[实用新型]一种基于矿井立井筒、提升、运输系统的重力储能系统

说明书

本实用新型公开了一种基于矿井立井筒、提升、运输系统的重力储能系统，包括井架天轮、钢丝绳绞盘、电动发电一体机和控制系统，井架位于井筒井口的正上方，井架天轮设置在井架上，罐笼运行在在井筒装备罐道上，并能够沿着井筒装备罐道上下移动，罐笼与钢丝绳的一端连接，钢丝绳的另一端卷绕在钢丝绳绞盘上，钢丝绳绞盘与电动发电一体机通过机械传动机构连接，且电动发电一体机通过变压器与电网连接；井口操车设备、井底操车设备用于矿车转载、运输至罐笼上，控制系统用于控制井口操车设备、井底操车设备以及电动发电一体机的工作状况。本实用新型特别适宜在废弃矿井立井井筒及即将退出关闭矿井的再利用。

技术领域

本实用新型属于能量储存技术领域，具体涉及一种基于矿井立井筒、提升、运输系统的重力储能系统。

背景技术

目前已有的电力储能技术包括抽水储能、压缩空气储能、蓄电池储能、飞轮储能，电解水储能、超导磁能和超级电容等。其中抽水储能技术最为典型，抽水储能方式储能容量大，响应速度较快，因而应用较广泛。但是建设抽水储能电站需要特殊的地理条件，建设两个水库和水坝，建设周期长，初期投资巨大，并且只能建设在有水源的地方，能量转换效率一般(约70％)。

现有技术例如专利文献CN201599160U提出了一项通过提升标准化重块实现储蓄重力势能的方案。该方案需要大型支撑柱结构，并采用滑轮和拉索实现重物升降。该方案占地相对不多，理论上效率可达90％，并可用于缺水地区。然而，该方案将标准化重块安装在支撑装置上，对立柱、拉索等部件的材质和结构设计要求过高，安全系数低，存在较大的运行风险。

现有技术中的先进电力机车(例如和谐3D型电力机车)可以利用下坡进行再生发电，但是要求倾斜铁轨为平缓的直线或曲线。这是因为轮轨接触粘着系数较低，无法提供在陡坡行驶时需要的驱动力。根据现有电力机车技术，本领域熟练的技术人员可能想象出：选取坡度较小(例如小于5°)、坡距长(例如5公里)的地理环境，运行与电网相连的专用电力机车，进行大量重物的往返搬运实现储电和释能。例如，在倾斜铁轨上空架设电接触网或者在倾斜铁轨旁边铺设导电轨，并在电力机车上安装受电弓和牵引发电两用电机。本领域熟练的技术人员还可能进一步想象出：通过铺设两条平行倾斜铁轨实现循环作业，通过增加机车数量和车皮数量提高能量密度。但是该方案占用有用土地面积大，地理条件约束较多，工程量大，而且总效率不高(单程约80％，双程约60％)，维护成本高，因此实用价值有限。更熟练的技术人员还可能进一步想象出：在下滑行程前段不做制动，而仅在下滑倾斜铁轨末段直线段设置阻拦索，通过阻拦索制动将动能转换得到电能，则总效率可以获得提高至约70％，但是系统复杂程度高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决公知技术中存在的技术问题，提供了一种基于矿井立井筒、提升、运输系统的重力储能系统，该系统效率较高、成本低以及安全系数较高。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种基于矿井立井筒、提升、运输系统的重力储能系统，包括钢丝绳，矿车，设置在井口平台上的井口操车设备、井架、变压器和电力提升和发电装置，设置在井筒内的井筒装备罐道和罐笼，以及设置在井底车场及硐室内的井底车场平台上的井底操车设备；其中，

电力提升和发电装置包括井架天轮、钢丝绳绞盘、电动发电一体机和控制系统，井架位于井筒井口的正上方，井架天轮设置在井架上，罐笼运行在在井筒装备罐道上，并能够沿着井筒装备罐道上下移动，罐笼与钢丝绳的一端连接，钢丝绳的另一端卷绕在钢丝绳绞盘上，钢丝绳绞盘与电动发电一体机通过机械传动机构连接，且电动发电一体机通过变压器与电网连接；

井口操车设备用于将井口平台上的矿车转载、运输至罐笼上，井底操车设备用于将井底车场平台上的矿车转载、运输至罐笼上，控制系统用于控制井口操车设备、井底操车设备以及电动发电一体机的工作状况。

本实用新型进一步的改进在于，钢丝绳绞盘与电动发电一体机连接的机械传动机构为齿轮传动或者皮带传动。