一种基于重力储能的海上浮式储能平台

本发明涉及电机，特别是涉及一种基于重力储能的海上浮式储能平台。

背景技术：

1、重力储能技术的原理与抽水储能技术类似，只是将其媒介由水换成重物，这使储能系统的选址要求大大降低。当电力驱动马达将重物提升至高处时，电力转化为重物的势能；当重物下降时，重物势能释放驱动发电机发电产生电能。重力储能技术不再单一依赖庞大的水储量储能，其储能介质内容与方式可变，具有相当长的服役寿命，同时不会在周期性的工作中降低系统性能，符合未来对动态、长寿命储能的需求，而且已被证明重力储能是能够提供至亚秒级的全功率响应。目前，基于固体重物的重力储能技术正处于探索发展阶段，海上重力储能鲜有案例。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明在于提供一种基于重力储能的海上浮式储能平台，主要解决上述背景技术中存在的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种基于重力储能的海上浮式储能平台，储能平台漂浮在海面上，通过平台浮力承载密度远大于水的储能重物，所述储能平台的内部设有多条通往海底的行程通道，通过储能重物在所述行程通道内上下运动实现电能与重力势能的转换；能量转换模块带动所述储能重物从海底沿所述行程通道上升，将电能转换为重力势能，实现储能，所述储能重物沿所述行程通道下落至海底，由能量转换模块将重力势能转换为电能输出，实现释能。

3、可选的，内部在竖直方向上设有多个隔离层，每个隔离层上均设有多个孔洞，上下多个隔离层的孔洞互相之间连通构成所述行程通道，海上清洁能源发电机与能量转换模块的电力输入端相连。

4、可选的，所述能量转换模块包括电动发电一体机、传动轴、减速器、卷筒，所述传动轴设置在所述电动发电一体机的输出端，在所述传动轴上设有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，所述第二锥齿轮与所述减速器转动相连，所述减速器与所述卷筒转动相连，所述卷筒缠绕有钢缆，所述钢缆的末端与对应的所述储能重物相连，海上清洁能源发电装置与所述电动发电一体机的电力输出端相连。

5、可选的，所述能量转换模块数量为多个，均设置在每个孔洞周边，且所述能量转换模块中的所述卷筒的虚拟中轴线与所述行程通道相垂直。

6、可选的，在储能阶段，所述海上清洁能源发电装置与所述电动发电一体机的电力输入端相连，通过海上清洁能源发电装置为电动发电一体机供电使储能重物沿所述行程通道上升，在发电阶段，所述储能重物沿所述行程通道下落，带动电动发电一体机进行发电。

7、可选的，所述储能平台布设于海上清洁能源发电装置周边。

8、可选的，所述能量转换模块输出的电能用于为海上船舶或制取氢气、甲醇设备进行供电。

9、本发明的有益效果在于：在储能阶段，其从海上风力发电机等海上清洁能源发电装置处获得工作能源，其能量转换模块能够带动储能重物沿行程通道从海底处吊起。释放能量发电时，储能重物沿行程通道向海底处下落，将重力势能转换为电能并进行向外输出，由于重物在水中的提升可降落技可控，因此充放电速度可控；此外，将重物提升或下方过程中机械能损耗较少，该充放电能量转化效率高；由于，机械结构极其简单，因此该装置使用寿命可达30年以上。

技术特征：

1.一种基于重力储能的海上浮式储能平台，其特征在于，储能平台漂浮在海面上，通过平台浮力承载密度远大于水的储能重物，所述储能平台的内部设有多条通往海底的行程通道，通过储能重物在所述行程通道内上下运动实现电能与重力势能的转换；能量转换模块带动所述储能重物从海底沿所述行程通道上升，将电能转换为重力势能，实现储能，所述储能重物沿所述行程通道下落至海底，由能量转换模块将重力势能转换为电能输出，实现释能。

2.根据权利要求1所述的一种基于重力储能的海上浮式储能平台，其特征在于，内部在竖直方向上设有多个隔离层，每个隔离层上均设有多个孔洞，上下多个隔离层的孔洞互相之间连通构成所述行程通道，海上清洁能源发电机与能量转换模块的电力输入端相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于重力储能的海上浮式储能平台，其特征在于，所述能量转换模块包括电动发电一体机、传动轴、减速器、卷筒，所述传动轴设置在所述电动发电一体机的输出端，在所述传动轴上设有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，所述第二锥齿轮与所述减速器转动相连，所述减速器与所述卷筒转动相连，所述卷筒缠绕有钢缆，所述钢缆的末端与对应的所述储能重物相连，海上清洁能源发电装置与所述电动发电一体机的电力输出端相连。

4.根据权利要求2所述的一种基于重力储能的海上浮式储能平台，其特征在于，所述能量转换模块数量为多个，均设置在每个孔洞周边，且所述能量转换模块中的所述卷筒的虚拟中轴线与所述行程通道相垂直。

5.根据权利要求4所述的一种基于重力储能的海上浮式储能平台，其特征在于，在储能阶段，所述海上清洁能源发电装置与所述电动发电一体机的电力输入端相连，通过海上清洁能源发电装置为电动发电一体机供电使储能重物沿所述行程通道上升，在发电阶段，所述储能重物沿所述行程通道下落，带动电动发电一体机进行发电。

6.根据权利要求4所述的一种基于重力储能的海上浮式储能平台，其特征在于，所述储能平台布设于海上清洁能源发电装置周边。

7.根据权利要求5所述的一种基于重力储能的海上浮式储能平台，其特征在于，所述能量转换模块输出的电能用于为海上船舶或制取氢气、甲醇设备进行供电。

技术总结本发明公开了一种基于重力储能的海上浮式储能平台，所述储能平台漂浮在海面上，通过平台浮力承载密度远大于水的重物，所述储能平台的内部设有多条竖直的行程通道连接平台与海底，所述行程通道中设有储能重物，所述储能重物通过钢缆与对应的能量转换模块相连，能量转换模块将电能转换为重力势能，带动所述储能重物从海底沿所述行程通道上升，实现储能，所述储能重物沿所述行程通道下落至海底，由能量转换模块将重力势能转换为电能输出，实现在释能。技术研发人员：张杰,段文洋,万家熠,蒙雪亮,王颢焮受保护的技术使用者：青岛哈尔滨工程大学创新发展中心技术研发日：技术公布日：2024/5/6