[發明專利]一種基于鏈傳動的模塊化循環提升重力儲能系統

有效

• 申請號: 202110513359.9
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113184453B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 楊可;薛志恒;何欣欣;孟勇;趙杰;張朋飛;王偉鋒;趙永堅
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B65G17/30
• 分類號: B65G17/30;B65G17/38;B65G23/06;B65G23/44;F03G3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種基于鏈傳動的模塊化循環提升重力儲能系統，包括重物提升系統、重物轉載系統、傳動發電系統和協調控制系統；重物提升系統，用于使用鏈輪和鏈條類型的設備提升重物；重物轉載系統，用于負責將重物塊運送到卸料點或從卸料點疏散重物；傳動發電系統，用于在儲能時向重物提升系統提供動力，在釋能時帶動發電機發電；協調控制系統，用于對重物提升系統、重物轉載系統和傳動發電系統的連續協調控制，維持重力儲能系統連續運行。本發明通過模塊化設計，重物轉載系統與重物提升系統沒有設備上的耦合關系，這使得重力儲能系統的容量和功率特性完全解耦，可以方便擴容，極大提高重力儲能系統的靈活性。

技術領域

本發明屬于重力儲能技術領域，具體涉及一種基于鏈傳動的模塊化循環提升重力儲能系統。

背景技術

隨著中國經濟的發展，隨機波動性電源和負荷大規模接入電網對電網造成沖擊。儲能可實現能源在時間維度上的措施利用穩定性。單獨建設的儲能系統，可以在電網用電高峰時作為電源接入電網，在電網用電低谷時作為負荷接入電網。從而為電網提供高效靈活的調節手段，為國家能源互聯網的建設提供有利條件，助力國家構件清潔低碳、安全高效的能源體系。

現有的儲能技術有多種，重力儲能是一種低成本、高效率、無污染、長壽命、大容量、響應快、無資源消耗的儲能技術。但現有重力儲能技術(如瑞士能源庫公司建設的重力儲能電站等)，存在三個主要缺點，一是重物塊進入重物提升系統時，存在加減速階段，最終導致儲能系統電力輸出波動；二是重物落地時對承載面造成沖擊，損失了重物的動能，造成效率降低；三是重力提升裝置與重物存儲區域存在耦合，難以通過增加重物塊數量的方式實現擴容。隨著儲能需求的不斷增加，迫切需要提出一種新的重力儲能方案來解決上述問題，進而加快重力儲能的推廣及應用。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于鏈傳動的模塊化循環提升重力儲能系統，可以實現重力儲能系統容量和功率的完全解耦，使得重力儲能系統可以靈活擴容或調整輸出功率。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種基于鏈傳動的模塊化循環提升重力儲能系統，包括重物提升系統、重物轉載系統、傳動發電系統和協調控制系統；

重物提升系統，用于使用鏈輪和鏈條類型的設備提升重物；

重物轉載系統，用于負責將重物塊運送到卸料點或從卸料點疏散重物；

傳動發電系統，用于在儲能時向重物提升系統提供動力，在釋能時帶動發電機發電；

協調控制系統，用于對重物提升系統、重物轉載系統和傳動發電系統的連續協調控制，維持重力儲能系統連續運行。

本發明進一步的改進在于，重物轉載系統包括上承重平臺和下承重平臺以及相應的轉載設備。

本發明進一步的改進在于，重物提升系統能夠同時升降多個重物塊，包括主動鏈輪、從動鏈輪、張緊鏈輪、鏈條、承重桿和鎖緊頭；鏈路徑限制了重物提升系統運行時，重物的提升與下降路徑；鏈條通過主動鏈輪、從動鏈輪和張緊鏈輪構成循環回路，重物塊通過鎖緊頭與承重桿相連，儲能過程中，鎖緊頭在下卸料點處固定重物塊，并攜帶重物上升，當重物塊到達上卸料點時，鎖緊頭松開，重物塊由重物轉載系統托起并轉運至重物存儲區域；釋能過程中，鎖緊頭在上卸料點處固定重物塊，并攜帶重物下降，當重物塊到達下卸料點時，鎖緊頭松開，重物塊由重物轉載系統托起并轉運至重物存儲區域。

本發明進一步的改進在于，重物提升系統中，靠近上承重平臺和下承重平臺的鏈條局部為水平或近似水平設計，重物處于該鏈條局部時，重物底面與重物轉載系統的上承重平臺和下承重平臺表面接觸，且可以受到上承重平臺和下承重平臺的支撐力和摩擦力。

本發明進一步的改進在于，承重桿與鏈條中的內鏈節或外鏈節固定，且不能同時與內鏈節或外鏈節固定。

本發明進一步的改進在于，承重桿的數量根據需要同時提升的重物數量確定。