[发明专利]提高蓄水储能电站能源转换率的方法

说明书

本发明属固定建筑物领域。

目前的蓄水储能电站，在工作时，由于受到水头损失、本身能耗等因素的影响。特别是只采用简单的一抽一放的形式，所以最佳的能源回收率也只在80%左右。要想再提高其能源的回收率，由于受到能的守恒定律的制约，目前还没有什么突破性的进展。

本发明的任务是提出一种《提高蓄水储能电站能源转换率的方法》，它是在目前蓄水储能电站的基础上，将蓄水池直接修建在供水池之上，并在蓄水池底开一个孔，再将一个活塞式的浮体经该孔而安放在供蓄两水池之间，当蓄水池蓄水储能和放水发电时，都整定一个始动力作用于浮体，使浮体的浮力或重力等于始动力时，才能在供蓄两水池间作上下运动。并将其运动中所具有的不属于能的守恒定律范畴的能量提取出来，就能极大地提高其能源转换率。

本发明的任务是以如下的方式完成的：当开动抽水装置，水开始进入蓄水池（1），这时，整定一个始动力作用于浮体（2），使浮体的浮力等于该值时，才能向上运动。随着蓄水池的水位上升，浮体的浮力增大，当等于始动力时，浮体开始向上运动。蓄水池满水后，抽水装置停机。浮体停止运动。开始放水发电，这时又整定一个始动力作用于浮体，使浮体的重力等于该始动力时，浮体才能向下运动。随着水位下降，但在始动力的作用下，浮体尚未能向下运动，当蓄水池放完水后，浮体的重力已等于始动力，浮体开始向下运动。当浮体处于平稳后，已完成一个工步。又可开动抽水装置，反复上述过程。在上述过程中，除蓄水储能和放水发电在能的转变和守恒定律的范畴内守恒外，还可利用浮体上下运动的物理现象，将其在运动中所具有的能的守恒定律以外的能量提取出来加以利用，就能提高其能源的转换率。

以下结合附图，对本发明的具体结构构成，并以浮体的直径为2米高为10米，钢材焊接结构自重2吨。蓄水池的直径为2.02米，高为10米为实施例，作进一步的描述。

附图为本发明的主视剖面示意图，其中由蓄水池（1），浮体（2）框架柱（3，5），供水池（4），基础底板（6）所组成。

在附图中，供水池（4）只要求浮体（2）在其活动的区域内，有一个直径比浮体直径稍大，深略高于浮体1/2高的位置，使浮体在工作时能上下运动即可。供水池的水平面应与蓄水池（1）内的底面平面平行。供水池应取于有稳定水位的开放式的江河湖海上，使浮体作上下运动时，其水位不作变化，若取于水库等其它封闭式的系统内，则要求其库容量远远大于浮体的体积，使浮体在作上下运动时，其水位仅作微小的，以至可以忽略不计的变化。

以本发明实施例为例，供水池（4）在浮体（2）的活动区域内，只要有一个直径为2.1米，深为5.1米的位置，供浮体运动即可。供水池的深若已低于河床，需在其直径2倍以外的外围，用砖或其它材质砌一道略高于河床的拦污坝，以使污泥杂物不能流进该处。在水平面以下的5.3米处，地基应牢固，以用来建蓄水池的基础。为使蓄水池能建于地面以下，供水池的水平面应与地面平面相差10米。

浮体（2）用钢筋混凝土结构或钢材焊接结构加工做成。采用圆柱体，圆周下面的边缘处向下对称引伸出四个0.1米的定位脚，以免使浮体全部上升到蓄水池后，由于侧面放水发电而使浮体偏位，不能返回供水池。并根据采用不同材质构成的自重，在浮体内加进水或其它物质使浮体的高度中线与蓄水池内底面平面平行时，浮体（2）所排开的水量与其重量相等。因浮体需在供蓄两水池间作上下运动，而抽水进蓄水池，是本发明的耗能部分，所以浮体与蓄水池两者直径相差宜在5至30毫米之间。只要使浮体能在蓄水池内作上下运动即可。浮体的圆周应光滑平亮，只在蓄水池内运动的中线以上的上半部份，圆周各点到圆心的偏差值，应小于浮体与蓄水池两者半径之差的1/2。中线以下的下半部份，因需在供蓄两水池间运动，而浮体本身与蓄水池的底孔配合，也是阻止蓄水池的水经蓄水池底孔流向供水池的唯一物体，所以其偏差值要小于上半部份偏差值的1/5。在浮体工作开始运动前，先整定一个使浮体能够开始运动的力作用于浮体，使浮体的浮力或重力等于该值时，浮体才能开始运动。该始动力等于浮体1/2体积的排水量。即浮体本身的重量。