CN112814858A - 一种基于重力势能的储能发电方法及储能发电塔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于重力势能的储能发电方法包括步骤，势能存储，将预置在第一底面的重物进行吊装，将重物吊装堆积为储能塔，所述储能塔高度高于第一底面；势能转化，重新吊起所述储能塔上的重物，所述重物在重力作用下下落至第一底面，所述重物在下落过程中，带动发电设备运转，完成发电，将重力势能转化为电能。可以通过人力或机械吊装的方法对重物进行吊装堆积，实现对重力势能的存储，当需要供电时，将所述储能塔上的重物吊起，重物在下落过程中带动发电设备运转，完成发电，建设所需时间短，提高供电效率，满足短期提高供电量的需求。本发明提供了一种储能发电塔，结构简单，不受地形限制，建设周期短，满足短期内急需提高供电量的需求。
Description
技术领域
本发明涉及发电技术领域，尤其涉及一种基于重力势能的储能发电方法及储能发电塔。
背景技术
电力储能系统是通过一定介质存储电能，在需要时将所存能量释放发电。其中，大规模电力储能系统是解决可再生能源的间歇性和波动性的主要技术途径，也是分布式系统实现负荷平衡的关键技术。目前已有的大规模储电技术包括抽水蓄能、压缩空气储能以及电池储能等。
对于现有的实施情况来说，抽水蓄能是目前最常见的大规模存储电能技术。但是，它的能量密度相对较低，且建造大型水库所需地形较为特殊，所建造的大型水库会带来生态和移民问题。此外，抽水蓄能电站建设周期很长(一般约7～15年)，工期较长，不能满足某些地区短期内急需提高供电量的需求。
因此，本领域亟需一种基于重力势能的储能发电方法及储能发电塔。
因此，有鉴于此，提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于重力势能的储能发电方法，满足短期内急需提高供电量的需求。
本发明提供了一种基于重力势能的储能发电方法，包括：
势能存储，将预置在第一底面的重物进行吊装，将重物吊装堆积为储能塔，所述储能塔高度高于第一底面；
势能转化，重新吊起所述储能塔上的重物，所述重物在重力作用下下落至第一底面，所述重物在下落过程中，带动发电设备运转，完成发电，将重力势能转化为电能。
采用上述方案，可以通过人力或者机械吊装的方法对重物进行吊装堆积，实现对重力势能的存储，当需要供电时，将所述储能塔上的重物吊起，重物在下落过程中带动发电设备运转，完成发电，只需要将重物堆积为储能塔即可完成能量的存储，方便快捷，建设所需时间较短，提高供电效率，满足短期提高供电量的需求。
优选地，所述基于重力势能的储能发电方法还包括循环存储，所述循环存储的步骤包括，将所述势能转化步骤中防止在第一底面的重物重新吊装至储能塔，完成势能存储。
采用上述方案，循环使用所述重物进行储能和发电，提高储能和发电过程的便捷性。
进一步地，使用吊装设备对处于所述第一底面的重物进行吊装。
优选地，所述吊装设备上设置有发电设备。
进一步地，所述第一底面可以为地面或者建筑物上的平面。
进一步地，当重物处于储能塔上时重力势能大于该重物处于第一底面时。
进一步地，所述势能存储的步骤包括：
重物提升，将所述重物提升至第一高度；
重物堆积，将重物从所述第一高度移动至第二高度，所述第一高度的高度值大于第二高度，将多个重物从所述第一高度移动至第二高度，堆积为储能塔。
采用上述方案，每次移动重物均为先提升至第一高度再移动至第二高度，进行堆积，便于设定程序，自动化完成储能。
进一步地，所述第二高度即为储能塔所在高度。
进一步地，所述重物堆积的步骤还包括堆积转化，在重物从所述第一高度移动至第二高度的过程中，带动发电设备运转，完成发电，将重力势能转化为电能。
采用上述方案，在所述势能存储的步骤中，将所述第一高度移动至第二高度的过程的势能变化转化为电能，较少能量损耗，提高能量转化效率。
优选地，将所述堆积转化步骤所产生的电能存储到储能设备中，当需要供电时，将储能设备接入电网，增大电能输出。
进一步地，所述势能转化的步骤还包括：
第一转化阶段，将所述重物从第二高度向下移动至阈值高度，将重物从第二高度移动至阈值高度的势能转化为电能；
第二转化阶段，将所述重物从阈值高度向下移动至所述第一底面，将重物从阈值高度移动至第一底面的势能转化为电能，重物从阈值高度移动至第一底面过程中做减速运动。
采用上述方案，所述势能转化的步骤为将重力势能转化为电能的步骤，转化过程需要重物下坠，下坠过程在重力影响下加速下坠，若不进行速度限制，重物下落到第一底面时的速度较快，不但会损坏第一底面，而且会损坏重物，不利于重物的循环使用，使重物从阈值高度移动至第一底面过程中做减速运动，防止损坏第一底面和重物，便于循环发电。
进一步地，所述第一转化阶段和第二转化阶段将势能转化为电能的步骤均为通过传动链条、齿轮或传动杆的方式带动发电设备运转，完成发电。
优选地，将所述第二转化阶段所产生的电能存储到储能设备中，当需要供电时，将储能设备接入电网，增大电能输出。
本发明还提供一种储能发电塔，满足短期内急需提高供电量的需求。
本发明提供了一种用于上述基于重力势能的储能发电方法的储能发电塔，包括：塔身、塔臂和吊装设备，所述塔身和塔臂相连接，所述塔臂能以塔身为轴旋转，所述吊装设备与塔臂相连接，所述吊装设备能够将重物堆积为所述储能塔，所述吊装设备能够将重物从所述储能塔向下移动进行发电。
采用上述方案，所述吊装设备能够吊装重物，所述塔臂能旋转，二者相配合能够将重物堆积为储能塔，当需要发电时，只需要将重物从储能塔向下移动，下移过程中带动发电机即可完成发电，所述储能发电塔结构简单，不受地形限制，建设周期短，满足短期内急需提高供电量的需求。
进一步地，所述吊装设备包括牵引绳和吊装卡钳，所述牵引绳与吊装卡钳相配合使吊装卡钳上下移动，所述吊装卡钳用于拾取所述重物。
采用上述方案，所述牵引绳一方面能够在驱动重物上移，另一方面可以在重物重力影响下将重力势能转化为电能，进行发电。
进一步地，所述吊装设备还设置有移动轮，所述移动轮与塔臂相配合，使所述吊装设备沿塔臂移动。
进一步地，所述牵引绳与吊装卡钳相配合使吊装卡钳上下移动，所述吊装卡钳拾取所述重物使重物上下移动。
进一步地，所述储能发电塔还包括电力设备，所述电力设备与所述塔臂相连接，所述电力设备包括发电机和电动机，所述电动机与发电机均与所述牵引绳相连接，所述电动机能够驱动牵引绳使重物上移，当重物下移时，所述牵引绳带动发电机发电。
采用上述方案，通过牵引绳实现驱动和发电的步骤，结构简单，发电效率高。
优选地，所述电动机和发电机一体化设置在塔臂上。
采用上述方案，所述电动机和发电机一体化设置，减少塔臂负载。
进一步地，所述储能塔环绕所述塔身设置。
优选地，所述储能塔还包括塔基，所述重物均设置在塔基上。
采用上述方案，所述储能塔环绕所述塔身设置一方面便于堆积，另一方面，储能塔环绕塔身，有利于塔身的稳定，增强储能发电塔自身的稳定性。
优选地，所述塔臂以塔身横截面的重心点为轴心旋转。
进一步地，所述储能发电塔设置有多个塔臂，俯视所述储能发电塔，以所述塔臂两端为直径，塔臂两端的中点为圆心做圆，在储能发电塔的俯视图中多个所述塔臂所作的的圆为同一圆。
采用上述方案，储能发电塔的俯视图中多个所述塔臂所作的的圆为同一圆，便于保持储能发电塔自身的平衡，避免长期使用导致储能发电塔倾斜，影响储能发电塔使用寿命。综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的基于重力势能的储能发电方法，可以通过人力或者机械吊装的方法对重物进行吊装堆积，实现对重力势能的存储，当需要供电时，将所述储能塔上的重物吊起，重物在下落过程中带动发电设备运转，完成发电，只需要将重物堆积为储能塔即可完成能量的存储，方便快捷，建设所需时间较短，提高供电效率，满足短期提高供电量的需求；
2、本发明的基于重力势能的储能发电方法，循环使用所述重物进行储能和发电，提高储能和发电过程的便捷性；
3、本发明的基于重力势能的储能发电方法，在所述势能存储的步骤中，将所述第一高度移动至第二高度的过程的势能变化转化为电能，较少能量损耗，提高能量转化效率；
4、本发明的基于重力势能的储能发电方法，所述势能转化的步骤为将重力势能转化为电能的步骤，转化过程需要重物下坠，下坠过程在重力影响下加速下坠，若不进行速度限制，重物下落到第一底面时的速度较快，不但会损坏第一底面，而且会损坏重物，不利于重物的循环使用，使重物从阈值高度移动至第一底面过程中做减速运动，防止损坏第一底面和重物，便于循环发电；
5、本发明的储能发电塔，所述吊装设备能够吊装重物，所述塔臂能旋转，二者相配合能够将重物堆积为储能塔，当需要发电时，只需要将重物从储能塔向下移动，下移过程中带动发电机即可完成发电，所述储能发电塔结构简单，不受地形限制，建设周期短，满足短期内急需提高供电量的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于重力势能的储能发电方法一种实施方式的流程图；
图2为本发明基于重力势能的储能发电方法另一种实施方式的流程图；
图3为图1细化步骤的流程图；
图4为为图1中重物堆积步骤的示意图；
图5为本发明储能发电塔第一种实施方式的立体图；
图6为本发明储能发电塔第二种实施方式的立体图；
图7为本发明储能发电塔第三种实施方式的俯视图；
图8为图7中吊装设备处的局部放大图。
附图标记说明
通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。
1、塔身；2、塔臂；3、吊装设备；31、牵引绳；32、吊装卡钳；321、吊装滑轮；33、移动轮；4、储能塔；5、塔座；51、底部支撑杆；52、侧方支撑杆；
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如图1所示，本发明提供了一种基于重力势能的储能发电方法，包括：
S100、势能存储，将预置在第一底面的重物进行吊装，将重物吊装堆积为储能塔，所述储能塔高度高于第一底面；
在具体实施过程中，将位于所述第一底面的多个重物，分别进行吊装，将多个所述重物堆积为储能塔。
在本发明一个优选的实施方式中，所述储能塔塔底高于所述第一底面。
S200、势能转化，重新吊起所述储能塔上的重物，所述重物在重力作用下下落至第一底面，所述重物在下落过程中，带动发电设备运转，完成发电，将重力势能转化为电能。
在具体实施过程中，在需要供电时，将堆积在储能塔上的重物吊起，使重物在重力影响下下坠，利用重物下坠带动发电设备运转，将重力势能转化为电能。
采用上述方案，可以通过人力或者机械吊装的方法对重物进行吊装堆积，实现对重力势能的存储，当需要供电时，将所述储能塔上的重物吊起，重物在下落过程中带动发电设备运转，完成发电，只需要将重物堆积为储能塔即可完成能量的存储，方便快捷，建设所需时间较短，提高供电效率，满足短期提高供电量的需求。
在具体实施过程中，所述基于重力势能的储能发电方法还包括S300、循环存储，所述循环存储的步骤包括，将所述势能转化步骤中防止在第一底面的重物重新吊装至储能塔，完成势能存储。
如图2所示，在具体实施过程中，所述S300、循环存储的步骤可以为将储能塔上的重物全部放回第一底面后进行，也可以为在S200、势能转化步骤的同时进行。
采用上述方案，循环使用所述重物进行储能和发电，提高储能和发电过程的便捷性。
在具体实施过程中，所述S100、势能存储的步骤可以为使用机器进行吊装，也可以为使用人力进行吊装；所述使用机器进行吊装可以为人为操纵机器也可以为设定程序使机器自动化完成吊装。
在具体实施过程中，使用吊装设备对处于所述第一底面的重物进行吊装。
在本发明一个优选的实施方式中，所述吊装设备上设置有发电设备。
在具体实施过程中，所述第一底面可以为地面或者建筑物上的平面。
在具体实施过程中，当重物处于储能塔上时重力势能大于该重物处于第一底面时。
如图3所示，在具体实施过程中，所述S100、势能存储的步骤包括：
S110、重物提升，将所述重物提升至第一高度；
在具体实施过程中，所述S110、重物提升的步骤包括加速上升阶段、匀速上升阶段和减速上升阶段。
在具体实施过程中，所述重物开始处于静止状态，从静止向上移动进行加速，当重物到达第一速度后，保持第一速度上升进入匀速上升阶段，接收高度信息，当重物处于第三高度时，进入减速上升阶段，直到重物到达第一高度。
采用上述方案，将所述重物分为三个阶段，当重物到达第一速度后，保持第一速度上升进入匀速上升阶段，提高能量利用率；当重物处于第三高度时，进入减速上升阶段，防止重物到达第一高度后在惯性作用下继续上升，造成能源浪费。
在具体实施过程中，所述加速上升阶段以第一加速度进行加速，所述第一加速度可以为0.5m/s^2、1m/s^2或2m/s^2等；所述匀速上升阶段以第一速度上升，所述第一速度可以为0.5m/s、0.75m/s或1m/s等；所述减速上升阶段以第二加速度进行减速，所述第二加速度可以为-0.5m/s^2、-1m/s^2或-2m/s^2等。
S120、重物堆积，将重物从所述第一高度移动至第二高度，所述第一高度的高度值大于第二高度，将多个重物从所述第一高度移动至第二高度，堆积为储能塔。
在具体实施过程中，设所述第一底面高度为0，所述第一高度可以为高于第一底面40m，所述第二高度可以为高于第一底面10m，所述第三高度可以为高于第一底面30m。
采用上述方案，每次移动重物均为先提升至第一高度再移动至第二高度，进行堆积，便于设定程序，自动化完成储能。
在具体实施过程中，所述第二高度即为储能塔所在高度。
在具体实施过程中，所述S120、重物堆积的步骤还包括S121、堆积转化，在重物从所述第一高度移动至第二高度的过程中，带动发电设备运转，完成发电，将重力势能转化为电能。
在具体实施过程中，所述第一高度和第二高度之间存在高度差，利用高度差发电，减少能量损耗。
采用上述方案，在所述势能存储的步骤中，将所述第一高度移动至第二高度的过程的势能变化转化为电能，较少能量损耗，提高能量转化效率。
在具体实施过程中，将所述堆积转化步骤所产生的电能存储到储能设备中，当需要供电时，将储能设备接入电网，增大电能输出。
在具体实施过程中，所述储能设备可以为超级电容或蓄电池等。
在本发明一个优选的实施方式中，所述储能设备为超级电容。
如图4所示，在本发明一个优选的实施方式中，所述S121、堆积转化的步骤中，带动辅助电机运转，所述辅助电机与储能设备电连接，将电能储存在储能设备中。
如图3所示，在具体实施过程中，所述势能转化的步骤还包括：
S210、第一转化阶段，将所述重物从第二高度向下移动至阈值高度，将重物从第二高度移动至阈值高度的势能转化为电能；
在具体实施过程中，所述S210、第一转化阶段包括加速下降阶段和匀速下降阶段，所述重物开始处于静止状态，从静止向下移动进行加速，当重物到达第二速度后，保持第二速度下降进入匀速下降阶段。
在具体实施过程中，所述加速下降阶段以第三加速度进行加速，所述第三加速度可以为5m/s^2、6m/s^2或7m/s^2等；所述匀速下降阶段以第二速度下降，所述第二速度可以为5m/s、7m/s或10m/s等。
S220、第二转化阶段，将所述重物从阈值高度向下移动至所述第一底面，将重物从阈值高度移动至第一底面的势能转化为电能，重物从阈值高度移动至第一底面过程中做减速运动。
在具体实施过程中，接收高度信息，当重物处于阈值高度时，进入减速下降阶段，直到重物到达第一底面。
在具体实施过程中，所述阈值高度可以为高于第一底面10m。
在具体实施过程中，所述减速下降阶段以第四加速度进行减速，所述第四加速度可以为-2m/s^2、-3m/s^2或-4m/s^2等
采用上述方案，所述势能转化的步骤为将重力势能转化为电能的步骤，转化过程需要重物下坠，下坠过程在重力影响下加速下坠，若不进行速度限制，重物下落到第一底面时的速度较快，不但会损坏第一底面，而且会损坏重物，不利于重物的循环使用，使重物从阈值高度移动至第一底面过程中做减速运动，防止损坏第一底面和重物，便于循环发电。
在具体实施过程中，所述第一转化阶段和第二转化阶段将势能转化为电能的步骤均为通过传动链条、齿轮或传动杆的方式带动发电设备运转，完成发电。
在具体实施过程中，将所述第二转化阶段所产生的电能存储到储能设备中，当需要供电时，将储能设备接入电网，增大电能输出。
本发明还提供一种储能发电塔，满足短期内急需提高供电量的需求。
如图5、6所示，本发明提供了一种用于上述基于重力势能的储能发电方法的储能发电塔，包括：塔身1、塔臂2和吊装设备3，所述塔身1和塔臂2相连接，所述塔臂2能以塔身1为轴旋转，所述吊装设备3与塔臂2相连接，所述吊装设备3能够将重物堆积为所述储能塔4，所述吊装设备3能够将重物从所述储能塔4向下移动进行发电。
采用上述方案，所述吊装设备3能够吊装重物，所述塔臂2能旋转，二者相配合能够将重物堆积为储能塔4，当需要发电时，只需要将重物从储能塔4向下移动，下移过程中带动发电机即可完成发电，所述储能发电塔结构简单，不受地形限制，建设周期短，满足短期内急需提高供电量的需求。
在具体实施过程中，所述储能发电塔还包括扭矩装置，所述扭矩装置设置在塔身1上，所述扭矩装置用于驱动塔臂2旋转，所述扭矩装置内设置有电机。
如图5所示，在具体实施过程中，所述吊装设备3包括牵引绳31和吊装卡钳32，所述牵引绳31与吊装卡钳32相配合使吊装卡钳32上下移动，所述吊装卡钳32用于拾取所述重物。
在具体实施过程中，所述牵引绳31可以为钢丝绳或锁链等。
在具体实施过程中，所述吊装卡钳32可以为机械卡钳或磁力卡钳，所述机械卡钳为通过机械夹取的方式夹取重物；所述磁力卡钳为设置电磁铁的方式，通过将电磁铁通断电的方式吸引和释放内置金属的重物。
采用上述方案，所述牵引绳31一方面能够在驱动重物上移，另一方面可以在重物重力影响下将重力势能转化为电能，进行发电。
如图8所示，在具体实施过程中，所述吊装设备3还设置有移动轮33，所述移动轮33与塔臂2相配合，使所述吊装设备3沿塔臂2移动。
在具体实施过程中，所述吊装设备3可以通过设置电动机的方式驱动移动轮33转动，也可以为在塔身1上设置电动机的方式，利用传动结构驱动所述吊装设备3沿塔臂2移动，所述传动结构可以为齿轮传动、链条传动或传动杆传动等。
在具体实施过程中，所述牵引绳31与吊装卡钳32相配合使吊装卡钳32上下移动，所述吊装卡钳32拾取所述重物使重物上下移动。
如图5所示，在具体实施过程中，所述吊装卡钳32还设置有吊装滑轮321，所述吊装滑轮321与所述牵引绳31相配合。
在具体实施过程中，所述储能发电塔还包括电力设备，所述电力设备与所述塔臂2相连接，所述电力设备包括发电机和电动机，所述电动机与发电机均与所述牵引绳31相连接，所述电动机能够驱动牵引绳31使重物上移，当重物下移时，所述牵引绳31带动发电机发电。
在具体实施过程中，所述重物的上升和下降速度均可以通过电动机的运转状态中获得。
在具体实施过程中，所述电力设备为所述电动机和发电机的一体机，所述电动机和发电机的一体机可以为金鼎公司400kW永磁电机、晋一TJY-180P-2000永磁电机或日本川崎20JENH1200永磁电机等。
采用上述方案，通过牵引绳31实现驱动和发电的步骤，结构简单，发电效率高。
在本发明一个优选的实施方式中，所述电动机和发电机一体化设置在塔臂2上。
采用上述方案，所述电动机和发电机一体化设置，减少塔臂2负载。
如图5所示，在本发明一个优选的实施方式中，所述储能塔4环绕所述塔身1设置。
在具体实施过程中，所述储能塔4还包括塔基，所述重物均设置在塔基上。
在具体实施过程中，所述塔基材质可以为金属或混凝土等。
采用上述方案，所述储能塔4环绕所述塔身1设置一方面便于堆积，另一方面，储能塔4环绕塔身1，有利于塔身1的稳定，增强储能发电塔自身的稳定性。
在具体实施过程中，所述塔臂2以塔身1横截面的重心点为轴心旋转。
如图7所示，在本发明一个优选的实施方式中，所述储能发电塔设置有多个塔臂2，俯视所述储能发电塔，以所述塔臂2两端为直径，塔臂2两端的中点为圆心做圆，在储能发电塔的俯视图中多个所述塔臂2所作的的圆为同一圆。
在具体实施过程中，所述塔身1、塔臂2均为金属结构。
采用上述方案，储能发电塔的俯视图中多个所述塔臂2所作的的圆为同一圆，便于保持储能发电塔自身的平衡，避免长期使用导致储能发电塔倾斜，影响储能发电塔使用寿命。
如图6所示，在具体实施过程中，所述储能发电塔还包括塔座5，所述塔座5设置在塔身1下方，所述塔座5横截面积大于塔身1横截面积。
如图6所示，在具体实施过程中，所述塔座5包括底部支撑杆51和侧方支撑杆52，所述底部支撑杆51、侧方支撑杆52和塔身1构成三角形。
采用上述方案，利用三角形的稳定性，提高储能发电塔稳定性。
在具体实施过程中，所述储能发电塔还设置有中控设备，所述中控设备可以为计算机，所述中控设备与储能发电塔上的电动机、发电机以及驱动吊装设备3运动的电动机电连接。
在本发明一个优选的实施方式中，所述吊装设备3还设置有测距设备，所述测距设备与中控设备电连接，所述测距设备可以为激光测距仪或声波测距仪等。
在本发明一个优选的实施方式中，所述测距设备设置在所述吊装卡钳32上。
应当理解，本申请实施例中，从权、各个实施例、特征可以互相组合结合，都能实现解决前述技术问题。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种基于重力势能的储能发电方法，其特征在于，包括：
势能存储，将预置在第一底面的重物进行吊装，将重物吊装堆积为储能塔，所述储能塔高度高于第一底面；
势能转化，重新吊起所述储能塔上的重物，所述重物在重力作用下下落至第一底面，所述重物在下落过程中，带动发电设备运转，完成发电，将重力势能转化为电能。
2.根据权利要求1所述的基于重力势能的储能发电方法，其特征在于：所述基于重力势能的储能发电方法还包括循环存储，所述循环存储的步骤包括，将所述势能转化步骤中防止在第一底面的重物重新吊装至储能塔，完成势能存储。
3.根据权利要求1或2所述的基于重力势能的储能发电方法，其特征在于：所述势能存储的步骤包括：
重物提升，将所述重物提升至第一高度；
重物堆积，将重物从所述第一高度移动至第二高度，所述第一高度的高度值大于第二高度，将多个重物从所述第一高度移动至第二高度，堆积为储能塔。
4.根据权利要求3所述的基于重力势能的储能发电方法，其特征在于：所述重物堆积的步骤还包括堆积转化，在重物从所述第一高度移动至第二高度的过程中，带动发电设备运转，完成发电，将重力势能转化为电能。
5.根据权利要求1或4所述的基于重力势能的储能发电方法，其特征在于：所述势能转化的步骤还包括：
第一转化阶段，将所述重物从第二高度向下移动至阈值高度，将重物从第二高度移动至阈值高度的势能转化为电能；
第二转化阶段，将所述重物从阈值高度向下移动至所述第一底面，将重物从阈值高度移动至第一底面的势能转化为电能，重物从阈值高度移动至第一底面过程中做减速运动。
6.一种用于实现如权利要求1-5任一项所述的基于重力势能的储能发电方法的储能发电塔，其特征在于，包括：塔身(1)、塔臂(2)和吊装设备(3)，所述塔身(1)和塔臂(2)相连接，所述塔臂(2)能以塔身(1)为轴旋转，所述吊装设备(3)与塔臂(2)相连接，所述吊装设备(3)能够将重物堆积为所述储能塔(4)，所述吊装设备(3)能够将重物从所述储能塔(4)向下移动进行发电。
7.根据权利要求6所述的储能发电塔，其特征在于：所述吊装设备(3)包括牵引绳(31)和吊装卡钳(32)，所述牵引绳(31)与吊装卡钳(32)相配合使吊装卡钳(32)上下移动，所述吊装卡钳(32)用于拾取所述重物。
8.根据权利要求7所述的储能发电塔，其特征在于：所述储能发电塔还包括电力设备，所述电力设备与所述塔臂(2)相连接，所述电力设备包括发电机和电动机，所述电动机与发电机均与所述牵引绳(31)相连接，所述电动机能够驱动牵引绳(31)使重物上移，当重物下移时，所述牵引绳(31)带动发电机发电。
9.根据权利要求6所述的储能发电塔，其特征在于：所述吊装设备(3)还设置有移动轮(33)，所述移动轮(33)与塔臂(2)相配合，使所述吊装设备(3)沿塔臂(2)移动。
10.根据权利要求6或9所述的储能发电塔，其特征在于：所述储能发电塔设置有多个塔臂(2)，俯视所述储能发电塔，以所述塔臂(2)两端为直径，塔臂(2)两端的中点为圆心做圆，在储能发电塔的俯视图中多个所述塔臂(2)所作的的圆为同一圆。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113847217A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-28 | 中国科学院电工研究所 | 一种基于废弃矿坑的重力储能系统 |
| CN113898545A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-01-07 | 周铁垒 | 一种重力储能系统 |
| CN114623058A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-06-14 | 北京微控工业网关技术有限公司 | 建筑用重力储能装置、系统 |
| CN114856945A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-05 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 利用塔筒的储能装置 |
| CN115108420A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-09-27 | 中国天楹股份有限公司 | 一种重力储能系统动机构运动控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101932830A (zh) * | 2008-02-06 | 2010-12-29 | “龙起跑地”技术股份有限公司 | 用于存储能量的系统和方法 |
| CN104136774A (zh) * | 2012-02-24 | 2014-11-05 | 维拉斯特尔公司 | 用于具有高总能量效率的可回收电能的生态友好存储的装置和方法 |
| CN104595131A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 杜文娟 | 利用重力给蓄电池充电的重力充电装置及其使用方法 |
| US20200024108A1 (en) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Energy Vault, Inc. | Energy storage system and method |
| CN111692055A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-22 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种重力储能系统及其使用方法 |
-
2021
- 2021-01-06 CN CN202110014547.7A patent/CN112814858A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101932830A (zh) * | 2008-02-06 | 2010-12-29 | “龙起跑地”技术股份有限公司 | 用于存储能量的系统和方法 |
| CN104136774A (zh) * | 2012-02-24 | 2014-11-05 | 维拉斯特尔公司 | 用于具有高总能量效率的可回收电能的生态友好存储的装置和方法 |
| CN104595131A (zh) * | 2013-10-30 | 2015-05-06 | 杜文娟 | 利用重力给蓄电池充电的重力充电装置及其使用方法 |
| US20200024108A1 (en) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | Energy Vault, Inc. | Energy storage system and method |
| CN111692055A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-22 | 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 | 一种重力储能系统及其使用方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113847217A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-12-28 | 中国科学院电工研究所 | 一种基于废弃矿坑的重力储能系统 |
| CN113898545A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-01-07 | 周铁垒 | 一种重力储能系统 |
| CN114623058A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-06-14 | 北京微控工业网关技术有限公司 | 建筑用重力储能装置、系统 |
| CN114856945A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-05 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 利用塔筒的储能装置 |
| CN115108420A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-09-27 | 中国天楹股份有限公司 | 一种重力储能系统动机构运动控制方法 |
| CN115108420B (zh) * | 2022-05-23 | 2023-06-09 | 中国天楹股份有限公司 | 一种重力储能系统动机构运动控制方法 |
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