【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于儲(chǔ)能，具體涉及一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法。
技術(shù)介紹
1、因?yàn)槭澜绶秶鷥?nèi)石油、煤炭等非可再生能源總儲(chǔ)量的日趨減少，并且其在利用過(guò)程中會(huì)引起一系列環(huán)境問(wèn)題，所以尋找新的可再生清潔替代能源以控制碳排放逐漸成為世界各國(guó)的關(guān)注熱點(diǎn)。隨著具有間歇性及波動(dòng)性特征的風(fēng)、光等新能源電源的占比持續(xù)升高，電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性及安全可靠性將面臨重大挑戰(zhàn)。此外，高比例新能源接入所帶來(lái)的發(fā)電功率的不確定性及不可控性又進(jìn)一步增加了電力系統(tǒng)的峰谷調(diào)節(jié)難度，并導(dǎo)致局部地區(qū)棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。因此，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于維持高比例可再生能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定具有重要的意義。
2、重力儲(chǔ)能技術(shù)具備儲(chǔ)能容量大、系統(tǒng)本質(zhì)安全、無(wú)充放電次數(shù)限制等優(yōu)點(diǎn)，是一種互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)突出的新型儲(chǔ)能技術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)中依托山體的重力儲(chǔ)能通常可分為斜坡軌道式重力儲(chǔ)能和斜坡架空纜車式重力儲(chǔ)能。斜坡軌道式重力儲(chǔ)能需要設(shè)置復(fù)雜的轉(zhuǎn)載碼垛機(jī)構(gòu)，過(guò)程繁瑣復(fù)雜，能量損失較大，且重物更換過(guò)程中存在間歇，具有功率不連續(xù)的不足；斜坡架空纜車式重力儲(chǔ)能技術(shù)采用架空纜索與電動(dòng)、發(fā)電機(jī)相結(jié)合，將重物載體懸吊在纜索上，功率連續(xù)，運(yùn)行靈活，但難以實(shí)現(xiàn)較大的儲(chǔ)能容量。
3、此外，依托軌道和纜車運(yùn)沙的重力儲(chǔ)能系統(tǒng)雖可一定程度上避免上述兩種技術(shù)的缺點(diǎn)，提高系統(tǒng)功率和靈活性，但其儲(chǔ)能發(fā)電量受沙庫(kù)容積的限制，想要實(shí)現(xiàn)較大的儲(chǔ)能容量就需要在山頂和山腳修建大面積沙庫(kù)及其他固定設(shè)施，建設(shè)成本較高，難度較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述不足之處，本專利技
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括傾斜鐵軌、索道支架、載重車、標(biāo)準(zhǔn)化重物塊、高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)、低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及控制系統(tǒng)；
4、傾斜鐵軌鋪設(shè)在山體斜坡上，連接高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)及低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)，并引導(dǎo)載重車前進(jìn)，傾斜鐵軌連續(xù)鋪設(shè)且數(shù)量不少于兩條；
5、載重車設(shè)置在傾斜鐵軌上，用于裝載標(biāo)準(zhǔn)化重物塊，載重車等間隔布置有多輛；
6、索道支架上設(shè)置有架空的閉環(huán)纜索，纜索與載重車卡扣連接；
7、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及電動(dòng)發(fā)電機(jī)組與纜索相連，用于牽引載重車運(yùn)動(dòng)，并控制其上下行速度，同時(shí)能夠在載重車下行時(shí)由纜索帶動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，電能經(jīng)處理后最終輸送至電網(wǎng)；
8、控制系統(tǒng)用于控制高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)、低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與電動(dòng)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行。
9、本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，山體的傾斜角大于0度小于90度。
10、本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，閉環(huán)纜索為鋼索或合成纖維纜繩，通過(guò)定滑輪組與索道支架連接。
11、本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，載重車沿軌道鋪設(shè)方向由隔板等間距分隔出多個(gè)容納空間，每個(gè)空間能夠容納一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化重物塊，同時(shí)載重車沿軌道鋪設(shè)方向左右兩側(cè)設(shè)有可自動(dòng)開(kāi)啟的車門(mén)，車門(mén)與控制系統(tǒng)信號(hào)連接。
12、本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，載重車底部裝有與傾斜鐵軌相匹配的鋼輪或橡膠輪，并設(shè)置有控制載重車車速的軌道電磁制動(dòng)機(jī)。
13、本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)包括高海拔傳送帶、高海拔重物存儲(chǔ)平臺(tái)和高海拔轉(zhuǎn)載裝置，低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)包括低海拔傳送帶、低海拔重物存儲(chǔ)平臺(tái)和低海拔轉(zhuǎn)載裝置，高海拔轉(zhuǎn)載裝置用于在載重車及高海拔重物存儲(chǔ)平臺(tái)之間通過(guò)高海拔傳送帶轉(zhuǎn)移標(biāo)準(zhǔn)化重物塊，低海拔轉(zhuǎn)載裝置用于在載重車及低海拔轉(zhuǎn)載裝置之間通過(guò)低海拔傳送帶轉(zhuǎn)移標(biāo)準(zhǔn)化重物塊。
14、本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，載重車到達(dá)高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)及低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)時(shí)，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制載重車減速至約0.5m/s左右，隨后保持勻速運(yùn)行，高海拔傳送帶及低海拔傳送帶同樣保持該速度勻速運(yùn)行。
15、本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，高海拔轉(zhuǎn)載裝置與低海拔轉(zhuǎn)載裝置采用伸縮貨叉裝置，每一轉(zhuǎn)載裝置中貨叉?zhèn)€數(shù)應(yīng)與載重車的容納空間個(gè)數(shù)相同。
16、本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)在于，高海拔轉(zhuǎn)載裝置與低海拔轉(zhuǎn)載裝置分別安裝在高海拔傳送帶與低海拔傳送帶上，與其保持相同速度運(yùn)行，完成載重車的裝載及卸載工作。
17、一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能方法，該方法基于所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括：
18、儲(chǔ)能狀態(tài)下，空載的載重車在山底通過(guò)低海拔轉(zhuǎn)載裝置裝載標(biāo)準(zhǔn)化重物塊，在電動(dòng)機(jī)控制下沿傾斜鐵軌運(yùn)行至山頂，由高海拔自動(dòng)裝卸系統(tǒng)將標(biāo)準(zhǔn)化重物塊轉(zhuǎn)移到高海拔重物存儲(chǔ)平臺(tái)上，重復(fù)上述過(guò)程將電能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)；
19、釋能狀態(tài)下，空載的載重車在電動(dòng)機(jī)控制下上坡，在山頂通過(guò)高海拔轉(zhuǎn)載裝置裝載標(biāo)準(zhǔn)化重物塊，再依靠自身重力沿傾斜鐵軌運(yùn)行至山底，同時(shí)其上纜索帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將載重車運(yùn)行的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)至少具有以下有益的技術(shù)效果：
21、本專利技術(shù)提供的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法，重物載體采用標(biāo)準(zhǔn)化重物塊，可將當(dāng)?shù)匚驳V處理回收后制作標(biāo)準(zhǔn)化重物塊，具有一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)無(wú)需修建大面積沙庫(kù)及其他固定設(shè)施，降低成本及施工難度，減少對(duì)環(huán)境的影響。本專利技術(shù)通過(guò)設(shè)置閉環(huán)纜索與電動(dòng)發(fā)電機(jī)組相連，可為載重車運(yùn)行提供連續(xù)的牽引力，在釋能時(shí)載重車通過(guò)纜索牽引發(fā)電機(jī)連續(xù)發(fā)電，使系統(tǒng)輸入、輸出功率連續(xù)且靈活可調(diào)。本專利技術(shù)采用傾斜鐵軌承載重物載體的重量，克服了單獨(dú)使用架空纜索時(shí)弧垂大和運(yùn)載量受限的不足，使得一輛載重車可裝載多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化重物塊，大幅提高儲(chǔ)能系統(tǒng)功率和容量，同時(shí)也可調(diào)整載重車上的標(biāo)準(zhǔn)化物塊的數(shù)量改變重力勢(shì)能，提升系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性和安全性。通過(guò)設(shè)置重物自動(dòng)裝卸平臺(tái)，簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)載碼垛機(jī)構(gòu)，減少重物裝卸過(guò)程中的能量損失，進(jìn)一步提高系統(tǒng)能量循環(huán)的效率。
22、綜上，本專利技術(shù)系統(tǒng)本質(zhì)安全、無(wú)環(huán)境污染，也沒(méi)有充放電次數(shù)的限制，較抽水蓄能系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性好，運(yùn)行效率更高。
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1.一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，包括傾斜鐵軌（9）、索道支架（7）、載重車（6）、標(biāo)準(zhǔn)化重物塊（10）、高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)、低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組（14）、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（5）以及控制系統(tǒng)（15）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，山體（1）的傾斜角大于0度小于90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，閉環(huán)纜索（8）為鋼索或合成纖維纜繩，通過(guò)定滑輪組與索道支架連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，載重車（6）沿軌道鋪設(shè)方向由隔板等間距分隔出多個(gè)容納空間，每個(gè)空間能夠容納一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化重物塊（10），同時(shí)載重車（6）沿軌道鋪設(shè)方向左右兩側(cè)設(shè)有可自動(dòng)開(kāi)啟的車門(mén)，車門(mén)與控制系統(tǒng)（15）信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，載重車（6）底部裝有與傾斜鐵軌（9）相匹配的鋼輪或橡膠輪，并設(shè)置有控制載重車車速的軌道電磁制動(dòng)機(jī)。
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7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，載重車（6）到達(dá)高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)及低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)時(shí)，由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（5）控制載重車減速至約0.5m/s左右，隨后保持勻速運(yùn)行，高海拔傳送帶（4）及低海拔傳送帶（12）同樣保持該速度勻速運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，高海拔轉(zhuǎn)載裝置（3）與低海拔轉(zhuǎn)載裝置（11）采用伸縮貨叉裝置，每一轉(zhuǎn)載裝置中貨叉?zhèn)€數(shù)應(yīng)與載重車（6）的容納空間個(gè)數(shù)相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，高海拔轉(zhuǎn)載裝置（3）與低海拔轉(zhuǎn)載裝置（11）分別安裝在高海拔傳送帶（4）與低海拔傳送帶（12）上，與其保持相同速度運(yùn)行，完成載重車（6）的裝載及卸載工作。
10.一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能方法，其特征在于，該方法基于權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，包括傾斜鐵軌（9）、索道支架（7）、載重車（6）、標(biāo)準(zhǔn)化重物塊（10）、高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)、低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組（14）、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（5）以及控制系統(tǒng)（15）；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，山體（1）的傾斜角大于0度小于90度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，閉環(huán)纜索（8）為鋼索或合成纖維纜繩，通過(guò)定滑輪組與索道支架連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，載重車（6）沿軌道鋪設(shè)方向由隔板等間距分隔出多個(gè)容納空間，每個(gè)空間能夠容納一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化重物塊（10），同時(shí)載重車（6）沿軌道鋪設(shè)方向左右兩側(cè)設(shè)有可自動(dòng)開(kāi)啟的車門(mén)，車門(mén)與控制系統(tǒng)（15）信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，載重車（6）底部裝有與傾斜鐵軌（9）相匹配的鋼輪或橡膠輪，并設(shè)置有控制載重車車速的軌道電磁制動(dòng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多重物塊連續(xù)運(yùn)行的山體重力儲(chǔ)能系統(tǒng)，其特征在于，高海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)包括高海拔傳送帶（4）、高海拔重物存儲(chǔ)平臺(tái)（2）和高海拔轉(zhuǎn)載裝置（3），低海拔自動(dòng)裝卸平臺(tái)包括低海拔傳送...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高俊彥，薛志恒，楊可，鄭少雄，孫偉嘉，郝振凱，王偉鋒，趙杰，張朋飛，吳濤，孟勇，趙永堅(jiān)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西安熱工研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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