[发明专利]一种重力火车储能系统

说明书

一种重力火车储能系统，涉及储能领域。如附图1所示，系统由电塔（1）、沿程电缆（2）、电杆（3）、铁轨（4）、重力火车（5）、电连杆（6）、电气柜（7）、电机（8）、传动系统（9）、车轮（10）组成。电网的电通过输电塔（1）与本系统的沿程电缆（2）相连接，沿程电缆（2）通过电杆（3）架设在山坡（11）的铁轨（4）旁，装载有重物的重力火车（5）上的电气柜（7）通过电连杆（6）与沿程线缆（2）相连接，电连杆（6）与沿程线缆（2）有相对滑动。储能时：电机（8）耗电使重力火车（5）在铁轨（4）上爬升，存储电能；释能时：重力火车（5）在重力的作用沿铁轨（4）向下滑动带动电机（8）转动，释放电能。

技术领域

本发明涉及能源储能领域的一种新型储能系统，利用火车上坡耗电进行能量存储，火车下坡时带动电机发电进行能量释放。

背景技术

在碳中科、碳达峰的国家战略背景下，储能技术面临着重大机遇。但是当前储能方式除了抽水蓄能有可见效益外，其它诸如蓄电池储能、飞轮出能、压缩空气储能、制氢储能等基本都在示范阶段，而且存在着各种各样的问题与隐患，比如电池储能的充放寿命问题、污染回收问题、火灾爆炸隐患；飞轮储能的摩擦耗散问题；压缩空气综合效率低，维护成本高问题；制氢储能的运输和存储问题、相比化工制氢成本高问题。

发明内容

针对以上情况，提出一种类似于抽水蓄能的重力火车储能系统，本系统是以提升重物的方式存储能量，具体是通过装有石头的废旧火车厢在斜坡的轨道上往复运行，地面采用铁轨以减小摩擦。用电低谷时，火车上的电动机通过耗电把火车送到坡上高处；用电高峰时，车辆下坡行驶，电动机被车轮带动旋转，切割磁力线发电。这个过程采用同一台异步电机可同时作为动力设备和发电设备。本系统可用于电网侧的储能，与抽水储能类似，实现电网峰谷调节功能，本系统需要选择合适的山丘进行改造，地势差达到30度左右即可，在上面铺设铁轨，并沿程设置电缆。

本发明的有益效果是：相比其它储能方式，能量在本系统一旦存储完成，可以任意时长存储，不存在耗散问题；设备寿命长，设计寿命三十年；可循环利用，绿色无污染，无着火爆炸等危险；系统服役完成后可回收率高；综合效率可达80%以上。

附图说明

图1是一种重力火车储能系统，由输电塔（1）、沿程电缆（2）、电杆（3）、铁轨（4）、重力火车（5）、电连杆（6）、电气柜（7）、电机（8）、传动系统（9）、车轮（10）组成。电网的电通过输电塔（1）与本系统的沿程电缆（2）相连接，沿程电缆（2）通过电杆（3）架设在山坡（11）的铁轨（4）旁，装载有重物的重力火车（5）上的电气柜（7）通过电连杆（6）与沿程线缆（2）相连接，电连杆（6）跟随重力火车（5）一起移动，与沿程线缆（2）有相对滑动。存储能量时：电气柜（7）控制电机（8）转动，电机（8）通过传动系统（9）使重力火车（5）的车轮（10）转动，带动重力火车（5）在铁轨（4）上爬升，存储电能；释放能量时：重力火车（5）在重力的作用沿铁轨（4）向下滑动，这时车轮（10）带动电机（8）转动，此时电机通过电气柜（7）、电连杆（6）、沿程线缆（2）向电网馈电，释放电能。

图2是一种重力火车储能系统的具体实施例，图中斜坡长度2000米，高1000米。

具体实施例

下面参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

需要说明，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中特征可以相互组合。

所述一种火车储能系统运行过程如下：

以10MWh为能量存储目标制定本方案。

将一节100t重的车箱提升1000米，可存储的能量为：

Q=mgh=100000kg×10m/s2×1000m=1000000000J=1000MJ

10MWh的能量为：

10000000 3600S=36000MJ