CN105283665A - 布置在水体中的能量存储系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于存储和释放能量的系统(200)。该系统(200)布置在水体中并且包括平台(220)。该系统还包括至少一个重物和提升系统，其中，至少一个重物存储在水体的底面上，提升系统能够使该至少一个重物在第一高度位置与第二高度位置之间移动。系统的远程操作的附接装置联接至提升系统并且构造成定位并且联接至位于水体的底面上的至少一个重物。提升系统在联接至远程操作的附接装置时将该至少一个重物从第一高度位置至第二高度位置选择性地升高和降低。在重物在第一高度位置与第二高度位置之间移动时系统存储和释放能量。

Description

布置在水体中的能量存储系统

相关申请的交叉引用

本发明要求于2013年3月14日提交的美国临时专利申请号61/782,153的优先权，其全部内容通过参引并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及能量存储系统，并且更具体地涉及布置在水体中的能量存储系统。

背景技术

需要公共设施规模的能量存储系统来实现若干相互关联的能量产生目标。这些目标包括：提高能量产生系统的效率，满足消费者的变化的需求，以及支承替代性的、可再生的能源产生源的布置。目前存在许多能量存储系统和方法，这些现存的系统和技术具有一系列局限性，并且因此不能完全地满足公共设施规模的布置的需求。

能量产生系统的效率受到电能必须在其产生后尽快使用、否则电能将会损失的事实的影响。因为在每一天的过程期间对于电能的需求是变化的，电能产生源在非高峰时段比如夜间期间会具有过量的能量，并且在高峰时段比如白天期间的能量不足以满足需求。通过允许存储非高峰时段的过量的能量并且在高峰时段传递所存储的能量，从而使得能量存储系统提高能量产生系统和其传递的能量的效率和值。

消费者希望当他们需要电能时就存在电能。为了满足该期望，公用事业公司必须具有非常大的能够以所存储的能量的形式获得的储备能力。该能量必须能够在几秒或几分钟内传送到线路上，以维持电网的稳定。

希望使用可再生能源——比如风能和太阳能——来减少对化石燃料的依赖，从而减少导致全球气候变化的温室气体的产生。然而，可再生能量产生源——比如风能和太阳能——由于其间歇性的特性需要能量存储方法以便能够进行始终一致的传送。在风电场的情况下，当风增大或者减小时输出剧烈地变化。当经过的云减小或消除了早已只在白天时段运行的太阳能系统的输出时，太阳能也存在类似的问题。与间歇性能量源——比如风能和太阳能——协同工作的能量存储系统允许收获间歇性能源用于后续至电网和消费者的始终一致的传送。

存在许多类型的公共设施规模的能量存储方法来满足提高效率、满足消费者要求、以及能够布置替代性的可再生能源比如风能和太阳能的目标。这些存储系统包括电池形式的化学存储、电容式电存储、压缩气体或弹簧形式的机械存储、飞轮形式的运动式能量存储、以及抽水储能形式的重力势能存储。化石燃料是借助自然过程历经数百万年将太阳能存储在植物物质中的(非可再生的)能量存储的形式。

现有的能量存储方法存在一个或更多个涉及成本、技术和环境问题的限制。由于这些限制，能量存储系统尚不能完全满足提高效率、满足消费者需求、以及能够布置替代性的可再生能源比如风能和太阳能的需要。

现有的能量存储方法的一组限制涉及大规模能量存储系统的成本和安装要求。能量存储方法的资金成本可能太高而不可行，其成本远远大于通过该方法获得的益处。另外，该方法的选址要求可能限制太多从而在商业上不可行，或甚至在给定的环境或位置上不可行。例如，由于保护环境的地方规章，给定的位置可能不适合构建用于存储抽水储蓄能量的大的蓄水器。随着人口密度的增加，找寻能够支承大型公用事业布置的位置变得越来越困难。此外，存储方法可能无法为了满足常规公用设施安装的需要而进行扩展。例如，化学电池存储每千瓦能量占用的空间非常大。

其他限制基于能量存储方法的潜在的技术而产生。一个共同的限制是，该方法支持的充/放电循环的数量对于支持公用事业级别的应用可能不够高。例如化学电池就是这种情况，其必须以很大的成本进行周期性的更换。另外，所存储的能量可能随着时间的推移而减少，比如飞轮由于与移动部件的摩擦而逐渐地损失能量。

另外，当前可用的能量存储系统可能产生环境问题。例如，抽水储能系统通过将水从较低高度的蓄水器泵送至较高高度的蓄水器来运行。这些大的蓄水器通常建在陆地上，取代了以前存在的生态系统。如另一示例，具有有限的生命周期的化学电池在其使用期限结束时存在环境处理问题。

考虑到对于能量存储系统的需求以及现有系统的局限性，需要一种能量存储系统，该能量存储系统提高能量产生的效率、满足变化的消费者需求以及能够布置替代性的可再生能源比如风能和太阳能，并且不受有关成本、规模和环境影响的限制。

发明内容

通过一方面提供一种用于存储和释放能量的系统克服了现有技术的缺点并且提供了额外的优点。该系统布置在水体中，并且包括平台。系统还包括存储(例如定位)在水体的底面上的至少一个重物，以及能够使该至少一个重物在第一高度位置与第二高度位置之间移动的提升系统。系统的远程操作的附接装置联接至提升系统，并且构造成定位且联接至水体的底面上的该至少一个重物。提升系统在联接至远程操作的附接装置时将该至少一个重物从第一高度位置至第二高度位置选择性地升高和降低。当该至少一个重物在第一高度位置与第二高度位置之间移动时系统存储和释放能量。

通过本发明的技术实现了额外的特征和优点。本发明的其他实施方式和方面在本文中进行了详细地描述并且被认为是所要求保护的本发明的一部分。

附图说明

本发明的一个或更多个方面在本申请文件的总结部分的权利要求中作为示例特别地提及并且明确地要求进行保护。根据下面结合附图做出的详细说明，本发明的前述的以及其他的目的、特征和优点将变得明显，在附图中：

图1是根据本发明的一个或更多个方面的用于存储和释放能量的系统的框图；

图2示出了根据本发明的一个或更多个方面的布置在水体中的用于存储和释放能量的系统；

图3示出了根据本发明的一个或更多个方面的系统的平台的一个实施方式；

图4示出了根据本发明的一个或更多个方面的系统的平台的其他实施方式；

图5示出了根据本发明的一个或更多个方面的提升系统的实施方式；

图6示出了根据本发明的一个或更多个方面的可包括绞盘的提升系统的实施方式；

图7示出了根据本发明的一个或更多个方面的远程操作的附接装置的一个实施方式；

图8示出了根据本发明的一个或更多个方面的由水体的底面上的多个重物限定的式样(pattern)；

图9示出了根据本发明的一个或更多个方面的用于存储并且准备重物的构型；

图10示出了根据本发明的一个或更多个方面的重物的一个实施方式；

图11示出了根据本发明的一个或更多个方面的升起重物管理系统(up-weightmanagement)的俯视图；

图12示出了根据本发明的一个或更多个方面的用于与图11的升起重物管理系统一起使用的重物的实施方式；以及

图13示出了根据本发明的一个或更多个方面的具有升起重物管理系统的平台的实施方式。

具体实施方式

下面将参照附图中所示的非限制性实施方式对本发明的方面以及其某些特征、优点和细节进行更全面地阐释。公知的材料、制造工具、工艺技术等的描述被省略以免不必要地混淆本发明的细节。然而，应了解的是，详细描述和具体示例虽然表示为本发明的实施方式，但是仅以示例的方式提供，而不是以限制的方式提供。在潜在的创新性概念的范围和/或精神范围内的多种替代、修改、附加和/或结构对于本领域技术人员根据本公开内容将变得明显。

本公开内容提供了用于收获、存储和产生能量的系统。在一方面中，提供了一种系统，该系统用于支承机械装置以将接收的能量转化为势能、存储该势能、并且随后将该势能转化为电能的平台。在一个实施方式中，该系统包括浮动在、潜入、或半潜入例如海洋、湖或其他水体中的平台。如在本文中使用的，术语平台指的是比如浮动的能够潜入水中或能够半潜入水中的船舶、驳船、船、其他结构或前几者的结合的任何结构或多个结构。在实施方式中，平台可以适于支承自张紧构件或线缆悬置的一个或更多个重物(weight)。重物通过一个或更多个提升系统(例如绞盘或皮带轮装置)克服重力向上提升并且借助重力向下降低，从第一高度位置至第二高度位置。在一个具体示例中，提升系统可包括绞盘、卷绕滚筒、马达和发电机。在另一示例中，提升系统可以是任何通用的升降系统。发电机通过张紧构件联接至重物以基于重物借助重力从第一高度位置至第二高度位置的运动而产生电。在一个示例中，根据水体内的具体环境条件，除了张紧构件之外，可以使用波浪补偿器。当重物降低时存储的能量被释放。重物的降低驱动马达/发电机来产生电能。在一个实施方式中，这可以通过转动绞盘的滚筒实现。因此，电能可以调节成例如通过电网进行传输。

在一个实施方式中，该一个或更多个重物可以靠近平台存储或松弛地放置在水体的底面上而不附接至张紧构件。单个的张紧构件或线缆可以用于例如水体的底面上存储的多个重物。张紧构件围绕卷绕滚筒或皮带轮卷绕并且适于便于多个操作，比如例如将一个重物降低至水体的底面并且将另一重物升高至平台。

在另一实施方式中，系统包括通过例如无线定位系统的重物动态管理系统。无线定位系统能够例如发送水体的底面上存储的每个重物的位置和身份的信号。一方面，系统采用附接至张紧构件的端部的一个或更多个远程操作的附接装置(“ROAD”)。在实施方式中，ROAD能够沿三个维度移动并且围绕三个轴线旋转、并且用于搜索和找回存储在水体的底面上的重物中的一个重物。可以使用小数量的ROAD——例如小于每个提升系统一个ROAD的数量——并且按需要布置来找回或定位重物。在另一个示例中，多个ROAD也可用于升起重物管理系统，例如，将重物定位在水体的底面上方的高度处。

下面参照附图，为了便于理解，附图未按照比例绘制，其中，贯穿不同的附图使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。另外，具有相同的最后两位数字的不同的附图标记可表示相同的或相似的部件。

图1是根据本发明的一个或更多个方面的用于存储和释放能量的系统100的框图。在图示实施方式中，系统100包括能够使至少一个重物103在第一高度位置与第二高度位置之间移动的提升系统101。在一个示例中，第一高度位置和第二高度位置分隔开介于1,000米与5000米之间。

如所示出的，在实施方式中，远程操作的附接装置(“ROAD”)102联接至提升系统101，并且构造成定位并且联接至水体的底面上的至少一个重物103。ROAD102也可构造成识别至少一个重物103。提升系统101在联接至ROAD102时将至少一个重物103从第一高度位置至第二高度位置选择性地升高和降低。当至少一个重物103在第一高度位置与第二高度位置之间移动时，系统100存储和释放能量。

在实施方式中，系统100包括操作性地联接至提升系统101的马达/发电机110。在该实施方式中，马达/发电机110(例如马达/发电机110的马达部件)使用能量(例如电能)使至少一个重物103从较低的第一高度位置移动至较高的第二高度位置，并且电能以至少一个重物103的重力势能的形式被存储。

类似地，当至少一个重物103从较高的第二高度位置移动至较低第一高度位置(例如使用马达/发电机110的发电机部件)时，系统100产生能量(例如电能)。系统100可通过马达/发电机110释放能量至电网106。

在运行中，在非高峰能量消耗时间期间当电网中可存在额外的能量时，系统100可用于存储能量。随后，在高峰能量消耗时间期间，系统100可用于将能量释放至电网。这样的操作有利于横跨分布式电网或系统来优化能量的使用。

图2示出了根据本发明的一个或更多个方面的布置在水体中的用于存储和释放能量的系统200。在图示的实施方式中，系统200包括平台220。在实施方式中，平台220能够在水体上移动。平台220的移动可以通过位于平台220的下部分230中的推进系统实现。系统200构造成定位并且联接至重物203。多个重物203可以位于在水体的底面上通过适当的坐标识别的不同的位置处。在一个示例中，推进系统可以包括舵或转向副翼。在另一示例中，推进系统可位于平台上或平台上方。

在实施方式中，系统200包括海上变电站205，并且陆上变电站206位于海岸上，远离水体，例如更靠近电网207。海上变电站205和陆上变电站206便于系统200存储和释放能量，并且可使用任何适合的能量传输技术，例如，直流或高压交流电传输线。

图3示出了根据本发明的一个或更多方面的用于存储和释放能量的系统的平台320的一个实施方式。平台320可包括一个或更多个提升系统，并且在所示实施方式中，示出了十个提升系统。如所示出的，仅在一个具体示例中，提升系统各自包括张紧构件304和绞盘系统305。

在实施方式中，张紧构件304具有一长度并具有第一端和第二端，能够支承联接在其上的至少一个重物303，并且用于在第一高度位置(例如，水体的底面)与第二高度位置(例如，平台)之间运动。借助于示例而并非限制，在该说明性实施方式中，绞盘系统305安装在平台320上。平台320例如可以是船或任何其他浮动结构。绞盘系统305可操作地联接至张紧构件304的第一端，并且构造成用于以受控的方式调节张紧构件304的长度。例如，绞盘系统305可以与张紧构件304结合使用以从水体的底面取回重物303并且存储重物303。如示出的，系统300对应于没有卷筒的绞盘系统，其中，张紧构件的两端可以交替地承载重物。

继续参照图3，在示出的实施方式中，平台320包括升起重物管理系统，该升起重物管理系统构造成存储和准备多个重物303。为了存储和准备重物，升起重物管理系统可以操纵重物和/或使重物移动。例如，重物303可以存储在轨道系统上。当能量要被传递至电网时，在高峰能量消耗时间期间，重物303将定位在多个提升装置中的任一者处并且以受控的方式降低至水体的底面。这允许通过使用一个或更多个马达/发电机而将重物的重力势能转换成电能，所述一个或更多个马达/发电机布置成与提升系统相关联。升起重物管理系统构造成将多个重物303附接至提升系统以及将多个重物303与提升系统分开，并且具体地构造成附接重物，以将重物中的各个重物按顺序从平台320降低至水体的底面。在一个构型中，重物以浮动的葡萄式样308布置。

在一个示例中，多个提升装置以重叠的方式操作，使得由系统传递至电网的能量基本上是均匀的。在另一示例中，海上变电站可以用于通过例如在将所生成的能量传递至陆上变电站之前、在传至电网的途中改变电压或电流属性来调节所生成的能量。

图4描绘了根据本发明的一个或更多个方面的用于存储和释放能量的系统的平台的其他实施方式。这些实施方式借助于示例而给出，并且可以结合一个或更多个这样的实施方式的某些方面来提供本发明的系统的平台。各种实施方式的各方面根据布置条件可以是可适用的，并且各种实施方式的各方面可以用于使在移动平台的情况下的波浪诱导运动和阻力最小化。这些平台中的任何平台可以设计成包括推进系统，使得平台可以或者是全面地可移动的或者具有受限制的运动范围，例如，平台能够以圆形的、弯曲的或线性的路径运动。在其他示例中，平台的运动可能需要尽可能精确，或者平台可以动态地保持在固定位置中。

在一个实施方式中，可以使用单点锚定的蓄水器式(“SPAR式”)平台400。SPAR式平台400包括支承甲板部分的大的圆筒形部分。可以在圆筒的底部处使用密度比水的密度大的材料而使圆筒加重，从而使SPAR式平台400的重心降下位于结构上。有利地，SPAR式平台可以使相对于波浪或流的运动最小化。在平台的其他示例中，平台不需要是锚定系统也不需要具有蓄水器。

在另一实施方式中，可以使用半潜式平台401。半潜式平台401从位于水体的表面下方的浮桥部分获得其浮力，从而避免表面处的波浪作用以提供良好的稳定性。

在另外的实施方式中，可以布置非常大的、可变压载的、多功能大型平台402。大型平台402可以用于支持本发明的系统的大规模实施方式。在一个示例中，大型平台402可以允许灵活布置在各种深度的水体中，并且允许其他功能件或设施与用于存储和释放能量的系统协同定位。

在另一实施方式中，可以使用呈浮动的产物存储和卸载(“FPSO式”)单元的风格的平台。FPSO式平台403在速度和/或布置的容易程度是个问题的某些应用中可能是优选的。在一个示例中，FPSO式平台403可以由转换后的油轮或其他船舶构造或者可以是特制的。

图5描绘了根据本发明的一个或更多个方面的提升系统的实施方式。

如示出的，包括两个绞盘501、502的双绞盘实施方式可以通过单个马达/发电机操作。在这种构型中，张紧构件的一端可以附接至绞盘轴，并且张紧构件将在张紧构件处于向上的位置中时围绕绞盘卷起。在这种构型中，两个绞盘可以与离合器503一起操作，以允许连续操作。例如，在释放能量时，绞盘501可以附接至可以以受控的方式降低的第一重物，从而允许马达/发电机产生电能。只要第一重物到达水体的底面，可以使用绞盘502使第二重物开始下降。以这种方式，连续的能量流可以由马达/发电机传递至电网。在示出的实施方式中，绞盘501、502是共线的。在另一示例中，具有两个绞盘501、502的双绞盘系统可以构造成彼此平行。

在另一实施方式中，张紧构件的每个端部可以构造成用于附接至ROAD，从而允许连续的操作。另外，可以包括齿轮箱505以允许绞盘和马达/发电机的差动旋转率。例如，这样的构型可以允许发电机的较高的转速，以将适当地调节的电力传输至海上变电站。在另一示例中，绞盘可以包括无源(passive)或有源(active)升沉补偿系统。在进一步的示例中，升沉补偿可以由ROAD执行或促进。

图6描绘了根据本发明的一个或更多个方面的绞盘的实施方式。如示出的，在一个实施方式中，单绞盘方案可以包括单个滚筒600。滚筒600可以具有椭圆形截面。张紧构件603、604可以从滚筒600延伸。在另一实施方式中，单绞盘方案可以包括两个或更多个滚筒606、607。可以优选两个或更多个滚筒来增加绞盘系统和张紧构件609、610的可靠性和稳固性。在一个具体实施方案中，远程操作的附接装置(参见图7A)可以布置在张紧构件的每个端部上。例如，两个ROAD可以结合滚筒600布置，张紧构件603、604中的每一者上具有一个ROAD。在另一示例中，系统可以在没有卷筒的情况下操作，即，张紧构件的每个端部能够通过用作配重的ROAD和/或钩系统提升/降低重物。在进一步的示例中，可以使用非绞盘系统。

图7描绘了根据本发明的一个或更多个方面的远程操作的附接装置700的一个实施方式。在示出的实施方式中，ROAD700构造成相对于平台移动，以方便从水体的底面定位、联接和升高多个重物。为了升高或降低至水体的底面，ROAD700使用联接器701联接至一个或更多个提升系统。

在实施方式中，ROAD700包括自主能量源和能够在水体内操纵的推进系统。ROAD700包括用于以三个维度操纵的一个或更多个推进器706。例如，ROAD700可以通过使用在x方向、y方向和旋转方向上操作的推进器706来操纵。在示例中，其中，系统的平台是可移动的，ROAD700可以相对于平台移动，以便于定位和联接至存储在水体的底面上的多个重物。

在另一实施方式中，ROAD700包括重物检测装置704。重物检测装置704能够对水体的底面上的该至少一个重物进行检测，并且在一个示例中，重物检测装置704可以包括声纳系统。在其他示例中，重物检测装置704可以是任何其他检测装置，并且可以使用光学、无线电、激光或其他技术来检测重物。例如，ROAD700可以使用无线定位系统703来定位该至少一个重物。在这种情况下，无线定位系统703可以包括与ROAD700相关联的发射器，该ROAD700与关联于该至少一个重物的接收器通信，并且系统可以包括位于水体的底面上的定位信标。在其他示例中，ROAD700可以与平台的监督控制和数据采集系统通信以接收指令或发送数据，或者ROAD700可以编程用于自主操作。

在进一步的实施方式中，ROAD700包括有源钩系统709，该有源钩系统709设计成与位于该至少一个重物上的无源钩互相连接。当ROAD700连接至重物时，ROAD700可以使用激励器708，以激活重物的气体吸入或释放阀。

在示出的实施方式中，ROAD700包括可调节的压载物(ballast)710。使用可调节的压载物710，可以匹配ROAD700的重量以允许提升系统的最佳操作。

图8描绘了根据本发明的一个或更多个方面的由位于水体的底面上的多个重物限定的式样。如图中所示，呈矩形的平台可以具有十个提升系统，编号为1至10，这与关于图3所描述的平台类似。在示出的实施方式中，五个提升系统各自位于平台的相对的边缘处。在其他实施方式中，任何数目的提升系统可以位于平台上任何给定的构型中。

在一个示例中，平台803沿从左向右的方向在水体上方移动，并且系统构造成将多个重物从平台803降低至水体的底面。在该所描绘的示例中，系统按顺序降低奇数编号的重物并且然后降低偶数编号的重物，以限定位于水体的底面上的式样。平台803的运动有助于位于水体的底面上的多个重物的式样的限定。在另一示例中，系统可以反向操作，并且利用式样定位和升高先前被降低的重物。

在另一示例中，系统构造成将多个重物以另一式样定位在水体的底面上，将该多个重物从水体的底面升高至平台804，并且将该多个重物以第二式样存储于平台804上。在这种情况下，ROAD可以构造成相对于平台804移动，以便于使来自水体的底面的该多个重物进行定位、联接和升高。在一个实施方案中，重物可以存储成在水体的表面上自由地浮动。在另一实施方案中，重物可以存储在辅助的轻质的船上，该辅助的轻质的船船可以或者位于表面上或者设计成略微地在表面的下方操作，例如在波浪和天气的作用下方操作。

图9A至图9B描绘了根据本发明的一个或更多个方面的用于存储和准备重物的构型(例如，式样)。这些式样可以被选择用于包括固定平台且用于存储和释放能量的系统的构型。在这种情况下，可以采用多个ROAD以使重物移动到其最终位置中。

图9描述了使用机械结构以将重物保持就位的不同的瓶架构型。结构901可以以紧密包裹的式样存储重物，结构902可以以平行的行的方式存储重物，并且结构903可以以单行的方式存储重物。其他构型可以没有结构，并且可以利用重物907，重物907具有稳定装置910或具有适当的形状和重量分布轮廓，以允许在无需机械结构的情况下进行存储。

图10描绘了根据本发明的一个或更多个方面的重物1000的一个实施方式。在示出的实施方式中，重物1000定形状为容纳和控制空气压载物以基本上是能浮起的。在这种实施方式中，阀1001允许重物1000——特别是室1004——填充有空气，并且阀1002允许水充满或从重物1000中排出。在一个示例中，重物1000可以包括多个室以方便同步操作。阀可以由平台处的装置或由ROAD激活。如所描绘的，重物1000定形状为在其在水体内的运动期间使拖曳力最小化。在另一个示例中，重物可以定形状和/或定结构为促进在水体的底面上的直立的静止位置。在实施方式中，重物1000包括位于其下端上的密实材料的部分1005，以降低其重心，进而便于重物1000直立于水体的底面上。应当理解的是，为了使系统成本最小化，重物1000可以由低成本、但耐用的材料制成，比如混凝土或其他可用的填充材料。在一个具体示例中，重物1000可以介于200吨与1000吨之间并且可以设计成以0.5m/s与3m/s之间的速率升高和降低。

为了便于用于存储和释放能量的系统内的操作，在一个实施方式中，重物1000包括SONAR(声纳)系统1007和无源钩系统1003，该无源钩系统1003允许ROAD识别、定位和联接至重物1000。在其他示例中，重物1000可以包括无源破碎系统。为了便于识别，重物1000可以包括唯一的ID标签。

图11描绘了根据本发明的一个或更多个方面的升起重物管理系统的俯视图。可以使用针对升起重物管理系统的两种不同的方法。在第一种方法中，重物可以是仅部分能浮起的，在这种情况下，平台、平台的延伸部或已分离的结构可以用于存储处于向上位置的重物。在第二种方法中，重物可以是完全能浮起的。在这种情况下，重物可以能够凭借自身的力量浮在水体的表面上。

在图11中示出的实施方式中，平台1100可以沿与水体中的流相反的方向移动。升起重物管理系统可以由介于每个重物与平台1100之间的无源链路1101构成，并且重物1110可以构造成当能量正由系统存储时随着重物1110从水体的底面升高而跟随平台1100。例如，在一个构型中，重物可以完全不附接至平台且允许漂移。随后，可以根据需要使用例如ROAD或ROAD式装置来识别、定位和收集重物。

在系统的能量释放操作期间，低负载的提升装置1103可以用于将浮动的重物召回至平台1100和设计成将重物降低至水体的底面以释放能量的提升系统。

图12描绘了用于与结合图11所描述的升起重物管理技术一起使用的重物的另一实施方式。如示出的，重物1200包括有源系统1205，该有源系统1205用于将重物1200连接至跟踪系统以便将重物以直立位置存储在平台上。在一个示例中，可以使用服务船将重物1200与栏杆系统1206(以截面示出)连接和断开连接。在另一示例中，用于管理各种舱室的各种机构——比如通常用于滑雪缆车中的机构——中的任何机构可以用于管理重物1200。

图13描绘了根据本发明的一个或更多个方面的具有升起重物管理系统的平台1300的实施方式。在图13示出的实施方式中，张紧构件1301用于将多个重物1302从水体的底面至平台1300进行升高和降低。如示出的，栏杆系统1304可以用于存储处于直立位置的多个重物1302。

本文中所使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的而并非意在意限制本发明。如本文中所使用的，单数形式“一”，“一个”和“该(the)”也意在包括复数形式，除非上下文另有明确指出。还将理解的是，术语“包含(comprise)”(以及包含的任何形式比如“包含(comprises)”和“包含有(comprsing)”)、“具有(have)”(以及具有的任何形式比如“具有(has)”和“带有”)、“包括(include)”(以及包括的任何形式比如“包括(includes)”和“包括有(including)”)、以及“含有(contain)”(以及含有的任何形式比如“含有(contains)”和“含带有(containing)”)均是开放式的连系动词。因此，“包含”，“具有”，“包括”或“含有”一个或更多个步骤或元件的方法或装置拥有那些一个或更多个步骤或元件，但并不限于仅拥有那些一个或更多个步骤或元件。同样地，“包含”，“具有”，“包括”或“含有”一个或更多个特征的方法的步骤或装置的元件拥有那一个或更多个特征，但不限于仅拥有那些一个或更多个特征。此外，以某种方式构造的装置或结构至少以那种方式构造，但也可以以未列出的方式构造。

下面的权利要求书中的所有装置或步骤加功能元件的相应结构、材料、动作及等价物如果有的话意在包括用于结合如所具体要求保护的其他要求保护的元件执行所述功能的任何结构、材料和动作。出于说明和描述的目的给出了本发明的描述，但是本发明的描述并非意在是穷举的或者将本发明限于所公开的形式。在不背离本发明的范围和精神的情况下，对本领域普通技术人员而言许多改型和变形将是显而易见的。选择并描述这些实施例，以便最好地解释本发明的一个或更多个方面的原理以及实际应用，并且使得本领域的普通技术人员能够理解本发明的一个或更多个方面的具有如适合于构想出的具体用途的各种修改的各种实施方式。

Claims (20)

1.一种用于存储和释放能量的系统，其中，所述系统布置在水体中，所述系统包括：

平台；

至少一个重物，所述至少一个重物存储在所述水体的底面上；

提升系统，所述提升系统能够使所述至少一个重物在第一高度位置与第二高度位置之间移动；以及

远程操作的附接装置，所述远程操作的附接装置联接至所述提升系统，所述远程操作的附接装置构造成定位并且联接至位于所述水体的底面上的所述至少一个重物，其中，所述提升系统在联接至所述远程操作的附接装置时将所述至少一个重物从所述第一高度位置至所述第二高度位置选择性地升高和降低，其中，在所述至少一个重物在所述第一高度位置与所述第二高度位置之间移动时，所述系统存储和释放能量。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述平台能够在所述水体上方移动，并且所述系统构造成定位并联接至所述至少一个重物中的第一重物和第二重物，其中，所述第一重物位于所述水体的底面上的第一坐标处，所述第二重物位于所述水体的底面上的第二坐标处。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述提升系统包括：

张紧构件，所述张紧构件具有长度且具有第一端和第二端，所述张紧构件能够在所述至少一个重物联接至所述张紧构件时支承所述至少一个重物，以使所述至少一个重物在所述第一高度位置与所述第二高度位置之间移动；以及

绞盘系统，所述绞盘系统安装在所述平台上，所述绞盘系统操作性地联接至所述张紧构件的所述第一端，所述绞盘系统构造成用于以受控的方式调节所述张紧构件的所述长度。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一高度位置低于所述第二高度位置，并且所述系统还包括：

马达/发电机，所述马达/发电机操作性地联接至所述提升系统，其中，所述马达/发电机在使所述至少一个重物从所述第一高度位置移动至所述第二高度位置时存储能量，并且在使所述至少一个重物从所述第二高度位置移动至所述第一高度位置时产生能量。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述系统通过所述马达/发电机将能量释放至电网。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统构造成以第一式样对位于所述水体的底面上的多个重物进行定位、将所述多个重物从所述水体的底面升高至所述平台、以及以第二式样对位于所述平台上的所述多个重物进行存储。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述平台构造成在所述水体上方移动至位于所述第一式样的所述多个重物上方的位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述远程操作的附接装置构造成相对于所述平台移动以便于对来自所述水体的底面的所述多个重物进行定位、联接和升高。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统构造成将多个重物从所述平台降低至所述水体的底面，其中，所述多个重物在所述水体的底面上限定出一式样。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述平台构造成在所述水体上方移动以便对所述多个重物在所述水体的底面上的所述式样进行限定。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远程操作的附接装置包括推进系统，所述推进系统能够在所述水体内对所述远程操作的附接装置进行操纵。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远程操作的附接装置包括重物检测装置，所述重物检测装置能够对所述水体的底面上的所述至少一个重物进行检测。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述远程操作的附接装置使用无线定位系统对所述至少一个重物进行定位。

14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述无线定位系统包括与所述远程操作的附接装置相关联的发射器，所述远程操作的附接装置与关联于所述至少一个重物的接收器通信。

15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述无线定位系统还包括位于所述水体的底面上的定位信标。

16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个重物定形状为容纳和控制空气压载物以基本上是能浮起的。

17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个重物定形状为在所述第一高度位置与所述第二高度位置之间的运动期间使拖曳力最小化。

18.根据权利要求1所述的系统，其中，所述平台包括升起重物管理系统，所述升起重物管理系统构造成存储和准备所述至少一个重物中的多个重物。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述升起重物管理系统构造成将所述多个重物附接至所述提升系统以及将所述多个重物与所述提升系统分开。

20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述系统构造成将所述多个重物中的各个重物按顺序从所述平台降低至所述水体的底面。