一种基于重力储能的发电方法与流程

本发明涉及一种基于重力储能的发电方法，属于重力储能发电。

背景技术：

1、目前，我国工业用电量增长迅速，用电波峰波谷差值不断增大。为了应对用电紧张的趋势，我国加大了各类能源的开发利用，如：核能发电、可再生能源发电等。但是目前依然面临着城市电力供应紧张以及电网调峰困难的问题。

2、电力储能技术可以有效平滑可再生能源的并网冲击，提高供电系统的持续性、稳定性，解决电网调峰问题。目前已有的电力储能技术包括物理储能技术、电化学储能技术、电磁储能技术等。

3、抽水蓄能是物理储能的一种，是目前应用最多、装机占比最高、技术最成熟的储能技术。但是抽水蓄能需要修建上下两个水库，对选址和修建环境要求较高。

4、重力储能是近几年各国研究的一种新的储能方式，属于是物理机械式储能，其势能储存的介质主要是水和固体重物，在一定的高度落差基础上，使储能介质上升和下落，从而使电能得到存储和释放。重力储能综合储能效率高、成本低、响应速率快。但在控制重物的坠落和回放方面存在着技术难题和安全隐患，特别是在面对强风、雷电、地震等自然灾害发生时，置于高处的重物存在稳定及安全问题。

5、cn115750245a公开了一种基于重力储能的水电供应系统，包括重力蓄能蓄水联动系统、控制模块、直流式低能耦合空调、耦合管道，联动系统包括储能水箱、升降控制支架、小型重力轮机，所述空调包括空调主机、交流负载、直流负载、余热回收装置。其基于建筑给排水和暖通空调系统实现能源协调互补，在集中供热供冷区域中利用冷热源高差，结合建筑用电、用水行为，利用冷热源高低位差储能，实现电力短缺情况下及时发电供应保障正常生活生产，同时储备水可以投入使用，解决面临建筑紧急电力、水力短缺的突发状况，保持正常有序功能达到应有的应急保障能力。但是该系统仅局限于建筑物应用，不能解决电网调峰问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种储能效率高、成本低、响应速率快，对地形、水源要求低，建设施工容易，安全性高、运转周期长的基于重力储能的发电方法。

2、本发明的技术解决方案如下：

3、选择相对平坦的地面修建两个蓄水池，分别为第一蓄水池和第二蓄水池，每个蓄水池上设置一个盖板，盖板的边沿与蓄水池端口的内侧壁密封结合，且盖板能够沿蓄水池端口的内侧壁上下滑动，两个蓄水池分别对应的设置有多组排水管，每组排水管的两个端口分别位于第一蓄水池和第二蓄水池的底部或侧壁的下部，每组排水管上安装有电控阀门和一组水轮发电机组；在两个蓄水池之间的地面上设置电动起重设备，每套水轮发电机组的水轮机机壳与一组排水管密封连接，使得对应的一组排水管通过水轮机机壳将第一蓄水池和第二蓄水池相互联通；关闭所有电控阀门，给第一蓄水池蓄满水，在电网处于波谷期，启动起重设备将预先准备好的固体重物块吊起均匀码放在蓄满水的蓄水池盖板上，直至码放的固体重物块的重量之和大于蓄水池中水的重量为止；当电网需要调峰时，开启部分或全部电控阀门，蓄满水的蓄水池中的水在固体重物块的压力下沿蓄水池排水管向另一个蓄水池流动，带动水轮机转动，从而驱动水轮发电机组发电向电网输送电力；当调峰结束，关闭所有电控阀门，在电网处于波谷期，启动起重设备将排完水的蓄水池盖板上的固体重物块吊起均匀码放在蓄满水的蓄水池盖板上。

4、所述蓄水池中的水为发电介质，固体重物块为储能介质；

5、所述蓄水池的侧壁与水平面垂直；

6、所述蓄水池的端口形状为规则的几何形状，如：方形、长方形、圆形、椭圆形等；

7、所述第一蓄水池和第二蓄水池的容积相同；

8、所述第一蓄水池和第二蓄水池的深度相同；

9、所述固体重物块为金属块，或混凝土砌块；

10、所述第一蓄水池设有与水源连接的补水管。

11、本发明的有益效果是：当电力多余时，利用电动起重设备进行“搬砖”蓄能，将势能储存在巨大的混凝土砌块中，当电力短缺时，再将混凝土砌块中储存的势能转换成高压水流的动能冲击水轮机发电，储能综合效率高、成本低、响应速率快；蓄水池建在地势起伏小的平地，对地形、水源要求低，建设施工容易；固体重物块码放在蓄水池盖板上，不受恶劣天气的影响，势能释放在蓄水池的盖板上再作用在池水上，安全性极高；运行过程环保；第一蓄水池第一次进水后，后期几乎不用补水，非常省水。

技术特征：

1.一种基于重力储能的发电方法，其特征是：选择相对平坦的地面修建两个蓄水池，分别为第一蓄水池和第二蓄水池，每个蓄水池上设置一个盖板，盖板的边沿与蓄水池端口的内侧壁密封结合，且盖板能够沿蓄水池端口的内侧壁上下滑动，两个蓄水池分别对应的设置有多组排水管，每组排水管的两个端口分别位于第一蓄水池和第二蓄水池的底部或侧壁的下部，每组排水管上安装有电控阀门和一组水轮发电机组；在两个蓄水池之间的地面上设置电动起重设备，每套水轮发电机组的水轮机机壳与一组排水管密封连接，使得对应的一组排水管通过水轮机机壳将第一蓄水池和第二蓄水池相互联通；关闭所有电控阀门，给第一蓄水池蓄满水，在电网处于波谷期，启动起重设备将预先准备好的固体重物块吊起均匀码放在蓄满水的蓄水池盖板上，直至码放的固体重物块的重量之和大于蓄水池中水的重量为止；当电网需要调峰时，开启部分或全部电控阀门，蓄满水的蓄水池中的水在固体重物块的压力下沿蓄水池排水管向另一个蓄水池流动，带动水轮机转动，从而驱动水轮发电机组发电并向电网输送电力；当调峰结束，关闭所有电控阀门，在电网处于波谷期，启动起重设备将排完水的蓄水池盖板上的固体重物块吊起均匀码放在蓄满水的蓄水池盖板上。

2.根据权利要求1所述的基于重力储能的发电方法，其特征是：所述蓄水池中的水为发电介质，固体重物块为储能介质。

3.根据权利要求1所述的基于重力储能的发电方法，其特征是：所述蓄水池的侧壁与水平面垂直。

4.根据权利要求1所述的基于重力储能的发电方法，其特征是：所述蓄水池的端口形状为规则的几何形状。

5.根据权利要求1所述的基于重力储能的发电方法，其特征是：所述第一蓄水池和第二蓄水池的容积相同。

6.根据权利要求1所述的基于重力储能的发电方法，其特征是：所述第一蓄水池和第二蓄水池的深度相同。

7.根据权利要求1所述的基于重力储能的发电方法，其特征是：所述固体重物块为金属块，或混凝土砌块。

8.根据权利要求1所述的基于重力储能的发电方法，其特征是：第一蓄水池设有与水源连接的补水管。

技术总结一种基于重力储能的发电方法，属于重力储能发电技术领域。其特征是：修建两个蓄水池，即：第一蓄水池和第二蓄水池，每个蓄水池上设置一个盖板，两个蓄水池对应设置多组排水管，每组排水管的两个端口分别位于第一蓄水池和第二蓄水池的底部或侧壁的下部，每组排水管上安装有电控阀门和一组水轮发电机组；在两个蓄水池之间的地面上设置电动起重设备；关闭所有电控阀门，给第一蓄水池蓄满水，在电网波谷期，启动起重设备将固体重物块码放在第一蓄水池盖板上；当电网调峰时，开启电控阀门，第一蓄水池中的水向第二蓄水池流动，驱动发电机组发电。其优点是：储能效率高、成本低、响应速率快，对地形、水源要求低，省水，安全性高。技术研发人员：张卫忠受保护的技术使用者：张卫忠技术研发日：技术公布日：2024/9/12