用于能量存储和输送系统的提升驱动系统的制作方法

本发明涉及一种能量存储和输送系统，并且更具体地，涉及一种用于能量存储和输送系统的提升驱动系统，该提升驱动系统经由块体或砖块的竖直运动来存储和释放能量。

背景技术：

1、可再生能源（例如，太阳能、风力、水力、生物质等）的发电量继续增长。然而，这些可再生能源（例如，太阳能、风力）中的许多是间歇性的且不可预测的，限制了可以从间歇性的可再生能源输送到电网的电力的量。

技术实现思路

1、因此，需要改进系统来捕获可再生能源生成的电力，以便可预测地输送到电力网。如本文所用，电力网是用于将电力从生产者输送到消费者的互连网络，并且跨越包括城市、州和/或国家的广大地理区域。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种能量存储和输送系统。示例能量存储和输送系统包括起重机或升降机和多个块体，其中，起重机或升降机可操作以将一个或更多个块体从较低高度移动到较高高度，以存储能量（例如，经由块体在较高高度的势能），并且可操作以将一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度，以生成电力（例如，经由块体在移动到较低高度时的动能）。

3、根据本公开的另一个方面，在一个示例中，能量存储和输送系统可以存储太阳能，以产生非工作时间的电力。能量存储和输送系统可以将多个块体从较低高度移动到较高高度，以在太阳能电力充足的白天时间期间将太阳能作为势能存储在块体中。然后，能量存储系统可以在夜间期间操作，以将块体从较高高度移动到较低高度，以驱动发生器来产生电力，以输送到供电网。

4、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于能量存储和输送系统的提升驱动系统。该系统包括具有输出轴的电动马达、联接到输出轴的离合器和联接到离合器的从动轴。该系统还包括至少部分地围绕从动轴设置并与从动轴接触的钢带，从动轴的旋转使钢带平移。该系统还包括制动组件，该制动组件可操作地联接到从动轴，并且可选择性地操作，以制动从动轴的旋转。当离合器被接合时，输出轴的旋转使从动轴在第一方向上旋转，以使钢带平移，并且当离合器脱离接合时，输出轴的旋转不会使从动轴旋转，并且制动组件被接合，以维持从动轴和钢带的位置。

5、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于能量存储和输送系统的提升驱动系统。该系统包括一个或更多个提升驱动单元。每个单元包括：电动马达，其联接到从动轴，并且可操作，以使从动轴旋转；钢带，其至少部分地围绕从动轴设置，并且与从动轴接触，从动轴的旋转使钢带平移；制动组件，其可操作地联接到从动轴，并且可选择性地操作，以制动从动轴的旋转；离合器，其联接到从动轴，该制动组件设置在离合器和电动马达之间；以及滚子，其联接到离合器滚子，该离合器设置在制动组件和滚子之间，电动马达、制动组件、离合器和滚子成直线布置。该系统还包括：驱动轴，其与滚子偏移并且通过皮带联接到滚子，使得驱动轴的旋转经由皮带引起滚子在相同方向上的旋转；以及第二电动马达，其联接到驱动轴并且可操作，以使驱动轴旋转。当离合器被接合、制动组件脱离接合并且电动马达关闭时，由第二电动马达引起的驱动轴的旋转引起滚子和从动轴在第一方向上的旋转，以使钢带平移，并且当离合器脱离接合时，驱动轴的旋转不会使从动轴旋转，并且制动组件被接合，以维持从动轴和钢带的位置。

6、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于能量存储和输送系统的提升驱动系统。该系统包括一个或更多个提升驱动单元。每个提升驱动单元包括：电动马达，其联接到从动轴；变频驱动器，其可操作地联接到电动马达；钢带，其至少部分地围绕从动轴设置，并且与从动轴接触，由电动马达引起的从动轴的旋转使钢带平移；以及制动组件，其可操作地联接到从动轴，并且可选择性地操作，以制动从动轴的旋转。当制动组件脱离接合时，由电动马达引起的从动轴在第一方向上的旋转引起钢带在一个方向上的线性运动，并且其中，由电动马达引起的从动轴在与第一方向相反的第二方向上的旋转引起钢带在相反方向上的线性运动，并且其中，当制动组件被接合时，从动轴和钢带的位置维持不变。

7、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于能量存储和输送系统的系统。该系统可以包括塔架或框架。该系统还可以包括提升驱动单元。提升驱动单元可以包括联接到从动轴的电动马达，该电动马达可以是可操作的，以使从动轴旋转。提升驱动单元可以包括制动组件，该制动组件可操作地联接到从动轴，并且可选择性地操作，以制动从动轴的旋转。提升驱动单元可以包括联接到从动轴的离合器。制动组件可以设置在离合器和电动马达之间。提升驱动单元可以包括与从动轴径向间隔开的第一滚子和第二滚子。钢带可以部分地围绕从动轴缠绕并且摩擦地接合从动轴。钢带可以具有各自围绕从动轴缠绕的第一部分和第二部分。第一部分可以从从动轴延伸并且接触第一滚子。第二部分可以从从动轴延伸并且接触第二滚子。第一滚子可以将钢带的第一部分维持在竖直定向上。第二滚子可以使钢带的第二部分成角度，以增加钢带在从动轴上的缠绕角度。舱室可以联接到钢带的第一部分。配重可以联接到钢带的第二部分。从动轴的旋转可以使钢带平移，以使舱室和配重移动。第一滚子和第二滚子可以在与从动轴相反的方向上旋转。

8、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于能量存储和输送系统的系统。该系统可以包括塔架或框架。该系统还可以包括提升驱动单元。提升驱动单元可以包括电动马达，该电动马达联接到从动轴，并且可操作，以使从动轴旋转。提升驱动单元可以包括与从动轴径向间隔开的第一滚子和第二滚子。提升驱动单元可以包括部分地围绕从动轴缠绕并摩擦地接合从动轴的钢带。钢带可以具有各自围绕从动轴缠绕的第一部分和第二部分。第一部分可以从从动轴延伸并且可以接触第一滚子。第二部分可以从从动轴延伸并且可以接触第二滚子。第一滚子可以将钢带的第一部分维持在竖直定向上。第二滚子可以使钢带的第二部分成角度，以增加钢带在从动轴上的缠绕角度。舱室可以联接到第一部分。配重可以联接到第二部分。从动轴的旋转可以使钢带在第一方向上平移，以提升舱室并且降低配重。第一滚子和第二滚子可以在与从动轴相反的方向上旋转。

9、根据本公开的另一个方面，提供了一种用于能量存储和输送系统的提升驱动系统。该提升驱动系统可以包括电动马达，该电动马达联接到从动轴，并且可操作，以使从动轴旋转。提升驱动系统可以包括部分地围绕从动轴缠绕并摩擦地接合从动轴的钢带。钢带可以具有各自围绕从动轴缠绕的第一部分和第二部分。第一部分可以从从动轴延伸并且可以接触第一滚子。第二部分可以从从动轴延伸并且可以接触第二滚子。第一滚子可以将钢带的第一部分维持在竖直定向上。第二滚子可以使钢带的第二部分成角度，以增加钢带的缠绕角度。第一滚子和第二滚子可以在与从动轴相反的方向上旋转。

10、能量存储系统和方法的进一步细节可以在2021年6月29日提交的美国申请no.17/304,980（律师案卷号envlt.009a1）中找到，该申请的全部内容通过引用并入本文，并且应当被视为本说明书的一部分。

1.一种用于能量存储和输送系统的系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述塔架或框架包括定位在所述塔架的顶部部分处的一个或更多个滚子组件。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或更多个滚子组件包括第一组滚子和第二组滚子，其中，所述钢带从所述从动轴延伸并且围绕所述第一组滚子和所述第二组滚子的一部分延伸。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述缠绕角度为210度。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述提升驱动单元设置在所述塔架或框架的底部部分处。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，沿着所述钢带的第一部分的张力大于沿着所述钢带的第二部分的张力。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第二滚子的外径大于所述从动轴的外径。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述从动轴具有第一部段和第二部段，其中，所述制动组件设置在所述第一部段和所述第二部段之间，所述第一部段和所述第二部段各自被配置成接合所述钢带。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述提升驱动单元是彼此成直线布置的多个提升驱动单元。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述舱室是升降机吊笼，其中，所述升降机吊笼被配置成相对于基部移动，其中，所述升降机吊笼能够操作，以拾取块体或将块体输送到沿着所述塔架或框架定位的一个或更多个排。

11.一种用于能量存储和输送系统的系统，包括：

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述塔架或框架包括定位在所述塔架的顶部部分处的一个或更多个滚子组件。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第一滚子被配置成在所述从动轴旋转以使所述钢带平移时使所述钢带的振动最小化。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述缠绕角度为210度。

15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述提升驱动单元设置在所述塔架或框架的底部部分处。

16.根据权利要求11所述的系统，其中，所述第二滚子的外径大于所述从动轴的外径。

17.根据权利要求11所述的系统，其中，所述从动轴具有第一部段和第二部段，制动组件设置在所述第一部段和所述第二部段之间，所述第一部段和所述第二部段各自被配置成接合所述钢带。

18.一种用于能量存储和输送系统的提升驱动系统，所述提升驱动系统包括：

19.根据权利要求18所述的提升驱动系统，其中，所述第二滚子的外径大于所述从动轴的外径，其中，所述第二滚子从所述从动轴向上和径向向外定位，其中，所述第二滚子的外表面和所述从动轴的外表面沿着竖直平面相交。

20.根据权利要求18所述的提升驱动系统，其中，所述第一滚子从所述从动轴向上定位并且靠近所述从动轴定位，其中，所述第一滚子的外表面与所述从动轴的外表面相切。