本發明專利技術涉及用于布置稱為“海洋STEP”的抽水蓄能水力發電站的方法，所述發電站包括：相比于大海的水平面(M)位于高處的蓄水池(RE)；水電站(HE)，其配置成作為泵?馬達組件運行從而將水從海水(M)泵送到所述蓄水池(RE)，或者作為渦輪發電機組件運行從而經由至少一個管(1)將水從蓄水池(RE)向大海(M)釋放而發電，該管將所述蓄水池(RE)連接至所述水電站(HE)；其特征在于：所用的水電站(HE)體現為具有至少一個沉箱(2)的形式，該沉箱至少下部是水密的；所述沉箱(2)被運輸到所述蓄水池(RE)的“根部”；所述沉箱(2)固定在大海(M)里；并且所述沉箱連接至所述管(1)。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于布置稱為“海洋STEP”的抽水蓄能水力發電站的方法。本專利技術還涉及這樣一種轉換站。
技術介紹
當今的能源世界正在經歷深刻的變革，在諸如中國、印度或者東南亞的國家中消耗嚴重增加。在西歐和北美的西方國家中，也更普遍地感受到這種消耗的增加。對于這種增長隨之而來的是伴隨著源于化石燃料的能源增長高峰的到來的能源生產領域的巨變。最后，在2011年發生在福島的事件對很多國家的能源政策產生直接影響：減少核能生產(瑞士、德國、日本)和開發間歇性能源。間歇性可再生能源(諸如風或者光電)的需求以及開發的變化的增長需要能夠更好地管理生產和消耗之間的平衡的新方案。除了用于間歇性能源的預測技術和對消耗和生產的系統網絡進行更好的管理，用于儲存能源的方案可以有助于系統的平衡。現今，由于安裝所要求的尺寸，電池類型的儲存站的方案僅僅稍微有所發展。此外，用壓縮空氣儲存的效率一般。另一方面，水力儲能(水泵水輪機)目前代表大量儲存的絕大多數，其似乎具有充分的空間以應對新能源的挑戰。STEP(抽水蓄能水力發電站)的操作原理包括兩個階段，一個是，當要求蓄能的時候，將水從下蓄水池泵送到上蓄水池(位于更高的高度)，另一個是，當要求發電的時候，使水從上蓄水池通過渦輪流到下蓄水池。除了上蓄水池和下蓄水池以外，STEP包括水電站，該水電站能夠作為泵/馬達單元運行，從而將水從所述下蓄水池泵送到所述上蓄水池，
或者作為渦輪/交流發電機單元運行，從而通過使水從所述上蓄水池釋放到所述下蓄水池而發電。還包括所謂的“強制”管和所謂的“下游”管，該“強制”管將所述上蓄水池連接至水電站的所述水泵水輪機，該“下游”管將下蓄水池連接至水電站的所述水泵水輪機。除了下蓄水池由大海或者大洋替代之外，“海洋”STEP的情況與所謂的“基于陸地”的“傳統”STEP相類似。全世界，站儲能容量的99％由STEP提供(來源：“Rapport sur l’industrie desénergies décarbonnées–2010”[減少含二氧化碳的能源工業的報告-2010])。在歐洲，現在列舉40GW的已安裝的STEP容量(代表全世界STEP容量的30％)。四個GW容量現在處于建造中，歐洲的容量希望在2010至2020之間增加35％。STEP市場因此經受著巨大的擴張，這自從80年代以來從未經歷過，這尤其與核容量的發展和優化有關。歐洲以外，在亞洲，市場經歷著其最大的擴張，因為已安裝的容量將會在2005(25GW)至2020(50GW)之間翻倍。規劃使得能夠通過在觸及間歇性可再生能源方面的發展來估計全世界在2030/2040對在500和1000GW之間的大量儲存的需要，大部分間歇性可再生能源將繼續由STEP提供，其余的由稱為“CAES”的用于壓縮空氣儲能的技術(正在形成)提供。由于最好的位置已經被占據這一事實以及環境背景，在接下來的幾年里，在歐洲的基于陸地的STEP的發展將會受到限制。此外，基于陸地的STEP的水力回路(在蓄水池之間的管的長度)相對較長，并且不能夠獲得較短的響應時間(小于10s)。海洋STEP沒有該問題，并能夠使得成本和環境損害最小化，同時提供在離岸風區布置的可能性。因此，海洋STEP是一種能夠實施基于陸地的STEP的技術。然而，發現：本來的想法是基于與實現基于陸地的STEP相同的工業計劃創建海洋STEP，因此，尤其存在以下限制：·水電站部分布置在地下、在洞穴中或者在井中；·主要的裝置(泵、渦輪機、交流發電機、變壓器……)通過陸
路引入到位，這需要大量的運輸裝置；·成本和延期嚴重依賴于地質情況和位置的排布，導致計劃的巨大的金融風險，這些是投資者不愿意的。根據文獻EP1930597，已知阿基米德螺桿機，其能夠將液體從低水平泵送到高水平，或者在液體向下流動的時候產生能量。該機器包括在最低的蓄水池中設置在底部的基座。基座包括管，在該管中容納阿基米德螺桿。在該螺桿的旋轉軸線的頂端安裝電動馬達。管道致使管的上端與高水平面連通。這種裝置不構成本專利技術意義下的STEP。
技術實現思路
本專利技術恰恰具有以下目的：糾正上文所列的且詳細闡述的缺點。因此，根據第一方面，其涉及一種用于通過泵送而轉換能量的站(所謂的“海洋STEP”)的布置方法，所述站包括：-相對于大海的水平面位于高處的蓄水池；-水電站，其配置成作為泵-馬達單元運行從而將水從大海泵送到所述蓄水池，或者作為渦輪發電機單元運行從而經由至少一個管將水從蓄水池向大海釋放而發電，該管將所述蓄水池連接至所述水電站，其特征在于：-水電站用作為，具有至少一個沉箱的形式，該沉箱至少下部是水密的；-所述沉箱被運輸到所述蓄水池的“根部”；-所述沉箱固定在大海里；-并且所述沉箱連接至所述管。根據該方法的其他非限制性的且有優勢的特征：-所述沉箱固定在大海里的同時被部分地浸沒；-所述沉箱的運輸通過在水面使該沉箱下水并使用至少一個電動航行器拖拉該沉箱而完成；-所述沉箱的運輸通過將其放置在駁船上而完成；-沉箱使用為至少一個管道從該沉箱突出用以連接至所述管；-在所述沉箱固定之前，基部嵌入地布置在大海里，隨后將所述
沉箱放置在該基部上；-隨后設置用于保護沉箱的裝置，諸如防波堤、漂浮的擋浪板、或者與所述沉箱成整體的保護系統。本專利技術的另一方面涉及一種用于通過泵送而轉換能量的站(所謂的“海洋STEP”)，其包括：-相對于大海的水平面位于高處的蓄水池；以及-水電站，其配置成作為泵-馬達單元運行從而將水從大海泵送到所述蓄水池，或者作為渦輪發電機單元運行從而經由至少一個管將水從蓄水池向大海釋放而發電，該管將所述蓄水池連接至大海，其特征在于，所述水電站具有至少一個沉箱的形式，所述沉箱至少部分是水密的，并在所述蓄水池的“根部”處固定在大海里。有利地，該站包括捆綁至彼此的數個沉箱。附圖說明通過閱讀以下詳細的描述，本專利技術的其它特征和優點將會顯現。這通過參考隨附的附圖實現，其中：-圖1和2是根據現有技術的抽水蓄能水力發電站的兩個實施方案的豎直的縱向平面的簡化截面圖；-圖3是根據本專利技術的所謂的\海洋STEP\通過泵送來轉換能量的站的一個實施方案的豎直的縱向平面的簡化截面圖；-圖4是在本專利技術的范圍內使用的沉箱的下方元件的立體圖，該沉箱形成水電站；-圖5也是立體圖，其顯示沉箱的具有不同尺寸的數個下方元件，以及設計成覆蓋下方元件的上方元件；-圖6是在本專利技術的范圍內使用的沉箱的立體圖，該沉箱通過將一個或者多個上方元件和下方元件(諸如在前面的附圖中的那些)組合而獲得；-圖7是沉箱的沿著豎直的橫向平面的截面圖；-圖8是置于水中且由兩個電動航行器拖拽的沉箱的立體圖；-圖9是位于海邊的基座的沿著豎直的縱向平面的截面圖，該基
座在蓄水池的\根部\處且設計成容納諸如在圖8中所示的沉箱；-圖10是站的管的\遠\端的沿著豎直的縱向平面的截面圖，其設計成連接至沉箱；-最后，圖11是沉箱和用于其的保護性的防波堤的俯視圖。具體實施方式在下文的全部描述中，應當理解使用STEP作為表述“用于通過泵送轉換能量的站”的簡稱，除非另外說明所提到的是海洋STEP。此外，術語“蓄水池”和“上蓄水池”可互換使用。圖1和2分別顯示根據現有技術的基于陸地的STEP和海洋STEP本文檔來自技高網...
【技術保護點】
用于布置稱為“海洋STEP”的能量轉換站的方法，所述能量轉換站包括：?相對于大海(M)的水平面位于高處的蓄水池(RE)；?水電站(HE)，其配置成作為泵?馬達單元運行從而將水從大海(M)泵送到所述蓄水池(RE)，或者作為渦輪發電機單元運行從而經由至少一個管(1)將水從蓄水池(RE)向大海(M)釋放而發電，所述管將所述蓄水池(RE)連接至所述水電站(HE)；其特征在于：?使用具有至少一個沉箱(2)形式的水電站(HE)，所述沉箱至少下部是水密的；?所述沉箱(2)被運輸到所述蓄水池(RE)的“根部”；?所述沉箱(2)固定在大海(M)里；?并且所述沉箱連接至所述管(1)。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.01.17 FR 14503901.用于布置稱為“海洋STEP”的能量轉換站的方法，所述能量轉換站包括：-相對于大海(M)的水平面位于高處的蓄水池(RE)；-水電站(HE)，其配置成作為泵-馬達單元運行從而將水從大海(M)泵送到所述蓄水池(RE)，或者作為渦輪發電機單元運行從而經由至少一個管(1)將水從蓄水池(RE)向大海(M)釋放而發電，所述管將所述蓄水池(RE)連接至所述水電站(HE)；其特征在于：-使用具有至少一個沉箱(2)形式的水電站(HE)，所述沉箱至少下部是水密的；-所述沉箱(2)被運輸到所述蓄水池(RE)的“根部”；-所述沉箱(2)固定在大海(M)里；-并且所述沉箱連接至所述管(1)。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述沉箱(2)固定在大海(M)里的同時被局部浸沒。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述沉箱(2)的運輸通過在水面使該沉箱下水并使用至少一個電動航行器(6)拖拉該沉箱而完成。4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述沉箱(2)的運輸通過將其置于駁船上而完成。5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述沉箱整體預制而成，并且對所述沉箱的正常運行進行測試。6...
【專利技術屬性】
技術研發人員：E·庫隆，
申請(專利權)人：STX法國股份有限公司，
類型：發明
國別省市：法國;FR
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