CN112855478A - 一种新型势能蓄能发电装置 - Google Patents
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Abstract
一种新型蓄能发电装置，具有位于地面的上蓄砂池(1)；位于上蓄砂池(1)底部的竖井(2)；在竖井(2)内安装的、由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)；安装在由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)上的若干料斗(4)；位于竖井(2)底部的下蓄砂池(5)；及位于上蓄砂池(1)和下蓄砂池(5)底部的、用于将砂子从下蓄砂池(5)运至上蓄砂池(1)的收集装置(6.1，6.2)。该装置可以利用位于上蓄砂池(1)砂料下落时的动力势能来实现发电。而在电力富裕时，则通过将位于下蓄砂池(5)内的砂料输送至上蓄砂池(1)内来实现蓄能。
Description
技术领域
本发明为一种新型势能蓄能发电装置，它可以实现低价、零损耗电力储存。本发明特别适用于风电、太阳能电站的调峰蓄能。
背景技术
它利用设置在地面的上蓄砂池(1)与设在地下的下蓄砂池(5)之间的高度差而形成的砂料之重力势能，通过驱动设置在上蓄砂池(1)底部的竖井(2)内安装的、由若干料斗(4)和由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)，来实现蓄能及发电。
发明内容
如何高效、低成本地蓄存电能是长期困挠能源生产的一个难题。为了解决这一问题，人们设计了诸多方案。其中，抽水蓄能电站是一种非常成熟的蓄能发电方式，但是由于受水源供应、土地资源限制、建造成本以及水渗透、自身蒸发等诸多因素的影响，抽水蓄能电站的建设受到了诸多的制约。本发明利用石英砂来代替水作为蓄能媒介，以实现低成本、零损耗、高效的蓄能发电。
本发明由上蓄砂池(1)、竖井(2)、由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)、固定在由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)上的料斗(4)下蓄砂池(5)、输送装置(6.1，6.2)、驱动轮(8)、导向轮(10)、电机(9)几大部分构成。
本发明所述上蓄砂池(1)，由位于地面上的环形装筑物所构成，用于储存砂料。上蓄砂池(1)底部为漏斗状结构，底部有活门(7)。当需要发电时，底部活门(7)打开，砂料经过活门(7)下泄，注入料斗(4)。
本发明所述竖井(2)，为位于上蓄砂(1)底部的竖井(2)，竖井(2)深度根据需要设定，竖井(2)深度越深，砂料的势能就能得到更好的运用。
本发明所述的由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)，由安装在竖井(2)顶端的驱动轮(8)、安装在竖井(2)中部和底端的导向轮(10)以及料斗(4)所组成。驱动轮(8)与电机(9)相联。由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)按照一定的间距安放料斗(4)。
当上蓄砂池(1)底部活门(7)被打开后，上蓄砂池(1)内的砂料会下泄进入料斗(4)。在重力作用下，料斗(4)会下行，并带动由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)运动，砂料会依次下泄进入其它的料斗(4)。由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)会作顺时针方向运动，带动驱动轮(8)做功并驱动电机(9)产生电流。
料斗(4)下行到竖井(2)底部时，会在导向轮(10)引导下，将料斗(4)内的砂料倾倒人下蓄砂池(5)。空的料斗(4)将随着由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)的运动上升到上蓄砂池(1)的底部。
通过控制活门(7)的开度，可以有效地控制单位时间内砂料的下泄量，从而有效调整电机的发电量.
本所明所述的下蓄砂池(5)是位于竖井(2)底部的建筑，其容积与上蓄砂池(1)容积一致。下蓄砂池(5)底部为漏斗型结构，下部设有输送装置(6.1，6.2)。输送装置(6.1，6.2)在发电时处于停止状态，当有富裕电力供应时，输送装置(6.1，6.2)可以将位于下蓄砂池(5)内的砂料输送至上蓄砂池(1)。
本发明相较于其它的储能方式具有如下优势。
首先，该蓄能发电方式储能方式的能量密度大。由于石英砂的比重约为水的2.2倍，加之竖井(2)深度可以设计得比较深，因此其能量密度可以至少2倍于普通的蓄能水电站。
其次，该蓄能发电方式的能量损耗几乎为零。利用化学电池、热能来储存电力时，能量会出现较大的损耗。利用抽水蓄能电站来储存电力时，会因为水的渗漏、蒸发而导致能量的损耗。而利用石英砂来蓄存电力时，则根本不会出现能量的损耗。
第三、该蓄能发电方式可实现快速启动及模式转换.当电网出现电力供应不足现象时，只需打开位于上蓄砂池底部(1)的活门，让砂料进入料斗(4)，就可以实现发电，而且进入全功率所需时间比其他蓄能方式都要迅速.此外，该蓄能发电发式带可以快速实现蓄能与发电模式的转换。该蓄能发电装置特别适用于风电场、太阳电场的电能调节。
第四、该蓄能发电方式的建造成本较低。由于砂的比重较大，在同等体积下，其占地面积明显小于抽水蓄能电站。更为重要的是，该蓄能发电装置可以充分利用废矿井、矿坑进行建设，从而进一步减少建设投入，实现资源的再利用。
第五、该蓄能发电方式的使用维护成本较低。在使用过程中，人们只需要对该装置适时进行润滑，就可以保证该装置长时间运行。
附图说明
图1 1、上蓄砂池；2、竖井；3、由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置；4、砂斗；5、下蓄砂池；6.1，6.2、输送装置；7、活门；8、驱动轮；9、电机；10、导向轮。
Claims (6)
1.一种新型势能蓄能发电装置，具有位于地面的上蓄砂池(1)；位于上蓄砂池(1)底部的竖井(2)；在竖井(2)内安装的、由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)；安装在由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)上的若干料斗(4)；位于竖井(2)底部的下蓄砂池(5)；及位于上蓄砂池(1)和下蓄砂池(5)底部的、用于将砂子从下蓄砂池(5)运至上蓄砂池(1)的收集装置(6.1，6.2)。
2.权利要求1所述的上蓄砂池(1)，其特征为：是建筑于地面的、底部呈漏斗型的建筑物，用于储存在电能充足时由收集装置(6.1，6.2)从下蓄砂池(5)输送上来的砂料；上蓄砂池(1)漏斗型底部下端设活门(7)。
3.权利要求1所述的由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)，其特征是：是位于上蓄砂池(1)底部竖井(2)中，由链条或其它绳状物构成的闭合装置(3)，其顶端设驱动轮(8)与电机(9)相联，底端及中间位置设导向轮(10)，由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)沿驱动轮(8)、导向轮(10)顺时针或逆时针方向上下移动。
4.权利要求1、3所述的由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)，其进一步特征为，由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)上安装有若干料斗(4)；在发电状态时，由上蓄砂池(1)底部活门(7)流出之砂料将灌入料斗(4)内，并在重力势能作用下，驱动装有料斗(4)的、由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)沿顺时针方向下行，从而驱动驱动轮(8)将动力输送至电机(9)。
5.权利要求1、3、4所述的由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)，其进一步特征为：在蓄能状态时，驱动轮(8)在电机(9)的驱动下，使由链条或其它绳状物构成的闭合驱动装置(3)沿逆时针方向移动，位于下蓄砂池(5)内的收集装置(6.1)会将砂料装入上升的料斗(4)中并运至位于上蓄砂池(1)底部的收集装置(6.2)中，并最终被送至上蓄砂池(1)项部，以实现蓄能。
6.权利要求1、4、5及6所述的料斗(4)，其特征为：由轻质材料所制作的料斗(4)，料斗(4)按固定的间距安装在由链条或其它绳状物构成的闭合装置(3)上。
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