CN115306623A - 一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔与方法，该方法包括变压器、光伏组件、配电柜、高位水池、水轮机、增速齿轮箱、发电机、低位水池、塔柱、设备平台、水池平台、操控平台、泵、三通阀及若干管路。光伏组件在光照下产生的直流电，经过变压器与配电柜后，可直接并入电网，也可驱动泵，将低位水池或水源的水输送至高位水池，完成抽水储能。需要放电时，高位水池的水在重力作用下流出驱动水轮机，带动发电机发电，水的重力势能转化为电能，变压后经配电柜并入电网或者自用。经水轮机流出的水在三通阀调解下可储存至低位水池或用来清洗光伏板、农业灌溉。本发明可应对相关部门要求新能源项目配备一定比例储能的规定，同时便于清洗光伏板提高发电效率并解决农光互补类电站的农业灌溉问题；集多功能于一身，简化了工艺，提高了土地、空间利用率，节约了综合成本。

Description

一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔 与方法

技术领域

本发明属于清洁能源领域，具体涉及一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔与方法。

背景技术

根据各地能源局、发改部门要求，为了电网削峰填谷、作为后备电源、进行电力交易等目的，新建光伏等新能源项目需按照当地要求配备一定比例的储能。储能形式有多种，有抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等形式的物理储能方法；还有磷酸铁锂电池、钠硫电池、钠硫电池等电化学储能方法等。其中，抽水储能具有无污染、储能时间长、单瓦造价低、寿命长等优点；同时，抽水储能下库(低位水池)可结合光伏板清洗、农作物灌溉等多种功能于一身。

发明内容

发明目的：应对相关部门要求新能源项目配备一定比例储能的规定，同时便于清洗光伏板提高发电效率并解决农光互补类电站的农业灌溉问题；集多功能于一身，简化了工艺，提高了空间利用率，节约了综合成本。

技术方案：本发明公开了一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔与方法。光伏组件在光照下产生的直流电经过变压器与配电柜后，可并入电网，或者驱动泵，将低位水池或水源的水输送至高位水池，完成抽水储能。需要放电时，高位水池的水在重力作用下流出驱动水轮机，带动发电机发电，水的重力势能转化为电能，直流电变交流电后并入电网或者自用。经水轮机流出的水在三通阀调解下可储存至低位水池或用来清洗光伏板、农业灌溉。

进一步的，所述一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔包括高位水池、水轮机、增速齿轮箱、发电机、低位水池、塔柱、设备平台、水池平台、操控平台、泵、三通阀及若干管路。

进一步的，所述高位水池设置在塔顶，高位水池可采用金属、陶瓷、水泥等多种材料，容量根据储能容量及泵机组功率设定，顶部设置盖板，同时在顶部侧面设置通气孔。

进一步的，所述塔柱与水池平台由钢筋混凝土浇筑并连接为一体，结构牢固。

进一步的，所述设备平台采用钢架结构，用钢钉固定在塔柱上，形状满足支撑固定设备即可；操控平台采用金属板或石板，平铺在低位水池顶部，要具备一定承载能力，满足2-4个维修人员重量，同时保证低位水池密封性，避免掉入较大体积杂物影响泵与水轮机工作。

进一步的，所述水轮机、齿轮增速箱、发电机、泵固定在设备平台上。

进一步的，操控平台位于设备平台下方，操控平台与设备平台间距较小，操作人员可站在操控平台上对设备平台设备进行操控，两平台之间也可以设置阶梯联通。

进一步的，所述高位水池下方水管设置阀门，水轮机下方水管设置三通阀，泵下方水管设置三通阀。

进一步的，所述出水管处可连喷嘴，在电站运维人员操控下清洗光伏板；如果应用于农光互补电站可用灌溉光伏板下或光伏板间隙处的农作物。

进一步的，所述入水口处连接水源。

进一步的，所述低位水池设置在塔底，由砖块垒成并在表面涂水泥或防水漆，保证存水时不渗漏即可。

一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔与方法，包括以下步骤：

(1)光伏组件在光照下产生的直流电，经过变压器与配电柜后，一部分并入电网，一部分驱动泵，将低位水池或水源的水输送至高位水池，电能转换为水的重力势能，完成抽水储能。

(2)打开高位水池下水管阀门，高位水池的水在重力作用下流出驱动水轮机，由齿轮增速箱增速后带动发电机发电，水的重力势能转化为电能。

(3)发电机所发电量变压后经配电柜并入电网或者自用。经水轮机流出的水在三通阀调解下可储存至低位水池或用来清洗光伏板、农业灌溉。

附图说明

图1为本发明一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔工作流程图；

图2为塔体刨面图；

图3为塔体外观正视图；

图4为低位水池剖面图。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：

如图1所示，本发明公开了一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔与方法，包括高位水池、水轮机、发电机、低位水池、泵、喷嘴、三通阀、变压器、光伏组件、配电柜。光伏组件在光照下产生直流电，经过变压器与配电柜后，一部分并入电网，一部分驱动泵，将低位水池或水源的水输送至高位水池，将电能转换为水的重力势能，从而完成抽水储能。需要放电时，高位水池的水在重力作用下流出驱动水轮机，带动发电机发电，水的重力势能转化为电能，直流电变压后经配电柜并入电网或者自用。经水轮机流出的水在三通阀调解下可储存至低位水池或用来清洗光伏板、农业灌溉。本发明可应对相关部门要求新能源项目配备一定比例储能的规定，同时便于清洗光伏板提高发电效率并解决农光互补类电站的农业灌溉问题；集多功能于一身，简化了工艺，提高了空间利用率，节约了综合成本。

如图2、3、4所示，一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔。包括：高位水池1、管路2、管路3、水轮机4、泵5、水源入口6、步行梯7、低位水池8、出水口9、三通阀10、设备平台11、塔柱12、高位水池平台13、操控平台14、阀门15、三通阀16、增速齿轮箱17、发电机18。高位水池1中储存的水在阀门15的调解下经管路2进入水轮机4，水轮机4在水力作用下产生动力，带动增速齿轮箱17，增速齿轮箱17带动发电机18产生直流电，直流电经变压后形成交流电，最终经配电柜进入电网或者直接消纳，此过程为放电过程。低位水池8或水源6的水在三通阀16的作用下，被泵5抽取，经管路3到达高位水池1，驱动泵5的电力为光伏组件产生的直流电经变压后的交流电，此过程为充电过程。放电后，水从水轮机4流出，在三通阀10的调解下可储存至低位水池8，或者经管路9在喷嘴的作用下进行农业灌溉或者清洗光伏组件。

Claims (11)

1.一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：包括高位水池、水轮机、增速齿轮箱、发电机、低位水池、塔柱、设备平台、水池平台、操控平台、泵、阀门、三通阀及若干管路。

2.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：在塔顶设置高位水池，高位水池可采用金属、陶瓷、水泥等多种材料，容量根据储能容量及泵机组功率设定，顶部设置盖板，同时在顶部侧面设置通气孔。

3.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：塔柱与高位水池平台由钢筋混凝土浇筑并连接为一体，结构牢固。

4.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：设备平台采用钢架结构，用钢钉固定在塔柱上，形状满足支撑固定设备即可；操控平台采用金属板或石板，平铺在低位水池顶部，要具备一定承载能力，满足2-4个维修人员重量，同时保证低位水池密封性，避免掉入较大体积杂物影响泵与水轮机工作。

5.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：水轮机、齿轮增速箱、发电机、泵固定在设备平台上。

6.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：操控平台位于设备平台下方，操控平台与设备平台间距较小，操作人员可站在操控平台上对设备平台上的设备进行操控，两平台之间也可以设置阶梯联通。

7.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：高位水池下方水管设置阀门，水轮机下方水管设置三通阀，泵下方水管处设置三通阀。

8.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：出水管处可连接喷嘴，在电站运维人员操控下清洗光伏板；如果应用于农光互补电站可用灌溉光伏板下或光伏板间隙处的农作物。

9.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：入水口处连接水源。

10.根据权利要求1所述的一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：低位水池设置在塔底，由砖块垒成并在表面涂水泥或防水漆，保证存水时不渗漏即可。

11.一种包含光伏电站光伏板清洗与农业灌溉功能的抽水储能塔，其特征在于：

包括以下步骤：

(1)光伏组件在光照下产生的直流电，经过变压器与配电柜后，一部分并入电网，一部分驱动泵，将低位水池或水源的水输送至高位水池，电能转化为水的重力势能，完成抽水储能。

(2)打开高位水池下水管阀门，高位水池的水在重力作用下流出驱动水轮机，由齿轮增速箱增速后带动发电机发电，水的重力势能转化为电能。

(3)发电机所发电量变压后经配电柜并入电网或者自用。经水轮机流出的水在三通阀调解下可储存至低位水池或用来清洗光伏板、农业灌溉。

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