[发明专利]一种固体重力流运载设备及储能系统

说明书

本发明涉及一种固体重力流运载设备及储能系统，包括：多个重力储能模块，所述多个所述重力储能模块彼此依次相连；模块转移通道，具有第一海拔段和与所述第一海拔段相对的第二海拔段，以及位于所述第一海拔段和所述第二海拔段之间的中间段，所述第二海拔段的海拔高于所述第一海拔段的海拔；动力模块，设置于所述中间段，用于将所述多个重力储能模块自所述第一海拔段运输至所述第二海拔段，并使所述多个重力储能模块形成固体重力流，以实现重力势能的存储；或将所述多个重力储能模块下降的重力势能转换成电能输出。本申请所述固体重力流运载设备，可使固体重物在储能过程中形成连续的重力流，使固体重物流态化，从而拥有较高的系统运行效率。

技术领域

本申请涉及重力储能领域，具体涉及一种固体重力流运载设备及储能系统。

背景技术

为了应对地球气候变暖对人类的生存威胁，人类对能源的选择正经历一场由化石能源向太阳、风等可再生能源转型的革命。但是太阳、风等可再生能源具有间歇波动的不稳定性，通常通过储能系统对能量的缓冲实现发电与用电的能量平衡，但是，设计开发出可以满足缓冲要求的储能系统是巨大的挑战。在目前的能源体系中，储能系统作为一种满足优化电网经济运行的辅助手段，主要由液体重力储能为主导，液体运动是以持续的单向流动形态运动，再通过抽水蓄能-放水释能构成了高效率的工程系统。但是以能源转型所需的储能规模要求，已有可供建造抽水蓄能电站的地理资源严重不足，各个国家都在开发各种新型储能技术，固体重力储能也就进入人们的视野。

CN103867408A公开了一种依托山体的重力储能系统，这种依托山体的重力储能系统是一种基于卷扬提升技术的固体重力储能系统。卷扬提升是一种广泛应用于矿山的成熟技术，卷扬提升作业是一种周期性作业，实际工作时，卷扬提升作业的一次重载提升，必然伴随一次空勾下放，构成一个作业周期。而一个充电的储能时区，由N次重载上升与空载下放的作业周期构成，由于一个作业周期的占时较长，一个充电的储能时区只能完成非常有限的提升作业量。另外从成本角度考虑，深度过大的竖井成本过于高昂，这导致固体重力储能元件的能量密度很受限制。因此在一个斜坡升降工程中，低作业量导致储能元件的能量密度低，使得其全生命周期的储能成本很难降低。因此，此类周期往复式的卷扬牵引技术作为储能应用，并不具有工程意义。

CN113653612A公开了一种固体重力流运载设备、重力储能元件及储能系统，这种固体重力流储能技术使固体重物形成类似抽水蓄能(液体重力流)水流的运动形态，可使固体重物在储能(或释能时区)保持单向的连续流，相比周期往复的牵引提升，单位时间的运输量得以极大地提高，相对应也极大地提高了的运载通道的功率密度，大幅度地摊薄了单位功率的系统成本。但是，该技术是以旋转电机为动力，通过链轮与链条的转换把旋转力转换为直线力(释能时反之)，由直线运动的链条与储能元件的钩齿啮合推送固体重力储能元件向高海拔运动。由于能源转型所需要的是大功率的储能系统，大功率系统对链条的强度要求很高，导致功率上限会受到链条强度的制约；由于大功率要求的高强度链条的链节设计因素，为了防止弦线效益引起的震动也限制了固体重力流的流速。由于受固体重力流的流速的制约，在电机与链轮之间需要经过减速，大功率，大扭矩的减速箱的成本增加了系统的成本。

发明内容

本申请提供一种固体重力流运载设备及储能系统，所述固体重力流运载设备提供了一种低成本、高负荷量、高能量密度的固体重力储能装置，可使固体重物在储能过程中形成连续的重力流，使固体重物流态化，从而拥有较高的系统运行效率。

一种固体重力流运载设备，包括：

多个重力储能模块，所述重力储能模块包括本体部、设置于所述本体部相对的两端连接件，所述连接件用于将所述多个所述重力储能模块彼此依次相连；

模块转移通道，所述模块转移通道具有第一海拔段和与所述第一海拔段相对的第二海拔段，以及位于所述第一海拔段和所述第二海拔段之间的中间段，所述模块转移通道用于对所述多个重力储能模块移动导向，所述第二海拔段的海拔高于所述第一海拔段的海拔；