一种风力发电高效储能系统及储能方法

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，具体为一种风力发电高效储能系统及储能方法。

背景技术

风力发电属于可再生能源领域，是利用风能来产生电能的一种技术。风力发电通过风力驱动风力发电机组中的涡轮发电机旋转，将机械能转化为电能。风力发电是一种清洁、可持续的能源形式，不会产生温室气体排放和污染物，对环境友好。风力涡轮机组通过自动控制系统根据风速和方向进行转动调整，并通过电缆将产生的电能输送到电网或者使用者端口。风力发电可以用于供给电力系统、工业企业、农村地区、城市建筑等。

而风力发电高效储能系统可以帮助解决风力发电的间歇性和不稳定性问题，包括了蓄电池储能、压缩空气储能和水泵储能，其中的风力发电蓄电池储能系统的工作原理是将风力发电机组产生的电能转化为直流电并储存到蓄电池中，以供后续使用，但是不同类型的蓄电池有其固定的使用寿命，通常在几年到十几年之间。超过寿命后，蓄电池性能会下降，容量减少，循环充放电效率下降，导致不能满足需求，蓄电池在长期使用过程中会出现容量衰减、内阻增加等问题，导致储能能力下降，影响系统的稳定性和可靠性。

专利申请号为202222577275.4的一种基于新能源光伏风力发电的电力储存装置，通过设置把多个蓄电池设置在控制屋的内部，来实现对风力发电产生的电能进行储存。

现有的风力发电高效储能系统在使用的过程中，不便于工作人员快速取出储能系统内部的蓄电池进行检修和更换，增加了风力发电高效储能系统的维护难度和运行的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电高效储能系统及储能方法，具备方便维护的优点，解决了现有的风力发电高效储能系统在使用的过程中，不便于工作人员快速取出储能系统内部的蓄电池进行检修和更换，增加了风力发电高效储能系统的维护难度和运行成本的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种风力发电高效储能系统，包括：

安装机构和储能机构，所述储能机构固定连接于安装机构内，所述储能机构的数量为若干个且环绕分布于安装机构的表面，所述储能机构对风力发电进行储能；

灭火机构，所述灭火机构固定套设于安装机构的表面对储能机构进行灭火；

支撑机构，所述支撑机构固定连接于灭火机构底部对其进行支撑；

控制器，所述控制器固定安装于灭火机构的表面。

作为本发明的一种风力发电高效储能系统优选的，所述安装机构包括圆管，所述圆管的内壁固定连接有支撑架，所述圆管表面固定连接有连接板，所述连接板一侧固定连接有架体。

作为本发明的一种风力发电高效储能系统优选的，所述架体表面固定连接有若干个与储能机构配合使用的安装仓，所述安装仓正面开设有用于检修的开口，所述安装仓表面开设有能够进入二氧化碳的进气口。

作为本发明的一种风力发电高效储能系统优选的，所述储能机构包括盒体，所述盒体内壁转动连接有盒盖，所述盒体底部固定连接有底座，所述底座正面固定安装有烟雾传感器，所述盒体内壁活动连接有电池限位架，所述电池限位架顶部活动连接有圆柱蓄电池，所述圆柱蓄电池左右两侧均固定连接有把手，所述电池限位架底部固定连接有滑动座，所述滑动座表面活动连接有滑轨，所述滑轨底部与底座内壁底部固定连接。

作为本发明的一种风力发电高效储能系统优选的，所述盒体内壁后侧固定连接有第一充电头，所述盒盖后侧固定连接有第二充电头，所述第一充电头和第二充电头上电性连接有电缆，所述第一充电头后侧固定安装有充电控制器，所述充电控制器与第一充电头电性连接。

作为本发明的一种风力发电高效储能系统优选的，所述盒盖左右两侧分别固定套设有第一皮带传动结构和第二皮带传动结构，所述盒体的左侧固定连接有微型减速马达，所述微型减速马达的输出轴与第一皮带传动结构的传动端固定连接，所述盒体的右侧转动连接有大齿轮，所述大齿轮通过转轴与第二皮带传动结构的传动端固定连接，所述大齿轮底部啮合有小齿轮，所述大齿轮和小齿轮右侧均转动连接有连接件，所述连接件固定连接有盒体右侧，所述小齿轮内壁固定连接有转杆，所述转杆表面固定套设有驱动齿轮，所述驱动齿轮顶部啮合有齿条，所述齿条固定连接于电池限位架的底部。

作为本发明的一种风力发电高效储能系统优选的，所述灭火机构包括外壳体和内壳体，所述外壳体固定连接于内壳体的表面，所述内壳体上开设有若干个出气孔。

作为本发明的一种风力发电高效储能系统优选的，所述外壳体顶部连通有电磁阀，所述电磁阀顶部连通有二氧化碳罐，所述二氧化碳罐左右两端均固定套设有罐腿，所述罐腿的底部与外壳体顶部固定连接。

作为本发明的一种风力发电高效储能系统优选的，所述支撑机构包括支撑件，所述支撑件底部固定连接有安装座，所述支撑件内壁左右两侧均固定连接有加强筋，所述安装座的底部固定连接有防滑垫。

一种风力发电高效储能系统的储能方法，包括以下步骤：

1）风力发电机组通过风力驱动发电机转子旋转，将机械能转化为电能，发电机将产生的交流电经过变流器进行整流，将其转化为直流电；

2）直流电通过电线连接充电控制器，充电控制器将电能的频率、电压等参数调整到适合圆柱蓄电池充电的要求，并通过第一充电头、电缆和第二充电头来实现对圆柱蓄电池的充电，第一充电头和第二充电头安装在圆柱蓄电池的两个电极上；

3）调整后的直流电进入蓄电池，由于蓄电池内部的化学反应，将电能转化为化学能并储存起来；

4）当需要释放能量时，通过充电控制器控制圆柱蓄电池输出电流和电压，将储存的化学能再次转化为电能；

5）输出的直流电再次通过电力调节装置进行逆变操作，变成符合用电需求的交流电，输出的交流电进入电网或供应给需要电能的设备，进行实际的能量供应。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置安装机构，能够对多个储能机构进行安装固定，安装机构包括了圆管，圆管内部设置了对其进行加强的支撑架，圆管通过多个连接板对架体进行固定，来实现架体的稳定连接，架体上设置了可以对储能机构进行容纳的安装仓，储能机构安装在安装仓的内部后，安装仓对储能机构进行防护避免其损坏，安装仓正面开设的检修开口，可以便于工作人员取出圆柱蓄电池。

2、本发明通过设置储能机构，能够对风力发电的电能进行储存，风力发电的电力经过变流器的整流转化为直流电并传输到充电控制器内，充电控制器可以对电能的频率、电压等参数调整到适合圆柱蓄电池充电的要求，并通过第一充电头和第二充电头充入到圆柱蓄电池的内部。

3、本发明通过设置灭火机构，能够在圆柱蓄电池自燃时进行快速灭火，烟雾传感器对安装仓内部的烟雾浓度进行检测，检测信号传输至控制器内，当烟雾浓度过高代表圆柱蓄电池燃烧，此时开启电磁阀，二氧化碳罐内部的高压液态二氧化碳和空气接触气化，气化的二氧化碳进入到外壳体的内腔，并通过内壳体上的出气孔进入到安装仓内，和安装仓内部燃烧的圆柱蓄电池接触，二氧化碳接触到火焰，它会分散并吸收火焰周围的热量，同时与火焰中的氧气反应，形成气体对流层，有效隔离了火焰与氧气，这样减少了火焰所需的氧气，使火焰逐渐熄灭，来实现圆柱蓄电池的自动灭火，增加储能系统的安全性。

4、本发明通过设置支撑机构，能够对安装机构、储能机构和灭火机构进行支撑固定，支撑件安装在外壳体表面的底部，来对灭火机构进行支撑固定，支撑件内部设置了对其进行加强的加强筋，支撑件底部设置的安装座，可以把支撑件安装在水泥地基上。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1为本发明主视轴测图；

图2为本发明后视轴测图；

图3为本发明主视剖视轴测图；

图4为本发明安装机构主视轴测图；

图5为本发明灭火机构主视爆炸图；

图6为本发明支撑机构主视轴测图；

图7为本发明储能机构主视轴测图；

图8为本发明储能机构主视爆炸图；

图9为本发明储能机构后视爆炸图。

图中：1、安装机构；101、圆管；102、支撑架；103、连接板；104、安装仓；105、架体；2、储能机构；201、盒体；202、第一充电头；203、电缆；204、圆柱蓄电池；205、微型减速马达；206、第一皮带传动结构；207、底座；208、烟雾传感器；209、盒盖；210、第二皮带传动结构；211、电池限位架；212、连接件；213、小齿轮；214、大齿轮；215、齿条；216、转杆；217、驱动齿轮；218、滑轨；219、滑动座；220、把手；221、第二充电头；222、充电控制器；3、灭火机构；301、外壳体；302、二氧化碳罐；303、电磁阀；304、罐腿；305、内壳体；306、出气孔；4、支撑机构；401、支撑件；402、安装座；403、加强筋；5、控制器。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参阅图1-图4和图7-图9，一种风力发电高效储能系统，包括安装机构1和储能机构2，储能机构2固定连接于安装机构1内，储能机构2的数量为若干个且环绕分布于安装机构1的表面，储能机构2对风力发电进行储能。

进一步的，安装机构1包括圆管101，圆管101的内壁固定连接有支撑架102，支撑架102对圆管101进行加强，圆管101表面固定连接有连接板103，连接板103一侧固定连接有架体105，圆管101通过多个连接板103对架体105进行固定，来实现架体105的稳定连接。

进一步的，架体105表面固定连接有若干个与储能机构2配合使用的安装仓104，储能机构2安装在安装仓104的内部后，安装仓104对储能机构2进行防护避免其损坏，安装仓104正面开设有用于检修的开口，可以便于工作人员取出圆柱蓄电池204安装仓104表面开设有能够进入二氧化碳的进气口，二氧化碳进入到安装仓104内可以对圆柱蓄电池204进行灭火。

进一步的，储能机构2包括盒体201，盒体201内壁转动连接有盒盖209，盒体201底部固定连接有底座207，底座207的底部与安装仓104的内壁固定连接，来实现对储能机构2的固定，底座207正面固定安装有烟雾传感器208，烟雾传感器208对安装仓104内部的烟雾浓度进行检测，检测信号传输至控制器5内，当烟雾浓度过高代表圆柱蓄电池204燃烧，盒体201内壁活动连接有电池限位架211，电池限位架211顶部活动连接有圆柱蓄电池204，电池限位架211对圆柱蓄电池204进行限位，圆柱蓄电池204左右两侧均固定连接有把手220。

进一步的，电池限位架211底部固定连接有滑动座219，滑动座219表面活动连接有滑轨218，滑轨218底部与底座207内壁底部固定连接，电池限位架211在移动的过程，带动滑动座219在滑轨218的内壁滑动，滑动座219和滑轨218对电池限位架211进行限位，防止其移动的过程中晃动。

进一步的，盒体201内壁后侧固定连接有第一充电头202，盒盖209后侧固定连接有第二充电头221，第一充电头202和第二充电头221上电性连接有电缆203，电缆203对第一充电头202和第二充电头221进行电性连接，第一充电头202后侧固定安装有充电控制器222，充电控制器222与第一充电头202电性连接，风力发电的电力经过变流器的整流转化为直流电并传输到充电控制器222内，充电控制器222可以对电能的频率、电压等参数调整到适合圆柱蓄电池204充电的要求，并通过第一充电头202和第二充电头221充入到圆柱蓄电池204的内部。

进一步的，盒盖209左右两侧分别固定套设有第一皮带传动结构206和第二皮带传动结构210，盒体201的左侧固定连接有微型减速马达205，微型减速马达205的输出轴与第一皮带传动结构206的传动端固定连接，盒体201的右侧转动连接有大齿轮214，大齿轮214通过转轴与第二皮带传动结构210的传动端固定连接，大齿轮214底部啮合有小齿轮213，大齿轮214和小齿轮213右侧均转动连接有连接件212，连接件212固定连接有盒体201右侧，小齿轮213内壁固定连接有转杆216，转杆216表面固定套设有驱动齿轮217，驱动齿轮217顶部啮合有齿条215，齿条215固定连接于电池限位架211的底部。

具体的，当需要取出圆柱蓄电池204进行检修时，第一皮带传动结构206的输出轴带动第一皮带传动结构206工作，第一皮带传动结构206带动盒盖209向前缓慢转动，使盒盖209自动开启，盒盖209开启的过程中同步带动第二皮带传动结构210工作，第二皮带传动结构210带动大齿轮214旋转，大齿轮214带动与其啮合的小齿轮213转动，小齿轮213通过转杆216带动驱动齿轮217旋转，从而带动齿条215向前移动，齿条215通过带动电池限位架211在盒体201的内壁向前滑动，使电池限位架211带动圆柱蓄电池204向前移动，把圆柱蓄电池204的前端推出盒体201的内腔，来便于工作人员通过把手220快速把圆柱蓄电池204从电池限位架211的顶部取出，增加圆柱蓄电池204的检修维护效率。

实施例

作为本发明的第二个实施例，该实施例基于上一实施例，请参阅图5-图6，一种风力发电高效储能系统，还包括灭火机构3、支撑机构4和控制器5，灭火机构3固定套设于安装机构1的表面对储能机构2进行灭火，支撑机构4，支撑机构4固定连接于灭火机构3底部对其进行支撑，控制器5固定安装于灭火机构3的表面。

进一步的，灭火机构3包括外壳体301和内壳体305，外壳体301固定连接于内壳体305的表面，内壳体305上开设有若干个出气孔306，内壳体305固定套设在架体105和安装仓104的表面，从而实现对安装机构1的固定，。

进一步的，外壳体301顶部连通有电磁阀303，电磁阀303顶部连通有二氧化碳罐302，二氧化碳罐302左右两端均固定套设有罐腿304，罐腿304的底部与外壳体301顶部固定连接，当圆柱蓄电池204燃烧时控制器5开启电磁阀303，二氧化碳罐302内部的高压液态二氧化碳和空气接触气化，气化的二氧化碳进入到外壳体301的内腔，并通过内壳体305上的出气孔306进入到安装仓104内，和安装仓104内部燃烧的圆柱蓄电池204接触，二氧化碳接触到火焰，它会分散并吸收火焰周围的热量，同时与火焰中的氧气反应，形成气体对流层，有效隔离了火焰与氧气，这样减少了火焰所需的氧气，使火焰逐渐熄灭，来实现圆柱蓄电池204的自动灭火，增加储能系统的安全性。

进一步的，支撑机构4包括支撑件401，支撑件401安装在外壳体301表面的底部，来对灭火机构3进行支撑固定，支撑件401底部固定连接有安装座402，支撑件401内壁左右两侧均固定连接有加强筋403，加强筋403对支撑件401的使用强度进行加强，安装座402的底部固定连接有防滑垫，防滑垫的材料为橡胶，增加安装座402底部的摩擦力，支撑件401的顶部与外壳体301底部固定连接，通过安装座402可以把支撑件401安装在水泥地基上，具体的是通过膨胀螺栓穿过安装座402并钉入水泥地基内。

实施例

作为本发明的第三个实施例，该实施例提供了一种风力发电高效储能系统的储能方法，包括以下步骤：

1）风力发电机组通过风力驱动发电机转子旋转，将机械能转化为电能，发电机将产生的交流电经过变流器进行整流，将其转化为直流电。

2）直流电通过电线连接充电控制器222，充电控制器222将电能的频率、电压等参数调整到适合圆柱蓄电池204充电的要求，并通过第一充电头202、电缆203和第二充电头221来实现对圆柱蓄电池204的充电，第一充电头202和第二充电头221安装在圆柱蓄电池204的两个电极上。

3）调整后的直流电进入蓄电池，由于蓄电池内部的化学反应，将电能转化为化学能并储存起来。

4）当需要释放能量时，通过充电控制器222控制圆柱蓄电池204输出电流和电压，将储存的化学能再次转化为电能。

5）输出的直流电再次通过电力调节装置进行逆变操作，变成符合用电需求的交流电，输出的交流电进入电网或供应给需要电能的设备，进行实际的能量供应。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包含的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合同样意味着处于本发明的保护范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的实施例中，本领域技术人员能够根据获知的技术方案和本申请所要解决的技术问题，以组合的方式来使用。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。