力所发生的损耗；②配套机械的能量损耗；③电动发电一体机的效率损耗。

装置的储电容量与圆柱体重物总质量和轨道上下端高差成正比，而储发电功率则与单个圆柱体重物质量(多个同时使用也然)及其运行速度成正比。

圆柱体重物的主体可以用混凝土内加适量钢筋浇制而成，即为钢筋混凝土结构，其体积可按需要设定，重量为数吨至上百吨，每套装置可配数十至上百个。该圆柱体重物两端套有能卡在钢轨上滚动的钢质滚圈。圆柱体重物两端面的轴头顶端预留锁槽、以便能与牵引栓的轴承套方便地扣住或解开。圆柱体重物主体箍上两条防撞圈，由缓冲胶块外套柔性钢条组成，以防止在存料和供料中碰撞损坏，并防止在互相推动时磨坏胶块。

本实用新型的有益效果：

1.储能时间长，能满足电力***的调峰填谷要求。储电容量大。由多套装置组成的储电站可以达到巨大的容量。

2.相对于抽水储电站而言，不受水源和地形限制，有山坡即可建设，同时可节约大量的土地和投资，加之其对环境无害，功率可在较大范围内调节等优势，适宜于多山少水区域风电、光电的零散存储和稳定供给，也适宜于城市用电的峰谷调配和区域“智能电网”的“零存整供”等。

3.相对于化学储电方式而言，其使用年限长，环保和无需多重加工处理废料等均为优势。

4.装置易于配套数控自动化***。

附图说明

图1为实施例的左视结构示意图。

图2为实施例的局部主视结构示意图。

图3为实施例中圆柱体重物的立体示意图。

图4为实施例中牵引栓的主视结构示意图。

具体实施方式

实施例。见图1～4，该装置包括有：

一条沿斜坡的坡顶到坡底铺设的双轨道1，坡顶设有平面状的上库2而坡底设有平面状的下库3，斜坡的坡度角为锐角；

一个在坡顶跨越轨道1而设的上轮盘转轴4，一个在坡底跨越轨道而设的下轮盘转轴5，上轮盘转轴4和下轮盘转轴5的两端都分别紧固有轮盘6，上轮盘转轴4或/和下轮盘转轴5与机房内的电动/发电一体电机传动联接(图中未画出)；

两条闭合环状钢绳7，每一条闭合环状钢绳7将上轮盘转轴4和下轮盘转轴5同侧的两个轮盘6传动连接；

多个能在双轨道1上滚动的圆柱体重物8，圆柱体重物8的两端面各有一凸出的短轴头9；

多个牵引栓10，每个牵引栓10带有能承纳所说短轴头9的承重轴承套11和能与钢绳7紧固和松开的钢绳夹12。

圆柱体重物8的主体用混凝土内加适量钢筋浇制而成，两端套有可卡在钢轨1上滚动的钢质滚圈13，短轴头9顶端预留锁槽，承重轴承套11设套锁。圆柱体重物8箍上两条防撞圈14，由缓冲胶块外套柔性钢条组成。在钢轨1的上、下两端附近还分别各设两个导引槽15，导引槽15能将牵引栓10在上下两条钢绳7间往返移动“导引”，并能按要求来张开或闭合牵引栓10的钢绳夹12，其根部能使牵引栓上的承重轴承套11与重物8上的短轴头9动作配合，既能全面解决重物8与钢绳7的联接分离问题，又能使牵引栓10绕开轮盘6，从而避免钢绳夹12、钢绳7和轮盘6三者的挤压摩擦损坏。导引槽15下方设交换台16，交换台16能以柔性(缓冲)方式承接和释放重物8。交换台16和导引槽15均可沿轨道1适当升降，与轨道1相连的上库2和下库3的部分轨道也可随之升降，供应重物8时向下降，可使重物8自行滚入交换台16，存储重物8时向上升，使重物8自行脱离交换台16而滚入上库2或下库3。

上库2和下库3均为轨道1的延伸(根据需要可延伸2-3条或2-3层)，配置推(或拉)设备，可连续不断地存和供重物8。

机房设在轨道1上端或下端均可(没有画出)，可架空在上库2或下库3前端，用传动链条与轮盘6联接，内设观察控制台(***)，主要设备为电动发电一体机，可配设牵引飞轮、变速器等。

工作原理

储电：电动机转动消耗电能，使轮盘6按顺时针方向转动。下库3将圆柱体重物8不间断推入下面的交换台16。位于重物8两端的两个导引槽15将两个牵引栓10上的轴承套11套入重物8的轴头9并自动锁住。此时钢绳夹12是张开的，一旦得到信号(例如轨道上端的交换台16承接到重物8时发出的电信号)，该导引槽15便将钢绳夹12闭合以夹住钢绳7(可视情况由交换台16适当推动重物8，给其一个初速)，重物8随钢绳7向上运行，钢绳7的牵引力消耗电能。重物8运行至轨道上端时，上面的交换台16承接住重物8，相应的导引槽15张开钢绳夹12(同时由电信号“通知”下面的导引槽15闭合钢绳夹12)，打开轴承套11上的套锁，拉开牵引栓10，并将牵引栓10“导引”至上钢绳，闭合钢绳夹10，让其随钢绳7向下运行，与此同时，上面的交换台16将重物8释放至上库2顶端，由上库2存储。当牵引栓10随钢绳7运行至下面的导引槽15端部时，导引槽15张开钢绳夹12，使牵引栓10与钢绳7脱离，并将其“导引”至根部，与下面的交换台16上的另一个重物8配合好，“等待”电信号“通知”。

发电时：由上库2不间断地将重物8推入上面交换台16，上面的导引槽15将牵引栓10与之套合，并按电信号“通知”闭合钢绳夹12，同时上面的交换台16释放重物8(也可给其一个初速)，重物8沿轨道7向下运行，牵引轮盘6按逆时针方向转动，带动电动发电一体机发电供电。重物8运行至轨道1下端时，下面的交换台16承接住重物8，下面的导引槽15根部张开钢绳夹12(同时发出电信号“通知”上面的导引槽15闭合钢绳夹12，上面的交换台16释放重物8)，打开轴承套11上的套锁，拉开牵引栓10，并将牵引栓10“导引”至端部，闭合钢绳夹12夹住上钢绳，让其随钢绳7向上运行，与此同时，下面的交换台16将重物8释放至下库3顶端，由下库3存储。空牵引栓10随上钢绳运行至上面的导引槽15端部时，导引槽15端部便张开牵引栓10上的钢绳夹12并将引栓10“导引”至根部与上面的交换台16上的另一个重物8配合好，“等待”电信号“通知”。

注意事项：1、制造时在装置中增加阻滞防护保险装置，防止料块自由跌落或滚落而造成事故。2、严格设备管理检修制度，杜绝上述事故发生。

以上实施例仅对本实用新型做进一步的说明，而本实用新型的范围不受所举实施例的局限。

Claims

1.一种重物储电装置，其特征在于包括有：

(1)、一条沿斜坡的坡顶到坡底铺设的双轨道，坡顶设有平面状的上库而坡底设有平面状的下库；

(2)、一个在坡顶跨越轨道而设的上轮盘转轴，一个在坡底跨越轨道而设的下轮盘转轴，上轮盘转轴和下轮盘转轴的两端都分别紧固有轮盘，上轮盘转轴或/和下轮盘转轴与机房内的电动/发电一体电机传动联接；

(3)、两条闭合环状钢绳，每一条闭合环状钢绳将上轮盘转轴和下轮盘转轴同侧的两个轮盘传动连接；

(4)、多个能在双轨道上滚动的圆柱体重物，圆柱体重物的两端面各有一凸出的短轴头；

(5)、多个牵引栓，每个牵引栓带有能承纳所说短轴头的承重轴承套和能与钢绳紧固和松开的钢绳夹。

2.如权利要求1所说的重物储电装置，其特征在于：圆柱体重物的主体为钢筋混凝土结构。

3.如权利要求2所说的重物储电装置，其特征在于：圆柱体重物两端套有可卡在钢轨上滚动的钢质滚圈，短轴头顶端预留锁槽，承重轴承套设套锁。