建筑用重力储能装置、系统的制作方法

1.本技术涉及储能的领域，尤其是涉及一种建筑用重力储能装置、系统。


背景技术：

2.储能是指通过介质或设备把能量存储起来、在需要时再释放的过程。此处储能指电能的储存，储存的电能可以用做应急能源，可以用于在电网负荷低的时候储能，在电网高负荷的时候输出能量，用于削峰填谷，减轻电网波动。储能时能量可以有多种形式，储能技术主要分为物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池）和电磁储能（如超导电磁储能、超级电容器储能等）三大类。能量储存涉及将难以储存的形式的能量转换成更便利或经济可存储的形式。
3.相关技术中，火力发电和核能发电具有能量密度高、运行稳定、启闭不便的特点，而用电负荷存在每日间的高峰低谷和以年度季节等为周期的高峰低谷现象，发电与用电不匹配，必然形成供电不足或供电能力过剩的情况。风电、光伏等发电具有随机性、不连续、不稳定、能量密度低的特点，太阳能、风能资源丰富区常常远离人口、工业密集区，发电与用电之间普遍存在时间空间上的不匹配，空间上的距离可以靠高压输变电设备解决，而时间方面的不匹配则需要大型的储能设施将发电用电之间的不平衡进行弥补。
4.抽水蓄能电站是大容量蓄能方式，建设抽水蓄能电站需要苛刻的地理条件，需要大量的水和较好的建坝建库条件，受自然条件限制较多。化学电池能量密度低，成本高，技术要求高，寿命有限、需交直变换、循环效率偏低，难以满足国家骨干电网所需的超大容量储能需求。


技术实现要素：

5.为了能够大容量、高效率的储能，本技术提供了一种建筑用重力储能装置、系统。
6.第一方面，本技术提供的一种建筑用重力储能装置采用如下的技术方案：一种建筑用重力储能装置，包括支架、起吊组件、一体式的电动发电机和控制模块；所述支架用于架设在建筑物外围且固定在地面，所述起吊组件安装在所述支架上，所述电动发电机与所述起吊组件连接，所述电动发电机与外界电网电连接，所述控制模块与所述电动发电机电连接；所述起吊组件用于对建筑物吊起或者放下；所述电动发电机用于在吊起建筑物时提供动力或者在放下建筑物时进行发电；所述控制模块用于控制所述电动发电机。
7.通过采用上述技术方案，支架起到支撑作用，电动发电机在控制模块的控制下作为电动机或者发电机使用，起吊组件用于吊起建筑物。在储能时，吊起建筑物从而提升建筑物的高度，将外界电网的电能转化为建筑物的重力势能，在释放能量时，降低建筑物的高度，建筑物高度下降带动电动发电机发电，将建筑物的重力势能转化为电能。能量转化过程
简单，且电动发电机的转化效率高，从而使储能与释放能量的过程效率高，且由于建筑物重量较大，则容量较大，储能和释放能量过程可以随时用随时启动，便于启停。
8.可选的，所述起吊组件包括多个滑轮、绳索和平台，所述滑轮包括第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮均固定在所述支架上，所述第二滑轮与所述平台连接，所述平台用于承托建筑物，所述绳索将全部所述滑轮串联，所述滑轮用于减小所述电动发电机需提供的拉力。
9.通过采用上述技术方案，绳索将第一滑轮和第二滑轮串联，利用滑轮，减小电动发电机所需提供的拉力。平台承托建筑物，可以减小提升建筑物高度后建筑物损坏的可能性。
10.可选的，还包括测距模块和显示屏，所述测距模块与所述控制模块电连接，所述测距模块位于所述平台的底部，所述显示屏与所述控制模块电连接，所述显示屏设置在所述支架上；所述测距模块用于检测所述平台与地面的距离；所述显示屏用于显示距离数值。
11.通过采用上述技术方案，测距模块检测平台与地面的距离，即建筑物所处的高度，控制模块控制显示屏显示建筑物的高度，同时也能够计算某段时间内建筑物的高度变化值，便于工作人员了解建筑物的高度数据。
12.可选的，还包括至少一个倾斜检测模块和报警模块，所述倾斜检测模块设置在所述支架上，所述倾斜检测模块用于检测所述支架的倾斜角度，所述报警模块设置在所述支架上，所述报警模块与所述控制模块电连接。
13.通过采用上述技术方案，倾斜检测模块用于检测支架的倾斜角度，控制器根据倾斜检测模块检测的倾斜角度与预设角度值对比，当检测的倾斜角度大于预设角度值时，控制模块控制报警模块报警，从而提醒工作人员，当检测的倾斜角度小于预设角度值时，控制模块无动作。
14.可选的，还包括加速度检测模块、第一无线传输模块和第二无线传输模块，所述加速度检测模块与所述第一无线传输模块电连接，所述加速度检测模块和所述第一无线传输模块均设置在所述建筑物上，所述第二无线传输模块与所述控制模块电连接，所述第一无线传输模块与所述第二无线传输模块无线连接。
15.通过采用上述技术方案，加速度检测模块用于检测建筑物的加速度，并将加速度电信号发送至控制模块，控制模块根据加速度电信号转换出实时的加速度，控制模块控制显示屏显示实时的加速度值，便于工作人员了解建筑物速度变化的快慢，便于更好的对建筑物的升降进行监控。
16.可选的，还包括电流检测模块和电压检测模块，所述电流检测模块和所述电压检测模块用于检测所述电动发电机与所述外接电网之间的电流与电压。
17.通过采用上述技术方案，实时获取电动发电机与外界电网之间的电流电压，控制模块控制显示屏显示电流电压数据，并且在储能过程中，控制模块根据电流和电压计算功率和用电量，在释放能量过程中，即发电过程中，控制模块计算功率和发电量。便于工作人员统计储能与释放能量过程中的功率与电量数据。
18.可选的，所述电动发电机处设置有齿轮组，齿轮组用于增加电动发电机的输出扭矩，所述齿轮组连接有卷盘，所述绳索固定在所述卷盘上，所述卷盘用于收放所述绳索。
19.通过采用上述技术方案，利用齿轮组增加电动发电机的输出扭矩，即增加电动发电机对建筑物的拉力，从而更好的使建筑物向远离底面的方向移动，即提升建筑物的高度。
20.第二方面，本技术提供的一种建筑物用重力储能系统采用如下的技术方案：一种建筑物用重力储能系统，包括第一方面所述的建筑物用储能装置和建筑物。
21.通过采用上述技术方案，利用建筑物用储能装置提拉建筑物从而使建筑物离开地面，即提高建筑物的高度，从而将电能转化为建筑物的重力势能，在需要电能时，降低建筑物的高度，将建筑物的重力势能转化为电能。其占地面积小，相较于抽水蓄能，受自然环境的限制小。并且，建筑物内部也可以用于存放物品。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.在储能时，吊起建筑物从而提升建筑物的高度，将外界电网的电能转化为建筑物的重力势能，在释放能量时，降低建筑物的高度，建筑物高度下降带动电动发电机发电，将建筑物的重力势能转化为电能。能量转化过程简单，且电动发电机的转化效率高，从而使储能与释放能量的过程效率高，且由于建筑物重量较大，则容量较大，储能和释放能量过程可以随时用随时启动，便于启停；2.测距模块检测支架顶部与建筑物的距离，即建筑物所处的高度，控制模块控制显示屏显示建筑物的高度，同时也能够计算某段时间内建筑物的高度变化值，便于工作人员了解建筑物的高度数据；3.倾斜检测模块用于检测支架的倾斜角度，控制器根据倾斜检测模块检测的倾斜角度与预设角度值对比，当检测的倾斜角度大于预设角度值时，控制模块控制报警模块报警，从而提醒工作人员，当检测的倾斜角度小于预设角度值时，控制模块无动作。
附图说明
23.图1是本技术实施例整体的结构示意图。
24.图2是本技术实施例电控部分的连接框图。
25.图3是本技术实施例展示起吊组件的结构示意图。
26.图4是本技术实施例展示建筑物被提升至最高位置的状态示意图。
27.图5是本技术实施例展示电动发电机处的结构示意图。
28.附图标记说明：1、支架；2、起吊组件；21、平台；3、电动发电机；4、控制模块；5、滑轮；6、绳索；7、导向柱；8、齿轮组；9、卷盘；10、测距模块；11、显示屏；12、倾斜检测模块；13、报警模块；14、加速度检测模块；15、第一无线传输模块；16、第二无线传输模块；17、电流检测模块；18、电压检测模块；19、建筑物。
具体实施方式
29.以下结合附图1-4及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
30.本技术实施例公开一种建筑用重力储能装置。参照图1、图2和图3，建筑用重力储能装置包括支架1、起吊组件2、一体式的电动发电机3和控制模块4。支架1架设在建筑物19的外围，支架1顶部未封闭从而使建筑物19能够通过，在将建筑物19提升至最高位置时，建筑物19能够探出于支架1的顶部。支架1固定在地面，起吊组件2安装在支架1上，电动发电机3与起吊组件2连接，电动发电机3安装在支架1上且位于靠近支架1顶部的位置，电动发电机3与外界电网电连接，控制模块4与电动发电机3电连接。
31.在进行储能时，外界电网提供电能，此时电动发电机3作为电动机，控制模块4控制电动发电机3转动，利用起吊组件2使建筑物19升起，此过程将电能转化为建筑物19的重力势能。在释放能量从而发电时，建筑物19向下降落，利用起吊组件2带动电动发电机3，此时电动发电机3作为发电机，电动发电机3转动并发电，产生的电能传输至外界电网，此过程将建筑物19的重力势能转化为电能。
32.利用建筑物19本身的重力势能变化进行储能与发电，建筑物19本身的重量大，在储能过程中能够大容量的进行储能，并且电能转化的过程简单，减少了转化过程中的损耗，提高了转化效率。
33.参照图3，起吊组件2包括多个滑轮5、绳索6和平台21，滑轮5包括第一滑轮和第二滑轮，第一滑轮均固定在支架1上，且第一滑轮均匀的位于支架1顶部的边缘位置，第二滑轮均与平台21固定连接，第二滑轮均匀的位于平台21上表面的边缘位置，建筑物19置于平台21上，即建筑物19位于平台21上方，平台21对建筑物19起到承托作用，建筑物19底部与平台21固定。平台21上还设置有导向柱7，导向柱7用于改变绳索6的方向并对绳索6起到限位作用。绳索6的一端与导向柱7固定，并且绳索6将全部的滑轮5串联，在绳索6需要转变方向处利用导向柱7使绳索6转变方向，绳索6的另一端为绳索6的牵引端。
34.通过拉动牵引端，利用滑轮5和平台21将建筑物19的高度提升，增加建筑物19的重力势能，或者建筑物19的高度下降，减小建筑物19的重力势能，建筑物19高度下降时绳索6带动电动发电机3转动从而发电。滑轮5的设置能够减小电动发电机3所需提供的拉力，平台21的设置能够减小提升建筑物高度后建筑物发生断裂的可能性。
35.参照图4，建筑物19被提升至最高位置，此时，建筑物19探出于支架1的顶部。相较于起吊组件2连接在建筑物19的顶部，利用平台21承托建筑物19，并且使平台21带动建筑物，可以增加建筑物19的移动距离，即增加了重力储能的容量。
36.参照图3和图5，电动发电机3处设置有齿轮组8，齿轮组8还连接有卷盘9，绳索6的牵引端固定在卷盘9上。齿轮组8用于增加电动发电机3的输出扭矩，从而能够更好的拉动建筑物19，绳索6则是缠绕在卷盘9上。
37.参照图2和图3，平台21底部的地面上设置有测距模块10，测距模块10与控制模块4电连接，测距模块10用于检测平台21与地面的距离，即检测建筑物19与地面的距离。控制模块4电连接有显示屏11，显示屏11设置在支架1上靠近地面的位置，用于工作人员查看数据。测距模块10实时检测平台21与地面的距离，控制模块4根据测距模块10实时检测的距离控制显示屏11显示，便于工作人员连了解建筑物升高的高度。
38.测距模块10可以选用测距传感器、测距仪器等。
39.参照图1和图2支架1上设置多个倾斜检测模块12，倾斜检测模块12与控制模块4电连接，倾斜检测模块12实时检测支架1的倾斜程度，并向控制模块4传输电信号。控制模块4电连接有报警模块13，报警模块13设置在支架1底部。控制模块4根据倾斜检测模块12传输的电信号转换为实时的倾斜角度值，将实时的倾斜角度值与预设角度值进行对比，当实时的倾斜角度值大于或者等于预设角度时，控制模块4控制报警模块13报警，从而提醒工作人员。并且，控制模块4控制显示屏11显示实时的倾斜角度值，便于工作人员获悉具体的数值。
40.倾斜检测模块12可选用倾角传感器。
41.参照图2和图3，建筑物19上设置有加速度检测模块14，加速度检测模块14电连接
有第一无线传输模块15，第一无线传输模块15也设置在建筑物19上，控制模块4电连接有第二无线传输模块16，第二无线传输模块16设置在支架1上，第一无线传输模块15与第二无线传输模块16无线连接。加速度检测模块14实时监测建筑物19的加速度，并向控制模块4传输电信号，控制模块4根据电信号转换实时的加速度值，控制模块4控制显示屏11显示实时的加速度值，便于工作人员了解建筑物19上升或者下降过程中的建筑物19速度变化快慢的情况，从而更好的对建筑物19的升降进行监控。
42.加速度检测模块14可选用加速度传感器。
43.电动发电机3与外界电网之间还设置有电流检测模块17和电压检测模块18，电流检测模块17用于检测电动发电机3与外界电网之间的电流，电压检测模块18用于检测电动发电机3与外界电网之间的电压。在电动发电机3作为电动机使用时，电流检测模块17检测得到电动发电机3的耗电电流，电压检测模块18检测电动发电机3的耗电电压。在电动发电机3作为发电机使用时，电流检测模块17检测得到电动发电机3的发电后向外界电网的传输电流，电压检测模块18检测得到电动发电机3向外界电网的传输电压。控制模块4控制显示屏11显示上述数值，便于工作人员了解电能消耗与产生的情况，并且控制模块4根据上述数值计算耗电量、发电量和功率，便于工作人员进行记录。
44.本技术实施例一种建筑用重力储能装置的实施原理为：在进行储能时，电动发电机3消耗外界电网的电能，从而提升建筑物19的高度，将电能转化为建筑物19的重力势能，电能转化为重力势能的过程则为储能过程；在进行发电从而产生电能时，建筑物19高度下降，从而带动电动发电机3发电，产生的电能传输至外界电网，将重力势能转化为电能，即为释放能量的过程。
45.在上述过程中，测距模块10实时检测建筑物19与底面的距离，即建筑物19的高度值，控制模块4控制显示屏11显示建筑物19的高度值，便于工作人员了解数据。
46.倾斜检测模块12设置在支架1上，用于检测支架1的倾斜角度，控制模块4通过对比支架1的实时的倾斜角度值与预设角度值，从而判定是否控制报警模块13报警。支架1的实时的倾斜角度值大于预设角度值，控制模块4控制报警模块13报警，支架1的实时的倾斜角度值小于预设角度值，控制模块4不动作，即控制模块4不控制报警模块13报警。
47.加速度检测模块14用于检测建筑物19的加速度变化，并利用第一无线传输模块15将加速度信号传输至第二无线传输模块16，第二无线传输模块16接收加速度信号后传输至控制模块4，控制模块4根据加速度信号转换出加速度值，控制模块4控制显示屏11显示建筑物19的加速度值。
48.电流检测模块17和电压检测模块18用于检测电动发电机3与外界电网之间的电流和电压，控制模块4控制显示屏11显示电流值和电压值。
49.本技术实施例还公开一种建筑用重力储能系统，建筑物用重力储能系统包括建筑用重力储能装置和建筑物19，建筑物19固定在平台21上。
50.在需要储能时，电动发电机3作为电动机，利用外界电网的电能提升建筑物19的高度；在需要发电产生电能时，电动发电机3作为发电机，建筑物19高度降低，从而带动电动发电机3进行发电，并将产生的电能传输至外界电网。
51.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代
特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。