[发明专利]一种基于电磁技术的重力储能系统

说明书

本发明提出了一种基于电磁技术的重力储能系统，包括若干重块、用于供重块进行竖向运动的深井筒、以及位于深井筒井口外的电机，电机的输出轴上缠绕有钢绳，若干重块能够重叠穿设在钢绳上；重块由上而下运动时，能够带动电机的输出轴旋转发电；重块上布置有重块线圈，重块线圈连接有储电单元；深井筒内布置有若干井筒线圈，重块线圈能够相对井筒线圈竖向运动以切割井筒线圈而产生感应电流并存储于储电单元。用电高峰时，受重力势能影响，重块从深井筒井口向井底运动，带动电机发电，同时，重块线圈切割井筒线圈产生的磁感线从而生成感应电流储电。本发明利用电磁技术进行重力储能，能够有效提高能源转换的经济性和普适性，降低能量损失。

技术领域

本发明属于重力储能技术领域，具体涉及一种基于电磁技术的重力储能系统。

背景技术

重力储能技术促进了清洁低碳、安全高效的新能源体系建设，其具有布置灵活、普适性强、储能效率高(80％-90％)，运行时间长(30-50年)的优点。

CN202010199858.0披露了一种后采矿废弃井筒矸石梯度重力储能系统，其利用两个废弃矿井井筒充当储-放能通道，利用矸石作为质量块，实现废弃矿井井筒和矸石的二次利用。其利用高差，将地面装满矸石的矿车或地下高位装满矸石的矿车，根据所需发电量的大小，通过井筒提升装置下落至合适高度的地下车场，其发电时，只是简单的将装满矸石的矿车的重力势能转化为电能，能源转换的经济性低。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种基于电磁技术的重力储能系统。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于电磁技术的重力储能系统，包括若干可竖向堆叠的重块、用于供若干重块进行竖向运动的深井筒、以及位于深井筒井口外的电机，电机的输出轴上缠绕有钢绳，若干重块能够重叠穿设在钢绳上；重块由上而下运动时，能够带动电机的输出轴旋转发电；重块外部或其内部还布置有重块线圈，重块线圈直接或者间接连接有储电单元；深井筒内布置有竖向设置的若干井筒线圈，重块线圈能够相对井筒线圈竖向运动以切割井筒线圈而产生感应电流并存储于储电单元。

上述技术方案中，用电高峰时，重块线圈与储电单元保持连接，受重力势能影响，重块从深井筒井口向井底运动，带动电机发电，同时，井筒线圈与电源连接，重块线圈切割井筒线圈产生的磁感线从而生成感应电流储电。用电低谷时，电机驱动钢绳带动重块从深井筒井底向井口抬升，以储备重力势能。本发明利用电磁技术进行重力储能，不仅通过重块下落带动电机发电，还通过重块下落使重块线圈切割井筒线圈产生切割磁感线以发电，能够有效提高能源转换的经济性和普适性，降低能量损失。

在本发明的一种优选实施方式中，每个重块线圈均具有两个金属触点，最上方重块的重块线圈通过其两个金属触点与储电单元电性连接，下方重块的重块线圈通过其两个金属触点能够与其上方重块的重块线圈交叉相连；和/或每个井筒线圈均具有两个金属触点，最上方井筒线圈通过其两个金属触点与电源电性连接，下方井筒线圈通过其两个金属触点能够与其上方井筒线圈交叉相连。

上述技术方案中，保证各个重块线圈产生的感应电流流向统一。

在本发明的一种优选实施方式中，在每个重块的两侧壁对称的设置位于同一回路中的两个重块线圈，所有重块的重块线圈能够竖向排成两排且位于同一回路中，在深井筒的两侧也对称的设置两排井筒线圈；和/或井筒线圈为竖向设置的开放式“8”字线圈，重块线圈与开放式“8”字线圈平行设置。

上述技术方案中，在重块的两侧壁设置重块线圈，在重块线圈向下运动切割井筒线圈时，保持重块不发生水平面的偏移。井筒线圈为开放式“8”字线圈，结构简单，便于加工制造。

在本发明的一种优选实施方式中，开放式“8”字线圈为矩形线圈以竖直边中垂线为界分为上下两部分，将上部分翻转180°形成两个面积相等的每半个开放式“8”字线圈；重块一侧的重块线圈为竖向设置的矩形线圈，每半个开放式“8”字线圈的长宽与重块线圈的长宽相等。