Система и способ аккумулирования энергии - RU2016107759A
Код документа: RU2016107759A
Формула
1. Система аккумулирования энергии, при этом система содержит:
тело;
полую шахту, имеющую стенки, определяющие внутренний объем для заключения текучей среды, при этом тело расположено во внутреннем объеме полой шахты для движения под действием гравитации из первого положения поднятия во второе положение поднятия внутри внутреннего объема полой шахты;
элемент уплотнения, расположенный между телом и стенками полой шахты, при этом элемент уплотнения соединен с монтажной поверхностью и с возможностью скольжения входит в зацепление с поверхностью соприкосновения для разделения внутреннего объема на первую часть, размещенную вертикально под телом, и вторую часть, размещенную вертикально над телом;
гидравлический канал, находящийся в гидравлическом взаимодействии с полой шахтой, для взаимодействия текучей среды с первой частью внутреннего объема полой шахты
и электрический мотор/генератор, функционально соединенный с гидравлическим каналом для приведения в действие мотора/генератора электроэнергии с генерированием электричества при движении тела под действием гравитации из первого положения поднятия во второе положение поднятия.
2. Система по п. 1, где поверхность соприкосновения содержит гладкую вертикальную поверхность.
3. Система по п. 2, где поверхность соприкосновения имеет вертикальность в пределах ±100 мм.
4. Система по п. 2, где поверхность соприкосновения имеет среднюю шероховатость менее 0,5 мкм.
5. Система по п. 1, где стенка полой шахты содержит монтажную поверхность и наружная окружная поверхность тела содержит поверхность соприкосновения, при этом элемент уплотнения постоянно входит в зацепление с телом по мере движения тела между первым положением и вторым положением.
6. Система по п. 1, где элемент уплотнения прикреплен к держателю уплотнения, при этом держатель уплотнения соединен с монтажной поверхностью, так что он может двигаться в направлении, поперечном движению тела между первым положением и вторым положением, и при этом держатель уплотнения имеет окружность, которая выполнена с возможностью расширения или сужения.
7. Система по п. 6, где держатель уплотнения содержит вертикальную поверхность, при этом текучая среда в первой части внутреннего объема прилагает направленную внутрь силу к вертикальной поверхности для прижатия элемента уплотнения к поверхности соприкосновения.
8. Система по п. 1, где элемент уплотнения выполнен с возможностью извлечения из промежутка между телом и стенкой полой шахты без извлечения текучей среды из внутреннего объема полой шахты.
9. Система по п. 1, дополнительно содержащая ложемент, расположенный во внутреннем объеме полой шахты, при этом ложемент содержит внутреннюю поверхность, определяющую углубление, причем углубление выполнено с возможностью вмещения нижней части тела; где площадь поперечного сечения пространства между телом и внутренней поверхностью меньше площади поперечного сечения пространства между телом и стенкой полой шахты.
10. Система по п. 1, дополнительно содержащая множество элементов выравнивания, расположенных по периферии тела; при этом элементы выравнивания соединены со стенкой полой шахты и с возможностью скольжения входят в зацепление с наружной окружной поверхностью тела; где элементы выравнивания прилагают силу к телу в направлении к центру полой шахты для сохранения промежутка между наружной окружной поверхностью тела и стенкой полой шахты для ограничения движения тела в направлении, поперечном движению тела между первым положением и вторым положением.
11. Система по п. 10, где элементы выравнивания выполнены с возможностью извлечения из промежутка между телом и стенкой полой шахты без извлечения текучей среды из внутреннего объема полой шахты.
12. Система по п. 10, дополнительно содержащая измерительное устройство, расположенное на одном из множества элементов выравнивания, при этом измерительное устройство выполнено с возможностью обнаружения движения тела в направлении, поперечном движению тела между первым положением и вторым положением.
13. Система по п. 10, где сила, прилагаемая к телу множеством элементов выравнивания, может быть управляемым образом увеличена или уменьшена.
14. Система по п. 1, дополнительно содержащая турбину, находящуюся в гидравлическом взаимодействии с гидравлическим каналом и механически соединенную с мотором/генератором электроэнергии, при этом турбина принимает давление текучей среды от гидравлического канала и приводит в действие мотор/генератор электроэнергии с генерированием электричества при движении тела под действием гравитации из первого положения поднятия во второе положение поднятия.
15. Система по п. 14, дополнительно содержащая гидронасос, находящийся в гидравлическом взаимодействии с гидравлическим каналом и механически соединенный с мотором/генератором электроэнергии, при этом гидронасос приводится в действие мотором/генератором электроэнергии и повышает давление текучей среды в гидравлическом канале для аккумулирования энергии посредством движения тела из второго положения поднятия в первое положение поднятия.
16. Система по п. 15, где турбина расположена над уровнем текучей среды, заключающейся внутри полой шахты.
17. Система по п. 16, дополнительно содержащая запорный клапан, расположенный в канале между гидронасосом и первой камерой.
18. Система по п. 17, дополнительно содержащая второй клапан, расположенный в канале между турбиной и первой камерой.
19. Система по п. 1, где тело и стенка полой шахты являются по существу непроницаемыми для текучей среды, заключающейся во внутреннем объеме.
20. Способ конструирования системы аккумулирования энергии, включающий:
выкапывание полой шахты до необходимой глубины шахты, при этом полая шахта определена стенкой и дном;
образование пола на дне полой шахты;
образование основания поршня на полу полой шахты, при этом основание поршня имеет диаметр, меньше диаметра полой шахты;
образование боковой стенки поршня, соединенной с основанием поршня, до высоты поршня, которая меньше глубины шахты, при этом боковая стенка поршня определяет полое внутреннее пространство поршня и является по существу непроницаемой для текучей среды, заключающейся внутри системы аккумулирования энергии;
по существу заполнение полого внутреннего пространства поршня наполнителем и
образование верхней части поршня, соединенной с боковой стенкой поршня, для закрытия внутреннего пространства поршня.
21. Способ по п. 20, дополнительно включающий образование покрытия вдоль внутренней стороны стенки полой шахты, при этом покрытие является по существу непроницаемым для текучей среды, заключающейся внутри системы аккумулирования энергии.
22. Способ по п. 20, дополнительно включающий предоставление датчиков давления на основании поршня перед заполнением полого внутреннего пространства поршня наполнителем.
23. Способ по п. 22, дополнительно включающий управление распределением и плотностью наполнителя для создания равномерного давления на датчики давления.
24. Способ конструирования системы аккумулирования энергии, включающий:
выкапывание полой шахты до первой глубины, при этом полая шахта определена стенкой и дном и имеет диаметр;
выкапывание кольцевого пространства с наружным диаметром, равным или превышающим диаметр полой шахты, до второй глубины, при этом кольцевое пространство определяет столб;
выкапывание туннеля вдоль основания столба, при этом туннель имеет потолок и дно и выходит с любого конца в кольцевое пространство;
образование первой части пола шахты в туннеле на дне туннеля, при этом первая часть пола шахты имеет ширину, меньше ширины туннеля;
образование первой части основания поршня в туннеле на первой части пола шахты, при этом первая часть основания поршня проходит от первой части пола шахты до потолка туннеля;
расширение туннеля;
образование второй части пола шахты в туннеле на дне туннеля, смежной с первой частью;
образование второй части основания поршня в туннеле на второй части пола шахты, смежной с первой частью основания поршня,
продолжение расширения туннеля и образования частей пола шахты и частей основания поршня до тех пор, пока части пола шахты и части основания поршня не будут полностью поддерживать столб;
образование боковой стенки поршня, соединенной с основанием поршня, при этом боковая стенка поршня окружает столб и является по существу непроницаемой для текучей среды, заключающейся внутри системы аккумулирования энергии и
образование верхней части поршня, соединенной с боковой стенкой поршня, для закрытия внутреннего пространства поршня.
25. Способ по п. 24, дополнительно включающий образование покрытия вдоль внутренней стороны стенки полой шахты, при этом покрытие является по существу непроницаемым для текучей среды, заключающейся внутри системы аккумулирования энергии.
26. Способ по п. 24, дополнительно включающий предоставление датчиков давления на частях основания поршня.
27. Способ по п. 26, дополнительно включающий добавление или извлечение материала из столба для создания равномерного давления на датчики давления.
