CN110541410A - 一种非淹没式水利发电储能方法及储能设备 - Google Patents

Abstract

一种非淹没式水利发电储能方法及储能设备，属于水利发电技术领域。它提供一种对设施地点选择要求低，不会产生大面积水库淹没区和移民安置问题，既节省土地资源又可以充分利用水资源，低造价产出高的非淹没式水利发电储能方法及储能设备。一种非淹没式水利发电储能方法，包括以下步骤：步骤S1.水箱收集各处流水；步骤S2.水箱通过牵引装置拽动电动发电机上的飞轮转动，电动发电机启动产生电流，汇流器汇集电流；步骤S3.水箱滑落一定距离后，水箱排水；步骤S4.电动发电机将电能转换为飞轮转动的机械能拉动水箱上升至初始位置。本发明对设施地点选择要求低，可以进行连续阶梯级设置，并使我国的水能资源得到充分的开发利用。

Description

一种非淹没式水利发电储能方法及储能设备

技术领域

本发明属于水利发电技术领域，特别是涉及一种非淹没式水利发电储能方法及储能设备。

背景技术

水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，再借水轮机为原动力，推动发电机产生电能。

采用此种水利发电方式存在一些弊端，1.增加灾害发生的频率；2.造成库区泥沙淤积；3.使土壤盐碱化；4.恶化水质；5.河水的水质改变；6.对下游河道产生影响；7.移民影响；8.对气候的影响；9.基础设施投资巨大；10.造成大面积淹没区域。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种对设施地点选择要求低，不会产生大面积水库淹没区和移民安置问题，既节省土地资源又可以充分利用水资源，低造价产出高的非淹没式水利发电储能方法及储能设备。

本发明所采取的技术方案是：

一种非淹没式水利发电储能方法，包括以下步骤：

步骤S1.水箱收集各处流水；

步骤S2.水箱收集完成后，水箱通过牵引装置拽动电动发电机上的飞轮转动，将机械能转换为电能，电动发电机启动产生电流，汇流器汇集电流；

步骤S3.水箱滑落一定距离后，水箱排水；

步骤S4.水箱排水后，电动发电机将电能转换为飞轮转动的机械能拉动水箱上升至初始位置。

一种非淹没式水利发电储能设备，包括：水箱、滑道、电动发电机、牵引装置及发电机房；顺山体的斜坡建设滑道，并在斜坡上方建设发电机房，所述发电机房内设有电动发电机，所述电动发电机上设有飞轮，所述飞轮与水箱之间通过牵引装置连接，所述水箱沿滑道滑动。

本发明的有益效果在于：

本发明利用地势高低差势能将各处流水集中在水箱内形成物理重量物(简称配重物)，顺山体斜坡建设滑道，物理重量物由滑道匀速下滑时牵引钢丝绳或者铁链带动钢制大飞轮旋转产生势能驱动发电机产生电力，采用此种方式，对设施地点选择要求较低，不同于常规水库水利发电需要修筑水坝大规模蓄水产生大面积淹没区域，本发明低造价产出高安全性好，可以进行连续阶梯级设置，使我国的水能资源得到充分的开发利用，本发明提供了一种发电势能集取方法和操作使用方法，是对现有方法的改进。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明使用状态示意图；

其中：1-水箱；2-滑道；3-斜坡；4-电动发电机；5-牵引装置；6-飞轮；7-发电机房。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种非淹没式水利发电储能方法，包括以下步骤：

步骤S1.水箱1收集各处流水；

步骤S2.水箱1收集完成后，水箱1通过牵引装置5拽动电动发电机4上的飞轮6转动，电动发电机4启动发电机的功能，将机械能转换为电能，电动发电机4启动产生电流，汇流器汇集电流；

步骤S3.水箱1滑落一定距离后，水箱1排水；

步骤S4.水箱1排水后，电动发电机4启动电动机的功能将电能转换为飞轮6转动的机械能拉动水箱1上升至初始位置。

飞轮6为钢制大飞轮。

电动发电机4为现有技术，定义为同时具有发电机与电动机两种功能的电机。

由于，水箱1内装满水后的重量远大于水箱1自身的重量，在理想状态下，消耗的机械能等于产生的电能，

因水箱1装满水后产生的机械能远大于水箱1排水后上升需要的机械能，由此可推断出，电动发电机4产生的电能远大于消耗的机械能。且无需建造水坝。

在所述步骤S1中，水箱1通过多个引流器，将坡上水、河流水、山地溪水、田间水或者生活用水引入水箱1内。

在所述步骤S1中，水箱1设置在斜坡3上端，水箱1沿设置在斜坡3上的滑道2滑动。水箱1在滑道2下方时，水箱1排水，水箱1在滑道2上方时，水箱1收集水。

在步骤S2中，所述飞轮6上安装有限速器，在限速器的作用下，水箱1匀速下降。

在步骤S3中，水箱1将水排到下段斜坡3处。斜坡3可为连续阶梯斜坡，本发明的方法用在连续阶梯斜坡的每段斜坡上，水箱1排出的水依次向下个斜坡流动，使水箱3内的水能够得到充分的利用。

一种非淹没式水利发电储能设备，包括：水箱1、滑道2、电动发电机4、牵引装置5及发电机房7；顺山体的斜坡3建设滑道2，并在斜坡3上方建设发电机房7，所述发电机房7内设有电动发电机4，所述电动发电机4上设有飞轮6，所述飞轮6与水箱1之间通过牵引装置5连接，所述水箱1沿滑道2滑动。

牵引装置5采用牵引钢丝绳或者铁链。

所述飞轮6上安装有限速器，在限速器的作用下，水箱1匀速下降。

所述水箱1的排水口处设有电磁阀，所述斜坡3下方设有感应传感器，当水箱1滑落至斜坡3下方时，所述感应传感器给电磁阀传递信号，电磁阀打开，水箱1排水。

所述水箱1上设有监测传感器，监测传感器给电动发电机4传递信号，电动发电机4拉动水箱1上升，所述监测传感器为重力传感器、流量传感器或者液位传感器。

重力传感器监测水箱1的重量，当水箱1的重量达到水箱1自重时，重力传感器给电动发电机4传递信号；

流量传感器设置在水箱1的排水口处，流量传感器监测排水口处水的流量，当流量传感器监测到水箱1内的水排完后，流量传感器给电动发电机4传递信号；

液位传感器监测水箱1的水位，当液位传感器监测到水箱1内的水排完后，液位传感器给电动发电机4传递信号；

如图2所示，本发明的非淹没式水利发电储能设备可形成模块化系统，一个斜坡3上可铺设多个非淹没式水利发电储能设备，每个非淹没式水利发电储能设备的水箱1交错上下移动，依次产生电力，并将电力通过多个汇流器汇集，多个非淹没式水利发电储能设备可共用一个发电机房7。

本发明在电力低谷期可以利用低值电价由电动发电机4提升配重物至高点储存，再用电高峰期配重物下降产生电力达到储能作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种非淹没式水利发电储能方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1.水箱(1)收集各处流水；

步骤S2.水箱(1)收集完成后，水箱(1)通过牵引装置(5)拽动电动发电机(4)上的飞轮(6)转动，将机械能转换为电能，电动发电机(4)启动产生电流，汇流器汇集电流；

步骤S3.水箱(1)滑落一定距离后，水箱(1)排水；

步骤S4.水箱(1)排水后，电动发电机(4)将电能转换为飞轮(6)转动的机械能拉动水箱(1)上升至初始位置。

2.根据权利要求1所述的一种非淹没式水利发电储能方法，其特征在于：在所述步骤S1中，水箱(1)通过多个引流器，将坡上水、河流水、山地溪水、田间水或者生活用水引入水箱(1)内。

3.根据权利要求1或2所述的一种非淹没式水利发电储能方法，其特征在于：在所述步骤S1中，水箱(1)设置在斜坡(3)上端，水箱(1)沿设置在斜坡(3)上的滑道(2)滑动。

4.根据权利要求1所述的一种非淹没式水利发电储能方法，其特征在于：在步骤S2中，所述飞轮(6)上安装有限速器，在限速器的作用下，水箱(1)匀速下降。

5.根据权利要求3所述的一种非淹没式水利发电储能方法，其特征在于：在步骤S3中，水箱(1)将水排到下段斜坡(3)处。

6.一种利用权利要求1～5中任一一项权利要求的非淹没式水利发电储能方法的设备，其特征在于：包括：水箱(1)、滑道(2)、电动发电机(4)、牵引装置(5)及发电机房(7)；顺山体的斜坡(3)建设滑道(2)，并在斜坡(3)上方建设发电机房(7)，所述发电机房(7)内设有电动发电机(4)，所述电动发电机(4)上设有飞轮(6)，所述飞轮(6)与水箱(1)之间通过牵引装置(5)连接，所述水箱(1)沿滑道(2)滑动。

7.根据权利要求5所述的一种非淹没式水利发电储能设备，其特征在于：所述飞轮(6)上安装有限速器。

8.根据权利要求5所述的一种非淹没式水利发电储能设备，其特征在于：所述水箱(1)的排水口处设有电磁阀，所述斜坡(3)下方设有感应传感器，所述感应传感器给电磁阀传递信号。

9.根据权利要求5所述的一种非淹没式水利发电储能设备，其特征在于：所述水箱(1)上设有监测传感器，监测传感器给电动发电机(4)传递信号，电动发电机(4)拉动水箱(1)上升，所述监测传感器为重力传感器、流量传感器或者液位传感器中的一种。