專利名稱：采用液壓存儲(chǔ)器的風(fēng)能至電能的轉(zhuǎn)換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能量變換。特別地，本發(fā)明涉及在風(fēng)力到電力的轉(zhuǎn)化中液壓回路內(nèi)的 蓄能器存儲(chǔ)系統(tǒng)的使用。
背景技術(shù)：
熟知的是，以高度足以有效地捕獲風(fēng)能的仰角在軸上安裝三葉片轉(zhuǎn)子。Bentz已經(jīng) 展示了一條物理定律，其顯示出，人們通過(guò)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)可以獲得不大于風(fēng)中可利用的能量的 約6%。多種轉(zhuǎn)子系統(tǒng)已經(jīng)逼近這個(gè)定律了。三葉片轉(zhuǎn)子是一種好的選擇，因?yàn)樗m合與每 秒5米至15米之間的常見(jiàn)風(fēng)速一起使用。在風(fēng)中偏航的安裝在水平軸上的三葉片轉(zhuǎn)子是 熟知的和容易理解的結(jié)構(gòu)。采用水平轉(zhuǎn)子的傳統(tǒng)風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)借助于失速(stall)控制或槳距(pitch)控制 來(lái)控制傳遞至軸的能量的多少。失速控制是指轉(zhuǎn)子的副翼設(shè)定為一個(gè)角度，使得如果出現(xiàn) 陣風(fēng)，則風(fēng)中的大多數(shù)表面能量被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子葉片附近的湍流，由此保護(hù)葉片、軸、發(fā)電機(jī) 和其它系統(tǒng)零件免受突然的瞬時(shí)波動(dòng)。槳距控制是螺旋槳順槳(feathering)，螺旋槳的槳 距改變，使得風(fēng)不能有效地咬合(bite)。借助于槳距控制，大多數(shù)風(fēng)掠過(guò)而不接合葉片。這 兩種機(jī)制的結(jié)合是造成風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的能量捕獲出現(xiàn)明顯損耗的原因。示出風(fēng)速分布與可用小時(shí)的直方圖描繪了在每秒約8米的位置處出現(xiàn)適合風(fēng)力 渦輪發(fā)電的峰值的曲線。然而，風(fēng)中可利用的能量與風(fēng)速的立方成比例?？衫玫哪芰吭?較高的風(fēng)速出現(xiàn)峰值，即使這些較高風(fēng)速的出現(xiàn)頻率較低。常規(guī)風(fēng)能系統(tǒng)將這種可利用的 能量的大部分轉(zhuǎn)回進(jìn)風(fēng)中，因?yàn)樗鼈儾荒芴幚硭?。常?guī)發(fā)電站基于常規(guī)的渦輪機(jī)。在常規(guī)天然氣渦輪機(jī)中，天然氣與空氣混合，壓氣 機(jī)級(jí)增加空氣壓力，存在燃燒，并且加熱的空氣通過(guò)連接至發(fā)電機(jī)的渦輪機(jī)排出。在壓縮空氣渦輪機(jī)中，取消了壓縮機(jī)部分，但仍然引入天然氣?？焖贇怏w膨脹熱力 學(xué)導(dǎo)致冷卻至約_270°C，導(dǎo)致部件上的應(yīng)力少。約30%至40%的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能。

發(fā)明內(nèi)容


以下將僅以舉例的方式并參照附圖，提供優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，在附圖中在附圖中，以舉例的方式圖示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。將會(huì)清楚地理解，說(shuō)明書 和附圖僅是用于說(shuō)明目的以及作為對(duì)理解的幫助，并且不是要作為本發(fā)明的限制條件的定 義。
具體實(shí)施例方式使用液壓回路能量變換在用于從風(fēng)力發(fā)電的系統(tǒng)中提供了幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)有技 術(shù)中，發(fā)電機(jī)已經(jīng)靠近風(fēng)輪機(jī)安裝，以避免能量損失。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如果泵位于塔架頂部，則液壓能量容易通過(guò)液壓轉(zhuǎn)盤或借助于延伸至地平面的機(jī)械軸傳遞。采用地平 面處的能量和液壓系統(tǒng)以及在液壓系統(tǒng)中存儲(chǔ)能量的能力，電力的產(chǎn)生的控制變得比較簡(jiǎn)在傳統(tǒng)風(fēng)輪機(jī)結(jié)構(gòu)中，通常采用昂貴的、高效環(huán)形直流同步發(fā)電機(jī)。這種同步發(fā)電 機(jī)是一種復(fù)雜的元件，難以控制，并且位于地平面。相反，在本發(fā)明中，使大部分能量處于液 壓形式，則能夠采用極低排量液壓馬達(dá)來(lái)抽取包含在液壓回路內(nèi)的電力。甚至不采用蓄能 器，通過(guò)合適地選擇總管配置中的液壓馬達(dá)的尺寸和數(shù)量，也能夠使電動(dòng)發(fā)電機(jī)載荷與可 利用的風(fēng)能相匹配。例如，一個(gè)或多個(gè)50、100或150馬力的發(fā)電機(jī)可以以平行配置放置，可變排量液 壓泵位于每個(gè)發(fā)電機(jī)上。存儲(chǔ)在液壓流體內(nèi)的電力將根據(jù)可利用的泵排量在這些泵之間分 配。在每個(gè)液壓泵上，排量可以由比例-積分-微分(“PID”)控制器或類似的控制裝置控 制，這種控制器或控制裝置提供與同步發(fā)電機(jī)成比例的均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。例如，對(duì)于通常在 北美發(fā)現(xiàn)的在60赫茲下運(yùn)轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度可以為ISOOrpm。對(duì)于以60赫茲的轉(zhuǎn) 動(dòng)速度運(yùn)轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機(jī)，它可以為1500rpm。在低風(fēng)速情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)中，開(kāi)關(guān)閥門的排量和最小電動(dòng)發(fā)電機(jī)上的可變排量最初 將設(shè)置為使得以稍微大于1800rpm，例如，1805rpm的速度轉(zhuǎn)動(dòng)的發(fā)電機(jī)開(kāi)始產(chǎn)生約35-40 千瓦的電力。如果風(fēng)速增加，將能夠打開(kāi)一個(gè)或多個(gè)其它發(fā)電機(jī)的排量，并以適合風(fēng)輪機(jī)的 背壓和背轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電力。取決于能量存儲(chǔ)中可利用的能量的大小和所選擇的發(fā)電能力，能 夠在稍晚的時(shí)間將已經(jīng)在之前的周期期間產(chǎn)生的存儲(chǔ)的電力以最優(yōu)的價(jià)格和輸電線路所 要求的可預(yù)測(cè)性傳遞到輸電線路(grid)。根據(jù)本發(fā)明，提供了用于借助于液壓回路將風(fēng)力轉(zhuǎn)換成電力的系統(tǒng)和方法。更具 體地，液壓回路內(nèi)的設(shè)計(jì)為在高壓和低壓縮比下操作的蓄能器或氣體壓縮膨脹系統(tǒng)形式的 存儲(chǔ)系統(tǒng)用來(lái)臨時(shí)存儲(chǔ)電力，以允許在最佳時(shí)間使用存儲(chǔ)的電力。蓄能器/氣體壓縮/氣 體膨脹系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將本發(fā)明與之前已經(jīng)教導(dǎo)的技術(shù)區(qū)分開(kāi)。能量存儲(chǔ)系統(tǒng)必須以大比 例起作用，并且需要以比目前已知的效率更大的效率操作。蓄能器可以是無(wú)活塞蓄能器，或 者可以采用液壓傳送裝置(shuttles)和壓縮空氣壓力槽的系統(tǒng)。在本發(fā)明的系統(tǒng)的一種實(shí)施方式中，如圖1所示，固定排量液壓泵安裝在其軸處 于水平方向的塔架結(jié)構(gòu)的頂部。合適的槽位于液壓泵的上面，用于向液壓泵提供液壓流體。 在液壓泵位于塔架頂部的實(shí)施方式中，具有位于泵上面的液壓流體容器和附加安全互鎖裝 置是必要的，使得如果從泵垂下的液壓回路出現(xiàn)破裂，則油具有穩(wěn)定的路徑，且元件不會(huì)受 損。在本發(fā)明的系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式中，如圖2所示，傾斜齒輪箱位于塔架結(jié)構(gòu)的 頂端。傾斜齒輪箱將已經(jīng)由風(fēng)輪機(jī)從風(fēng)能轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)動(dòng)能傳遞至垂直軸。在前述這兩種實(shí)施方式中，由液壓泵將轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換成液壓回路中的液壓能量。液 壓能由液壓回路內(nèi)的體積和壓力確定。存儲(chǔ)或使用可用的能量是體積和壓力的乘積。在液 壓回路中，可以控制對(duì)主轉(zhuǎn)換泵起消極作用的背壓力。因此，存儲(chǔ)在液壓回路中的能量可以 用來(lái)獨(dú)立地啟動(dòng)轉(zhuǎn)子，即使速度很低，克服了啟動(dòng)慣性，則允許非常低的背壓力，使得可以 從低風(fēng)狀況聚集能量。本發(fā)明的系統(tǒng)還包括用于能量存儲(chǔ)的一個(gè)或多個(gè)蓄能器。在其最簡(jiǎn)單的形式中，如圖3所示，蓄能器為具有中間活塞的裝置，液壓流體在活塞的一側(cè)，捕獲的氣體在活塞的 另一側(cè)。當(dāng)液壓泵將液壓流體移入流體側(cè)時(shí)，活塞被驅(qū)向氣體側(cè)，由此壓縮氣體，增加它的 壓力，以氣體壓力的形式存儲(chǔ)勢(shì)能。蓄能器的一種使用是從系統(tǒng)中排出壓力波動(dòng)。蓄能器 還可以用于在液壓系統(tǒng)中進(jìn)行流體能量的短期存儲(chǔ)。通過(guò)液壓蓄能的可用性，轉(zhuǎn)子可以直接連接至液壓泵，并且將泵連接至蓄能器，使 得短時(shí)間的陣風(fēng)和變化可以有助于捕獲的能量的大小。管理短時(shí)間的陣風(fēng)將要求通過(guò)液壓蓄能進(jìn)行約每秒10至20次的存儲(chǔ)。然而，可 以以較大的規(guī)模使用蓄能，以允許較長(zhǎng)時(shí)間的能量存儲(chǔ)。這種較長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ)對(duì)解決由風(fēng) 速可變性帶來(lái)的挑戰(zhàn)是非常期望的。風(fēng)速可變性是世界范圍內(nèi)的電力輸送線路中遇到的問(wèn) 題。由于風(fēng)力的可變性，因此難以將這種類型的電力傳遞至這些電力輸送線路。電力輸電線路是有限能力的高強(qiáng)度資本源，其僅能夠接收和傳遞具體參數(shù)內(nèi)的電 力。因此，為了向具有如煤、石油、天然氣或核能的常規(guī)發(fā)電源的輸電線路增加風(fēng)力，已經(jīng)在 該輸電線路上的這種常規(guī)發(fā)電容量中的一些必須關(guān)閉，以將風(fēng)力添加至該輸電線路。這種 限制抑制了風(fēng)力的利用，因?yàn)橐箨P(guān)閉這些其它發(fā)電源一定時(shí)間。例如，一些管轄區(qū)域要求 在風(fēng)力可以聯(lián)網(wǎng)之前有兩個(gè)小時(shí)的通知時(shí)間，以允許其它發(fā)電廠以可預(yù)測(cè)的方式關(guān)閉或管 理?？尚械氖墙⑿钅芷鳎渥銐虼?，以便可以存儲(chǔ)高達(dá)兩小時(shí)的容量。使用大的蓄能 裝置明顯地改變了風(fēng)力的成本和利用優(yōu)勢(shì)。當(dāng)需要時(shí)而不是當(dāng)風(fēng)吹動(dòng)并且產(chǎn)生電力時(shí)才可 以傳遞電力。電力利用通常在清晨時(shí)間或傍晚時(shí)間，當(dāng)人們正在做早餐或晚餐時(shí)具有峰值 載荷。這是電力處于它的最大溢價(jià)的時(shí)間，因此它的成本最高，導(dǎo)致對(duì)賣風(fēng)力的人的回饋?zhàn)?大，對(duì)希望使用電力的人的效用做大。蓄能系統(tǒng)內(nèi)的兩小時(shí)存儲(chǔ)使得能夠極大地改善風(fēng)力 發(fā)電的優(yōu)勢(shì)。例如，對(duì)于要求2小時(shí)通知時(shí)間的管轄區(qū)域來(lái)說(shuō)，如圖4所示，當(dāng)發(fā)電位置處的風(fēng) 速達(dá)到允許風(fēng)輪機(jī)開(kāi)始發(fā)電的閾值時(shí)，可以向輸電線路發(fā)送通知。傳遞至輸電線路的電力 將在滿足該閾值之后開(kāi)始兩小時(shí)，并在閾值風(fēng)力停止之后持續(xù)兩小時(shí)。至輸電線路的電力 傳遞的最后兩小時(shí)將是由蓄能系統(tǒng)存儲(chǔ)的電力的傳遞。在傳統(tǒng)的壓縮空氣能量存儲(chǔ)系統(tǒng)中，壓縮氣體存儲(chǔ)在大的容器(通常在地下)中， 并且壓縮氣體內(nèi)的能量通過(guò)改良汽輪機(jī)內(nèi)的減壓而釋放。減壓循環(huán)通常包括少量天然氣的 燃燒，以維持合適的溫度和壓力，從該轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)最大效率。本發(fā)明與這種系統(tǒng)不同之處 在于，通過(guò)由蓄能系統(tǒng)存儲(chǔ)，能量從壓縮氣體狀態(tài)至發(fā)電狀態(tài)的變換僅通過(guò)翻轉(zhuǎn)蓄能過(guò)程 而實(shí)現(xiàn)。從蓄能系統(tǒng)恢復(fù)能量由允許氣體向后推液壓蓄能器中的活塞造成?；钊?qū)動(dòng)的液 壓流體將驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，因?yàn)樗鼘⒕哂杏糜谝簤簣?zhí)行的非存儲(chǔ)情況。這提供了改善的能量轉(zhuǎn) 換效率，引起不要求改變狀態(tài)元件。圖5中所示的最簡(jiǎn)單形式的蓄能器包括具有位于高壓側(cè)的作為惰性氣體和液壓 流體之間的隔離裝置的活塞液壓回路以及處于低壓側(cè)的容器。容器可以加壓至2. 5和3巴 之間。容器的加壓是需要，因?yàn)榭衫玫墓潭ㄅ帕勘?，如Hagglunds泵；在維持活塞和移動(dòng) 活塞的凸輪之間的接觸的情況中需要一些壓力。對(duì)于兩小時(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，將需要幾十萬(wàn)升液 體的容器容量。雖然能夠?qū)⒒钊钅芷鹘ㄔ斐蛇@種規(guī)模，但這是不現(xiàn)實(shí)的。本發(fā)明的一種實(shí)施方式是要使用無(wú)活塞蓄能器。在無(wú)活塞蓄能器中存儲(chǔ)能量的一種劃算的措施可以在石油工業(yè)中發(fā)現(xiàn)。如圖6 所述，石油工業(yè)的管道是一種中空?qǐng)A筒形材料，其具有半英寸厚的鋼壁，錐形端部和等于42 英寸的直徑，成本相對(duì)較低。這種材料能夠支撐達(dá)5，000磅/平方英尺的壓力。約每米 15，000, 000焦耳的能量可以存儲(chǔ)在這種基本的壓力容器內(nèi)。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，壓力容器可以由長(zhǎng)段包裝玻璃的鋼或塑料的構(gòu)造。 蓄能器可以采用氣墊形式，其在風(fēng)力田位置的地面上前后蜿蜒前進(jìn)，并且包含大體積的受 壓空氣。液壓流體對(duì)加壓無(wú)活塞蓄能器中的空氣是必要的。在這種實(shí)施方式中，如圖7所 示，水平管道的長(zhǎng)度可以與位于每個(gè)容器出口處的垂直氣體分離器擰在一起。氣體分離器 將包括垂直元件，其放置在管道元件水平面之下，使得低壓容器和高壓容器上的液壓流體 將完全填充垂直段，并且在水平部分中在較長(zhǎng)的距離范圍內(nèi)向外延伸。例如，如果低壓部分沿其水平長(zhǎng)度裝滿三分之二的流體，高壓部分裝滿三分之一， 則從低壓側(cè)至高壓側(cè)的流體的移動(dòng)將以因子2降低低壓側(cè)的聚集壓力，且相應(yīng)地以因子2 增加高壓側(cè)的聚集壓力。在加壓狀態(tài)，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)的壓力例如隨著氣體體積增加而從5巴下 降至2. 5巴時(shí)，高壓側(cè)的壓力例如將從150巴增加至300巴。無(wú)活塞蓄能器中的最大壓力 將限制到壓力容器的破壞壓力之下。在這種系統(tǒng)中重要的是最小化由壓流體吸收的氣體。液壓系統(tǒng)中的壓力非常高的 氣泡在它們與液壓流體一起進(jìn)入低壓區(qū)域時(shí)會(huì)引起損壞，并且可能膨脹。傳統(tǒng)上，無(wú)活塞 蓄能器構(gòu)造為長(zhǎng)的圓筒形壓力容器，具有使與容器中的氣體接觸的表面積最小化的垂直方 向，由此限制由流體吸收的氣體的范圍。熟知的是采用附加的測(cè)量來(lái)最小化由液壓流體吸收的氣體。漂流物可以用來(lái)進(jìn)一 步降低氣/液界面接觸面積。在美國(guó)專利No. 5,021, 125中，Phillips等教導(dǎo)了結(jié)合在具有 提供基本上呈薄片狀的液壓流體流的結(jié)構(gòu)元件的蓄能器的垂直段中。充有氣體的石油(較 輕)趨向于保留在垂直段的頂部，在那里氣體可以在液壓流體從蓄能器中提取到液壓回路 中之前排回到蓄能器中。本發(fā)明的另一種實(shí)施方式采用低氣體吸收液壓流體，其將吸收非常低水平的氣 體。這種流體的例子是EXXC0LUB 。采用這種流體，氣體界面尺寸關(guān)系不大。在替換實(shí)施 方式中，低壓側(cè)可以用裝入壓力容器的液壓泵和馬達(dá)加壓至(50和100)巴之間，液壓泵和 馬達(dá)能夠承受這種增加的壓力，采用回轉(zhuǎn)軸封密封它們的軸，使得這兩個(gè)元件的容器壓力 與大氣壓力之比約為3至5巴。在蓄能器結(jié)構(gòu)的替換實(shí)施方式中，為了避免使用大體積的液壓流體，液壓傳送裝 置可以用來(lái)有效地移動(dòng)氣體和液壓流體。這種結(jié)構(gòu)可以用作壓縮機(jī)和泵，以允許從低壓容 器中抽取壓縮的氣體，并移入高壓容器中。低壓容器和高壓容器之間的壓縮比限制為約3. 2 至1的比率。在之前已經(jīng)教導(dǎo)給我們的壓縮模式中，氣體壓力以一個(gè)大氣壓開(kāi)始，壓縮氣體 達(dá)到100個(gè)大氣壓的最大壓力。這種高壓縮比通常通過(guò)浪費(fèi)所產(chǎn)生的大部分熱量的四級(jí)交 互冷卻壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)。因此，壓縮過(guò)程或者為絕熱的或者為等溫的，因此，能量恢復(fù)效率受到 極大的削弱。這種液壓傳送裝置的一種實(shí)施方式在圖8中繪出。液壓傳送裝置可以由分成四部 分的圓筒構(gòu)成。在中間可以為差動(dòng)液壓缸，其具有位于一側(cè)的接收低壓液壓流體的第一腔和位于相對(duì)側(cè)的接收高壓液壓流體的第二腔。在相對(duì)端可以是連接至同一活塞桿的對(duì)應(yīng)的 第一和第二汽缸，使得如果從液壓側(cè)施加高壓差，則一個(gè)腔中的氣體將被壓縮，另一腔中的 氣體將膨脹，將氣體從隨后連接至該腔的汽缸中吸出。第一氣體端口可以選擇性地將第一汽缸連接至氣體容器，第二氣體端口可以選擇 性地將第二汽缸連接至氣體容器。第一液壓流體端可以選擇性地將第一腔連接至液壓流體 源，第二液壓流體端口可以選擇性地將第二腔連接至液壓流體源。根據(jù)一種實(shí)施方式，在初始構(gòu)造中，液壓傳送裝置可以處于活塞完全移入第一腔 中的位置，使得第一腔具有最小容積，第二腔具有最大容積。通過(guò)閥打開(kāi)可以將第一氣體端 口連接至低壓容器，通過(guò)閥關(guān)閉可以將第二氣體端口連接至高壓容器，并且可以連接液壓 流體端口，使得高壓液壓流體向著第二腔移動(dòng)汽缸。在液壓能量存儲(chǔ)方法的一種實(shí)施方式中，從圖9中描繪的初始結(jié)構(gòu)中的液壓傳送 裝置開(kāi)始，并且從第一和第二腔中的壓力等于低壓容器中的壓力開(kāi)始，允許液壓流體將活 塞驅(qū)動(dòng)到第二腔中，如圖10所示。高壓液壓流體將驅(qū)動(dòng)活塞以壓縮第二腔中的氣體，同時(shí)將氣體吸入到一腔中，以 填充由于活塞從第一腔移位留下的空間。第二腔中的壓力將上升。一旦活塞已經(jīng)充分移 動(dòng)，使得第二腔中的壓力等于高壓容器中的壓力，如果壓力差不是太大，則可能為它的沖程 的三分之二，則第二氣體端口閥可以打開(kāi)。隨后活塞將用作泵，而不是壓縮元件，將加壓氣 體從第二腔引入高壓容器，以及持續(xù)提供壓縮。當(dāng)活塞完全移位到第二腔中時(shí)，可以阻塞管道至端口的連接，隨后反轉(zhuǎn)?？梢栽跉?體系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)上提供局部蓄能器，以最小化開(kāi)關(guān)暫態(tài)(transients)，避免液壓或氣壓 震動(dòng)。該方法的下一個(gè)階段將如上所述的那樣進(jìn)行，但沿相反的方向，采用反轉(zhuǎn)的流體連 接?；钊麑嚎s第一腔中低壓空氣，可能為活塞沖程的三分之二，第一氣體端口閥將打開(kāi)， 并且活塞將第一腔中的高壓氣體移入高壓容器，同時(shí)持續(xù)壓縮。以這種方式，在高壓側(cè)和低 壓側(cè)之間流動(dòng)的液壓流體的量將保持平衡，同時(shí)將空氣從低壓容器泵送至高壓容器，存儲(chǔ) 能量°為了從高壓容器提取能量，可以使用氣體的壓力來(lái)通過(guò)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)液壓流體， 以產(chǎn)生電能。采用合適的控制，泵和蓄能器系統(tǒng)可以獨(dú)立地或并行工作，以便可以吸收瞬間 的暫態(tài)。根據(jù)替換實(shí)施方式，如圖11所示，可以使用具有與接觸氣體側(cè)的表面積不同的接 觸液壓流體的表面積的活塞。通過(guò)改變氣體腔的直徑產(chǎn)生的面積差將使得能夠改變系統(tǒng)的 機(jī)械優(yōu)勢(shì)，以便可以降低移動(dòng)液壓傳送裝置所要求的液壓差。這種配置允許使用固定排量液壓泵從低速風(fēng)中存儲(chǔ)能量。固定液壓泵提供與在它 的泵送回路中遇到的壓力差成比例的阻抗。在低風(fēng)速時(shí)風(fēng)中的能量相當(dāng)少。依靠不同的活 塞表面積，選擇具有較大的液壓-氣體比優(yōu)勢(shì)的液壓傳送裝置使得能夠降低液壓馬達(dá)軸上 的阻抗，允許轉(zhuǎn)子在低風(fēng)能條件下更容易轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)以最佳比率存儲(chǔ)能量。為了平衡任何熱量損失，在圖12所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，熱交換器可以將熱量從 一個(gè)容器移至另一個(gè)容器，以便轉(zhuǎn)移和散布由空氣壓縮產(chǎn)生的熱量，以彌補(bǔ)減壓側(cè)的冷卻。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，如圖13所示，除了所描述的液壓傳送回路，可以 在蓄能器的高壓側(cè)和低壓側(cè)兩者上設(shè)置具有足以吸收30秒最大液壓泵輸出的體積的中型蓄能器，以在轉(zhuǎn)換時(shí)間方面提供彈性。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，如圖14所述，可以使用一組多個(gè)液壓傳送裝置。例 如，在具有一組三個(gè)液壓傳送裝置的實(shí)施方式中，能夠設(shè)置這三個(gè)液壓傳送裝置，以便總有 一個(gè)液壓傳送裝置處于從第一腔向第二腔行進(jìn)的目標(biāo)位置和壓力狀況，一個(gè)液壓傳送裝置 平衡并在第一腔和第二腔之間的中間行進(jìn)，并且一個(gè)液壓傳送裝置處于從第二腔向第一腔 行進(jìn)的目標(biāo)位置和壓力狀況。可以控制三個(gè)液壓傳送裝置的先后順序，使得在任何一個(gè)液 壓傳送裝置接近其終點(diǎn)時(shí)，處于中間沖程的另一個(gè)液壓傳送裝置可以與接近其終點(diǎn)的液壓 傳送裝置并行操作，以便總是有至少一個(gè)液壓傳送裝置，其提供簡(jiǎn)單的移位，以吸收或排放 能量°在替換實(shí)施方式中，如圖15所示，存在多于一個(gè)的多液壓傳送裝置組，第一組具 有用于強(qiáng)力風(fēng)的機(jī)械優(yōu)勢(shì)，第二組具有更大的機(jī)械優(yōu)勢(shì)，使得低速風(fēng)可以容易地以較低的 液壓力壓縮氣體，雖然氣體壓力將保持相同。多于兩個(gè)的液壓傳送裝置組也預(yù)期是在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。在另一種實(shí)施方式中，如圖16所示，在不同的分級(jí)壓力狀況下可以利用多個(gè)氣 墊。例如，一個(gè)氣墊可以處于330巴，一個(gè)氣墊處于150巴，一個(gè)氣墊處于50巴，一個(gè)氣墊 處于10巴，允許選擇適合風(fēng)力和現(xiàn)有的發(fā)電條件的最佳存儲(chǔ)和放電方式。此外，在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，在液壓回路中使用安全閥，以為風(fēng)輪機(jī)提供阻 止力。雖然風(fēng)輪機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)是復(fù)雜的系統(tǒng)，但一種最簡(jiǎn)單形式的制動(dòng)是使液壓泵上的壓 力下降，這將在液壓馬達(dá)上引起非常高的背扭矩。當(dāng)然在加熱閥和液壓流體的同時(shí)，這將提 供簡(jiǎn)單、穩(wěn)定且安全的方式來(lái)在高風(fēng)力條件下降低轉(zhuǎn)子速度，使得能夠控制制動(dòng)盤或其它 制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，如圖17所示，液壓能量存儲(chǔ)和液壓-電能變換可以 為風(fēng)力田中多個(gè)渦輪機(jī)塔架之間共享的共用資源。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，通常也可 以以一般方式管理共享共用液壓-電轉(zhuǎn)換資源和共用存儲(chǔ)的多個(gè)塔架的控制。雖然在常規(guī)液壓控制系統(tǒng)中，為了分散由制動(dòng)產(chǎn)生的加熱以及在液壓回路中產(chǎn)生 的其它加熱，必須設(shè)置熱交換器，但采用本發(fā)明，由于可利用較高的瞬時(shí)能量吸收，則能夠 在螺旋槳上采用更積極的葉片槳距，使得即使在三葉片螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也可以積極地調(diào)整 處于最少風(fēng)量中的最下面的葉片的槳距，以捕獲最多的能量，因?yàn)橛心芰D(zhuǎn)換和緩存從葉 片系統(tǒng)可用的所有風(fēng)能，達(dá)到葉片可以承受的極限。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，一些風(fēng)輪機(jī)的槳距和葉片尺寸設(shè)計(jì)為在較低的風(fēng)力 下以最大的效率運(yùn)轉(zhuǎn)，而其它風(fēng)輪機(jī)選擇為在較高的風(fēng)力下以最大的效率運(yùn)轉(zhuǎn)。以這種方 式，可以在多個(gè)塔架之間共享能量存儲(chǔ)和液壓-電能變換的共用資源，由此提供了對(duì)資金 和設(shè)備的更有效的使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不偏離本發(fā)明的保護(hù)范圍的前提下，也可以實(shí)踐優(yōu) 選實(shí)施方式的其它變形。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，能量存儲(chǔ)的裝置采用壓縮機(jī)-與Arial活塞壓縮機(jī) 一樣-在氣體被壓縮時(shí)將氣體從低壓容器移至高壓容器。采用的壓縮比將與液壓傳送系統(tǒng) 相同-與通常使用的100至1的比率相反，在3. 2至1的范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)PLC控制的電磁閥的開(kāi)關(guān)進(jìn)行改變，這種活塞式壓縮機(jī)也可以用作膨脹式發(fā)動(dòng)機(jī)。膨脹式發(fā)動(dòng)機(jī)用來(lái)恢復(fù)加壓氣體中的能量。由于已經(jīng)以低的比率加壓氣體，則壓 縮和膨脹元件可以忍受氣體溫度的增加，因此壓縮膨脹過(guò)程變?yōu)楸举|(zhì)上是絕熱的。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，膨脹是通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)的，即采用計(jì)算機(jī)定時(shí)來(lái) 控制驅(qū)動(dòng)獨(dú)立的汽缸的快動(dòng)電磁閥，每個(gè)汽缸搖動(dòng)共用驅(qū)動(dòng)軸。在此提出的壓縮膨脹方式與Merswolke等(6，718，761)的邏輯一致，但具有幾 個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別。雖然Mersewolke預(yù)期可以使用壓縮，但不實(shí)際的是，他提出的方式中的 能量損失是不實(shí)際的。僅通過(guò)采用雙存儲(chǔ)容器(低壓和高壓)，具有相對(duì)高的壓力狀態(tài) (3000+psi)和低的壓縮比(3. 2或更少)，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的高效率準(zhǔn)絕熱效果。Merswolke沒(méi)有教導(dǎo)這些關(guān)鍵元件的任何內(nèi)容。與電磁驅(qū)動(dòng)的使用一樣，也沒(méi)有預(yù)期在壓縮元件中使用計(jì)算機(jī)或PLC控制閥。通過(guò)提供無(wú)線控制槳距和制動(dòng)風(fēng)輪機(jī)的所有關(guān)鍵操作元件，本發(fā)明還避免了現(xiàn)有 技術(shù)的許多的缺陷。現(xiàn)有設(shè)計(jì)已經(jīng)通過(guò)大量電纜將電力傳遞至地平面。本發(fā)明通過(guò)垂直驅(qū) 動(dòng)軸或加壓液壓流體傳遞電力，加壓液壓流體在其穿過(guò)流體旋轉(zhuǎn)接頭時(shí)到達(dá)地平面。因此，本發(fā)明結(jié)合了用于旋轉(zhuǎn)轂中的槳距控制、頂端的水平軸制動(dòng)、頂端下的偏航 控制、地平面處的能量變換和存儲(chǔ)控制的分立控制系統(tǒng)。所有的這些控制系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信。蓄電池設(shè)置在頂端、轂中和地平面處，這種控制在所有時(shí)間和所有條件下都是可 用的。太陽(yáng)電池板設(shè)置在頂端和地平面處，以對(duì)這些電控系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)充充電。來(lái)自 主軸的軸動(dòng)力耦合至頂端中的小型發(fā)電機(jī)(例如二4伏，100安培)，以在高處提供普通的控 制動(dòng)力。本發(fā)明具體地體現(xiàn)了由離合器(如在鉆探設(shè)備中發(fā)現(xiàn)國(guó)有氣動(dòng)離合器)機(jī)械分離 的堆疊液壓泵的使用，以在風(fēng)速變化時(shí)提供更大范圍的轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的特征是，通過(guò)將液壓 泵和馬達(dá)用作水平軸風(fēng)輪機(jī)上的低轉(zhuǎn)速主軸和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)和空氣壓縮機(jī)的較高轉(zhuǎn)速的軸 之間的傳送裝置，使螺旋槳的利用最大化。本發(fā)明的另一個(gè)特征是，壓縮氣體中的能量的管道存儲(chǔ)可以用作在包括幾十或數(shù) 百英里的整個(gè)風(fēng)力田范圍的電力傳輸?shù)氖侄巍Ｓ捎陲L(fēng)輪機(jī)都是計(jì)算機(jī)控制的，則電力的調(diào)度可以有效地集中在包括多個(gè)液壓傳 送裝置或膨脹器的大型發(fā)電廠中。每個(gè)液壓傳送裝置或膨脹器將驅(qū)動(dòng)獨(dú)立的同步發(fā)電機(jī)， 但可以使存儲(chǔ)的能量至輸電線路的調(diào)度最優(yōu)化，以獲得每千瓦小時(shí)的最高價(jià)格條件(因?yàn)?計(jì)算機(jī)控制可以最優(yōu)化價(jià)格)。本發(fā)明的另一個(gè)特征是，不僅可以根據(jù)從外部風(fēng)速計(jì)獲得的信息優(yōu)化槳距和偏 航，而且可以優(yōu)化低風(fēng)力期間在遠(yuǎn)處儲(chǔ)存電力的調(diào)度配給?？梢允褂梅涓C網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通信系統(tǒng)來(lái)確保本發(fā)明的所有風(fēng)輪機(jī)、能夠存儲(chǔ)裝置和 輸電線路調(diào)度元件的持續(xù)通信和控制。圖18示出了可利用的低壓和高壓氣墊的結(jié)構(gòu)，以及液壓傳送裝置的結(jié)構(gòu)。圖19 示出了存儲(chǔ)/控制/發(fā)電共享配置。附錄概念用于將3 1壓力波動(dòng)與剩余回路隔離的變排量馬達(dá)泵。
1)請(qǐng)說(shuō)明存儲(chǔ)的能量將如何轉(zhuǎn)換成電力。希望這在多大效率上與整個(gè)過(guò)程有關(guān)？2)請(qǐng)單步調(diào)試存儲(chǔ)系統(tǒng)的操作和操作周期期間的電力傳遞。已經(jīng)為存儲(chǔ)和能量恢復(fù)考慮了至少三種機(jī)制。每種機(jī)制在某種規(guī)模下是合適的。 最簡(jiǎn)單的機(jī)制是通過(guò)在泵送液壓流體時(shí)壓縮氣體體積而存儲(chǔ)能量的液壓回路的直線蓄能 器。當(dāng)允許排放流體時(shí)，能量損失很小。根據(jù)我們給SDTC的提議正在構(gòu)造的系統(tǒng)是中間規(guī)模的機(jī)制，其接近蓄能器的性 能，但不要求這種大體積的液壓流體。由風(fēng)輪機(jī)上的轉(zhuǎn)子捕獲的機(jī)械能用來(lái)驅(qū)動(dòng)Hagglimds馬達(dá)，正將其用作固定排量泵。作為固定排量泵，Hagglunds能夠以合適的馬力水平向轉(zhuǎn)子提供高抗轉(zhuǎn)矩載荷。處于較高操作壓力下的Hagglimdss在將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成流體流動(dòng)方面是非常有 效的，并且將產(chǎn)生以97%的效率高達(dá)5000PSI的壓力和高達(dá)600gal/mm的加速度。這種流體流動(dòng)隨后用在驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)變排量液壓馬達(dá)的“閉環(huán)”結(jié)構(gòu)中。雖然 Hagglunds以0和45rpm之間的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以及6000和300，000尺磅的輸入轉(zhuǎn)矩進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)， 但每個(gè)變排量馬達(dá)具有0. 02和0. 2伽每轉(zhuǎn)之間的排量。這些變排量馬達(dá)中的每一個(gè)隨后都(或多或少)作為流體傳輸系統(tǒng)的輸出側(cè)進(jìn)行 運(yùn)轉(zhuǎn)，并且以合適選擇的約ISOOrpm的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。連接至存儲(chǔ)系統(tǒng)中每個(gè)的液壓馬達(dá)的是液壓泵(實(shí)際上僅另一個(gè)馬達(dá)用作泵)。 這些馬達(dá)也是變排量的。變排量泵具有自身的排量，其循環(huán)為使得傳遞至液壓傳送裝置的 壓力與壓縮氣體和將氣體從低壓容器傳送至高壓容器所要求的壓力相匹配。 每個(gè)液壓傳送裝置有效地為液壓雙動(dòng)活塞。來(lái)自活塞的桿用來(lái)首先從進(jìn)口側(cè)的低 壓容器吸入氣體，并且隨后，當(dāng)腔滿時(shí)，并且活塞動(dòng)作反向，它用來(lái)首先壓縮，隨后將氣體傳 送到高壓容器中。兩個(gè)容器都以約MOOpsi的壓力啟動(dòng)，并且氣體被從較大的低壓容器吸出，壓縮 并傳輸至高壓容器，使得最后它們?cè)诟邏簜?cè)4800psi和低壓側(cè)1200psi的操作范圍內(nèi)結(jié)束。容器為3/8的壁纏繞玻璃纖維的x-75管，其以與Trans Canada 一樣的標(biāo)準(zhǔn)被制 造，已經(jīng)被證實(shí)并用于5000psi操作。為了提取能量，操作被有效地反轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)每個(gè)液壓傳送裝置的泵變?yōu)橥ㄟ^(guò)由液壓 傳送裝置中的氣體推動(dòng)的液壓流體驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)。變排量馬達(dá)的排量循環(huán)，使得它的動(dòng)力水平通過(guò)將與液壓傳送裝置中的氣體的膨 脹一起出現(xiàn)31或41的壓力變化保持相對(duì)恒定。以相對(duì)恒定的動(dòng)力水平操作，這種變排量馬達(dá)隨后用來(lái)驅(qū)動(dòng)變排量泵，其再次使 流體在閉環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)，該閉環(huán)系統(tǒng)在存儲(chǔ)模式中包括Hagglimds。在恢復(fù)模式中，閉環(huán)在來(lái)自存儲(chǔ)的變排量泵和驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的變排量馬達(dá)之間移 動(dòng)。根據(jù)電模擬，變排量馬達(dá)/變排量泵聯(lián)接器中每一個(gè)用作“流體變壓器”，使得壓 力/流量結(jié)合可以根據(jù)從一側(cè)到另一側(cè)的要求而重新平衡。在能量存儲(chǔ)模式中，它們首先用來(lái)減輕由液壓傳送壓縮/膨脹機(jī)制導(dǎo)致的自然鋸 齒形壓力循環(huán)，其次用來(lái)使閉環(huán)壓力與適合的結(jié)構(gòu)相匹配。
Hagglimds填充能量容器時(shí)的閉環(huán)壓力與風(fēng)一起產(chǎn)生，并且是不可預(yù)知的。
能量容器排放中的閉環(huán)壓力通常選擇為用于發(fā)電機(jī)的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。采用具有相同的效果的蓄能器，整個(gè)操作更容易直觀化。采用直線蓄能器，存儲(chǔ)/恢復(fù)效率接近95%。所涉及的馬達(dá)-發(fā)電機(jī)對(duì)帶來(lái)20%的損失，因此效率約為75%。在與發(fā)電機(jī)一起使用的液壓馬達(dá)中還有額外的15%的損失，因此總效率約為 60%。采用不按比例增加的簡(jiǎn)單的蓄能器機(jī)構(gòu)，總效率約為73%。從機(jī)械能輸入到電能輸出的觀點(diǎn)看，渦輪機(jī)的總效率約為78%。因?yàn)轱L(fēng)輪機(jī)的液壓/存儲(chǔ)特征允許它在轉(zhuǎn)子軸處捕獲更多的能量(它不需要與常 規(guī)渦輪機(jī)一樣快地減弱)，以便期望利用系數(shù)比規(guī)則渦輪機(jī)高20%，這些數(shù)量需要依比例 決定，使得具有液壓傳送裝置的系統(tǒng)的“公平(apples to apples) ”效率數(shù)變?yōu)榧s72%，具 有蓄能器的系統(tǒng)約為88%，作為風(fēng)輪機(jī)的系統(tǒng)為93%。5)為了傳遞1麗的電力，評(píng)估的什么內(nèi)容是風(fēng)輪機(jī)的標(biāo)稱容量？這是用在資金評(píng) 估中的值嗎？5.正在設(shè)計(jì)1麗的生產(chǎn)能力。6)2008年7月的業(yè)務(wù)規(guī)劃參考額定用于3600psi的操作壓力的X-75管。題目為 ‘Basic Storage Calculations’的文獻(xiàn)在測(cè)試情況下采用4800psi?？梢杂懻撨@種差異和 對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)學(xué)的影響。6.這種管極其優(yōu)選的是玻璃包覆的或其它等同物，用于處理操作壓力。
權(quán)利要求
1.一種用于可逆能量存儲(chǔ)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 用于產(chǎn)生能量的裝置；第一轉(zhuǎn)換裝置，用于借助于氣體的低比率(3.2 1或更小)高壓力(最小200巴)壓 縮，將所述能量轉(zhuǎn)換成存儲(chǔ)能量；第二轉(zhuǎn)換裝置，用于通過(guò)膨脹或第一過(guò)程的反轉(zhuǎn)將所述存儲(chǔ)能量轉(zhuǎn)換成可用能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，第一和第二轉(zhuǎn)換裝置由液壓裝置實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，能量源為風(fēng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，能量源為風(fēng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，通過(guò)大量輕質(zhì)氣體不能滲透的石油浮在液壓流 體的項(xiàng)部，在巨大的蓄能器中分離液體和氣體，從而實(shí)現(xiàn)能量的積聚，并防止起泡沫。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，采用巨大的蓄能器實(shí)現(xiàn)能量的積聚，每個(gè)蓄能器 采用聚亞安酯“清管器”作為液壓流體和壓縮氣體之間的分離器，用于避免起泡沫。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，采用下述元件實(shí)現(xiàn)大型無(wú)活塞蓄能器第一和第 二水平壓力容器，每個(gè)壓力容器位于對(duì)應(yīng)的第一腔和第二腔的上面，第一垂直氣體分離器，從第一腔延伸至第一壓力容器， 第二垂直氣體分離器，從第二腔延伸至第二壓力容器，位于氣體分離器和壓力容器中的每一個(gè)中的大量液壓流體以完全填充每個(gè)氣體分離器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，采用另一個(gè)低氣體吸收液壓流體來(lái)減少泡沫。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，液壓流體為EXXC0LUB。
10.一種用于蓄能器的液壓傳送裝置，該液壓傳送裝置包括 液壓缸，具有第一和第二液壓腔，逆向可滑動(dòng)的活塞，位于第一和第二液壓腔之間 第一氣體容器，連接至第一液壓腔的氣體端口， 第二氣體容器，連接至第二液壓腔的氣體端口。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的液壓傳送裝置，其中，活塞與第一腔中的流體接觸的表面 的面積大于活塞與第二腔中的流體接觸的表面的面積。
12.—種液壓傳送回路，包括液壓傳送裝置，所述液壓傳送裝置包括具有第一和第二 液壓腔的液壓缸、以及位于第一和第二液壓腔之間的逆向可滑動(dòng)的活塞；第一低壓氣體容 器，可連接至對(duì)應(yīng)于第一和第二液壓腔的第一或第二氣體端口 ；和第二高壓氣體容器，可連 接至對(duì)應(yīng)于第一和第二液壓腔的第一或第二氣體端口。
13.一種在具有液壓傳送回路的蓄能器中存儲(chǔ)能量的方法，其中，在初始構(gòu)造中，第一 氣體容器連接至開(kāi)口到第一液壓腔的第一氣體端口，和第二氣體容器連接至關(guān)閉到第二液 壓腔的第二氣體端口，該方法包括下述步驟i)允許高壓液壓流體壓縮第二腔中的氣體，并將氣體從第一容器吸入到第一腔中，直 到第二腔中的第一壓力等于第二容器中的氣體壓力； )打開(kāi)第二腔中的氣體端口閥，允許液壓流體流入第二容器；iii)關(guān)閉兩個(gè)氣體端口；iv)使第一容器和第二容器至第一腔和第二腔的連接反轉(zhuǎn)，并打開(kāi)第二腔氣體端口；ν)允許高壓液壓流體壓縮第一腔中的氣體并將氣體從第二容器吸入第二腔，直到第一 腔中的氣體壓力等于第一容器中的氣體壓力；vi)打開(kāi)第一腔中的氣體端口閥，允許液壓流體流入第一容器；vii)關(guān)閉兩個(gè)氣體端口；viii)重復(fù)步驟i)至vii)，直到存儲(chǔ)了期望量的能量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括將氣體壓縮產(chǎn)生的熱量在第一腔和第二腔之 間移動(dòng)的熱交換器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括氣體系統(tǒng)上的局部蓄能器。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括液壓系統(tǒng)上的局部蓄能器。
17.—種產(chǎn)生電能的方法，該方法包括采用根據(jù)權(quán)利要求13的方法存儲(chǔ)的高壓氣體推 動(dòng)液壓流體通過(guò)液壓馬達(dá)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的液壓傳送回路，其中，高壓和低壓蓄能器容器的體積足以 允許存儲(chǔ)表示30秒的全液壓泵輸出的大量氣體。
19.一種能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，其中，設(shè)置至少三個(gè)液壓傳送回路的至少一組，每個(gè)如權(quán)利要 求9所述。
20.一種多液壓傳送裝置的系統(tǒng)，其中，當(dāng)液壓傳送裝置沿一個(gè)方向到達(dá)它的終點(diǎn)時(shí)， 第二中間定位的液壓傳送裝置并行操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，包括至少三個(gè)液壓傳送裝置的至少一組為包 括至少三個(gè)液壓傳送裝置的至少兩組，第一組具有設(shè)計(jì)用于高風(fēng)速的機(jī)械優(yōu)勢(shì)，第二組具 有設(shè)計(jì)用于低風(fēng)速的機(jī)械優(yōu)勢(shì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，還包括具有不同壓力的多個(gè)容器。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述容器具有200和400巴之間、100和200 巴之間、25和75巴之間、以及5和15巴之間的壓力。
24.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括通過(guò)閥在整個(gè)泵上采用壓力降，以產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩。
25.一種能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括具有共同控制的多個(gè)塔架。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，其中，第一組子系統(tǒng)設(shè)置用于低風(fēng)力，第二組子系統(tǒng) 設(shè)置用于高風(fēng)力。
27.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，主能量存儲(chǔ)元件為一對(duì)壓力容器，所述壓力容 器包括能夠承受高達(dá)5000psi的壓力的互連管道接頭。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，管道接頭為玻璃纖維包覆的鋼管。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，玻璃包覆是在現(xiàn)場(chǎng)焊接管道時(shí)進(jìn)行的。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，管道為玻璃包覆的塑料管。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，管道為玻璃包覆的塑料管，并且管道連接和包 覆在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的。
32.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，能量存儲(chǔ)/恢復(fù)措施直接是兩個(gè)容器之間的氣 體的低比率高壓壓縮。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，電磁閥的高速控制用來(lái)將壓縮機(jī)轉(zhuǎn)換成膨脹機(jī)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，電磁閥的高速控制用來(lái)通過(guò)多個(gè)高壓氣壓缸 使氣體膨脹，每個(gè)高壓氣壓缸連接至作為使加熱的存儲(chǔ)氣體膨脹的裝置的共用曲軸。
35.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，無(wú)線控制用于槳距、偏航、主制動(dòng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換、存 儲(chǔ)和調(diào)度控制中的每一個(gè)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，為每個(gè)分立的無(wú)線控制站提供獨(dú)立的可靠電源。
37.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，雙氣體存儲(chǔ)管道不僅起能量存儲(chǔ)的作用，而且 還用作電力傳輸裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)的所有元件都具有當(dāng)前輸電線路價(jià)格 以及歷史和當(dāng)前風(fēng)力條件的信息，以便為最佳的財(cái)政/性能優(yōu)勢(shì)優(yōu)化電力銷售。
全文摘要
一種用于可逆能量存儲(chǔ)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生能量的裝置；第一轉(zhuǎn)換裝置，用于借助于氣體的低比率(3.2∶1或更小)高壓力(最小200巴)壓縮，將所述能量轉(zhuǎn)換成存儲(chǔ)能量；和第二轉(zhuǎn)換裝置，用于通過(guò)膨脹或第一過(guò)程的反轉(zhuǎn)將存儲(chǔ)能量轉(zhuǎn)換成可用能量。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102089518SQ200880126749
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者丹尼爾·科沃, 大衛(wèi)·麥克康內(nèi)爾, 德維恩·加爾諾 申請(qǐng)人:丹尼爾·科沃, 大衛(wèi)·麥克康內(nèi)爾, 德維恩·加爾諾