BG113662A

BG113662A - Hydraulic gravity system for energy storage and delivery

Info

Publication number: BG113662A
Application number: BG113662A
Authority: BG
Inventors: Румен Христов; Димитров Христов Румен
Original assignee: Румен Христов; Димитров Христов Румен
Priority date: 2023-02-24
Filing date: 2023-02-24
Publication date: 2024-08-30
Also published as: WO2024174010A1; CN120604032A

Abstract

The present invention relates to a hydraulic gravity system for energy storage and delivery, which is composed of a hydraulic converter (1) connected by a mechanical shaft to a hydraulic pump (2), which is connected to a hydraulic fluid tank (13) and through a shut-off valve (3) and a non-return valve (4) is connected to pipelines (5). On the one hand, the pipelines (5) through isolation valves (16) are connected to hydraulic cylinders (6) which are connected to accumulator elements (7). On the other hand, the pipelines (5) are connected to a pressure compensating unit (8), and through a shut-off valve (9) and a regulating valve (10), they are connected to a hydraulic motor (11), connected by a mechanical shaft to an electric generator ( 12). On the third side, the pipelines (5) through a pressure reduction valve (15) are connected to the hydraulic fluid tank (13). The hydraulic motor (11) is connected to the hydraulic fluid tank (13). The system also includes a control information module (20), which by means of control measuring sensors and instruments control the operation of the system.

Description

Хидравлична гравитационна система за съхранение и отдаване на енергияHydraulic gravity system for energy storage and release

Област на техникатаField of technique

Настоящото изобретение се отнася до хидравлична гравитационна система за съхранение и отдаване на енергия, и ще намери приложение в областта на енергетиката, по-специално при преобразуване на електрическа или механична енергия от източник в потенциална гравитационна енергия, която се акумулира от хидравлична гравитационна батерия и се подава към електрическата система.The present invention relates to a hydraulic gravity energy storage and release system, and will find application in the field of energy, in particular, in the conversion of electrical or mechanical energy from a source into potential gravity energy, which is accumulated by a hydraulic gravity battery and feeds into the electrical system.

Предшестващо състояние на техникатаPrior art

С постоянно нарастващия дял на възобновяемите енергийни източници в енергийния сектор системите за съхранение на енергия придобиват все поголямо значение. Системите за съхранение събират излишната енергия и я освобождават при пикови натоварвания на мрежата. Сред утвърдените днес технологии за съхранение на енергията от фотоволтаични централи и други ВЕИ системи са акумулаторните батерии и помпено-акумулиращите централи.With the ever-increasing share of renewable energy sources in the energy sector, energy storage systems are becoming increasingly important. Storage systems collect excess energy and release it at peak grid loads. Among the technologies established today for storing energy from photovoltaic plants and other renewable energy systems are storage batteries and pumped-storage plants.

Помпено-акумулиращите водноелектрически централи (ПАВЕЦ) са едни от първите технологии за съхранение на енергията, въведени в експлоатация оше в началото на 20-ти век. Тези водноелектрически централи, освен че използват енергията на водната маса за производство на електричество, разполагат и е възможност да изпомпват вода от по-ниско разположен водоем. Когато има излишна енергия, производствените мощности на централата изтласкват водата в по-висок резервоар и енергията остава в „режим на очакване“ на по-високо потребление.Pumped storage hydropower plants (SHP) are one of the first energy storage technologies put into operation at the beginning of the 20th century. These hydroelectric plants, in addition to using the energy of the water table to produce electricity, have the ability to pump water from a lower reservoir. When there is excess energy, the plant's generating capacity pushes the water into a higher reservoir and the energy remains in "standby mode" of higher demand.

Устройствата за съхранение на химическа енергия са различните видове акумулаторни батерии и електрохимичните кондензатори. Литиево-йонните батерии имат множество предимства пред другите видове технологии за съхранение на енергия. Особено голямо тяхно предимство е, че не се нуждаят от поддръжка, за разлика от други типове акумулаторни батерии. Тяхната поголяма „плътност“ на мощността е причината да бъдат използвани като решения в мобилните телефони и електро автомобилите.Chemical energy storage devices are the various types of storage batteries and electrochemical capacitors. Lithium-ion batteries have many advantages over other types of energy storage technology. A particularly big advantage of them is that they do not need maintenance, unlike other types of rechargeable batteries. Their higher power "density" is why they are used as solutions in mobile phones and electric cars.

Инсталациите със сгъстен въздух са алтернативен метод за съхранение на излишната електроенергия, Използваната за сгъстения въздух енергия в последствие се възвръща чрез турбини, задвижвани при изпускането на въздуха. Обикновено компресираният въздух се съхранява под земята и нуждата от локания с подземен резервоар е основната причина технологията да не с широко разпространена. Електрическите системи за съхранение на енергия се основават на явленията електростатично поле и електромагнитно поле, като се използват два типа устройства - кондензатори и намотки (бобини). Използват се и инсталации за термично съхранение, маховици, наноматериали, изработени на базата на графен, системи със свръхпроводими магнити и други.Compressed air installations are an alternative method of storing excess electricity. The energy used for the compressed air is subsequently recovered through turbines driven when the air is discharged. Compressed air is usually stored underground and the need for underground storage tanks is the main reason why the technology is not widely used. Electrical energy storage systems are based on the phenomena of electrostatic field and electromagnetic field, using two types of devices - capacitors and coils (coils). Thermal storage installations, flywheels, nanomaterials made on the basis of graphene, systems with superconducting magnets and others are also used.

Гравитационното акумулиране на енергия, подобно на ПАВЕЦ, се основава на прост принцип - използването на енергия по време на фазата на зареждане на системата, за да се транспортира твърда маса от по-ниско до повисоко ниво. След това при необходимост от електроенергия, твърдата маса се спуска и се задейства електрически генератор, за сметка на теглото й. Колкото по-голяма е масата, която се транспортира, толкова повече енергия ще се отделя при нейното спускане. В ролята на „акумулатор” на потенциалната енергия се явява теглото на твърдата маса. Теоретично гравитационните батерии могат да бъдат изградени от материали, които имат голяма тежест, например твърди предмета или твърда маса от пясък или чакъл, както и вода.Gravitational energy storage, like PAVEC, is based on a simple principle - the use of energy during the charging phase of the system to transport a solid mass from a lower to a higher level. Then, when electricity is needed, the solid mass is lowered and an electrical generator is activated, at the expense of its weight. The larger the mass being transported, the more energy will be released as it descends. The weight of the solid mass acts as an "accumulator" of potential energy. In theory, gravity batteries can be built from materials that have a lot of weight, for example solid objects or a solid mass of sand or gravel, as well as water.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задача на изобретението е да се създаде хидравлична гравитационна система за съхранение и отдаване на енергия, която осигурява преобразуване на електрическа или механична енергия от източник в потенциална гравитационна енергия, която се акумулира от хидравлична гравитационна батерия, като акумулираната енергия се преобразува в стандартна електроенергия и се подава към електрическата система.The task of the invention is to create a hydraulic gravity system for energy storage and release, which provides conversion of electrical or mechanical energy from a source into potential gravity energy, which is accumulated by a hydraulic gravity battery, and the accumulated energy is converted into standard electricity and feeds into the electrical system.

Задачата е решена като е създадена хидравлична гравитационна система за съхранение и отдаване на енергия, която е съставена от преобразовател на енергия, свързан чрез механичен вал с хидравлична помпа. Хидравличната помпа е свързана с резервоар за хидравлична течност и през спирателен клапан и обратен клапан е свързана с тръбопроводи. Тръбопроводите от една страна през изолиращи клапани са свързани с хидравлични цилиндри, които са свързани с акумулаторни елементи. От друга страна, тръбопроводите са свързани с компенсиращ модул за налягане, а през спирателен клапан и регулиращ клапан, са свързани с хидравличен мотор, свързан чрез механичен вал с електрически генератор. От трета страна тръбопроводите през клапан за понижаване на налягането са свързани с резервоара за хидравлична течност. Хидравличният мотор е свързан с резервоара за хидравлична течност. Резервоарът за хидравлична течност чрез ремонтен тръбопровод и клапани за извеждане в ремонт е свързан с хидравличните цилиндри. Тръбопроводите са снабдени е датчик за налягане на хидравлична течност. Компенсиращият модул за налягане е снабден с датчик за нивото на хидравлична течност. Резервоарът за хидравлична течност е снабден с втори датчик за нивото на хидравлична течност. Хидравличните цилиндри са снабдени с датчици за течове на хидравлична течност. Акумулаторните елементи са снабдени с датчици за височина и със застопоряващи устройства. Системата включва и управляващ информационен модул, свързан с всички датчици, с всички клапани, както и с хидравличния преобразовател, с хидравлична помпата, с хидравличния мотор, с електрическия генератор и със застопоряващите устройства,The task was solved by creating a hydraulic gravity system for energy storage and release, which is composed of an energy converter connected by a mechanical shaft to a hydraulic pump. The hydraulic pump is connected to a reservoir for hydraulic fluid and through a shut-off valve and a non-return valve is connected to pipelines. The pipelines on the one hand through isolation valves are connected to hydraulic cylinders, which are connected to accumulator elements. On the other hand, the pipelines are connected to a pressure compensating unit, and through a shut-off valve and a regulating valve, they are connected to a hydraulic motor connected by a mechanical shaft to an electric generator. On the third side, pipelines through a pressure relief valve are connected to the hydraulic fluid tank. The hydraulic motor is connected to the hydraulic fluid reservoir. The reservoir for hydraulic fluid is connected to the hydraulic cylinders by means of a repair pipeline and valves for bringing out in repair. The pipelines are equipped with a hydraulic fluid pressure sensor. The pressure compensating module is equipped with a hydraulic fluid level sensor. The hydraulic fluid reservoir is equipped with a second hydraulic fluid level sensor. Hydraulic cylinders are equipped with sensors for hydraulic fluid leaks. The battery cells are equipped with height sensors and locking devices. The system also includes a control information module connected to all sensors, to all valves, as well as to the hydraulic converter, to the hydraulic pump, to the hydraulic motor, to the electric generator and to the locking devices,

Преобразователят на енергия е електродвигател на постоянен или променлив ток, или е преобразовател на механична енергия.The energy converter is a DC or AC electric motor, or it is a mechanical energy converter.

Предимство на създадената хидравлична гравитационна система е, че осигурява висока ефективност на преобразуване на всякаква електрическа или механична енергия в потенциална цзавитационна енергия, както и висок капацитет за съхранение на енергията на сравнително малка площ. Предимство е и това, че системата е напълно екологична, като няма ограничения за нейното разположение, както няма ограничения и за циклите на зареждане и разреждане и нивото на разреждане на батерията.An advantage of the created hydraulic gravity system is that it provides a high efficiency of conversion of any electrical or mechanical energy into potential gravitational energy, as well as a high energy storage capacity in a relatively small area. Another advantage is that the system is completely ecological, with no restrictions on its placement, as well as no restrictions on charge and discharge cycles and battery discharge level.

Описание ма приложените фигуриDescription of the attached figures

Настоящото изобретението е илюстрирано на приложените фигури, където:The present invention is illustrated in the accompanying figures, wherein:

Фигура 1 представлява принципна схема на хидравлична гравитационна система, за съхранение и отдаване на енергия, съгласно изобретението; иFigure 1 is a schematic diagram of a hydraulic gravity system for energy storage and release, according to the invention; and

Фигура 2 представлява принципна схема на ремонтния тръбопровод и клапаните за извеждане в ремонт на системата от фигура 1, при модул Ml в разредено състояние, а модул M2 напълно зареден.Figure 2 is a schematic diagram of the repair piping and valves for the system of Figure 1, with module Ml in a discharged state and module M2 fully charged.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of implementation of the invention

Създадената хидравлична гравитационна система за съхранение и отдаване на енергия, показана на фигури 1 и 2, е съставена от преобразовател на енергия 1, свързан чрез механичен вал с хидравлична помпа 2, която е свързана резервоар за хидравлична течност 13 и през спирателен клапан 3 и обратен клапан 4 е свързана с тръбопроводи 5. Преобразователят на енергия 1 е електродвигател на постоянен или променлив ток, или е преобразовател на механична енергия. Тръбопроводите 5 от една страна през изолиращи клапани 16 са свързани с хидравлични цилиндри 6, които са свързани с акумулаторни елементи 7. Клапаните 16 изолират поотделно всеки хидравличен цилиндър 6 от тръбопроводите 5 при планови или аварийни ремонти. Акумулаторните елементи 7 са изградени от материали с възможно най-висока плътност, като са обхванати от строителни конструкции 21, позволяващи тяхното свободно движение нагоре и на долу. Тръбопроводите 5 са снабдени с датчик за налягане на хидравлична течност 17. Хидравличните цилиндри 6 са снабдени с датчици за течове на хидравлична течност 25. Акумулаторните елементи 7 са снабдени с датчици за височина 19 и със застопоряващи устройства 22. Цялата хидравлична подемна система, изградена от тръбопроводите 5, хидравличните цилиндри 6, акумулаторните елементи 7 и строителните конструкции 21, представляват гравитационна батерия.The created hydraulic gravity energy storage and release system, shown in figures 1 and 2, is composed of an energy converter 1, connected by a mechanical shaft to a hydraulic pump 2, which is connected to a hydraulic fluid reservoir 13 and through a shut-off valve 3 and reverse valve 4 is connected to pipelines 5. Energy converter 1 is a DC or AC electric motor, or a mechanical energy converter. The pipelines 5 on the one hand, through isolation valves 16, are connected to hydraulic cylinders 6, which are connected to accumulator elements 7. The valves 16 isolate each hydraulic cylinder 6 from the pipelines 5 individually during planned or emergency repairs. The accumulator elements 7 are made of materials with the highest possible density, being covered by construction structures 21, allowing their free movement up and down. The pipelines 5 are equipped with a hydraulic fluid pressure sensor 17. The hydraulic cylinders 6 are equipped with sensors for hydraulic fluid leaks 25. The accumulator elements 7 are equipped with height sensors 19 and with locking devices 22. The entire hydraulic lifting system, built from pipelines 5, hydraulic cylinders 6, battery elements 7 and construction structures 21 represent a gravity battery.

От друга страна, тръбопроводите 5 са свързани с компенсиращ модул за налягане 8, а през спирателен клапан 9 и регулиращ клапан 10, са свързани с хидравличен мотор 11, свързан чрез механичен вал с електрически генератор 12. Хидравличният мотор 11 е свързан с резервоара за хидравлична ‘течност 13. Компенсиращият модул за налягане 8 е вертикален цилиндричен съд снабден с предпазни клапани към газовия обем в него, които сработват при достигане на налягане в тръбопроводите надвишаващо работното, за предпазване на системата от хидравлични удари и свръх налягане, Компенсиращият модул за налягане 8 е снабден е датчик за нивото на хидравлична течност 18.On the other hand, the pipelines 5 are connected to a pressure compensating unit 8, and through a shut-off valve 9 and a regulating valve 10, they are connected to a hydraulic motor 11, connected via a mechanical shaft to an electric generator 12. The hydraulic motor 11 is connected to the hydraulic tank 'liquid 13. The pressure compensating module 8 is a vertical cylindrical vessel equipped with safety valves to the gas volume in it, which operate when the pressure in the pipelines exceeds the working one, to protect the system from hydraulic shocks and overpressure. The pressure compensating module 8 a hydraulic fluid level sensor 18 is provided.

От трета страна тръбопроводите 5 през клапан за понижаване на налягането 15 са свързани е резервоара за хидравлична течност 13, който е снабден с втори датчик за нивото на хидравлична течност 14. Резервоарът¹ за хидравлична течност 13 чрез ремонтен тръбопровод 24 и клапани за извеждане в ремонт 23 е свързан с хидравличните цилиндри 6. Клапаните за извеждане в ремонт 23 служат за извеждане в ремонт поотделно на всеки хидравличен цилиндър 6 без да влияят на работата на цялата система. Ремонтният тръбопровод 24 служи за дрениране на хидравличната течност от изведените за ремонт хидравлични цилиндри 6 към резервоара за хидравлична течност 13, Резервоарът за хидравлична течност 13 е с обем, достатъчен да събере хидравличната течност необходима за работата на системата. По време на работа на системата захранва хидравличната помпа 2 е хидравлична течност и събира хидравличната течност от хидравличния мотор 11. По време на ремонт на системата, събира и съхранява цялата хидравлична течност от системата.On the third side, the pipelines 5 through a pressure reduction valve 15 are connected to the hydraulic fluid reservoir 13, which is equipped with a second hydraulic fluid level sensor 14. The hydraulic fluid reservoir ¹ 13 through a repair pipeline 24 and valves for removal to repair 23 is connected to the hydraulic cylinders 6. The repair valves 23 serve to remove each hydraulic cylinder 6 separately without affecting the operation of the entire system. The repair pipeline 24 serves to drain the hydraulic fluid from the hydraulic cylinders 6 removed for repair to the hydraulic fluid reservoir 13. The hydraulic fluid reservoir 13 has a volume sufficient to collect the hydraulic fluid necessary for the operation of the system. During system operation, it supplies hydraulic pump 2 with hydraulic fluid and collects hydraulic fluid from hydraulic motor 11. During system repair, collects and stores all hydraulic fluid from the system.

Системата включва и управляващ информационен модул 20, свързан с датчиците 14, 17, 18, 19 и 25, е клапаните 3, 4, 9, 10, 15 и 16, както и с хидравличния преобразовател 1, с хидравлична помпата 2, с хидравличния мотор 11, е електрическия генератор 12, и със застопоряващите устройства 22. Управляващият информационен модул 20 управлява режимите на акумулиране на енергия от системата, па дълговременно съхранение на енергия в системата, на отдаване на енергия от системата към електроенергийната мрежа, както и комбинирания режим на едновременно акумулиране и отдаване на енергия. Управляващият информационен модул 20 контролира и управлява хидравличния преобразовател 1, хидравличната помпата 2, клапаните 3,4, 9, 10, 15 и 16, и застопоряващите устройства 22, като подържа работното налягане в хидравличната система и контролира степента на зареждане и разреждане на гравитационната батерия. Също така, осигурява устойчива работа на хидравличния мотор 11 и генератора 12, плавно отваряне и затваряне на регулиращия клапан 10, синхронизиране и включване на генератора 12 в електроенергийната система или локални системи, изменение на мощността и изключване генератора 12 от системата.The system also includes a control information module 20 connected to the sensors 14, 17, 18, 19 and 25, the valves 3, 4, 9, 10, 15 and 16, as well as to the hydraulic converter 1, to the hydraulic pump 2, to the hydraulic motor 11, is the electric generator 12, and with the locking devices 22. The control information module 20 manages the modes of accumulating energy from the system, then long-term storage of energy in the system, of releasing energy from the system to the power grid, as well as the combined mode of simultaneous accumulating and releasing energy. The control information module 20 controls and controls the hydraulic converter 1, the hydraulic pump 2, the valves 3,4, 9, 10, 15 and 16, and the locking devices 22, maintaining the working pressure in the hydraulic system and controlling the charge and discharge rate of the gravity battery . Also, it provides stable operation of the hydraulic motor 11 and the generator 12, smooth opening and closing of the regulating valve 10, synchronization and inclusion of the generator 12 in the electric power system or local systems, changing the power and disconnecting the generator 12 from the system.

Създадената хидравлична гравитационна система за съхранение и отдаване на енергия работи по следния начин.The created hydraulic gravity energy storage and release system works as follows.

Енергията постъпваща от източник на енергия, била тя електрическа или механична, се преобразува от електродвигателя 1 или механичния преобразовател 1 в механична енергия под формата на въртящ момент и се предава чрез механичен вал към хидравличната помпа 2. Хидравличната помпа 2 се захранва с хидравлична течност от резервоара 13 и преобразува въртящия момент в хидравлична енергия, която по тръбопроводите 5 се транспортира до хидравличните цилиндри 6. Хидравличната помпа 2 повишава налягането в хидравличната система. Когато налягането в тръбопроводите 5 достигне стойност, надвишаваща силите на натиск на акумулаторните елементи 7, буталата на хидравличните цилиндри 6 повдигат акумулаторните елементи 7 докато не достигнат крайния си ход. По този начин в тях се акумулира енергия приблизително равна на 10 kW при един тон повдигнат на един метър. Когато буталата на хидравличните цилиндри 6 достигнат крайно горно положение, датчиците за височина 19 на акумулаторните елементи 7 подават информацията към управляващия информационен модул 20, който от своя страна подава сигнал на преобразователя на енергия 1 за прекратяване приемането на енергия от източника. Преобразователят на енергия 1 и хидравличната помпа 2 спират работата си, обратният клапан 4 се затваря под въздействието на налагането в тръбопроводите 5, като по този начин се предотвратява обратно изтичане на хидравличната течност към хидравличната помпа 2. Управляващия модул 20 затваря спирателния клапан 3 за надеждно изолиране на хидравличната помпа 2 от обратен поток. При необходимост от дълговременно съхранение на акумулираната енергията, управляващият информационен модул 20 подава команда към застопоряващите устройства 22 да блокират движението на акумулаторните елементи 7. Застопоряващите устройства 22 са монтирани така, че да блокират или съответно да освободят движението на акумулаторните елементи 7. При застопореяи акумулаторни елементи 7, управляващият информационен модул 20 подава команда за отваряне на клапана за понижаване на налягането 15, което води до понижаване на налягането в тръбопроводите 5 до налягане минимизиращо евентуални течове на хидравлична течност от хидравличните цилиндри 6, след което подава команда за затваряне на клапана 15.The energy coming from an energy source, be it electrical or mechanical, is converted by the electric motor 1 or the mechanical converter 1 into mechanical energy in the form of torque and transmitted through a mechanical shaft to the hydraulic pump 2. The hydraulic pump 2 is supplied with hydraulic fluid from the tank 13 and converts the torque into hydraulic energy, which is transported through the pipelines 5 to the hydraulic cylinders 6. The hydraulic pump 2 increases the pressure in the hydraulic system. When the pressure in the pipelines 5 reaches a value exceeding the pressure forces of the accumulator elements 7, the pistons of the hydraulic cylinders 6 lift the accumulator elements 7 until they reach their final stroke. In this way, they accumulate energy approximately equal to 10 kW when one ton is lifted one meter. When the pistons of the hydraulic cylinders 6 reach the extreme upper position, the height sensors 19 of the battery cells 7 feed the information to the control information module 20, which in turn gives a signal to the energy converter 1 to stop receiving energy from the source. The energy converter 1 and the hydraulic pump 2 stop working, the non-return valve 4 closes under the influence of the pressure in the pipelines 5, thereby preventing the hydraulic fluid from flowing back to the hydraulic pump 2. The control unit 20 closes the shut-off valve 3 for reliable isolation of hydraulic pump 2 from reverse flow. If there is a need for long-term storage of the accumulated energy, the control information module 20 sends a command to the locking devices 22 to block the movement of the battery elements 7. The locking devices 22 are installed in such a way as to block or respectively release the movement of the battery elements 7. elements 7, the control information module 20 issues a command to open the pressure relief valve 15, which leads to a decrease in the pressure in the pipelines 5 to a pressure that minimizes possible leaks of hydraulic fluid from the hydraulic cylinders 6, then issues a command to close the valve 15 .

При преминаване към режим на отдаване на акумулираната енергия, управляващият информационен модул 20 подава команда за включване към преобразователя на енергия 1 и хидравлична помпа 2, отваря спирателния клапан 3 и повишава налягането в тръбопроводите 5 до изравняване на силите на натиск от акумулаторните елементи 7 и силите на натиск на буталата на хидравличните цилиндри 6. След изравняване на силите управляващият информационен модул 20 подава команда към застопоряващи устройства 22 да освободят акумулаторните елементи 7 и команда за изключване на преобразователя на енергия 1 и хидравлична помпа 2, и затваряне на спирателния клапан 3. При режим за отдаване на акумулираната енергия към електроенергийната система, управляващият информационен модул 20 формира сигнал за отваряне на спирателния клапан 9 и плавно отваряне на регулиращия клапан 10. Силите на натиск от акумулаторните елементи 7 започват да прибират буталата на хидравличните цилиндри 6 и изтласкват хидравличната течност по тръбопроводите 5 през отворения спирателен клапан 9 към регулиращия клапан 10. Регулиращият клапан 10 пропуска част от хидравличната течност към хидравличния мотор 11, като по този начин управлява налягането на входа на хидравличния мотор 11, неговите обороти и мощността на генератора 12. Хидравличният мотор 11 преобразува хидравличната енергия в механична под формата на въртящ момент и чрез механичен вал я предава към електрическия генератор 12. Генераторът 12 преобразува въртящия момент в стандартна електрическа енергия и я подава към електроенергийната система. Хидравличната течност от хидравличния мотор 11 постъпва в резервоара 13.When switching to the mode of releasing the accumulated energy, the control information module 20 gives a power-on command to the energy converter 1 and hydraulic pump 2, opens the shut-off valve 3 and increases the pressure in the pipelines 5 until the pressure forces of the storage elements 7 and the forces of pressure on the pistons of the hydraulic cylinders 6. After equalizing the forces, the control information module 20 sends a command to the locking devices 22 to release the battery cells 7 and a command to turn off the energy converter 1 and hydraulic pump 2, and close the shut-off valve 3. mode for giving the accumulated energy to the electric power system, the control information module 20 forms a signal to open the shut-off valve 9 and smoothly open the regulating valve 10. The pressure forces from the accumulator elements 7 begin to retract the pistons of the hydraulic cylinders 6 and push the hydraulic fluid along pipelines 5 through the open shut-off valve 9 to the regulating valve 10. The regulating valve 10 passes part of the hydraulic fluid to the hydraulic motor 11, thereby controlling the pressure at the inlet of the hydraulic motor 11, its revolutions and the power of the generator 12. The hydraulic motor 11 converts hydraulic energy into mechanical in the form of torque and through a mechanical shaft transmits it to the electrical generator 12. The generator 12 converts the torque into standard electrical energy and supplies it to the power system. The hydraulic fluid from the hydraulic motor 11 enters the tank 13.

При доближаване до крайно долно положение на буталата на хидравличните цилиндри 6, например 5% от капацитета на батерията, акумулираната енергия е отдадена, управляващият информационен модул 20 формира сигнал за плавно затваряне на регулиращия клапан 10, след което подава сигнал и за затваряне спирателния клапан 9.When approaching the extreme bottom position of the pistons of the hydraulic cylinders 6, for example 5% of the battery capacity, the accumulated energy is released, the control information module 20 forms a signal for the smooth closing of the regulating valve 10, after which it also gives a signal for closing the shut-off valve 9 .

При теч на хидравлична течност, например поради повреда на хидравличен цилиндър 6, управляващият информационен модул 20 получава сигнал от датчика 25 за съответния хидравличен цилиндър 6 и подава команди към съответното застопоряващо устройство 22 да блокира движението на съответния акумулаторен елемент 7, както и подава команда за затваряне на изолиращия клапан 16 за изолиране на повредения участък.In the event of a hydraulic fluid leak, for example due to a failure of a hydraulic cylinder 6, the control information module 20 receives a signal from the sensor 25 for the corresponding hydraulic cylinder 6 and commands the corresponding locking device 22 to block the movement of the corresponding accumulator element 7, as well as a command to closing the isolation valve 16 to isolate the damaged section.

Създадената хидравлична гравитационна система за съхранение и отдаване на енергия може да работи и в смесен режим, т.е. едновременно да се зарежда от източник и да отдава енергия към електроенергийната система. Системата може да бъде разположена навсякъде, където има необходимост οι балансиране на източници на енергия в енергийната система. Освен това, голямо предимство на системата е, че не е необходимо източниците на енергия да подават към системата стандартизирана енергия по отношение на честота напрежение и други, на изхода на системата винаги ще отдава стандартна електрическа енергия към електроенергийната система.The created hydraulic gravity system for energy storage and release can also work in a mixed mode, i.e. simultaneously charging from a source and delivering energy to the power system. The system can be located wherever there is a need to balance energy sources in the energy system. In addition, a great advantage of the system is that it is not necessary for the energy sources to supply the system with standardized energy in terms of frequency, voltage, etc., at the output of the system it will always give standardized electrical energy to the power system.

Claims

1. A hydraulic gravity system for energy storage and release, characterized in that it is composed of an energy converter (1) connected by a mechanical shaft to a hydraulic pump (2), which is connected to a reservoir for hydraulic fluid (13) and through a shut-off valve (3) and a check valve (4) is connected to pipelines (5), and the pipelines (5) on the one hand through isolation valves (16) are connected to hydraulic cylinders (6) which are connected to accumulator elements ( 7), on the other hand, the pipelines (5) are connected to a pressure compensating unit (8), and through a shut-off valve (9) and a regulating valve (10), are connected to a hydraulic motor (11), connected by a mechanical shaft with electric generator (12), and on the third side, pipelines (5) through a pressure relief valve (15) are connected to the hydraulic fluid tank (13), where the hydraulic motor (11) is connected to the hydraulic fluid tank (13 ), which is connected to the hydraulic cylinders (6) through a repair pipeline (24) and valves for repair (23), and the pipelines (5) are equipped with a hydraulic fluid pressure sensor (17), the compensating pressure module ( 8) is equipped with a hydraulic fluid level sensor (18), the hydraulic fluid tank (13) is equipped with a second hydraulic fluid level sensor (14), the hydraulic cylinders (6) are equipped with hydraulic fluid leak sensors (25), and the battery elements (7) are equipped with height sensors (19) and locking devices (22), whereby the system also includes a control information module (20) connected to the sensors (14. 17, 18, 19 and 25), with the valves (3, 4, 9, 10, 15 and 16), as well as with the hydraulic converter (1), with the hydraulic pump (2), is the hydraulic motor (11), with the electric generator (12) and with the locking devices (22).

2. A hydraulic gravity system for energy storage and release, according to claim 1, characterized in that the energy converter (2) is a DC or AC electric motor, or a mechanical energy converter.