一种机械势能储能系统的制作方法

本发明涉及储能系统，尤其涉及一种机械势能储能系统。

背景技术：

1、储能技术通过介质或设备将能量存储起来，在需要时再释放，这一过程不仅适用于电能，还包括其他形式的能量。这种技术的主要目的是解决能量的产生和使用不一定同步的问题，利用风能和太阳能的发电会因天气、季节、地理位置的不同而存在不同时间尺度的间歇性，而用电需求也有波动性。

2、目前储能装置大多是利用将风能等清洁能源转化为重力势能储存起来，重力势能储存时需要使重物保持在井内高位，由于重物的十分沉重，从而需要使用液压系统等用电设备为重物提供支撑，使重物能够维持在井内高位，而液压系统等大型设备的运行同样需要消耗大量电能， 从而降低了重力势能转化为电能的电能转化率。

3、因此，有必要提出一种机械势能储能系统，以改变传统的重物支撑方式，降低储能过程能量的损耗，提高储能系统的电能转化率。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有储能系统为了保持重物在高位，需要支撑设备消耗大量电能提供支撑，从而使储能系统整体的电能转化率降低的问题，现提供一种机械势能储能系统。

2、本发明的技术方案是：

3、一种机械势能储能系统，包括第一动力发电一体机、弹性伸缩机构和第二卷筒，第一动力发电一体机与第三卷筒之间设有第一液压开合机构，第一液压开合机构将第一动力发电一体机和第三卷筒同轴连接，第三卷筒设有第三牵引绳，第三牵引绳连接有重物，第一动力发电一体机带动第三卷筒旋转从而使重物升降；

4、第三卷筒同轴连接有第一卷筒，第一卷筒上设有第一牵引绳，第一牵引绳与弹性伸缩机构连接，第一卷筒收卷第一牵引绳时可牵引弹性伸缩机构形变从而储存弹性势能；

5、第二卷筒上设有第二牵引绳，第二牵引绳与弹性伸缩机构连接，第二卷筒与第二动力发电一体机之间设有第二液压开合机构，第二液压开合机构将第二卷筒与第二动力发电一体机同轴连接，弹性伸缩机构回弹释放弹性势能时可牵引第二牵引绳并带动第二卷筒旋转，进而带动第二动力发电一体机发电。

6、进一步的，所述第一液压开合机构和第二液压开合机构结构相同，二者均包括开合臂、挡臂销和开合臂轴。

7、进一步的，所述重物设于地下深槽内，地下深槽为矩形槽，重物由并排设置的板状重物拼接而成，每个板状重物的顶部均安装有定滑轮，第三牵引绳穿过每个板状重物上的定滑轮，第三牵引绳的一端与地下深槽固定连接，第三牵引绳的另一端与第三卷筒固定。

8、进一步的，所述弹性伸缩机构包括两个对向设置的侧板，两侧板之间设有顶板，两个侧板的底部设有底板，顶板可相对侧板滑动从而靠近或远离底板；

9、所述顶板的两端以及底板的两端均安装有第一滑轮组，第一牵引绳穿过底板的底部和顶板的顶部并依次将第一滑轮组串联；

10、顶板与底板之间设有弹性件，第二牵引绳与第二动力发电一体机连接，所述顶板设有第二滑轮组，底板设有第三滑轮组，所述第二滑轮组和第三滑轮组对向交错设置，第二牵引绳依次将第一滑轮组和第二滑轮组串联。

11、进一步的，所述弹性件的底部与底板固定连接，弹性件的顶部与第二滑轮组固定连接，第二滑轮组与顶板的底部固定连接。

12、进一步的，所述弹性件与第二滑轮组一一对应，所述弹性件设有三个，第二滑轮组和第三滑轮组均设有三个。

13、进一步的，所述底板固定连接有固定头，所述固定头将第二牵引绳的一端固定，所述第三滑轮组与底板固定连接。

14、进一步的，所述侧板中部开设有凹槽，所述底板的两端穿过凹槽，所述顶板的两端穿过所述凹槽并与凹槽滑动连接。

15、进一步的，所述第二卷筒与第二动力发电一体机之间设有第二变速齿轮箱，第三卷筒与第一动力发电一体机之间设有第一变速齿轮箱。

16、进一步的，所述第一牵引绳、第二牵引绳和第三牵引绳均为钢丝绳，所述弹性件为弹簧。

17、本发明的一种机械势能储能系统，储能系统充电时中，第一液压开合机构合闸，第二液压开合机构断开，使得第一动力发动机与第三卷筒连接，第三卷筒与第一卷筒断开，第一动力发电一体机将风能等清洁能源转化为电能带动第三卷筒转动，重物在第三牵引绳的牵引下上升至高位，从而将电能转化为重力势能储存起来，当重物上升至目标高度后，第一液压开合机构断开，第二液压开合机构合闸，第一动力发动机与第三卷筒断开，第三卷筒与第一卷筒连接，重物受自身重力影响给予第一卷筒转动的力，第一牵引绳受到该力后牵引弹性伸缩机构形变，当弹性伸缩机构形变产生的弹力与重物的重力相同时，即可实现力的平衡，重物不会下降，从而实现重物的悬吊，因弹性伸缩机构形变而导致的第二牵引绳松弛，第二动力发电一体机会转动将第二牵引绳收卷至再次绷紧状态，而且弹性伸缩机构形变会导致重物下降少许高度，从而使重力势能的总储量减少，但是损失的重力势能会以弹性势能的形式储存在弹性伸缩机构中，机械势能的总量不变，因此不会产生重力势能的浪费；

18、储能系统放电时，第一液压开合机构合闸，第二液压开合机构断开，第一动力发动机与第三卷筒连接，第三卷筒与第一卷筒断开，一方面，重物失去了弹性伸缩机构的牵制，作自由落体，从而带动第一动力发电一体机发电，重力势能转化为电能，另一方面，弹性伸缩机构失去了重物的牵制，开始形变回弹，从而使第二牵引绳带动第二卷筒旋转，第二卷筒带动第二动力发电一体机转动，弹性势能转化为电能，与传统技术相比，本技术方案利用弹性伸缩机构对重物支撑，实现了重物高度的保持，因弹性伸缩机构形变导致的重力势能的损耗也以弹性势能的形式储存在了弹性伸缩机构内，放电时重力势能和弹性势能均转化为电能，相当于将充电过程中储存的重力势能全部转化为了电能，摆脱了使用液压系统等用电设备为重物提供支撑的方式，不仅节省了电能，还提高了重力势能转化为电能的电能转化率。

技术特征：

1.一种机械势能储能系统，其特征在于：包括第一动力发电一体机（17）、弹性伸缩机构（28）和第二卷筒（14），第一动力发电一体机（17）与第三卷筒（18）之间设有第一液压开合机构（22），第一液压开合机构（22）将第一动力发电一体机（17）和第三卷筒（18）同轴连接，第三卷筒（18）设有第三牵引绳（20），第三牵引绳（20）连接有重物（19），第一动力发电一体机（17）带动第三卷筒（18）旋转从而使重物（19）升降；

2.根据权利要求1所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述第一液压开合机构（22）和第二液压开合机构（9）结构相同，二者均包括开合臂（23）、挡臂销（24）和开合臂轴（25）。

3.根据权利要求1所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述重物（19）设于地下深槽（27）内，地下深槽（27）为矩形槽，重物（19）由并排设置的板状重物（19）拼接而成，每个板状重物（19）的顶部均安装有定滑轮（26），第三牵引绳（20）穿过每个板状重物（19）上的定滑轮（26），第三牵引绳（20）的一端与地下深槽（27）固定连接，第三牵引绳（20）的另一端与第三卷筒（18）固定。

4.根据权利要求1所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述弹性伸缩机构（28）包括两个对向设置的侧板（1），两侧板（1）之间设有顶板（2），两个侧板（1）的底部设有底板（3），顶板（2）可相对侧板（1）滑动从而靠近或远离底板（3）；

5.根据权利要求4所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述弹性件（8）的底部与底板（3）固定连接，弹性件（8）的顶部与第二滑轮组（10）固定连接，第二滑轮组（10）与顶板（2）的底部固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述弹性件（8）与第二滑轮组（10）一一对应，所述弹性件（8）设有三个，第二滑轮组（10）和第三滑轮组（11）均设有三个。

7.根据权利要求4所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述底板（3）固定连接有固定头（12），所述固定头（12）将第二牵引绳（7）的一端固定，所述第三滑轮组（11）与底板（3）固定连接。

8.根据权利要求4所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述侧板（1）中部开设有凹槽（13），所述底板（3）的两端穿过凹槽（13），所述顶板（2）的两端穿过所述凹槽（13）并与凹槽（13）滑动连接。

9.根据权利要求4所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述第二卷筒（14）与第二动力发电一体机（16）之间设有第二变速齿轮箱（15），第三卷筒（18）与第一动力发电一体机（17）之间设有第一变速齿轮箱（21）。

10.根据权利要求4所述的一种机械势能储能用弹性伸缩机构（28），其特征在于：所述第一牵引绳（5）、第二牵引绳（7）和第三牵引绳（20）均为钢丝绳，所述弹性件（8）为弹簧。

技术总结本发明涉及储能系统技术领域，尤其公开了一种机械势能储能系统，包括第一动力发电一体机、弹性伸缩机构和第二卷筒，第一动力发电一体机与第三卷筒之间设有第一液压开合机构，第一液压开合机构将第一动力发电一体机和第三卷筒同轴连接，第三卷筒设有第三牵引绳，第三牵引绳连接有重物，第一动力发电一体机带动第三卷筒旋转从而使重物升降，与传统技术相比，本技术方案利用弹性伸缩机构对重物支撑，实现了重物高度的保持，替代了液压系统等大型设备为重物提供支撑的方式，节省了电能，提高了重力势能转化为电能的电能转化率。技术研发人员：李博受保护的技术使用者：济南吉发智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29