一种固体重力流运载储能设备及储能系统的制作方法

本发明涉及重力储能领域，尤其涉及的是一种固体重力流运载储能设备及储能系统。

背景技术：

1、人类社会对能源的使用从受储量限制，在生产与生活中使用对环境有污染的煤、石油、天然气等化石能源。而对传统污染能源的依赖转型为取之不尽，用之不竭、清洁环保可再生的太阳能、风能等可再生能源将是历史的必然。

2、但是可再生能源具有自然产生的属性，具有间歇性和随机波动性，属于不稳定的能源。要把间歇的和随机波动的不稳定能源转化为按需求供给的稳定型能源，储能环节是能源转型的关键。大规模、高效储能也是能源转型的关键技术。

3、发明专利cn114649819a公开了一种重力模块储能及运行方法，利用齿轮与齿条啮合的传动效率高，传动力矩大的特点实现大坡度轨道高效的运输储能。但该技术是以车载移动动力，齿条固定在轨道两侧，移动的动力齿轮与固定齿条的方式，其在传动过程中，齿条固定在轨道两侧静止不动，由齿轮储能发电车动力的驱动下，转动轴端齿轮与固定齿条啮合，驱动运输车组行驶。由于固定在道路上的齿条必须在开放的状态下让移动的齿轮经过，而无法对齿轮与齿条进行防尘防护以及润滑。

4、当在系统的运行工作过程中，尤其是沙土天气频发的北方地区，环境的沙尘极易污染齿轮与齿条，并且采用上述驱动结构必须是开放空间的条件下，难以对齿轮与齿条施加润滑油润滑。在齿轮与齿条受沙尘污染，且又缺乏良好的润滑，导致齿轮与齿条的传动损耗增加，效率明显降低。

5、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种固体重力流运载储能设备及储能系统，解决现有技术所采用移动动力传动方式无法进行防尘，导致能量损失大、效率低的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种固体重力流运载储能设备，其中包括：

4、运载轨道，运载轨道具有低海拔段和与低海拔段相对应的高海拔段，以及位于低海拔段与高海拔段之间的倾斜段；

5、重力储能元件，重力储能元件移动设置在运载轨道上，且重力储能元件上设置有底盘齿条；

6、电能动能转换机构，电能动能转换机构沿运载轨道设置，电能动能转换机构具有齿轮件，齿轮件与底盘齿条相连接；

7、防尘构件，防尘构件设置在底盘齿条的外侧，并用于对底盘齿条进行防尘；

8、润滑组件，润滑组件设置在防尘构件内，并用于对齿轮件和底盘齿条的啮合处进行润滑；

9、电能动能转换机构通电而产生旋转动力，并通过齿轮件与底盘齿条的啮合而带动多个依次抵靠的重力储能元件沿倾斜段由低海拔段连续顶推向高海拔段；

10、或者

11、多个依次抵靠的重力储能元件在重力作用下从高海拔段移动到低海拔段，以使底盘齿条与齿轮件相啮合，并带动电能动能转换机构将机械动能转换为电能。

12、进一步，齿轮件包括：转动设置的第一输出齿轮，与第一输出齿轮固定并同轴的第一过渡齿轮；

13、转动设置并与第一过渡齿轮相啮合的动力输入齿轮；

14、转动设置的第二输出齿轮，与第二输出齿轮固定并同轴的第二过渡齿轮，第二过渡齿轮与动力输入齿轮相啮合，第一过渡齿轮和第二过渡齿轮分别位于动力输入齿轮的两侧；

15、通过底盘齿条的移动而使底盘齿条同时与第一输出齿轮和第二输出齿轮相啮合。

16、进一步，齿轮件包括第一齿轮，第一齿轮与底盘齿条相啮合，重力储能元件上设置有推移机构，推移机构上连接有补偿齿条，补偿齿条通过推移机构的驱动而移动并形成补偿状态；

17、在补偿状态下，一个重力储能元件上的补偿齿条上的齿形与该重力储能元件中的底盘齿条的齿形对齐，且同时使补偿齿条上的齿形与相邻的另一个重力储能元件上的底盘齿条上的齿形对齐；

18、补偿齿条的齿与底盘齿条的齿均与第一齿轮相啮合。

19、进一步，重力储能元件在补偿齿条的移动方向上设置有前挡部，前挡部位于补偿齿条的下方；

20、补偿齿条朝向推移机构的一侧固定有限位凸台；

21、在补偿状态下，前挡部抵靠限位凸台，补偿齿条的底面抵靠前挡部。

22、进一步，重力储能元件上与前挡部相对立的一侧设置有后挡部，后挡部包括：后挡板，以及与后挡板垂直设置的后支撑板；

23、在补偿状态下，一个重力储能元件上的后挡板抵靠相邻的另一个重力储能元件上的补偿齿条的前端，后支撑板抵靠相邻的另一个重力储能元件上的补偿齿条的底面。

24、进一步，推移机构包括：直线电机，直线电机具有定子，以及与定子相配的动子，定子沿长度方向延伸设置，动子沿定子的延伸方向移动；

25、推杆，推杆的一端固定连接动子，另一端固定连接补偿齿条。

26、进一步，重力储能元件包括：储能元件本体以及底盘；储能元件本体与底盘可拆卸连接；

27、底盘的两侧均设置底盘齿条；

28、电能动能转换机构分别位于运载轨道的两侧，且两侧的电能动能转换机构分别通过齿轮件与所述底盘两侧的底盘齿条相啮合。

29、进一步，固体重力流运载储能设备还包括：底盘回程轨道，底盘回程轨道与运载轨道并排设置，底盘回程轨道一侧相应设置有电能动能转换机构、防尘构件以及润滑组件；

30、运载轨道用于正向输送装载储能介质块的所述底盘，底盘回程轨道用于反向输送卸下所述储能介质块的所述底盘。

31、进一步，电能动能转换机构包括：电动能转换电机，齿轮件连接在电动能转换电机的转轴上，齿轮件位于底盘齿条的上方并与底盘齿条相啮合；

32、防尘构件包括：防护罩，防护罩环绕包裹所述底盘齿条，防护罩朝向重力储能元件的一侧设置有开口；

33、多个并排间隔设置的直线段上封闭板,直线段上封闭板设置在防护罩的直线段上，并位于防护罩的开口的上侧；

34、多个卡接上封闭板，多个卡接上封闭板设置在重力储能元件的侧面上，卡接上封闭板嵌于相邻的两个直线段上封闭板之间；

35、卡接下封闭板，卡接下封闭板设置在重力储能元件上，并嵌于防护罩的开口内，与防护罩的开口下侧的内壁相配而关闭开口；

36、弯曲段鼓风组件，弯曲段鼓风组件设置在防护罩的弯曲段上，并用于朝向所述防护罩内吹风。

37、进一步，储能元件本体的长度方向的一端设置有顶推凹台，长度方向的另一端设置有顶推凸台；

38、其中一个重力储能元件的顶推凹台用于抵靠相邻的另一个重力储能元件的顶推凸台。

39、进一步，弯曲段鼓风组件具体包括：正压室、鼓风机以及空气净化室；正压室连通在防护罩的弯曲段，鼓风机连接正压室和空气净化室，空气净化室用于接收外部空气，并对空气进行净化，净化好后的空气通过鼓风机进入到正压室，从而使防护罩的弯曲段产生正压，实现对防护罩的弯曲段进行防尘保护。

40、进一步，在空气质量好的时候，鼓风机停止运行。

41、进一步，防护罩上设置有集油槽；

42、润滑组件包括：进油管，进油管连通集油槽；

43、油泵，油泵连接进油管；

44、出油管，出油管连接油泵，且出油管的出油端用于朝向底盘齿条的齿进行喷油。

45、基于相同的构思，本发明还提出一种储能系统，包括如上所述的固体重力流运载储能设备，低海拔堆场和高海拔堆场；低海拔段贯穿低海拔堆场，高海拔段贯穿高海拔堆场；

46、当储能系统储能时，低海拔堆场上的行车用于向低海拔段输送重力储能元件，高海拔堆场上的行车用于从高海拔段接收并存储重力储能元件；

47、当储能系统释能时，高海拔堆场上的行车用于向高海拔段输送重力储能元件，低海拔堆场上的行车用于从低海拔段接收并转运重力储能元件。

48、进一步，低海拔堆和高海拔堆场均安装有装卸、堆垛重力储能元件的行车，行车沿运载轨道的延伸方向垂直排列；

49、行车设置有多台，多台行车交替装载或卸载运载轨道上的重力储能元件。保证低海拔堆和高海拔堆场的集、散速度与固体重力流的流速协调，以确保升降通道的固体重力流的形成。

50、有益效果：本技术提出的一种固体重力流运载储能设备及储能系统，其中其中以机械动力推升重力储能元件,通过铺设运载轨道，使重力储能元件能沿运载轨道定向上升或者定向下降。当进行储能时，倾斜段上的多个(或一个)电能动能转换机构将电网的电能转换为机械动能，并带动齿轮件进行运动，通过齿轮件驱动底盘齿条，从而带动全程的重力储能元件沿倾斜段由低海拔段连续顶推到高海拔段。当进行释能时，重力储能元件在重力作用下沿倾斜段由高海拔段连续顶推到低海拔段，多个电能动能转换机构通过多个重力储能元件的下滑移动的动能由底盘齿条与齿轮件配合而被带动，从而使电能动能转换机构将机械动能转换为电能。实现了电能的储存与释放。采用齿轮件与底盘齿条相配合进行驱动，齿轮传动效率高，在良好的加工精度和润滑的条件下，齿轮传动的传动效率可达94％～99％，以此传动方式构成的重力储能系统，效率可达85％以上，通过防尘构件对底盘齿条进行防尘，保证齿轮件与齿条之间进行稳定性啮合，传动效率不会受到外部的灰尘影响而降低。通过润滑组件对齿轮件和齿条的啮合处进行润滑，从而保证了齿轮件与齿条传动的稳定性，大大超过了采用齿条进行固定不移动的传动方式的储能效率；采用本固体重力流运载储能设备在储能和释能过程中能量损失小、效率高。