[實(shí)用新型]慣性力儲(chǔ)能系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721796276.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN207977831U
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張智蓬;張成革
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張智蓬
• 主分類號(hào): H02K7/02
• 分類號(hào): H02K7/02;H02K7/18;F03G3/08
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21100
• 代理人: 姜婷婷

本實(shí)用新型涉及一種慣性力儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括管狀鋼筋混凝土隧道，隧道內(nèi)安裝有管狀車廂式飛輪，管狀車廂式飛輪的下方設(shè)有軌道，管狀車廂式飛輪和軌道形成一體轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在托輪上，托輪由軸承及軸承套安裝在液壓缸上，液壓缸固定在隧道底部；所述的車廂式飛輪的下方設(shè)有發(fā)電機(jī)構(gòu)；車廂式飛輪的上部和下部分別設(shè)有若干進(jìn)氣口和排氣口，每個(gè)進(jìn)氣口與相應(yīng)的離心機(jī)連接，車廂式飛輪的側(cè)面設(shè)有風(fēng)道，風(fēng)道連通于進(jìn)氣口和排氣口。本實(shí)用新型無污染、無排放、免維護(hù)、使用壽命長、工程建設(shè)周期短，無需升壓、降壓及遠(yuǎn)距離輸送，沒有輸變電成本又避免電力損耗，充放電轉(zhuǎn)換反應(yīng)為秒級(jí)，可根據(jù)需要對(duì)兩種儲(chǔ)能方式進(jìn)行選擇性儲(chǔ)能。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電力儲(chǔ)存方法，特別是一種依靠物質(zhì)慣性力來儲(chǔ)存電能的方法，屬于物理儲(chǔ)能法。

背景技術(shù)

中國即是能源的生產(chǎn)大國也是能源的消費(fèi)大國，既有節(jié)能減排的需求，也有通過能源增長用以支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，特別是高鐵和將來超高速運(yùn)載交通工具這種超大功率軌道交通工具的出現(xiàn)，都會(huì)影響電能質(zhì)量，那就必須要大力發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，研究表明，若要使電力波動(dòng)率控制在百分之10以內(nèi)，至少配備百分之10的儲(chǔ)能系統(tǒng)，如果缺少電力儲(chǔ)能能力，過多的新能源和大功率用電設(shè)備的接入，將會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響。由于缺少儲(chǔ)能，中國每天棄水、棄風(fēng)、棄光、棄核甚至棄煤，每天所棄電量加上維護(hù)費(fèi)、損耗、折舊，每天損失近百億人民幣。儲(chǔ)能技術(shù)主要分為物理儲(chǔ)能（如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等）、化學(xué)儲(chǔ)能（如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池）和電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等）三大類。

為應(yīng)對(duì)城市尖峰負(fù)荷，電力系統(tǒng)每年都要新增大量投資用于電網(wǎng)和電源后備容量建設(shè)，但利用率卻非常低。同樣是為了應(yīng)對(duì)尖峰負(fù)荷，轉(zhuǎn)而采用大容量儲(chǔ)能項(xiàng)目，不僅投資會(huì)成倍減少，而且由于儲(chǔ)能設(shè)施占地少、無排放，其節(jié)地、節(jié)能、減排的效果是其他調(diào)峰措施無法相比的。

抽水儲(chǔ)能，根據(jù)國際可再生能源署發(fā)布的電力儲(chǔ)存與可再生能源的市場(chǎng)報(bào)告，到2017年全球儲(chǔ)能裝機(jī)容量為176吉瓦，其中抽水儲(chǔ)能169吉瓦，占百分之96；熱儲(chǔ)能3.3吉瓦占百分之1.9；電池儲(chǔ)能1.9吉瓦占百分之1.1；機(jī)械儲(chǔ)能1.6吉瓦占百分之0.9；盡管我國抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模已位居世界首位，約占全球發(fā)電裝機(jī)容量的百分之3，但是目前裝機(jī)容量占我國發(fā)電總裝機(jī)比例僅為百分之1.7，不是每座山都可以建抽水電站，選址苛刻，建設(shè)時(shí)間長，靈活性差,遠(yuǎn)離用電側(cè)，投資成本高，抽水蓄能每千瓦投資為7000元左右。

壓縮空氣儲(chǔ)能效率低、選址困難，需要消耗化石能源。

化學(xué)儲(chǔ)能，化學(xué)電池成本每千瓦4000至28000元，單位容積造價(jià)2800至4000元，雖然未來成本將下降百分之50至60，但從上述數(shù)據(jù)來看，要想從百分之1.9上升至主導(dǎo)地位有很長的路要走，化學(xué)儲(chǔ)能體量小，目前最大儲(chǔ)能容量200mw,且壽命短、報(bào)廢后污染環(huán)境。

飛輪儲(chǔ)能，近年來，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)取得突破性進(jìn)展是基于下述三項(xiàng)技術(shù)的飛速發(fā)展：一是高能永磁及高溫超導(dǎo)技術(shù)的出現(xiàn)；二是高強(qiáng)纖維復(fù)合材料的問世；三是電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展。

飛輪儲(chǔ)能具有壽命長、對(duì)環(huán)境沒有影響，幾乎不需要維護(hù)，轉(zhuǎn)換快，適用于電網(wǎng)調(diào)頻和電能質(zhì)量保障。飛輪蓄能的缺點(diǎn)是能量密度比較低,目前主要應(yīng)用于為蓄電池系統(tǒng)作補(bǔ)充，飛輪儲(chǔ)能研發(fā)的方向是細(xì)分市場(chǎng)，跟據(jù)不同的產(chǎn)品需求設(shè)計(jì)專業(yè)的靶向產(chǎn)品，研發(fā)的著力點(diǎn)主要集中在能提高飛輪儲(chǔ)能密度的復(fù)合材料，和減小摩擦阻力的軸系支撐結(jié)構(gòu)，大容量儲(chǔ)能可提高能源利用效率，為國家節(jié)約巨額投資,但超大容量的飛輪，目前技術(shù)尚不成熟。飛輪儲(chǔ)能中最有害的是離心力，但作為飛輪儲(chǔ)能法離心力和慣性力又是并存的,采用同樣的材料,增大飛輪直徑可以提高儲(chǔ)能容量，可以降低飛輪轉(zhuǎn)速卻不能降低離心力，也不能降低線速度，降低線速度后儲(chǔ)能密度隨之下降，增大飛輪直徑后還會(huì)消耗大量優(yōu)質(zhì)鋼材或昂貴的復(fù)合材料，成本過高，由于飛輪由一根軸支撐，承受力有限，又由于裝載大型飛輪的大尺寸真空室的技術(shù)難度，所以不可能做的過大，所以無法研制大容量飛輪。

電磁儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)在仍很昂貴，還沒有商業(yè)化。