[发明专利]利用砂储能、发电的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，具体指一种利用砂储能、发电的装置。

背景技术

由于风力发电与光伏发电受自然因素影响较大，不可能产生较为均衡的电能。这样对整个电网的输电过程冲击较大（有风、有光时发电量大。无风、无光时无电可发）。同时与人类用电需求也有矛盾（用电量大时，无风、无光；用电量小时有风、有光）。目前的储电设备主要是化学蓄电池。化学蓄电池造价高昂，污染严重，也不宜大规模储电。由于风力发电、光伏发电发电量不均衡、不可控。就是说：当有风、有光时，风电场或光伏电场会产生很多电能，输电电网容量有限，不可能在一定时间内接收大量的电能并输送。这样就有相当数量的电能（峰值）利用不上。反之，无电可发。风力发电与光伏发电都是间歇发电方式。须有其它发电方式配套，如核电、火电、水电等，才能实现较为稳定的输送电能。但这些发电方式都受到环境及环保条件的制约，与风力发电、光伏发电配套存在许多困难。

发明内容

本发明提供一种利用砂储能、发电的装置，就近就地在风力发电场或光伏发电场设置本发明，既可以解决发电均衡、输出平稳的问题，并可充分发挥和提高风力发电场或光伏发电场的发电能力。

为此，采用如下技术方案：一种利用砂储能、发电的装置，该装置包括砂罐主体，该砂罐主体上部设置上储砂罐，该上储砂罐的上出砂口处安装导砂管，该导砂管由横竖内支撑架支撑稳定，且该导砂管内从上到下依次设置若干个叶轮，该叶轮和设在所述导砂管外围的发电机组轴连接；所述砂罐主体的下部设置下储砂罐，该下储砂罐的下出砂口下方设置提升装置且其上部开有装砂或补砂口。

本发明利用砂的流动性，通过风力发电或光伏发电产生多余的能量（电网承载不了的峰值），将砂通过设备提升至一定高度（具有势能）进行储能。再根据电网需要，将砂所储存的能量，再次发电，转换成电能。通过风力发电场或光伏发电场合理调配，即可达到均衡发电，削峰输出的目的。也可有效地解决风力发电或光伏发电与人类用电需求的时空矛盾。极大提高风能，太阳能发电效率，增加有效发电电量。改善因发电不均衡给输电电网带来的冲击。

有益效果：

1、砂比水重2.6倍，这样可以在相同的储能容积中储存更多的能量。换句话说，就是储能罐可以相对较小，投资成本低。

2、砂比水易于储能，对储存设备的要求相对较低。

3、砂的流动性不比水差。

4、在风力发电或太阳能发电场周围，水是极缺的，而砂很容易采集。

5、利用砂储能发电对环境无污染，简单易行。都是利用现有技术组合而成，在制造上不存在问题。

6、变风能发电或太阳能发电的不可控为可控；变间歇发电为连续发电。

7、通过框算，利用本发明可提高风能、太阳能发电场的发电效率20%—30%。极大的挖掘利用风能、太阳能的发电潜力。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明的另一实施方式的结构示意图；

图3为一种本发明组合使用方式的结构示意图。

具体实施方式

    参照图1、图2、图3，一种利用砂储能、发电的装置，该装置包括砂罐主体5，该砂罐主体5内上部设置上储砂罐2，在设定的罐容积内储存通过提升装置提升而具有势能的砂；该上储砂罐2的上出砂口12处安装导砂管3，该导砂管3由横竖内支撑架4支撑稳定，所述横竖内支撑架不仅使砂在流动中保持垂直方向和集中，起纵向内支撑稳定作用，而且还稳定砂罐主体5与导砂管3。所述导砂管3内从上到下依次设置若干个叶轮6，该叶轮6和设在所述导砂管3外围的发电机组7轴连接；所述砂罐主体5的内下部设置下储砂罐14用于收集存放发电后产生的砂；该下储砂罐14的下出砂口15下方设置提升装置9将砂从下储砂罐14提升至上储砂罐2，且下储砂罐14上部开有装砂或补砂口13用于添加和补充砂。所述提升装置9在上储砂罐2处和固接在上储砂罐2上的连接支撑11连接，用于支撑连接提升装置9，保持工作稳定性。其中所述的叶轮6用耐磨陶瓷制成，因砂的摩擦性很强，钢叶轮耐磨性差。利用高耐磨陶瓷材料可提高其使用寿命。具体为钢基陶瓷复合材料，既具有可塑性，又可使之更换方便。

所述上、下出砂口12、15处均安装有控制阀门。上出砂口12处安装有可自动控制的阀门，根据需要控制砂的流量大小，达到控制发电大小的目的；下出砂口15处安装有可自动控制的阀门，根据需要开启阀门，将砂导流至提升装置即输送带进行提升。