1.本公開屬于重力儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及太陽能重力儲能裝置及方法。

背景技術(shù)：

2.太陽能光發(fā)電是指無需通過熱過程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式；太陽能光發(fā)電包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。光伏發(fā)電是利用太陽能級半導(dǎo)體電子器件有效地吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽光發(fā)電的主流。

3.本公開發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，太陽能發(fā)電受天氣影響發(fā)電的功率不能穩(wěn)定的輸出，這種情況造成了對電網(wǎng)的沖擊嚴(yán)重，對于自發(fā)自用的企業(yè)也是不能有效的利太陽能發(fā)出的電力；使用電池的方式進(jìn)行儲能成本高，且電池有一定使用年限，不利于大面積推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

4.本公開為了解決上述問題，提出了一種太陽能重力儲能裝置及方法；本公開使用重力儲能方式，能夠方便有效的調(diào)節(jié)輸出功率，并且可以多組配合使用，在發(fā)電的高峰期進(jìn)行儲能，在發(fā)電量變小通過重力釋放帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)太陽能輸出功率。

5.為了實現(xiàn)上述目的，第一方面，本公開提供了一種太陽能重力儲能裝置，采用如下技術(shù)方案：

6.一種太陽能重力儲能裝置，包括太陽能發(fā)電設(shè)備、儲能裝置、直流電機(jī)和重力儲能裝置；

7.所述太陽能發(fā)電設(shè)備與所述儲能裝置連接，所述儲能裝置與所述直流電機(jī)連接；

8.所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述重力儲能裝置連接，所述直流電機(jī)具有動力輸出和發(fā)電兩種功能。

9.進(jìn)一步的，所述太陽能發(fā)電設(shè)備至少包括支架和設(shè)置在所述支架上的太陽能板。

10.進(jìn)一步的，所述重力儲能裝置包括設(shè)置在地表下方的重力井以及設(shè)置在所述重力井內(nèi)的配重塊；所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述配重塊連接。

11.進(jìn)一步的，所述直流電機(jī)和所述轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有轉(zhuǎn)速匹配裝置。

12.為了實現(xiàn)上述目的，第二方面，本公開還提供了一種太陽能重力儲能方法，采用如下技術(shù)方案：

13.一種太陽能重力儲能方法，采用了如第一方面中所述的太陽能重力儲能裝置，包括：

14.太陽能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量大于用電量時，多余電量存儲在儲能裝置中，當(dāng)儲能裝置達(dá)到一定的功率后，啟動直流電機(jī)，把配重塊提升一定距離；

15.太陽能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量小于用電量時，配重塊在重力的作用下，帶動直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，此時，直流電機(jī)為直流發(fā)電機(jī)，把動能轉(zhuǎn)化為電能返送到電網(wǎng)。

16.進(jìn)一步的，利用轉(zhuǎn)速匹配裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)速匹配，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，使得配重塊下落時，提高轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。

17.進(jìn)一步的，所述配重塊的下落距離由太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量確定。

18.進(jìn)一步的，所述配重塊的下落距離確定過程包括：

19.實時獲取太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量；

20.依據(jù)獲取的太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量數(shù)據(jù)，以及預(yù)設(shè)的配重塊升降控制模型，獲得配重塊的升降控制；

21.其中，配重塊升降控制模型由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到，具體的，配重塊升降控制模型獲取初始太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量時，得到一個配重塊的下落距離；在配重塊升降控制模型實時獲取太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量過程中，根據(jù)要求實時控制配重塊下落的停止。

22.進(jìn)一步的，所述配重塊升降控制模型訓(xùn)練時，輸入?yún)?shù)為太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量數(shù)據(jù)；輸出參數(shù)為配重塊需要下落的距離以及配重塊停止下落的條件。

23.進(jìn)一步的，對配重塊的控制過程為，在整個下落過程中，沒有獲得停止下落的指令時，按照配重塊需要下落的距離執(zhí)行；

24.在配重塊下落過程中，配重塊升降控制模型輸出配重塊停止下落指令是，配置快停止下落。

25.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開的有益效果為：

26.1.本公開使用重力儲能方式，能夠方便有效的調(diào)節(jié)輸出功率，并且可以多組配合使用，在發(fā)電的高峰期進(jìn)行儲能，在發(fā)電量變小通過重力釋放帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)太陽能輸出功率；

27.2.本公開中，配重塊的下落距離由太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量確定，在滿足整體用電情況的基礎(chǔ)上，使得配重塊下降距離不至于過大，避免了重力儲能裝置過度做功降低其壽命的問題。

附圖說明

28.構(gòu)成本實施例的一部分的說明書附圖用來提供對本實施例的進(jìn)一步理解，本實施例的示意性實施例及其說明用于解釋本實施例，并不構(gòu)成對本實施例的不當(dāng)限定。

29.圖1為本公開實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

30.圖2為本公開實施例2的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；

31.其中，1、地表，2、太陽能板，3、轉(zhuǎn)速匹配裝置，4、電纜，5、直流電機(jī)，6、儲能裝置，7、鎖緊裝置，8、配重塊，9、重力井。

具體實施方式：

32.下面結(jié)合附圖與實施例對本公開作進(jìn)一步說明。

33.應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本技術(shù)提供進(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本技術(shù)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常

理解的相同含義。

34.實施例1：

35.如圖1所示，本公開提供了一種太陽能重力儲能裝置，包括太陽能發(fā)電設(shè)備、儲能裝置、直流電機(jī)5和重力儲能裝置；

36.所述太陽能發(fā)電設(shè)備與所述儲能裝置連接，所述儲能裝置與所述直流電機(jī)5連接；

37.所述直流電機(jī)5的轉(zhuǎn)軸與所述重力儲能裝置連接，所述直流電機(jī)具有動力輸出和發(fā)電兩種功能。

38.在本實施例中，太陽能發(fā)電設(shè)備上設(shè)置有太陽光檢測設(shè)備，所述儲能裝置上設(shè)置有溫度檢測裝置，所述太陽光檢測設(shè)備和所述儲能裝置采用現(xiàn)有技術(shù)。

39.在本實施例中，所述太陽能發(fā)電設(shè)備至少包括支架和設(shè)置在所述支架上的太陽能板2。

40.在本實施例中，所述重力儲能裝置包括設(shè)置在地表下方的重力井9以及設(shè)置在所述重力井內(nèi)的配重塊8；所述直流電機(jī)5的轉(zhuǎn)軸與所述配重塊8連接。

41.在本實施例中，所述直流電機(jī)5和所述轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有轉(zhuǎn)速匹配裝置3

42.具體的，所述轉(zhuǎn)速匹配裝置3可以通過直徑不同的齒輪實現(xiàn)，比如所述轉(zhuǎn)軸上固定有第一齒輪，所述直流電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有第二齒輪，所述第一齒輪和所述第二齒輪嚙合，所述第一齒輪的直徑大于所述第二齒輪的直徑。

43.實施例2：

44.本實施例提供了一種太陽能重力儲能方法，采用了如第一方面中所述的太陽能重力儲能裝置，包括：

45.太陽能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量大于用電量時，多余電量存儲在儲能裝置中，當(dāng)儲能裝置達(dá)到一定的功率后，啟動直流電機(jī)，把配重塊提升一定距離；

46.太陽能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量小于用電量時，配重塊在重力的作用下，帶動直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，此時，直流電機(jī)為直流發(fā)電機(jī)，把動能轉(zhuǎn)化為電能返送到電網(wǎng)。

47.在本實施例中，利用轉(zhuǎn)速匹配裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)速匹配，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，使得配重塊下落時，提高轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。

48.在本實施例中，所述配重塊的下落距離由太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量確定。

49.在本實施例中，所述配重塊的下落距離確定過程包括：

50.實時獲取太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量；

51.依據(jù)獲取的太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量數(shù)據(jù)，以及預(yù)設(shè)的配重塊升降控制模型，獲得配重塊的升降控制；

52.其中，配重塊升降控制模型由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到，具體的，配重塊升降控制模型獲取初始太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量時，得到一個配重塊的下落距離；在配重塊升降控制模型實時獲取太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量過程中，根據(jù)要求實時控制配重塊下落的停止。

53.具體的，如圖2所示，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以采用現(xiàn)有技術(shù)，保護(hù)輸入層、隱藏層和輸出層。

54.在本實施例中，所述配重塊升降控制模型訓(xùn)練時，輸入?yún)?shù)為太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)

境溫度、儲能裝置中的儲能量數(shù)據(jù)以及用電情況；輸出參數(shù)為配重塊需要下落的距離以及配重塊停止下落的條件。

55.具體的，所述用電情況是指太陽能發(fā)電裝置的發(fā)電量是否滿足用戶的用電量。

56.在本實施例中，對配重塊的控制過程為，在整個下落過程中，沒有獲得停止下落的指令時，按照配重塊需要下落的距離執(zhí)行；

57.在配重塊下落過程中，配重塊升降控制模型輸出配重塊停止下落指令是，配置快停止下落。

58.具體的，所述配重塊下落的停止是通過鎖緊裝置7實現(xiàn)的，所述配重塊上設(shè)置有繩索，所述繩索的一端纏繞在所述轉(zhuǎn)軸上；鎖緊裝置7固定在所述配重井9的井口，所述鎖緊裝置7上設(shè)置有電能推動或機(jī)械能推動的抓手，所述抓手可以夾持處所述繩索；當(dāng)所述鎖緊裝置7接收到停止下落的指令后，抓手執(zhí)行抓取繩索動作，將繩索抓住，繩索停止下降；需要說明的是，所述鎖緊裝置7通過控制器控制，所述控制器與所述溫度檢測裝置、所述太陽能光照強(qiáng)度檢測裝置連接等，按照常規(guī)設(shè)置實現(xiàn)；所述控制內(nèi)設(shè)置有處理器，所述處理器設(shè)置有所述配重塊升降控制模型，以及所述處理器接收溫度、光照強(qiáng)度等數(shù)據(jù)和傳輸指令等均采用現(xiàn)有技術(shù)和常規(guī)設(shè)置實現(xiàn)。

59.以上所述僅為本實施例的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實施例，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實施例可以有各種更改和變化。凡在本實施例的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實施例的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種太陽能重力儲能裝置，其特征在于，包括太陽能發(fā)電設(shè)備、儲能裝置、直流電機(jī)和重力儲能裝置；所述太陽能發(fā)電設(shè)備與所述儲能裝置連接，所述儲能裝置與所述直流電機(jī)連接；所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述重力儲能裝置連接，所述直流電機(jī)具有動力輸出和發(fā)電兩種功能。2.如權(quán)利要求1所述的一種太陽能重力儲能裝置，其特征在于，所述太陽能發(fā)電設(shè)備至少包括支架和設(shè)置在所述支架上的太陽能板。3.如權(quán)利要求1所述的一種太陽能重力儲能裝置，其特征在于，所述重力儲能裝置包括設(shè)置在地表下方的重力井以及設(shè)置在所述重力井內(nèi)的配重塊；所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述配重塊連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種太陽能重力儲能裝置，其特征在于，所述直流電機(jī)和所述轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有轉(zhuǎn)速匹配裝置。5.一種太陽能重力儲能方法，其特征在于，采用了如權(quán)利要求1-4任一項所述的太陽能重力儲能裝置，包括：太陽能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量大于用電量時，多余電量存儲在儲能裝置中，當(dāng)儲能裝置達(dá)到一定的功率后，啟動直流電機(jī)，把配重塊提升一定距離；太陽能發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量小于用電量時，配重塊在重力的作用下，帶動直流電機(jī)轉(zhuǎn)動，此時，直流電機(jī)為直流發(fā)電機(jī)，把動能轉(zhuǎn)化為電能返送到電網(wǎng)。6.如權(quán)利要求5所述的一種太陽能重力儲能方法，其特征在于，利用轉(zhuǎn)速匹配裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)速匹配，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，使得配重塊下落時，提高轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。7.如權(quán)利要求5所述的一種太陽能重力儲能方法，其特征在于，所述配重塊的下落距離由太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量確定。8.如權(quán)利要求7所述的一種太陽能重力儲能方法，其特征在于，所述配重塊的下落距離確定過程包括：實時獲取太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量；依據(jù)獲取的太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量數(shù)據(jù)，以及預(yù)設(shè)的配重塊升降控制模型，獲得配重塊的升降控制；其中，配重塊升降控制模型由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到，具體的，配重塊升降控制模型獲取初始太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量時，得到一個配重塊的下落距離；在配重塊升降控制模型實時獲取太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度以及儲能裝置中的儲能量過程中，根據(jù)要求實時控制配重塊下落的停止。9.如權(quán)利要求8所述的一種太陽能重力儲能方法，其特征在于，所述配重塊升降控制模型訓(xùn)練時，輸入?yún)?shù)為太陽能光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、儲能裝置中的儲能量數(shù)據(jù)以及用電情況；輸出參數(shù)為配重塊需要下落的距離以及配重塊停止下落的條件。10.如權(quán)利要求9所述的一種太陽能重力儲能方法，其特征在于，對配重塊的控制過程為，在整個下落過程中，沒有獲得停止下落的指令時，按照配重塊需要下落的距離執(zhí)行；在配重塊下落過程中，配重塊升降控制模型輸出配重塊停止下落指令是，配置快停止下落。

技術(shù)總結(jié)

本公開提出了一種太陽能重力儲能裝置及方法，包括太陽能發(fā)電設(shè)備、儲能裝置、直流電機(jī)和重力儲能裝置；所述太陽能發(fā)電設(shè)備與所述儲能裝置連接，所述儲能裝置與所述直流電機(jī)連接；所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述重力儲能裝置連接，所述直流電機(jī)具有動力輸出和發(fā)電兩種功能；本公開使用重力儲能方式，能夠方便有效的調(diào)節(jié)輸出功率，并且可以多組配合使用，在發(fā)電的高峰期進(jìn)行儲能，在發(fā)電量變小通過重力釋放帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)太陽能輸出功率。出功率。出功率。

技術(shù)研發(fā)人員：王振海 馮子剛 王青 宿永偉 朱柏寒 王子豪 王濤 劉珂 林柯宇 劉琪琪 臧麗娜 王烴偉 張文超

受保護(hù)的技術(shù)使用者：國家電網(wǎng)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.12

技術(shù)公布日：2022/3/1