[发明专利]用于存储势能的系统和制造所述系统的方法

说明书

背景技术

已知可通过提升质量块而存储能力。最众所周知的方法为抽水蓄能水电站，其中的可将水从水库抽至更高水平。在需要时，可使用中间的涡轮将水放掉从而将能量再次转换回电能。此方法的缺点是对水库的要求高了，其需要相当的空间量，且只有在山区才存在合适的地点。在互联网网站http://de.wikipedia.org/wiki/Pumpspeicherkraftwerk(pumped storage hydropower station)上可找到对此技术的很好的概述。

另一种方案是使用液压系统提升建筑物，在题为“势能存储系统”的专利号US 6.996.937B2专利说明书中对其进行了描述。在这里，其缺点为建筑物施工的高技术费用和相对费用而言可存储的能量较低。可比较的建议，如使用起重机提升质量块(如在专利申请DE 102007 057 323 A1中所描述的)，或在轨道上将质量块移动至更高位置，均会导致每个存储能量单元的高成本以及系统的高磨损。

发明内容

本发明所关注的问题是提供一种用于存储势能的系统和一种用于建造所述系统的方法，其适于存储大量能量，高达德国等国家的每日需要量，且存储每单位能量成本低以及系统磨损低。

可通过发明权利要求1所述的一种用于存储势能的系统和发明权利要求6所述的一种用于制造具有这些特点的系统的方法而解决这个问题。本发明的有益发展可形成相关从属权利要求的主题。

根据本发明所述的一种用于存储势能的系统，具有液压缸、待提升的质量块以及位于待提升的质量块边缘的密封环，从而可确保位于待提升的质量块和面向该质量块的液压缸内壁之间的空隙在至少一个对着任何液压流体，在这里特别指水，的通路的位置被密封。因此，待提升的质量块形成在液压缸中被引导的活塞。在这里还应指出的是，液压缸还能够具有与圆形不同的横截面。然而，有利的是在地面和地心之间沿液压缸的长度方向具有恒定的横截面形状，从而尽可能地防止待提升的质量块在液压缸中的任何倾斜。

对于本发明必不可少的是待提升的质量块为实体岩质量块，其由切出的实体岩所提供，液压缸由位于周围岩石与切出的实体岩之间的空腔所形成，且所述空腔由密封环从周围岩石进行密封。因此，与已知的用于存储势能的系统不同，提供了“从实体制作出”待提升的质量块和液压缸的情况。

当下列术语“顶部”和“底部”与液压缸和/或待提升的质量块一同使用时，“底部”指朝地心的一侧且“顶部”指与所述侧相对的一侧。

在本发明的特定有利的实施例中，可通过设置压载物装置补偿在待提升的质量块体积中材料的任何在天然岩石中可能发生的密度波动，且所述压载物装置被设置于待提升质量块面向大气的端侧，即上侧，其原本已形成地球表面的一部分。更具体地说，可以使用水箱作为压载物装置。以这种方式，能够避免在液压缸中待提升质量块的任何倾斜，可防止缸体移动。

在用于存储势能的系统中实现特别良好的密封，其中，密封环由围绕待提升质量块的圆周的锥形体形成，锥形体中由圆柱形铰接接合件插入，圆柱形铰接接合件支撑薄板，且薄板设有密封条。通过液压流体的压力可将密封条抵压在液压缸壁的表面上以获得密封的结果。因此，作为高压下特别良好密封的结果，特别优选一个实施例，其中致密的柔性材料被附在薄板的下面且与密封条和待提升质量块紧密接合。

如果将密封环设置于工作高度的半程位置从而提供滚动的密封环，待提升质量块的提升和下降产生的摩擦会特别低。

根据本发明的用于存储势能的系统的制造方法至少包括下列步骤：

a)使轴下沉，且所述轴在地面下至少具有深度H。因此，深度H大致对应于待提升的质量块在工作方向上(即在地面和地心之间的方向上)的延伸长度。更特别的是，作为后续工作的供应和运输轴的所述轴通常最好位于后来形成待提升质量块的区域外部。不一定需要在一个单一的下沉步骤中实现深度H，也可以在下沉一部分后，先或同时进行进一步的方法步骤以下沉另外的部分。当然，举例来说，也可以下沉几个这样的轴以减少运输路线。

b)在深度H处掘进至少一个第一水平廊道直至待建造的液压缸壁所处的一点；

c)从所述第一水平廊道的在所述待建造的液压缸壁处的那一点开始，向山体中掘进自身闭合的第一隧道(即，其起始端与终端合并)。所述第一隧道有利地提供随后的液压缸的圆周线。

d)从地面(3)下沉至少一个孔至深度H，其中所述孔定位成使得各自与所述第一隧道相垂直地从地面延伸至所述第一隧道。在后面的步骤中使用这些孔作为锯出待提升质量块的起点，从而可同时从其壁的表面进行液压缸的制造。