[發明專利]微型抽水儲能系統

無效

• 申請號: 201010564472.1
• 申請日: 2010-11-24
• 公開（公告）號: CN102477931A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 陳海生;譚春青;孟愛紅;王英杰;程明
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F03B13/06
• 分類號: F03B13/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于電力儲存技術領域，特別是涉及一種適用于建筑物用的微型抽水儲能系統。

背景技術

長期以來，為了滿足電力負荷的要求，電力部門不得不根據最大負荷要求建設發電能力。這一方面造成了大量發電能力的過剩和浪費，另一方面，電力部門又不得不常常在用電高峰時段限制用電。因此迫切需要經濟、可靠、高效的電力儲能系統與之相配套。更為重要的是，電力儲能系統是目前制約可再生能源大規模利用的最重要瓶頸之一。目前主要的可再生能源，如風能、太陽能、潮汐能等，均是間歇式能源，如何利用儲能技術將這些間歇式能源“拼接”起來，是提高可再生能源比例必須解決的問題。同時，電力儲能系統還是分布式能源系統的關鍵技術。分布式能源系統采用大量小型分布式電力系統代替常規大型集中式電力系統，具有能源綜合利用、熱效率高、低污染等優點。但同時由于線路、運行等原因造成的系統故障率會高于常規大型集中式電力系統。并且，由于系統的容量較小，系統負荷的波動也將大幅增加。因此，采用電力儲能系統作為負荷平衡裝置和備用電源是分布式能源系統必須考慮的措施。

目前已有電力儲能技術包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、蓄電池、超導磁能、飛輪和電容等。但由于容量、儲能周期、能量密度、充放電效率、壽命、運行費用、環保等原因，目前已在大型商業系統中運行的只有抽水儲能和壓縮空氣儲能兩種。抽水儲能系統在用電低谷通過水泵將水從低位水庫送到高位水庫，從而將電能轉化為水的勢能存儲起來，在用電高峰，水從高位水庫排放至低位水庫驅動水輪機發電。抽水儲能系統具有技術成熟、效率高、容量大、儲能周期不受限制等優點，是目前廣泛使用的電力儲能系統，其裝機容量是世界電力儲能系統總裝機容量的99％。但是，大型抽水儲能系統需要特殊的地理條件建造上下兩個水庫，建設周期很長(一般約7～15年)，初期投資巨大。更為棘手的是，建造大型水庫會大面積淹沒植被甚至城市，造成生態和移民問題，因此建造大型抽水儲能系統受到了越來越大的限制。

發明內容

本發明的目的是提供一種微型抽水儲能系統，以解決大型抽水儲能系統面臨的主要問題，即對特殊地理條件(包括大型水庫和高落差地形)的依賴問題。

為實現上述目的，本發明提供的微型抽水儲能系統，利用城市中建筑物特別是高層建筑物的落差，并使抽水儲能系統微型化。

具體地說，本發明的微型抽水儲能系統，包括微型抽水儲能機組、閥門、蓄水池及輸水管線；其中：

微型抽水儲能機組為四機式抽水儲能機組、三機式抽水儲能機組或可逆式抽水儲能機組；其中：

四機式抽水儲能機組包括電動機、水泵、水輪機和發電機；電動機與水泵的傳動軸固接，發電機與水輪機的傳動軸固接。

三機式抽水儲能機組包括水泵、水輪機和可逆式電動-發電機；水泵和水輪機均與可逆式電動-發電機的傳動軸固接。

可逆式抽水儲能機組包括可逆式水泵-水輪機和可逆式電動-發電機；可逆式水泵-水輪機與可逆式電動-發電機的傳動軸固接。

在地面或地下安裝有低位蓄水池，建筑物頂層安裝有高位蓄水池；低位蓄水池與抽水儲能機組相通連，抽水儲能機組經管線與高位蓄水池相通連。

所述的微型抽水儲能系統，其中驅動電源是常規電站低谷電、核電、風電、太陽能發電、水電或潮汐發電其中的一種或多種。

所述的微型抽水儲能系統，其中低位蓄水池安裝在地面的地基上或地下的地下室中。

所述的微型抽水儲能系統，其中建筑物為居住建筑、公共建筑、工業建筑和農業建筑。

所述的微型抽水儲能系統，其中建筑物為住宅樓、宿舍樓、辦公樓、商店、旅館、影劇院、體育館、展覽館、醫院、廠房、倉庫、牲畜用房、水塔、電視塔和紀念性建筑物。

所述的微型抽水儲能系統，其中微型抽水儲能機組，總揚程或落差在6米到1000米之間。

所述的微型抽水儲能系統，其中微型抽水儲能機組為多臺水泵、水輪機或可逆式水泵-水輪機時，多臺水泵、水輪機或可逆式水泵-水輪機為串聯形式或并聯形式；并聯形式中，各分軸與主驅動軸動連接。

所述的微型抽水儲能系統，其中水泵或可逆式水泵-水輪機，水泵是葉輪式泵包括軸流式、混流式和離心式，或容積式泵包括齒輪泵、螺桿泵、羅茨泵和滑片泵。

所述的微型抽水儲能系統，其中水輪機或可逆式水泵-水輪機，水輪機是反擊式水輪機包括軸流式、混流式、斜流式和貫流式，或沖擊式水輪機包括水斗式、斜擊式和雙擊式。