[发明专利]基于势能的发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于势能的发电系统，尤其，涉及一种利用通过可再生能源发电源来生成的电力并以水的势能为媒介的基于势能的发电系统。

背景技术

一般地，对于不易贮存剩余能量的电力的贮存工具，以水为媒介并利用地形上的高低差，且每时间段利用有效的剩余电源来运行泵，由此将低处的水提到高处而贮存，当需要使用电力时，通过放水来运行放置在低处的涡轮机并获得电力的水力(或小型水力)发电系统作为难以实现剩余能源的贮存的电力贮存工具来说是一种很实用的技术。

尤其，当每时间段的电力的需求和供给的差距大时，利用剩余的电力来驱动泵而使水具有高势能之后，当产生合理需求时，通过排放高处的水而能够在一段时间稳定地生产电力，在这一点上，与具有间歇的电力生产特点的可再生能源的结合性也非常优异。

但是，在水量丰富的地方具备具有适当的高低差的地形且适于(小型)水力发电的地皮并不多，而且，设置并运营可实现大容量电力生产的规模的(小型)水力发电系统时，因所产生的环境问题、根据居民接受程度的民怨，以及送电至远离该合适的地皮的电力需求地点的问题等，因此，存在与其他发电系统(例：火力发电、复合发电系统等)相比其竞争力下降的缺点。

并且，在使具有低势能的媒介(水)重新具有高势能的过程中，由于利用必不可少的现有的泵来输送必然会伴随着损失，因此需要探索比利用现有的泵的势能确保技术更有效且在成本方面低廉的方案。

另一方面，授权专利10-0699115号公开了水电发电系统及通过水电发电系统来生产电力的方法。

并且，授权专利10-0802800号公开了有效回收在利用燃料电池生成电能的过程中所产生的热能并使用的燃料电池发电系统及其方法。

但是，通过所述发明无法解决所述问题，并且，至今没有能够解决所述问题的发电系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是为了解决所述问题而提出的，其目的在于提供一种基于势能的发电系统，其通过利用非自然地形物，即利用规定高度以上的人工构造物(例如，高层建筑等)的势能的发电系统，最小化因电力产生处与需求处间的远距离所导致的损失。

并且，本发明的目的在于提供一种基于势能的发电系统，其通过设置在第一贮存池的一侧的燃料电池发电系统和设置在第二贮存池的一侧的电解装置的组合，相对于利用现有泵的水的势能施加方式，进行更有效的利用势能的发电。

(二)技术方案

为达到所述目的的本发明的基于势能的发电系统，其包括：泵和第一贮存池，从可再生能源发电源或剩余电源接收电源，以使通过将地表面的水输送至建筑物的上部而确保规定的势能；小型水力发电单元，由小型水力发电涡轮机和第二发电机组成，降落所述第一贮存池的水，由此将势能转换为电力；第二贮存池，位于建筑物的地下以确保附加的势能，且贮存经过所述小型水力发电涡轮机的水；电解装置，对从所述小型水力发电单元产生的电力以及从所述可再生能源发电源或所述剩余电源接收的电力进行电解，以便确保用于小型水力发电的所述第二贮存池的贮存空间，且分别生产、分离出氢气和氧气；燃料电池发电单元，由设置在所述第一贮存池的一侧的燃料电池、第一发电机组成，位于建筑物的上部并通过接收所述产生的氢气来产生电力，将生产的副产物水贮存在所述第一贮存池中。

而且，本发明还包括：电力转换器，接收外部电力(电网)或所述小型水力发电涡轮机的自主生产的电力并将其转换为直流；输送单元，其包括氢气输送管道和氧气输送管道，将所述生产的氢气和氧气分别输送至所述燃料电池和氧气贮罐。

优选地，本发明还包括供给管，从所述第一贮存池向所述小型水力发电单元供水，所述供给管包括用于调节落下水量的第二控制阀。

并且，优选地，用于向所述第一贮存池输送、贮存水的泵的驱动电力，其适用热电联产剩余电源或可再生发电电力。

并且，优选地，通过所述燃料电池的发电来生产的电力耦合到电网并输送，将副产物水贮存在所述第一贮存池中，从而以势能的形式被贮存并应用。

而且，所述氢气输送管道以双层管道的形状组成，向所述双层管道的内管充填氢气，且向所述双层管道的外管充填氮等惰性气体，由此对爆炸率高的氢气的输送提供稳定性。