RU2825746C1

RU2825746C1 - Energy storage system with lifting system for elevator

Info

Publication number: RU2825746C1
Application number: RU2023119898A
Authority: RU
Inventors: Андреа ПЕДРЕТТИ; Роланд Маркус ХЁННИ
Original assignee: Энерджи Волт, Инк.
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2024-08-28

Abstract

FIELD: lifting devices.

SUBSTANCE: energy accumulation and delivery system includes an elevator, made with possibility of operation for movement of units from lower elevation to higher elevation for energy accumulation and from higher elevation to lower elevation for power generation. Winch assembly is connected with the possibility of movement with a cable, which is connected to the elevator. Winch assembly has planetary gearing assemblies, brakes, which selectively engage with at least part of planetary gearing assemblies, and drum connected to cable. Drive shaft extends between motor-generator and winch assembly. Brake is configured to operate so that the drum rotates to wind the cable for lifting the elevator to move the unit from a lower elevation to a greater elevation for energy accumulation or for operation so that the drum rotates to unwind the cable for lowering the elevator to move the unit from a higher elevation to a smaller elevation for power generation.

EFFECT: simplified control of the block lifting and lowering system.

17 cl, 22 dwg

Description

[0001] Любые и все заявки, для которых иностранная или внутренняя заявка на приоритет указана в Паспорте заявки, поданном вместе с настоящей заявкой, настоящим включены посредством ссылки в соответствии с 37 1.57 Cвода федеральных постановлений США.[0001] Any and all applications for which a foreign or domestic priority claim is indicated in an Application Document filed with this application are hereby incorporated by reference pursuant to 37 C.F.R. 1.57.

Область техникиField of technology

[0002] Изобретение относится к системе для накопления и доставки энергии и, в частности, к системе для накопления и доставки энергии, которая накапливает и высвобождает энергию посредством вертикального перемещения блоков или кирпичей.[0002] The invention relates to a system for storing and delivering energy and, in particular, to a system for storing and delivering energy that stores and releases energy by vertically moving blocks or bricks.

Уровень техникиState of the art

[0003] Выработка электроэнергии из возобновляемых источников энергии (например, солнечной энергии, энергии ветра, гидроэлектроэнергии, биомассы и т.д.) продолжает расти. Однако многие из этих возобновляемых источников энергии (например, солнечная энергия, энергия ветра) являются прерывистыми и непредсказуемыми, что ограничивает количество электроэнергии, которая может быть доставлена в сеть из прерывистых возобновляемых источников энергии.[0003] Electricity generation from renewable energy sources (e.g. solar, wind, hydroelectric, biomass, etc.) continues to grow. However, many of these renewable energy sources (e.g. solar, wind) are intermittent and unpredictable, which limits the amount of electricity that can be delivered to the grid from intermittent renewable energy sources.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

[0004] Следовательно, существует потребность в улучшенной системе для захвата электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии, для предсказуемой доставки в электрическую сеть. Используемое в настоящем документе понятие «электрическая сеть» представляет собой взаимосвязанную сеть для доставки электроэнергии от производителей к потребителям и охватывает большой географический регион, включающий города, штаты и/или страны.[0004] Therefore, there is a need for an improved system for capturing electricity generated by renewable energy sources for predictable delivery to the electric grid. As used herein, the term "electric grid" is an interconnected network for delivering electricity from producers to consumers and covers a large geographic region, including cities, states and/or countries.

[0005] В соответствии с другим аспектом изобретения система для накопления и доставки энергии в одном примере может накапливать солнечную энергию для производства электроэнергии в нерабочее время. Система для накопления и доставки энергии может перемещать множество блоков с меньшего возвышения на большее возвышение для накопления солнечной энергии в виде потенциальной энергии в блоках в дневное время, когда солнечная электроэнергия имеется в избытке. Затем система для накопления энергии может работать для перемещения блоков с большего возвышения на меньшее возвышение в ночное время, чтобы приводить в действие генератор для производства электроэнергии для доставки в электрическую сеть. В одном варианте осуществления система накопления энергии может использовать лебедку, имеющую один или более узлов планетарной передачи и один или более тормозов, которые предпочтительно обеспечивают упрощенное управление системой для подъема и опускания блоков.[0005] According to another aspect of the invention, the energy storage and delivery system in one example can store solar energy to produce electricity during off-hours. The energy storage and delivery system can move a plurality of blocks from a lower elevation to a higher elevation to store solar energy as potential energy in the blocks during the daytime when solar electricity is in excess. The energy storage system can then operate to move the blocks from a higher elevation to a lower elevation at night to drive a generator to produce electricity for delivery to the electrical grid. In one embodiment, the energy storage system can use a winch having one or more planetary gear assemblies and one or more brakes, which preferably provide simplified control of the system for raising and lowering the blocks.

[0006] В соответствии с другим аспектом изобретения предложен способ накопления и выработки электроэнергии. Способ включает управление работой подъемника на башне для перемещения множества блоков с меньшего возвышения на башне на большее возвышение на башне для накопления энергии в указанных блоках, причем каждый из блоков накапливает количество энергии, соответствующее количеству потенциальной энергии указанного блока. Способ также включает управление работой подъемника для перемещения блоков с большего возвышения на башне на меньшее возвышение на башне (например, под действием силы тяжести) для выработки таким образом электричества в количестве, соответствующем количеству кинетической энергии указанных одного или более блоков, при перемещении с большего возвышения на меньшее возвышение.[0006] According to another aspect of the invention, a method for storing and generating electric power is proposed. The method includes controlling the operation of a lift on a tower to move a plurality of blocks from a lower elevation on the tower to a higher elevation on the tower to store energy in said blocks, wherein each of the blocks stores an amount of energy corresponding to the amount of potential energy of said block. The method also includes controlling the operation of the lift to move the blocks from a higher elevation on the tower to a lower elevation on the tower (e.g., under the action of gravity) to thereby generate electricity in an amount corresponding to the amount of kinetic energy of said one or more blocks, when moving from a higher elevation to a lower elevation.

[0007] В соответствии с одним аспектом изобретения предложена система для накопления и доставки энергии. Система для накопления и доставки энергии содержит один или более модулей. Каждый модуль содержит множество блоков и каркас, имеющий высоту по вертикали над фундаментом. Каркас включает в себя нижнюю площадку, верхнюю площадку, расположенную вертикально с разнесением над нижней площадкой, шахту подъемника, расположенную между левой колонной и правой колонной каркаса, которые проходят между нижней площадкой и верхней площадкой, и подъемник, расположенный с возможностью перемещения в шахте подъемника и функционально соединенный с двигателем-генератором. Подъемник имеет размеры, обеспечивающие возможность размещения и поддержки в нем одного или более блоков и с возможностью работы для перемещения между местоположением над нижней площадкой и местоположением над верхней площадкой. Подъемник выполнен с возможностью работы для подъема одного или более блоков из местоположения в левой колонне над нижней площадкой в местоположение над верхней площадкой над левой колонной и перемещения одного или более блоков из местоположения в правой колонне над нижней площадкой в местоположение над верхней площадкой над правой колонной для накопления таким образом электрической энергии в количестве, соответствующем количеству потенциальной энергии указанных одного или более поднятых блоков. Подъемник выполнен с возможностью работы для опускания одного или более блоков из местоположения над верхней площадкой над левой колонной в местоположение внутри левой колонны над нижней площадкой и перемещения одного или более блоков из местоположения над верхней площадкой над правой колонной в местоположение внутри правой колонны над нижней площадкой под действием силы тяжести для выработки таким образом количества электроэнергии для каждого из указанных одного или более опускаемых блоков посредством двигателя-генератора, электрически соединенного с подъемником.[0007] According to one aspect of the invention, a system for storing and delivering energy is proposed. The system for storing and delivering energy comprises one or more modules. Each module comprises a plurality of blocks and a frame having a vertical height above the foundation. The frame includes a lower platform, an upper platform located vertically with a gap above the lower platform, a lift shaft located between the left column and the right column of the frame, which extend between the lower platform and the upper platform, and a lift located with the ability to move in the lift shaft and operatively connected to the engine-generator. The lift has dimensions that ensure the ability to accommodate and support one or more blocks in it and with the ability to operate for movement between a location above the lower platform and a location above the upper platform. The lift is configured to operate for lifting one or more blocks from a location in the left column above the lower platform to a location above the upper platform above the left column and to move one or more blocks from a location in the right column above the lower platform to a location above the upper platform above the right column to accumulate electrical energy in an amount corresponding to the amount of potential energy of said one or more lifted blocks. The lift is configured to operate for lowering one or more blocks from a location above the upper platform above the left column to a location inside the left column above the lower platform and to move one or more blocks from a location above the upper platform above the right column to a location inside the right column above the lower platform under the action of gravity to generate an amount of electrical energy for each of said one or more lowered blocks by means of a motor-generator electrically connected to the lift.

[0008] В соответствии с другим аспектом раскрытия предложен способ накопления и выработки электроэнергии. Способ включает управление работой подъемника вдоль шахты подъемника между соседними левой и правой колоннами для перемещения множества блоков между местоположением над нижней площадкой в левой или правой колоннах в местоположение над верхней площадкой, выровненное с левой или правой колоннами. Управление работой подъемника включает в себя один или оба из следующих этапов: (а) подъем блока из местоположения над нижней площадкой в левой или правой колонне, перемещение блока в шахту подъемника, подъем блока в местоположение над верхней площадкой, перемещение блока из шахты подъемника и высвобождение блока таким образом, что он выровнен по своему предыдущему местоположению в левой или правой колонне для накопления таким образом электрической энергии, в количестве, соответствующем количеству потенциальной энергии указанного блока, и (b) подъем блока из местоположения над верхней площадкой и над левой или правой колонной, перемещение блока в шахту подъемника, опускание блока в местоположение над нижней площадкой под действием силы тяжести, перемещение блока из шахты подъемника и высвобождение блока таким образом, что он выровнен ниже своего предыдущего местоположения и внутри левой или правой колонны для выработки таким образом количества электроэнергии посредством двигателя-генератора, электрически соединенного с подъемником.[0008] According to another aspect of the disclosure, a method for storing and generating electric power is provided. The method includes controlling the operation of an elevator along an elevator shaft between adjacent left and right columns to move a plurality of blocks between a location above a lower platform in the left or right columns to a location above an upper platform aligned with the left or right columns. Controlling the operation of the elevator includes one or both of the following steps: (a) lifting a block from a location above a lower platform in the left or right column, moving the block into the elevator shaft, lifting the block to a location above the upper platform, moving the block out of the elevator shaft and releasing the block in such a way that it is aligned with its previous location in the left or right column to thereby accumulate electrical energy in an amount corresponding to the amount of potential energy of said block, and (b) lifting a block from a location above the upper platform and above the left or right column, moving the block into the elevator shaft, lowering the block to a location above the lower platform under the action of gravity, moving the block out of the elevator shaft and releasing the block in such a way that it is aligned below its previous location and inside the left or right column to thereby generate an amount of electrical energy by means of a motor-generator electrically connected to the elevator.

[0009] В соответствии с другим аспектом изобретения предложен блок для использования в системе накопления и выработки энергии. Блок содержит корпус, выполненный из одного или более из следующего: бетона, стали и уплотненного грунта. Корпус имеет прямоугольную форму с плоской верхней поверхностью и нижней поверхностью, имеющей два или более выступов, которые проходят по ширине корпуса. Между двумя или более выступами образована выемка, при этом два или более выступа и выемка проходят по ширине корпуса.[0009] According to another aspect of the invention, a block is provided for use in a system for storing and generating energy. The block comprises a housing made of one or more of the following: concrete, steel, and compacted soil. The housing has a rectangular shape with a flat upper surface and a lower surface having two or more projections that extend across the width of the housing. A recess is formed between the two or more projections, wherein the two or more projections and the recess extend across the width of the housing.

[0010] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система для накопления и доставки энергии. Система содержит один или более модулей. Каждый модуль содержит множество блоков и каркас, имеющий высоту по вертикали над фундаментом. Каркас включает в себя шахту подъемника и подъемник, расположенный с возможностью перемещения в шахте подъемника, причем подъемник выполнен по размерам с возможностью размещения и поддержки в нем одного или более блоков и выполнен с возможностью работы для перемещения одного или более из множества блоков между меньшим возвышением и большим возвышением. Узел лебедки соединен с возможностью перемещения с тросом, который соединен с подъемником, причем узел лебедки содержит один или более узлов планетарной передачи, один или более тормозов и барабан, соединенный с тросом. Один или более модулей также содержат двигатель-генератор и приводной вал, имеющий конец, соединенный с двигателем-генератором, и противоположный конец, соединенный с узлом лебедки. По меньшей мере один из одного или более тормозов узла лебедки выполнен с возможностью работы так, что барабан вращается для наматывания троса для подъема подъемника для перемещения одного или более из множества блоков с меньшего возвышения на большее возвышение для накопления энергии или с возможностью работы так, что барабан вращается для наматывания троса для опускания подъемника для перемещения одного или более из множества блоков с большего возвышения на меньшее возвышение для выработки электроэнергии.[0010] According to another aspect of the present invention, a system for storing and delivering energy is proposed. The system comprises one or more modules. Each module comprises a plurality of blocks and a frame having a vertical height above the foundation. The frame includes an elevator shaft and a lift movably located in the elevator shaft, wherein the lift is sized to accommodate and support one or more blocks therein and is configured to operate to move one or more of the plurality of blocks between a lower elevation and a higher elevation. A winch assembly is movably connected to a cable that is connected to the elevator, wherein the winch assembly comprises one or more planetary gear assemblies, one or more brakes and a drum connected to the cable. One or more modules also comprise a motor-generator and a drive shaft having an end connected to the motor-generator and an opposite end connected to the winch assembly. At least one of the one or more brakes of the winch assembly is configured to operate so that the drum rotates to wind the cable for lifting the elevator for moving one or more of the plurality of blocks from a lower elevation to a higher elevation for energy storage or to operate so that the drum rotates to wind the cable for lowering the elevator for moving one or more of the plurality of blocks from a higher elevation to a lower elevation for power generation.

[0011] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ накопления и выработки электроэнергии. Способ включает управление работой подъемника вдоль шахты подъемника для перемещения множества блоков между меньшим возвышением и большим возвышением, причем подъемник соединен с тросом, проходящим между подъемником и барабаном узла лебедки, причем узел лебедки содержит один или более планетарных узлов шестерни и один или более тормозов. Управление работой подъемника включает в себя управление работой первого тормоза узла лебедки для расцепления тормозного диска узла лебедки, управление работой второго тормоза узла лебедки для расцепления первой венцовой шестерни первого узла планетарной передачи и управление работой третьего тормоза узла лебедки для расцепления второй венцовой шестерни второго узла планетарной передачи для остановки вращения барабана. Управление работой подъемника также включает в себя управление работой первого тормоза для зацепления с тормозным диском узла лебедки, управление работой второго тормоза для расцепления первой венцовой шестерни первого узла планетарной передачи и управление работой третьего тормоза для расцепления второй венцовой шестерни второго узла планетарной передачи для вращения барабана в обратном направлении для разматывания троса для опускания подъемника. Управление работой подъемника также включает в себя управление работой первого тормоза для расцепления тормозного диска узла лебедки, управление работой второго тормоза для зацепления первой венцовой шестерни первого узла планетарной передачи и управление работой третьего тормоза для расцепления второй венцовой шестерни второго узла планетарной передачи для вращения барабана в прямом направлении для наматывания троса для подъема подъемника.[0011] According to another aspect of the present invention, a method for storing and generating electric power is provided. The method includes controlling the operation of an elevator along an elevator shaft to move a plurality of blocks between a lower elevation and a higher elevation, wherein the elevator is connected to a cable passing between the elevator and a drum of a winch unit, wherein the winch unit comprises one or more planetary gear assemblies and one or more brakes. Controlling the operation of the elevator includes controlling the operation of a first brake of the winch unit to disengage a brake disc of the winch unit, controlling the operation of a second brake of the winch unit to disengage a first ring gear of the first planetary gear assembly, and controlling the operation of a third brake of the winch unit to disengage a second ring gear of the second planetary gear assembly to stop the rotation of the drum. The control of the operation of the lift also includes the control of the operation of the first brake for engagement with the brake disk of the winch unit, the control of the operation of the second brake for disengaging the first ring gear of the first planetary gear unit, and the control of the operation of the third brake for disengaging the second ring gear of the second planetary gear unit for rotating the drum in the reverse direction for unwinding the cable for lowering the lift. The control of the operation of the lift also includes the control of the operation of the first brake for disengaging the brake disk of the winch unit, the control of the operation of the second brake for engagement of the first ring gear of the first planetary gear unit, and the control of the operation of the third brake for disengaging the second ring gear of the second planetary gear unit for rotating the drum in the forward direction for winding the cable for lifting the lift.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[0012] Настоящее изобретение проиллюстрировано в качестве примера, а не ограничения на фигурах прилагаемых чертежей, и на которых:[0012] The present invention is illustrated by way of example and not limitation in the figures of the accompanying drawings, in which:

[0013] фиг. 1 - вид спереди в вертикальном разрезе системы для накопления энергии в соответствии с первым вариантом осуществления;[0013] Fig. 1 is a front vertical sectional view of an energy storage system according to a first embodiment;

[0014] фиг. 2 - вид спереди в вертикальном разрезе системы для накопления энергии в соответствии со вторым вариантом осуществления;[0014] Fig. 2 is a front vertical sectional view of an energy storage system according to a second embodiment;

[0015] фиг. 3 - вид спереди в вертикальном разрезе системы для накопления энергии в соответствии с третьим вариантом осуществления;[0015] Fig. 3 is a front vertical sectional view of an energy storage system according to a third embodiment;

[0016] фиг. 4 - вид сбоку в вертикальном разрезе системы для накопления энергии в соответствии с третьим вариантом осуществления;[0016] Fig. 4 is a side elevational view of an energy storage system according to a third embodiment;

[0017] фиг. 5 - вид в перспективе системы для накопления энергии в соответствии с третьим вариантом осуществления;[0017] Fig. 5 is a perspective view of an energy storage system according to a third embodiment;

[0018] фиг. 6 - вид в перспективе системы для накопления энергии в соответствии с третьим вариантом осуществления;[0018] Fig. 6 is a perspective view of an energy storage system according to a third embodiment;

[0019] фиг. 7 - вид в перспективе блока в соответствии с одним вариантом осуществления;[0019] Fig. 7 is a perspective view of a block according to one embodiment;

[0020] фиг. 8A-8D - схематическая иллюстрация блока, перемещаемого на подъемник, в соответствии с одним вариантом осуществления;[0020] Fig. 8A-8D are schematic illustrations of a block being moved onto a lift, according to one embodiment;

[0021] фиг. 9A-9B - виды в перспективе вращающейся системы для накопления энергии в соответствии с четвертым вариантом осуществления;[0021] Fig. 9A-9B are perspective views of a rotating energy storage system according to a fourth embodiment;

[0022] фиг. 10A-10b - виды сбоку вращающейся системы для накопления энергии в соответствии с четвертым вариантом осуществления;[0022] Fig. 10A-10b are side views of a rotating energy storage system according to a fourth embodiment;

[0023] фиг. 11 - вид сверху вращающейся системы для накопления энергии в соответствии с четвертым вариантом осуществления;[0023] Fig. 11 is a top view of a rotating energy storage system according to a fourth embodiment;

[0024] фиг. 12A-12B - виды в перспективе вращающейся системы для накопления энергии в соответствии с четвертым вариантом осуществления;[0024] Fig. 12A-12B are perspective views of a rotating energy storage system according to a fourth embodiment;

[0025] фиг. 13 - вид в перспективе вращающейся системы для накопления энергии в соответствии с пятым вариантом осуществления;[0025] Fig. 13 is a perspective view of a rotating energy storage system according to a fifth embodiment;

[0026] фиг. 14 - схематическая иллюстрация двигателя-генератора, соединенного с множеством систем накопления энергии;[0026] Fig. 14 is a schematic illustration of a motor-generator coupled to a plurality of energy storage systems;

[0027] фиг. 15 - схематическая иллюстрация лебедки; и[0027] Fig. 15 is a schematic illustration of a winch; and

[0028] фиг. 16 включает в себя таблицу, указывающую производительность лебедки на основе активации тормоза.[0028] Fig. 16 includes a table indicating winch performance based on brake activation.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

[0029] В данном документе раскрыта система для накопления энергии, которая может быть функционально соединена с крупномасштабной электрической сетью для стабилизации электрической сети и производства электроэнергии для жилищных, коммерческих и промышленных потребителей. Система для накопления энергии получает электроэнергию из сети, когда предложение легко доступно, и возвращает электроэнергию в сеть, когда спрос высок. Система для накопления энергии также может быть функционально соединена с солнечной электростанцией для накопления электроэнергии в дневное время и выдачи электроэнергии в сеть в ночное время. Система для накопления энергии может дополнительно или в качестве альтернативы быть функционально соединена с ветряной электростанцией или генерирующей установкой для другой возобновляемой энергии.[0029] The document discloses an energy storage system that can be operatively coupled to a large-scale electric grid to stabilize the electric grid and produce electric power for residential, commercial and industrial consumers. The energy storage system receives electric power from the grid when supply is readily available and returns electric power to the grid when demand is high. The energy storage system can also be operatively coupled to a solar power plant to store electric power during the day and release electric power to the grid at night. The energy storage system can additionally or alternatively be operatively coupled to a wind power plant or a generating plant for other renewable energy.

[0030] На фиг. 1 показан схематичный вид одного варианта реализации системы 100 для накопления энергии (energy storage, ES). Система 100 ES включает в себя каркас 110. В одном варианте реализации каркас 110 может включать в себя множество опор с арматурной сталью/бетоном, множество поперечных элементов (не показаны), нижнюю площадку 112, верхнюю площадку 114, по меньшей мере один подъемник 120, который перемещается в шахте 122 подъемника, двигатель-генератор 150 и множество балластных грузов или блоков 130. Блоки 130 укладываются и хранятся на нижней площадке 112 и верхней площадке 114 (например, внутри колонны 111a справа и колонны 111b справа от шахты 122 подъемника). Подъемник 120 может приводиться в действие для перемещения блоков 130 между стопой на нижней площадке 112 и стопой на верхней площадке 114 через шахту 122 подъемника. Каркас 110, блоки 130, шахта 122 подъемника и подъемник 120 образуют модуль. В проиллюстрированном варианте реализации система 100 ES имеет один модуль.[0030] Fig. 1 shows a schematic view of one embodiment of an energy storage (ES) system 100. The ES system 100 includes a frame 110. In one embodiment, the frame 110 may include a plurality of reinforcing steel/concrete supports, a plurality of cross members (not shown), a lower deck 112, an upper deck 114, at least one elevator 120 that moves in an elevator shaft 122, a motor generator 150, and a plurality of ballast weights or blocks 130. The blocks 130 are stacked and stored on the lower deck 112 and the upper deck 114 (e.g., within a column 111a on the right and a column 111b on the right of the elevator shaft 122). The elevator 120 can be driven to move the blocks 130 between the stack on the lower platform 112 and the stack on the upper platform 114 through the elevator shaft 122. The frame 110, the blocks 130, the elevator shaft 122 and the elevator 120 form a module. In the illustrated embodiment, the ES system 100 has one module.

[0031] Для накопления электроэнергии или другой формы энергии блок 130 поднимают посредством подъемника 120 с нижней площадки 112 на верхнюю площадку 114. Для высвобождения энергии и выработки электроэнергии блок 130 опускают с верхней площадки 114 на нижнюю площадку 112 (например, под действием силы тяжести) с помощью подъемника 120 (например, со скоростью около 0,4 метра/секунду) и усилия, используемого для вращения двигателя-генератора 150 для выработки электроэнергии (например, на основе кинетической энергии блока 130 при его опускании).[0031] To store electrical energy or another form of energy, the block 130 is raised by means of the elevator 120 from the lower platform 112 to the upper platform 114. To release the energy and generate electrical energy, the block 130 is lowered from the upper platform 114 to the lower platform 112 (e.g., under the action of gravity) using the elevator 120 (e.g., at a speed of about 0.4 meters/second) and the force used to rotate the motor-generator 150 to generate electrical energy (e.g., based on the kinetic energy of the block 130 as it is lowered).

[0032] В одном варианте реализации некоторые блоки ограничены верхней площадкой 114 и нижней площадкой 112 слева от подъемника 120, в то время как другие блоки ограничены верхней площадкой 114 и нижней площадкой 112 справа от подъемника 120. Справа, например, как показано на фиг. 1, имеется в общей сложности восемь блоков, включающих в себя блоки 1-6 на верхней площадке 114, блок 7 перемещается подъемником 120 вверх для укладки на блок 6 с правой стороны и блок 8 на нижней площадке 112. Для накопления дополнительной энергии блок 8 справа может быть поднят и уложен на блок 7 с правой стороны. В качестве альтернативы, для выработки электроэнергии блок 7 справа может быть опущен и уложен сверху блока 8 справа. Процесс может быть повторен до тех пор, пока есть блоки, доступные для преобразования энергии по мере необходимости. В качестве преимущества, один и тот же подъемник 120 может перемещать блоки 130 на правой стороне шахты 122 подъемника между нижней площадкой 112 и верхней площадкой 114 и может перемещать блоки 130 на левой стороне шахты 122 подъемника между нижней площадкой 112 и верхней площадкой 114. Блоки 130 на левой стороне подъемника 120 перемещают между нижней площадкой 112 на левой стороне шахты 122 подъемника и верхней площадкой 114 на левой стороне шахты 122 подъемника, а блоки 130 на правой стороне подъемника 120 перемещают между нижней площадкой 112 на правой стороне шахты 122 подъемника и верхней площадкой 114 на правой стороне шахты 122 подъемника.[0032] In one embodiment, some blocks are limited to the upper platform 114 and the lower platform 112 on the left of the lift 120, while other blocks are limited to the upper platform 114 and the lower platform 112 on the right of the lift 120. On the right, for example, as shown in Fig. 1, there are a total of eight blocks, including blocks 1-6 on the upper platform 114, block 7 is moved up by the lift 120 to be stacked on block 6 on the right side and block 8 on the lower platform 112. To store additional energy, block 8 on the right can be raised and stacked on block 7 on the right side. Alternatively, to generate electricity, block 7 on the right can be lowered and stacked on top of block 8 on the right. The process can be repeated until there are blocks available to convert energy as needed. As an advantage, the same elevator 120 can move the blocks 130 on the right side of the elevator shaft 122 between the lower platform 112 and the upper platform 114 and can move the blocks 130 on the left side of the elevator shaft 122 between the lower platform 112 and the upper platform 114. The blocks 130 on the left side of the elevator 120 are moved between the lower platform 112 on the left side of the elevator shaft 122 and the upper platform 114 on the left side of the elevator shaft 122, and the blocks 130 on the right side of the elevator 120 are moved between the lower platform 112 on the right side of the elevator shaft 122 and the upper platform 114 on the right side of the elevator shaft 122.

[0033] Поскольку каждый блок 130 перемещается между местоположением на (или выше) нижней площадке 112 и местоположением на (или выше) верхней площадке 114, так что блок 130 остается на одной и той же стороне (например, слева или справа от шахты 122 подъемника), каждый из блоков 130 системы 100 ES имеет разное расстояние вертикального перемещения между местоположением над нижней площадкой 112 и местоположением над верхней площадкой 114. Например, когда все блоки 130 находятся на нижней площадке 112, верхний блок 330 в стопе перемещается на более короткое расстояние в местоположение над верхней площадкой 114, чем нижний блок 130 в стопе, который должен перемещаться из местоположения, смежного с нижней площадкой 112, мимо местоположения верхней площадки 114 к верхней части стопы на верхней площадке 114. Соответственно, каждый блок 130 системы 100 ES хранит различное количество энергии при перемещении от верхнего уровня нижней площадки 112 на верхний уровень верхней площадки 114 (например, верхний блок 330 в стопе хранит наименьшее количество энергии, а нижний блок в стопе хранит наибольшее количество энергии) и генерирует различное количество электроэнергии при перемещении от верхнего уровня верхней площадки 114 на верхний уровень нижней площадки 112 (например, верхний блок 330 в стопе генерирует наибольшее количество электроэнергии, а нижний блок 130 в стопе генерирует наименьшее количество электроэнергии). В одном варианте реализации подъемник 120 может в качестве альтернативы перемещать один блок на левой стороне шахты 122 подъемника между положением над нижней площадкой 112 и положением над верхней площадкой 114 и перемещать один блок на правой стороне шахты 122 подъемника между положением над нижней площадкой 112 и положением над верхней площадкой 114, что может поддерживать в целом равную нагрузку на нижнюю площадку 112 и верхнюю площадку 114 между левой и правой сторонами шахты 122 подъемника, что может уменьшать перепад напряжений на каркас 110.[0033] Because each block 130 moves between a location on (or above) the lower landing 112 and a location on (or above) the upper landing 114, such that the block 130 remains on the same side (e.g., left or right of the elevator shaft 122), each of the blocks 130 of the ES system 100 has a different vertical travel distance between a location above the lower landing 112 and a location above the upper landing 114. For example, when all of the blocks 130 are on the lower landing 112, the upper block 330 in the stack moves a shorter distance to a location above the upper landing 114 than the lower block 130 in the stack, which must move from a location adjacent to the lower landing 112, past the location of the upper landing 114 to the top of the stack on the upper landing 114. Accordingly, each block 130 of the ES system 100 stores a different amount of energy when moving from the upper level of the lower platform 112 to the upper level of the upper platform 114 (for example, the upper block 330 in the stack stores the least amount of energy, and the lower block in the stack stores the greatest amount of energy) and generates a different amount of electricity when moving from the upper level of the upper platform 114 to the upper level of the lower platform 112 (for example, the upper block 330 in the stack generates the greatest amount of electricity, and the lower block 130 in the stack generates the least amount of electricity). In one embodiment, the elevator 120 may alternatively move one block on the left side of the elevator shaft 122 between a position above the lower landing 112 and a position above the upper landing 114 and move one block on the right side of the elevator shaft 122 between a position above the lower landing 112 and a position above the upper landing 114, which may maintain a generally equal load on the lower landing 112 and the upper landing 114 between the left and right sides of the elevator shaft 122, which may reduce the stress differential on the frame 110.

[0034] В одном варианте реализации каждый блок 130 может быть приблизительно 6 метров в длину, 6 метров в ширину и 4 метра в высоту. Однако блок 130 может иметь другие подходящие размеры. Блок 130 может быть выполнен, например, из бетона, стали и/или уплотненной грязи. В одном примере общий вес блока 130 составляет от примерно 200 тонн до примерно 300 тонн (например, метрическая тонна), например, примерно 288 тонн (например, восемь блоков 130 могут иметь общий вес от примерно 1600 тонн до примерно 2400 тонн, например, примерно 2304 тонн). В одном варианте реализации высота (h) верхней площадки 114 может составлять приблизительно 88,5 метра, а общая высота (H) шахты 122 подъемника в одном варианте реализации может составлять приблизительно 120,5 метра. Однако высота (h) верхней площадки 114 и высота (H) шахты 122 подъемника могут иметь другие подходящие значения. В одном варианте реализации количество накопления энергии системы 100 ES может составлять приблизительно 500 кВтч (киловатт-часов). В одном варианте реализации количество выработки электроэнергии, обеспечиваемое системой 100 ES, может составлять приблизительно 1,1 МВт. В одном варианте реализации блоки 130 могут весить до 150 метрических тонн.[0034] In one embodiment, each block 130 may be approximately 6 meters long, 6 meters wide, and 4 meters high. However, the block 130 may have other suitable dimensions. The block 130 may be made of concrete, steel, and/or compacted dirt, for example. In one example, the total weight of the block 130 is from about 200 tons to about 300 tons (e.g., a metric ton), such as about 288 tons (e.g., eight blocks 130 may have a total weight from about 1600 tons to about 2400 tons, such as about 2304 tons). In one embodiment, the height (h) of the upper platform 114 may be approximately 88.5 meters, and the total height (H) of the elevator shaft 122 in one embodiment may be approximately 120.5 meters. However, the height (h) of the upper platform 114 and the height (H) of the elevator shaft 122 may have other suitable values. In one embodiment, the amount of energy storage of the ES system 100 may be approximately 500 kWh (kilowatt hours). In one embodiment, the amount of electricity generation provided by the ES system 100 may be approximately 1.1 MW. In one embodiment, the units 130 may weigh up to 150 metric tons.

[0035] На фиг. 2 показан схематичный вид второго варианта реализации системы 100A для накопления энергии (ES). Система 100A ES аналогична системе 100 ES, проиллюстрированной на фиг. 1 и описанной выше. Следовательно, конструкцию и описание различных признаков системы 100 ES на фиг. 1 и блоков 130, перемещаемых системой 100 ES, следует понимать как также относящиеся к соответствующим признакам системы 100A ES на фиг. 2, за исключением того, что описано ниже. Система 100А ES отличается от системы 100 ES тем, что включает в себя два подъемника 120 вместо одного. Каждый из двух подъемников 120 перемещается вдоль своей соответствующей шахты 122 подъемника каркаса 210 и обслуживает стопу блоков 130 непосредственно слева и непосредственно справа (например, блоки находятся в колонне 111A справа и колонне 111B справа от шахты 122 подъемника). Каркас 210 может иметь ширину W. В одном варианте реализации ширина W может составлять от примерно 20 метров до примерно 40 метров, например, примерно 36 метров. Блоки 130 (непосредственно слева и непосредственно справа от каждого подъемника 120) могут быть перемещены между нижней площадкой 112 и верхней площадкой 114. Система 100A ES работает таким же образом, как и система 100 ES, но два подъемника 120 системы 100A ES позволяют системе 100A ES хранить в два раза больше энергии, чем система 100 ES, и вырабатывать в два раза больше энергии (например, электроэнергии) по требованию, чем система 100 ES. Каркас 110, блоки 130, шахты 122 подъемника и подъемники 120 образуют модуль. В проиллюстрированном варианте реализации система 100A ES имеет один модуль.[0035] Fig. 2 shows a schematic view of a second embodiment of an energy storage (ES) system 100A. The ES system 100A is similar to the ES system 100 illustrated in Fig. 1 and described above. Accordingly, the design and description of the various features of the ES system 100 in Fig. 1 and the blocks 130 moved by the ES system 100 should be understood as also referring to the corresponding features of the ES system 100A in Fig. 2, except as described below. The ES system 100A differs from the ES system 100 in that it includes two elevators 120 instead of one. Each of the two elevators 120 moves along its respective elevator shaft 122 of the frame 210 and serves a stack of blocks 130 immediately to the left and immediately to the right (for example, the blocks are in a column 111A on the right and a column 111B on the right of the elevator shaft 122). The frame 210 may have a width W. In one embodiment, the width W may be from about 20 meters to about 40 meters, such as about 36 meters. The units 130 (immediately to the left and immediately to the right of each lift 120) may be moved between the lower platform 112 and the upper platform 114. The ES system 100A operates in the same manner as the ES system 100, but the two lifts 120 of the ES system 100A allow the ES system 100A to store twice as much energy as the ES system 100 and to generate twice as much energy (e.g., electricity) on demand as the ES system 100. The frame 110, the units 130, the lift shafts 122, and the lifts 120 form a module. In the illustrated embodiment, the ES system 100A has one module.

[0036] На фиг. 3-6 проиллюстрирован третий вариант реализации системы 100B для накопления энергии (ES). Система 100B ES аналогична системе 100A ES, проиллюстрированной на фиг. 2 и описанной выше, которая аналогична системе 100 ES, проиллюстрированной на фиг. 1 и описанной выше. Следовательно, конструкцию и описание различных признаков системы 100A ES на фиг. 2 и блоков 130, перемещаемых системой 100A ES, следует понимать как также относящиеся к соответствующим признакам системы 100C ES на фиг. 3-6, за исключением того, что описано ниже. Как и система 100A ES, система 100B ES включает в себя пару подъемников 320, каждый из которых может перемещать блоки 330 таким же образом, как описано выше для системы 100 и 100A ES (например, каждый подъемник 320 может перемещать блоки 330 непосредственно к левой или правой стороне шахты подъемника 320 между нижней площадкой 312 и верхней площадкой 314). Например, блоки 330 находятся внутри колонны 311a справа и колонны 311b справа от шахты 322 подъемника. В отличие от системы 100A ES, система 100B ES включает в себя пять пар подъемников, стоящих бок о бок (например, в соседних шахтах подъемника в направлении глубины или внутрь страницы на фиг. 3, или как показано на фиг. 4), таким образом, создавая матрицу подъемников 320, которая представляет собой два подъемника шириной поперек передней части (например, в направлении X на фиг. 3) и пять подъемников вглубь (например, в направлении Y на фиг. 4). Однако каркас 310 может иметь любое подходящее количество подъемников 320 спереди (например, в направлении X на фиг. 3) и любое подходящее количество подъемников 320 в направлении глубины (например, в направлении Y на фиг. 4). Каждый подъемник 320 может иметь стопу блоков 330 слева и справа от связанной с ним шахты 322 подъемника. Блоки 330 слева и справа могут быть уложены на нижнюю площадку 312 или верхнюю площадку 314 и перемещены между нижней площадкой 312 и верхней площадкой 314. Каркас 310, блоки 130, шахты 322 подъемника и подъемники 320 в каждой вертикальной плоскости образуют модуль. В проиллюстрированном варианте реализации система 100B ES имеет пять модулей.[0036] In Fig. 3-6, a third embodiment of the energy storage (ES) system 100B is illustrated. The ES system 100B is similar to the ES system 100A illustrated in Fig. 2 and described above, which is similar to the ES system 100 illustrated in Fig. 1 and described above. Therefore, the design and description of various features of the ES system 100A in Fig. 2 and the blocks 130 moved by the ES system 100A should be understood as also relating to the corresponding features of the ES system 100C in Fig. 3-6, except as described below. Like the ES system 100A, the ES system 100B includes a pair of elevators 320, each of which can move blocks 330 in the same manner as described above for the ES system 100 and 100A (for example, each elevator 320 can move blocks 330 directly to the left or right side of the elevator shaft 320 between the lower landing 312 and the upper landing 314). For example, the blocks 330 are located inside the column 311a on the right and the column 311b on the right of the elevator shaft 322. Unlike the ES system 100A, the ES system 100B includes five pairs of lifts standing side by side (for example, in adjacent lift shafts in the depth direction or inside the page in Fig. 3, or as shown in Fig. 4), thus creating a matrix of lifts 320 that is two lifts wide across the front (for example, in the X direction in Fig. 3) and five lifts deep (for example, in the Y direction in Fig. 4). However, the frame 310 can have any suitable number of lifts 320 in the front (for example, in the X direction in Fig. 3) and any suitable number of lifts 320 in the depth direction (for example, in the Y direction in Fig. 4). Each lift 320 can have a stack of blocks 330 to the left and to the right of the lift shaft 322 associated with it. The blocks 330 on the left and right can be placed on the lower platform 312 or the upper platform 314 and moved between the lower platform 312 and the upper platform 314. The frame 310, the blocks 130, the elevator shafts 322 and the elevators 320 in each vertical plane form a module. In the illustrated embodiment, the ES system 100B has five modules.

[0037] Для накопления электроэнергии или другой формы энергии подъемник 320 опускает шахту 322 подъемника к нижней площадке 312 или рядом с ней (например, выше), поднимает блок 330 (например, из стопы блоков 330 на левой стороне или правой стороне шахты 322 подъемника), переносит блок 330 на верхнюю площадку 314 (или выше) и укладывает блок на стопу блоков 330 на верхней площадке 314 (например, на левой стороне или правой стороне, соответственно, так что блок 330 на верхней площадке 314 находится на той же стороне, что и когда он находился на нижней площадке 312, или над его первоначальным положением). Для высвобождения электроэнергии или другой формы энергии подъемник 320 поднимает шахту 322 подъемника к верхней площадке 314 или рядом с ней (например, выше), поднимает блок 330 (например, из стопы блоков 330 на левой стороне или правой стороне шахты 322 подъемника), переносит блок 330 на нижнюю площадку 312 (или выше) и укладывает блок 330 на стопу блоков 330 на нижней площадке 312 (например, на левой стороне или правой стороне шахты 322 подъемника, соответственно, таким образом, что блок 330 на нижней площадке 312 находится на той же стороне, на которой он находился на верхней площадке 314 или ниже своего более раннего положения). Система 100B ES, как и система 100A, 100 ES, включает в себя двигатель-генератор 350 (например, аналогичный двигателю-генератору 150 на фиг. 1-2) для подъема и опускания блоков 330. Перемещая блоки 330 между местоположением на нижней площадке 312 (или выше) и местоположением на верхней площадке 314 (или выше) таким образом, что блок 330 остается на одной и той же стороне (например, слева или справа от соответствующей шахты 322 подъемника), система 100B ES, как и система 100A, 100 ES, в качестве преимущества перемещает блоки 330 таким образом, что средняя нагрузка на раму 310 (например, или фундамент под рамой 310) является приблизительно постоянной во время работы системы ES, тем самым предотвращая нагрузки на систему во время работы. Кроме того, поскольку каждый блок 330 перемещается между местоположением на нижней площадке 312 (или выше) и местоположением на верхней площадке 314 (или выше) таким образом, что блок 330 остается на одной и той же стороне (например, слева или справа от соответствующей шахты 322 подъемника), каждый из блоков 330 системы 100B ES, как и блоков системы 100A, 100 ES, имеет разное расстояние вертикального перемещения между местоположением над нижней площадкой 312 и местоположением над верхней площадки 314. Например, когда все блоки 330 находятся на нижней площадке 312, верхний блок 330 в стопе проходит более короткое расстояние до местоположения над верхней площадкой 314, чем нижний блок 330 в стопе, который должен проходить от местоположения, смежного с нижней площадкой 312, мимо местоположения верхней площадки 314 до верхней части стопы на верхней площадке 314. Соответственно, каждый блок 330 системы 100B ES (как и каждый блок 130 системы 100, 100A ES) сохраняет различное количество энергии при перемещении от верхнего уровня нижней площадки 312 до верхнего уровня верхней площадки 314 и генерирует различное количество электричества при перемещении от верхнего уровня верхней площадки 314 до верхнего уровня нижней площадки 312.[0037] To store electrical energy or another form of energy, the elevator 320 lowers the elevator shaft 322 to or near the lower landing 312 (e.g., above), lifts the block 330 (e.g., from a stack of blocks 330 on the left side or the right side of the elevator shaft 322), transfers the block 330 to the upper landing 314 (or above), and places the block on the stack of blocks 330 on the upper landing 314 (e.g., on the left side or the right side, respectively, so that the block 330 on the upper landing 314 is on the same side as when it was on the lower landing 312, or above its original position). To release electrical energy or another form of energy, the elevator 320 raises the elevator shaft 322 to or near the upper landing 314 (e.g., higher), lifts the block 330 (e.g., from a stack of blocks 330 on the left side or the right side of the elevator shaft 322), transfers the block 330 to the lower landing 312 (or higher) and places the block 330 on the stack of blocks 330 on the lower landing 312 (e.g., on the left side or the right side of the elevator shaft 322, respectively, such that the block 330 on the lower landing 312 is on the same side on which it was on the upper landing 314 or below its earlier position). The ES system 100B, like the ES system 100A, 100, includes a motor-generator 350 (e.g., similar to the motor-generator 150 in Fig. 1-2) for raising and lowering the blocks 330. By moving the blocks 330 between a location on the lower landing 312 (or higher) and a location on the upper landing 314 (or higher) in such a way that the block 330 remains on the same side (e.g., left or right of the corresponding elevator shaft 322), the ES system 100B, like the ES system 100A, 100, advantageously moves the blocks 330 in such a way that the average load on the frame 310 (e.g., or the foundation under the frame 310) is approximately constant during operation of the ES system, thereby preventing loads on the system during operation. In addition, since each block 330 moves between a location on the lower landing 312 (or higher) and a location on the upper landing 314 (or higher) in such a way that the block 330 remains on the same side (for example, on the left or right of the corresponding elevator shaft 322), each of the blocks 330 of the ES system 100B, like the blocks of the ES system 100A, 100, has a different vertical travel distance between a location above the lower landing 312 and a location above the upper landing 314. For example, when all of the blocks 330 are on the lower landing 312, the upper block 330 in the stack travels a shorter distance to the location above the upper landing 314 than the lower block 330 in the stack, which must travel from a location adjacent to the lower landing 312, past the location of the upper landing 314 to the top of the stack on the upper landing 314. Accordingly, each block 330 of the system 100B ES (like each unit 130 of system 100, 100A ES) stores different amounts of energy as it moves from the upper level of lower platform 312 to the upper level of upper platform 314 and generates different amounts of electricity as it moves from the upper level of upper platform 314 to the upper level of lower platform 312.

[0038] На фиг. 7 проиллюстрирован один вариант реализации блока 330. В одном варианте реализации блок 130, используемый с системой 100, 100A ES на фиг. 1-2, может быть аналогичным (например, идентичным) блоку 330 на фиг. 7. В одном варианте реализации блок 330 является прямоугольным и может при необходимости иметь по существу гладкую отделку поверхности на верхней поверхности 330a (например, плоской верхней поверхности), передней стороне 330b, задней стороне 330c, левой стороне 330d и правой стороне 330e блока 330. В качестве преимущества, гладкая поверхность может способствовать перемещению домкрата (такого как домкрат 810, описанный далее) по верхней поверхности 330a. Напротив, нижняя поверхность 330f может в одном варианте реализации иметь рифленую поверхность с двумя или более выступами 740 и одним или более углублениями 742 по длине L блока 330, которые проходят по глубине D блока 330 от передней стороны 330b до задней стороны 330c. Выступы 740 проходят вниз, в то время как выемки 742 находятся над выступами 740. Выступы 740 контактируют с землей, площадкой (например, нижней площадкой 312, верхней площадкой 314), другим блоком 330 или другой поверхностью, на которой размещен блок 330, и выемки 742 проходят над указанной поверхностью (например, проходят примерно на 10-30 сантиметров над указанной поверхностью). В одном примере выступы 740 имеют высоту от 10 до 30 сантиметров и определяют отверстия, которые проходят по глубине D блока 330. В другом варианте реализации (показанном на фиг. 3-6) блок 330 имеет два выступа на краях блока 330, так что между двумя выступами имеется одно углубление 742a (см. фиг. 5), которое определяет одно отверстие, которое проходит на глубину блока 330.[0038] Fig. 7 illustrates one embodiment of block 330. In one embodiment, block 130 used with ES system 100, 100A in Figs. 1-2 may be similar (e.g., identical) to block 330 in Fig. 7. In one embodiment, block 330 is rectangular and may optionally have a substantially smooth surface finish on a top surface 330a (e.g., a flat top surface), a front side 330b, a back side 330c, a left side 330d, and a right side 330e of block 330. Advantageously, the smooth surface may facilitate movement of a jack (such as jack 810, described below) along the top surface 330a. In contrast, the lower surface 330f may, in one embodiment, have a grooved surface with two or more projections 740 and one or more recesses 742 along the length L of the block 330, which extend along the depth D of the block 330 from the front side 330b to the back side 330c. The projections 740 extend downwards, while the recesses 742 are located above the projections 740. The projections 740 contact the ground, a platform (for example, the lower platform 312, the upper platform 314), another block 330 or another surface on which the block 330 is placed, and the recesses 742 extend above the said surface (for example, they extend approximately 10-30 centimeters above the said surface). In one example, the projections 740 have a height of 10 to 30 centimeters and define openings that extend along the depth D of the block 330. In another embodiment (shown in Fig. 3-6), the block 330 has two projections on the edges of the block 330, so that between the two projections there is one recess 742a (see Fig. 5), which defines one opening that extends along the depth of the block 330.

[0039] В одном варианте реализации каждый блок 330 может иметь длину приблизительно 6 метров, ширину 6 метров и высоту 4 метра (например, иметь объем приблизительно 144 кубических метра). Однако блок 330 может иметь другие подходящие размеры. Блок 330 может быть выполнен, например, из бетона или уплотненной грязи или почвы. В одном примере общий вес блока 330 составляет от около 200 тонн до около 300 тонн (например, метрическая тонна), например, около 288 тонн. В одном варианте реализации количество накопления энергии системы 100B ES может составлять приблизительно 500 кВтч (киловатт-часов). В одном варианте реализации количество выработки электроэнергии, обеспечиваемое системой 100B ES, может составлять приблизительно 1,1 МВт.[0039] In one embodiment, each block 330 may be approximately 6 meters long, 6 meters wide, and 4 meters high (e.g., have a volume of approximately 144 cubic meters). However, the block 330 may have other suitable dimensions. The block 330 may be made of concrete or compacted dirt or soil, for example. In one example, the total weight of the block 330 is from about 200 tons to about 300 tons (e.g., a metric ton), such as about 288 tons. In one embodiment, the amount of energy storage of the 100B ES system may be approximately 500 kWh (kilowatt hours). In one embodiment, the amount of electricity generation provided by the 100B ES system may be approximately 1.1 MW.

[0040] На фиг. 8A-8D показан блок 330 с рифленой нижней стороной (например, рифленой нижней поверхностью) и колесный домкрат, выполненный с возможностью работы для перемещения блока 330. Блок 330 перемещается с площадки 850 на подъемник 820, а затем с подъемника 820 на другую площадку 850. Подъемник 820 в одном варианте реализации может быть аналогичен подъемнику 120 на фиг. 1-2 для системы 100, 100A ES и подъемнику 320 на фиг. 3-6 для системы 100B ES. Площадка 850 может быть нижней площадкой 112, 312 или верхней площадкой 114, 314. Домкрат 810, который может быть встроен в подъемник 820, может скользить под блоком 330, поднимать блок 330 (как описано ниже), а затем катить блок 330 обратно в подъемник 820 или наоборот. Например, домкрат 810 может иметь один или более пальцев, имеющих размер, чтобы проходить в одной или более выемках 742 между выступами 740 на нижней стороне 300f блока 330.[0040] Fig. 8A-8D show a block 330 with a grooved underside (e.g., a grooved underside) and a wheel jack configured to operate to move the block 330. The block 330 is moved from a platform 850 to a lift 820, and then from the lift 820 to another platform 850. The lift 820, in one embodiment, may be similar to the lift 120 of Fig. 1-2 for the ES system 100, 100A and the lift 320 of Fig. 3-6 for the ES system 100B. The platform 850 may be the lower platform 112, 312 or the upper platform 114, 314. The jack 810, which may be integrated into the lift 820, may slide under the block 330, lift the block 330 (as described below), and then roll the block 330 back into the lift 820 or vice versa. For example, the jack 810 may have one or more fingers sized to pass in one or more recesses 742 between the projections 740 on the lower side 300f of the block 330.

[0041] Подъемник 820 включает в себя платформу 800, а домкрат 810 выполнен с возможностью перемещения относительно платформы 800 (например, соединен с возможностью перемещения или встроен в подъемник 820). Домкрат 810 включает в себя кожух 811 с множеством колес 812, одним или более (например, множеством) подъемными рычагами 814 и верхней поверхностью 816. Подъемные рычаги 814 при необходимости могут быть прикреплены с возможностью поворота к кожуху 811 (например, на верхнем конце каждого рычага 814). Нижний конец каждого подъемного рычага 814 соединен с одним или более колесами 812. Подъемные рычаги 814 могут быть жестко прикреплены к двигателю (например, электродвигателю) или исполнительному механизму (не показан), который выполнен с возможностью работы для поворота подъемных рычагов 814 между вертикальной ориентацией и невертикальной ориентацией. Общая высота домкрата 810 является относительно низкой, когда подъемные рычаги 814 находятся в невертикальной ориентации. Когда на двигатель/исполнительные механизмы подана электроэнергия и подъемные рычаги 814 поворачиваются в вертикальную ориентацию, подъемные рычаги 814 поднимают кожух 811, а общая высота домкрата 810 увеличивается таким образом, что верхняя поверхность 816 входит в зацепление с блоком 330 и поднимает его, тем самым обеспечивая перемещение блока 330 домкратом 810.[0041] The elevator 820 includes a platform 800, and a jack 810 is configured to move relative to the platform 800 (for example, connected to move or integrated into the elevator 820). The jack 810 includes a casing 811 with a plurality of wheels 812, one or more (for example, a plurality) lifting arms 814 and an upper surface 816. The lifting arms 814 can be optionally rotatably attached to the casing 811 (for example, at the upper end of each arm 814). The lower end of each lifting arm 814 is connected to one or more wheels 812. The lifting arms 814 can be rigidly attached to a motor (for example, an electric motor) or an actuator (not shown), which is configured to operate to rotate the lifting arms 814 between a vertical orientation and a non-vertical orientation. The overall height of the jack 810 is relatively low when the lifting arms 814 are in a non-vertical orientation. When the motor/actuators are energized and the lifting arms 814 are rotated to a vertical orientation, the lifting arms 814 lift the casing 811 and the overall height of the jack 810 increases such that the upper surface 816 engages the block 330 and lifts it, thereby allowing the jack 810 to move the block 330.

[0042] В процессе удаления блока 330 платформа 800 может быть выровнена по горизонтали с площадкой 850 (см. фиг. 8A). Домкрат 810 перекатывается к блоку 330, при этом подъемные рычаги 814 имеют невертикальную ориентацию. Общая высота домкрата 810 в этой конфигурации, в качестве преимущества, меньше высоты углубления 742, 742a (например, рифленого дна блока 330). Таким образом, домкрат 810 скользит под блоком 330 между двумя выступами 740 (см. фиг. 8B) и внутри одного или более углублений 742, 742a. Оказавшись под блоком 330, подъемные рычаги 814 поворачиваются в вертикальную ориентацию, которая поднимает домкрат 810 на общую высоту, большую, чем высота выступов 740 и/или выемок 742, 742a, тем самым поднимая блок 330 с площадки 850 или с другого блока (см. фиг. 8C). После подъема домкрат 810 откатывается на подъемную платформу 800 (см. фиг. 8D), и блок 330 перемещается на площадку 850 или стопу на другой высоте.[0042] During the process of removing the block 330, the platform 800 can be aligned horizontally with the platform 850 (see Fig. 8A). The jack 810 rolls toward the block 330, wherein the lifting arms 814 have a non-vertical orientation. The overall height of the jack 810 in this configuration is advantageously less than the height of the recess 742, 742a (for example, the corrugated bottom of the block 330). Thus, the jack 810 slides under the block 330 between the two projections 740 (see Fig. 8B) and inside one or more recesses 742, 742a. Once under the block 330, the lifting arms 814 rotate into a vertical orientation, which raises the jack 810 to a total height greater than the height of the projections 740 and/or the recesses 742, 742a, thereby lifting the block 330 from the platform 850 or from another block (see Fig. 8C). After lifting, the jack 810 rolls back onto the lifting platform 800 (see Fig. 8D), and the block 330 moves to the platform 850 or a stack at another height.

[0043] Чтобы выгрузить блок 330 из площадки 850, этапы, описанные выше, выполняются в обратном порядке.[0043] To unload block 330 from platform 850, the steps described above are performed in reverse order.

[0044] На фиг. 9A-12B проиллюстрирован четвертый вариант реализации системы 100C для накопления энергии (ES). Система 100C ES включает в себя каркас 910. В одном варианте реализации каркас 910 может включать в себя множество опор с арматурной сталью/бетоном с нижней площадкой 912, верхней площадкой 914, множеством направляющих 920 подъемника, по меньшей мере одним подъемником 922 (например, захватом подъемника, клетью подъемника), работающим внутри шахты 924 подъемника, двигателем-генератором 950 со шкивами 926 и множеством балластных грузов или блоков 930. Блоки 930 могут быть уложены и сохранены на нижней площадке 912 и на верхней площадке 914. Подъемник 922 выполнен с возможностью работы для перемещения блоков 930 между стопой на нижней площадке 912 и стопой на верхней площадке 914 посредством шахты 924 подъемника. Блоки 930 могут иметь дугообразную форму 9 (например, быть в форме сектора). Каркас 910, блоки 930, шахта 924 подъемника и подъемник 922 образуют модуль. В проиллюстрированном варианте реализации система 100C ES имеет один модуль.[0044] Figs. 9A-12B illustrate a fourth embodiment of an energy storage (ES) system 100C. The ES system 100C includes a frame 910. In one embodiment, the frame 910 may include a plurality of supports with reinforcing steel/concrete with a lower platform 912, an upper platform 914, a plurality of elevator guides 920, at least one elevator 922 (e.g., an elevator grip, an elevator cage) operating inside an elevator shaft 924, a motor-generator 950 with sheaves 926 and a plurality of ballast weights or blocks 930. The blocks 930 may be stacked and stored on the lower platform 912 and on the upper platform 914. The elevator 922 is configured to operate to move the blocks 930 between a stack on the lower platform 912 and a stack on the upper platform 914 via the elevator shaft 924. The blocks 930 may have an arcuate shape 9 (e.g., be in the shape of a sector). The frame 910, the blocks 930, the elevator shaft 924 and the elevator 922 form a module. In the illustrated embodiment, the ES system 100C has one module.

[0045] Для накопления электроэнергии или другой формы энергии блок 930 поднимают посредством подъемника 922 (например, захвата подъемника) с нижней площадки 912 на верхнюю площадку 914. Для высвобождения энергии и выработки электроэнергии блок 930 опускают с верхней площадки 914 на нижнюю площадку 912 (например, под действием силы тяжести), и усилие, используемое для вращения двигателя-генератора, вырабатывает электроэнергию (например, на основе кинетической энергии блока 930 при его опускании).[0045] To store electrical energy or another form of energy, the block 930 is raised by a lift 922 (e.g., a lift grip) from a lower platform 912 to an upper platform 914. To release the energy and generate electrical energy, the block 930 is lowered from the upper platform 914 to the lower platform 912 (e.g., by gravity), and the force used to rotate the motor-generator generates electrical energy (e.g., based on the kinetic energy of the block 930 as it is lowered).

[0046] Блоки 930 извлекаются, например, из стопы (например, на нижней площадке 912 или верхней площадке 914) и возвращаются в стопу (например, на верхней площадке 914 или нижней площадке 912) с помощью поворотного движения (например, поворота подъемника 922 влево или вправо относительно шахты 924 подъемника для извлечения или высвобождения блоков). Если, например, блок 930 удален с верхнего уровня нижней площадки 912 (например, удален с верхнего уровня стопы блоков 930 на нижней площадке 912), подъемник 922 (например, захват подъемника) надежно захватывает блок 930 (например, посредством выступа 925 подъемника 922, который входит в зацепление с буртиком 932 блока 930), (при необходимости поднимает и) поворачивает (например, на 90 градусов) блок 930 (например, в первом направлении) из его положения над нижней площадкой 912 в угловое положение, соответствующее шахте 924 подъемника, поднимает блок 930 до точки над верхней площадкой 914 (например, совпадающей с верхней частью стопы блоков 930 на верхней площадке 914), поворачивает блок (например, во втором направлении, противоположном первому направлению) в положение непосредственно над стопой блоков 930, а затем освобождает блок 930 таким образом, что он опирается на верхнюю часть стопы блоков 930 на верхней площадке 914. Аналогичное поворотное движение используется подъемником 922 (например, захватом подъемника) для захвата блока 930 с верхнего уровня верхней площадки 914 (например, с верхнего уровня стопы блоков 930 на верхней площадке 914) и размещения его над нижней площадкой 912 (например, размещения его в верхней части стопы блоков 930 на нижней площадке 912). Поворотное движение, описанное в данном документе, относится к повороту в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси, совпадающей с продольной осью, проходящей через направляющие 920 подъемника каркаса 910.[0046] The blocks 930 are removed, for example, from a stack (for example, on a lower platform 912 or an upper platform 914) and returned to the stack (for example, on an upper platform 914 or a lower platform 912) by means of a rotational movement (for example, rotating the elevator 922 to the left or to the right relative to the elevator shaft 924 to remove or release the blocks). If, for example, the block 930 is removed from the upper level of the lower platform 912 (for example, removed from the upper level of the stack of blocks 930 on the lower platform 912), the lift 922 (for example, the gripper of the lift) securely grips the block 930 (for example, by means of the projection 925 of the lift 922, which engages with the flange 932 of the block 930), (if necessary, lifts and) rotates (for example, by 90 degrees) the block 930 (for example, in a first direction) from its position above the lower platform 912 to an angular position corresponding to the shaft 924 of the lift, lifts the block 930 to a point above the upper platform 914 (for example, coinciding with the upper part of the stack of blocks 930 on the upper platform 914), rotates the block (for example, in a second direction opposite to the first direction) to a position directly above the stack of blocks 930, and then releases the block 930 such that it rests on the upper part stacks of blocks 930 on the upper platform 914. A similar pivoting motion is used by the lift 922 (e.g., the lift grip) to pick up the block 930 from the upper level of the upper platform 914 (e.g., from the upper level of the stack of blocks 930 on the upper platform 914) and place it above the lower platform 912 (e.g., place it on top of the stack of blocks 930 on the lower platform 912). The pivoting motion described in this document refers to a rotation in a horizontal plane about a vertical axis coinciding with the longitudinal axis passing through the guides 920 of the frame lift 910.

[0047] В некоторых вариантах осуществления двигатель-генератор (не показан) расположен на земле или вблизи нее и соединен с подъемником (например, захватом подъемника) 922 через шкивы 926, установленные в верхней части направляющих 920 башни.[0047] In some embodiments, the engine-generator (not shown) is located on or near the ground and is connected to the lift (e.g., lift grip) 922 via pulleys 926 mounted at the top of the tower guides 920.

[0048] На фиг. 13 проиллюстрирован пятый вариант реализации системы 100D накопления энергии (ES). Система 100D ES аналогична системе 100C ES, проиллюстрированной на фиг. 9A-12B и описанной выше. Следовательно, конструкцию и описание различных признаков системы 100C ES на фиг. 9A-12B и блоков 930, перемещаемых системой 100C ES, следует понимать как также относящиеся к соответствующим признакам системы 100D ES и блоков 1330 на фиг. 13, за исключением того, что описано ниже. Система 100D ES отличается от системы 100C ES тем, что она включает в себя пять каркасов 1310, каждый из которых имеет пару подъемников 1322, вместо двух каркасов 910, каждый из которых имеет два подъемника 922, как показано на фиг. 9A-12B. Таким образом, система 100D ES может хранить больше энергии, чем система 100C ES, и может генерировать больше электроэнергии, чем система 100C ES. Каждый из пяти каркасов 1310 системы 100D ES может включать в себя множество опор с арматурной сталью/бетоном с множеством нижних площадок 1312 и множеством верхних площадок 1314, множеством направляющих 1320 подъемника, множеством подъемников (например, захватов 1322 подъемника), множеством двигателей-генераторов 1050 и множеством балластных грузов или блоков 1330. Система 100D ES может работать таким же образом, как и система 100C, для перемещения блоков между нижними площадками 1312 и верхними площадками 1314 (например, с помощью поворотного движения для удаления блока 1330 c верхнего уровня площадки или стопы блоков на площадке, поворота блока в одном направлении к шахте подъемника, перемещения блока на другое возвышение, поворота блока в противоположном направлении и размещения блока над другой площадкой или над стопой блоков на указанной площадке). Каждый каркас 1310, блоки 1330, шахта подъемника и подъемник 1322 образуют модуль. В проиллюстрированном варианте реализации система 100D ES имеет пять модулей.[0048] Fig. 13 illustrates a fifth embodiment of an energy storage (ES) system 100D. The ES system 100D is similar to the ES system 100C illustrated in Figs. 9A-12B and described above. Accordingly, the design and description of the various features of the ES system 100C in Figs. 9A-12B and the blocks 930 moved by the ES system 100C should be understood as also relating to the corresponding features of the ES system 100D and the blocks 1330 in Fig. 13, except as described below. The ES system 100D differs from the ES system 100C in that it includes five frames 1310, each of which has a pair of elevators 1322, instead of two frames 910, each of which has two elevators 922, as shown in Figs. 9A-12B. Thus, the 100D ES system can store more energy than the 100C ES system and can generate more electricity than the 100C ES system. Each of the five frames 1310 of the system 100D ES may include a plurality of reinforcing steel/concrete supports with a plurality of lower landings 1312 and a plurality of upper landings 1314, a plurality of elevator guides 1320, a plurality of elevators (e.g., elevator grippers 1322), a plurality of motor generators 1050 and a plurality of ballast weights or blocks 1330. The system 100D ES may operate in the same manner as the system 100C to move blocks between the lower landings 1312 and the upper landings 1314 (e.g., using a pivoting motion to remove a block 1330 from an upper level of a landing or a stack of blocks on a landing, rotating the block in one direction toward the elevator shaft, moving the block to another elevation, rotating the block in the opposite direction and placing the block over another landing or over a stack of blocks on said landing). Each frame 1310, blocks 1330, elevator shaft and elevator 1322 form a module. In the illustrated embodiment, the ES system 100D has five modules.

[0049] Фиг. 14 - схематическая иллюстрация двигателя-генератора 1460, соединенного с множеством систем накопления (и доставки) энергии (ES), включающих в себя первую систему 1430 ES и вторую систему 1440 ES. Системы 1430, 1440 ES аналогичны системе 100A, 100B для накопления энергии, описанной выше, а блоки 1130 аналогичны блокам 330. Следовательно, конструкцию и описание различных признаков системы 100A, 100B ES и блоков 330 на фиг. 2-6, а также их работу следует понимать как также относящиеся к соответствующим признакам системы 1430, 1440 ES и блока 1130 ES, за исключением того, что описано ниже. Хотя в проиллюстрированном варианте реализации показан двигатель-генератор 1460, соединенный с двумя системами 1430, 1440 накопления энергии, специалисту в данной области техники следует понимать, что в других вариантах реализации двигатель-генератор 1460 может быть соединен только с одной системой накопления энергии. В еще одном варианте осуществления двигатель-генератор 1460 может быть соединен с более чем двумя системами накопления энергии (например, с четырьмя системами накопления энергии, шестью системами накопления энергии, восемью системами накопления энергии).[0049] Fig. 14 is a schematic illustration of a motor-generator 1460 coupled to a plurality of energy storage (and delivery) systems (ES), including a first ES system 1430 and a second ES system 1440. The ES systems 1430, 1440 are similar to the energy storage system 100A, 100B described above, and the blocks 1130 are similar to the blocks 330. Therefore, the construction and description of various features of the ES system 100A, 100B and the blocks 330 in Figs. 2-6, as well as their operation, should be understood as also relating to the corresponding features of the ES system 1430, 1440 and the ES block 1130, except as described below. Although the illustrated embodiment shows the motor-generator 1460 coupled to two energy storage systems 1430, 1440, one skilled in the art should understand that in other embodiments the motor-generator 1460 may be coupled to only one energy storage system. In another embodiment, the motor-generator 1460 may be coupled to more than two energy storage systems (e.g., four energy storage systems, six energy storage systems, eight energy storage systems).

[0050] Двигатель-генератор 1460 может работать для одновременного подъема и/или опускания блоков 1130 на множестве систем 1430, 1440 ES. То есть двигатель-генератор 1460 выполнен с возможностью работы для подъема блока 1130 вдоль шахты 1124 подъемника в колонне 1122 одной системы 1430 ES (например, в положение над верхней площадкой 1114 рамы 1110 системы ES), в то время как блок 1130 опускается вдоль шахты 1124 подъемника в колонне 1122 в другой системе 1440 ES (например, в положение над нижней площадкой 1112 рамы 1110 системы ES), тем самым вызывая одновременный подъем и опускание блоков 1130 в системах 1430, 1440 ES.[0050] The engine-generator 1460 can be operated to simultaneously raise and/or lower the blocks 1130 on a plurality of ES systems 1430, 1440. That is, the engine-generator 1460 is configured to be operated to raise the block 1130 along the elevator shaft 1124 in the column 1122 of one ES system 1430 (e.g., to a position above the upper platform 1114 of the frame 1110 of the ES system), while the block 1130 is lowered along the elevator shaft 1124 in the column 1122 in another ES system 1440 (e.g., to a position above the lower platform 1112 of the frame 1110 of the ES system), thereby causing the simultaneous raising and lowering of the blocks 1130 in the ES systems 1430, 1440.

[0051] Каждая система 1430, 1440 ES включает в себя лебедку 1470A, 1470B, соединенную с двигателем-генератором 1460 через приводной вал 1462 для подъема и опускания блоков 1130. Каждая система ES 1430,1440 также включает в себя трос 1450, который проходит вверх по шахте 1124 подъемника через шкив 1126 и обратно вниз к подъемнику (например, захвату подъемника) 1120. Трос 1450 может также включать в себя демпфер 1452 и линейный исполнительный механизм 1454, установленный между лебедкой 1470A, 1470B и шкивом 1126. Демпфер1452 при необходимости может быть гидравлическим демпфером. В другом варианте осуществления демпфер 1452 может быть пневматическим демпфером. В еще одном варианте осуществления демпфер 1452 может быть упругим демпфером (например, включать в себя сжимаемый материал, такой как резина). Демпфер 1452 может преимущественно поглощать отрывистое движение в тросе 1450 и препятствовать (например, предотвращать их) чрезмерным силам от повреждения троса 1450. Линейный исполнительный механизм 1454 может раздвигаться или сжиматься на небольшое расстояние (например, менее нескольких метров, например менее 3 метров, менее 2 метров) для точной регулировки вертикального положения подъемника (например, захвата подъемника) 1120 при движении для захвата или сброса блока 1130.[0051] Each ES system 1430, 1440 includes a winch 1470A, 1470B connected to a motor-generator 1460 via a drive shaft 1462 for raising and lowering the blocks 1130. Each ES system 1430, 1440 also includes a cable 1450 that passes up the elevator shaft 1124 via a pulley 1126 and back down to the elevator (e.g., elevator grapple) 1120. The cable 1450 may also include a damper 1452 and a linear actuator 1454 installed between the winch 1470A, 1470B and the pulley 1126. The damper 1452 may be a hydraulic damper if necessary. In another embodiment, the damper 1452 can be a pneumatic damper. In another embodiment, the damper 1452 can be an elastic damper (for example, include a compressible material, such as rubber). The damper 1452 can advantageously absorb jerky motion in the cable 1450 and prevent (for example, prevent them) excessive forces from damaging the cable 1450. The linear actuator 1454 can expand or contract a small distance (for example, less than a few meters, for example less than 3 meters, less than 2 meters) to finely adjust the vertical position of the lift (for example, the lift grip) 1120 when moving to grip or drop the block 1130.

[0052] Когда блок 1130 поднимается, соответствующая лебедка (например, лебедка 1470A и/или 1470B) берет мощность от двигателя-генератора 1460 через приводной вал 1462. Когда блок 1130 опускается, лебедка (например, лебедка 1470A и/или 1470B) отдает мощность в двигатель-генератор через приводной вал 1462. Двигатель-генератор 1460 выполнен с возможностью работы для выдачи мощности для подъема блока 1130 в одной системе ES (например, системе ES 1430) при одновременном приеме мощности, когда блок 1130 опускается в другой системе ES (например, системе ES 1440), тем самым обеспечивая одновременную выдачу мощности и прием мощности двигателем-генератором 1460. Мощность, принятая двигателем-генератором 1460, может при необходимости быть подана в электрическую сеть, к которой электрически подключен двигатель-генератор 1460.[0052] When the block 1130 is raised, the corresponding winch (e.g., winch 1470A and/or 1470B) receives power from the engine-generator 1460 via drive shaft 1462. When the block 1130 is lowered, the winch (e.g., winch 1470A and/or 1470B) delivers power to the engine-generator via drive shaft 1462. The engine-generator 1460 is configured to be operative to deliver power for raising the block 1130 in one ES system (e.g., ES system 1430) while simultaneously receiving power when the block 1130 is lowered in another ES system (e.g., ES system 1440), thereby providing for simultaneous power delivery and power reception by the engine-generator 1460. The power received by the engine-generator 1460 can be supplied, if necessary, to the electrical network to which Electrically connected engine-generator 1460.

[0053] Фиг. 15 - схематическая иллюстрация лебедки 1470A. Лебедка 1470A по существу идентична (например, идентична) лебедке 1470B, поэтому признаки, проиллюстрированные на фиг. 15 для лебедки 1470A и описанные ниже, следует понимать применительно к лебедке 1470B. Лебедка 1470A включает в себя множество планетарных шестерен 1471, множество тормозов 1475 и барабан 1490 для наматывания или наматывания троса 1450. Множество планетарных шестерен 1471 включает в себя первый набор планетарных шестерен 1471’ с первой центральной шестерней 1474, первой парой планетарных шестерен 1476 и первой венцовой шестерней 1478, причем планетарные шестерни 1476 расположены между первой центральной шестерней 1474 и первой венцовой шестерней 1478. Множество планетарных шестерен 1471 также включает в себя второй набор планетарных шестерен 1471’’ со второй центральной шестерней 1480, второй парой планетарных шестерен 1482 и второй венцовой шестерней 1484, причем планетарные шестерни 1482 расположены между второй центральной шестерней 1480 и второй венцовой шестерней 1484. Лебедка 1470A также включает в себя тормозной диск 1472, концентричный приводному валу 1462.[0053] Fig. 15 is a schematic illustration of winch 1470A. Winch 1470A is substantially identical (e.g., identical) to winch 1470B, so the features illustrated in Fig. 15 for winch 1470A and described below should be understood in relation to winch 1470B. The winch 1470A includes a plurality of planetary gears 1471, a plurality of brakes 1475 and a drum 1490 for winding or winding a rope 1450. The plurality of planetary gears 1471 includes a first set of planetary gears 1471' with a first central gear 1474, a first pair of planetary gears 1476 and a first ring gear 1478, wherein the planetary gears 1476 are located between the first central gear 1474 and the first ring gear 1478. The plurality of planetary gears 1471 also includes a second set of planetary gears 1471'' with a second central gear 1480, a second pair of planetary gears 1482 and a second ring gear 1484, wherein the planetary gears 1482 are located between the second central gear 1480 and the second ring gear 1484. The winch 1470A also includes a brake disc 1472 concentric with the drive shaft 1462.

[0054] Тормозной диск 1472 прикреплен к первой паре планетарных шестерен 1476 одним или более элементами 1473, так что тормозной диск 1472 вращается (например, вокруг первой центральной шестерни 1474) с той же скоростью, что и первая пара планетарных шестерен 1476. Кроме того, первая венцовая шестерня 1478 прикреплена одним или более элементами 1477 ко второй паре планетарных шестерен 1482, так что первая венцовая шестерня 1478 вращается (например, вокруг второй центральной шестерни 1480) с той же скоростью, что и вторая пара планетарных шестерен 1482.[0054] The brake disc 1472 is attached to the first pair of planetary gears 1476 by one or more elements 1473, so that the brake disc 1472 rotates (for example, around the first central gear 1474) at the same speed as the first pair of planetary gears 1476. In addition, the first ring gear 1478 is attached by one or more elements 1477 to the second pair of planetary gears 1482, so that the first ring gear 1478 rotates (for example, around the second central gear 1480) at the same speed as the second pair of planetary gears 1482.

[0055] Первый тормоз A (например, тормозные колодки, которые избирательно входят в зацепление с диском 1472) выполнен с возможностью работы для замедления или остановки вращения тормозного диска 1472, а также первой пары планетарных шестерен 1476. Второй тормоз B (например, тормозные колодки, которые избирательно входят в зацепление с первой венцовой шестерней 1478) выполнен с возможностью работы для замедления или остановки вращения первой венцовой шестерни 1478, а также второй пары планетарных шестерен 1482. Третий тормоз C (например, тормозные колодки, которые избирательно входят в зацепление со второй венцовой шестерней 1484) выполнен с возможностью работы для замедления или остановки вращения второй венцовой шестерни 1484. В одном варианте осуществления один или более из первого тормоза A, второго тормоза B и третьего тормоза C могут быть тормозами с гидравлическим приводом. В другом варианте осуществления один или более из первого тормоза A, второго тормоза B и третьего тормоза C могут быть тормозами с пневматическим приводом.[0055] The first brake A (for example, the brake shoes that selectively engage with the disk 1472) is configured to operate to slow down or stop the rotation of the brake disk 1472, as well as the first pair of planetary gears 1476. The second brake B (for example, the brake shoes that selectively engage with the first ring gear 1478) is configured to operate to slow down or stop the rotation of the first ring gear 1478, as well as the second pair of planetary gears 1482. The third brake C (for example, the brake shoes that selectively engage with the second ring gear 1484) is configured to operate to slow down or stop the rotation of the second ring gear 1484. In one embodiment, one or more of the first brake A, the second brake B, and the third brake C may be hydraulically actuated brakes. In another embodiment, one or more of the first brake A, the second brake B and the third brake C may be air-actuated brakes.

[0056] Фиг. 16 включает в себя таблицу, указывающую производительность лебедки (например, лебедки 1470A, 1470B) на основании активации одного или более из первого тормоза A, второго тормоза B и/или третьего тормоза C. В таблице «1» указывает на то, что тормозное усилие активно тормозит, а «0» указывает на то, что тормоз открыт и тормозное усилие не прилагается. Как указано, барабан 1490 останавливается, когда тормоз C прикладывает тормозное усилие ко второй венцовой шестерне 1484, пока тормоза A и B открыты (например, тормоза A и B не прикладывают тормозное усилие). Барабан 1490 работает в обратном направлении, когда тормоз A прикладывает тормозное усилие к тормозному диску 1472, в то время как тормоза B и C остаются открытыми (например, тормоза B и C не прикладывают тормозное усилие). Когда барабан 1490 работает в обратном направлении, подъемник (например, захват подъемника) 1120 (и блок 1130, переносимый им) опускается. Барабан 1490 работает в прямом направлении для подъема подъемника (например, захвата подъемника) 1120 (и блока 1130, переносимого им), когда тормоз B прикладывает тормозное усилие к первой венцовой шестерне 1478, в то время как тормоза A и C остаются открытыми (например, тормозное усилие не прикладывается тормозами A и C). В качестве преимущества, множество планетарных шестерен 1471 и тормозов A, B, C позволяют лебедке 1470A (а также лебедке 1470B) работать для подъема или опускания подъемника 1120 без необходимости сложного управления двигателем, тем самым обеспечивая упрощенное и менее дорогостоящее управление для подъема и опускания блоков 1130. Хотя описанный выше в связи с системой 1430, 1440 ES, двигатель-генератор 1460, лебедка 1470A, 1470A и приводные валы 1462 по фиг. 14-15 и режим работы по фиг. 16 могут быть реализованы в любой из систем 100-100D для накопления и доставки энергии, описанных выше.[0056] Fig. 16 includes a table indicating the performance of the winch (e.g., winch 1470A, 1470B) based on the activation of one or more of the first brake A, the second brake B, and/or the third brake C. In the table, "1" indicates that the braking force is actively braking, and "0" indicates that the brake is open and the braking force is not applied. As indicated, the drum 1490 stops when the brake C applies the braking force to the second ring gear 1484 while the brakes A and B are open (e.g., brakes A and B do not apply the braking force). The drum 1490 works in the reverse direction when the brake A applies the braking force to the brake disc 1472, while the brakes B and C remain open (e.g., brakes B and C do not apply the braking force). When the drum 1490 operates in the reverse direction, the lift (for example, the lift grip) 1120 (and the block 1130 carried by it) is lowered. The drum 1490 operates in the forward direction to raise the lift (for example, the lift grip) 1120 (and the block 1130 carried by it), when the brake B applies a braking force to the first ring gear 1478, while the brakes A and C remain open (for example, the braking force is not applied by the brakes A and C). As an advantage, the plurality of planetary gears 1471 and brakes A, B, C allow the winch 1470A (as well as the winch 1470B) to operate to raise or lower the elevator 1120 without the need for complex engine control, thereby providing a simplified and less expensive control for raising and lowering the blocks 1130. Although described above in connection with the ES system 1430, 1440, the motor-generator 1460, the winch 1470A, 1470A and the drive shafts 1462 of Fig. 14-15 and the mode of operation of Fig. 16 can be implemented in any of the systems 100-100D for storing and delivering energy described above.

[0057] Для преобразования накопленной потенциальной энергии в электроэнергию подъемник 120, 320, 820, 922, 1322, 1120 может перемещать один или более блоков 130, 330, 930, 1330, 1130 с большего возвышения на меньшее возвышение (например, вертикально опускать по меньшей мере частично под действием силы тяжести) для приведения в действие двигателя-генератора 150, 350, 950, 1050, 1460 (посредством одного или более тросов или стальных лент) для выработки электроэнергии, которую могут доставлять в электрическую сеть, к которой электрически подключен двигатель-генератор 150, 350, 950, 1050, 1460. Энергию в виде электроэнергии вырабатывают каждый раз при опускании блока 130, 330, 930, 1330, 1130.[0057] To convert the stored potential energy into electrical energy, the elevator 120, 320, 820, 922, 1322, 1120 can move one or more blocks 130, 330, 930, 1330, 1130 from a higher elevation to a lower elevation (e.g., vertically lower at least partially under the action of gravity) to drive the engine-generator 150, 350, 950, 1050, 1460 (via one or more cables or steel belts) to generate electrical energy, which can be delivered to the electrical network to which the engine-generator 150, 350, 950, 1050, 1460 is electrically connected. Energy in the form of electrical energy is generated each time the block 130, 330, 930 is lowered, 1330, 1130.

[0058] В качестве преимущества, система 100-100D, 1430, 1440 для накопления и доставки энергии может, например, накапливать электроэнергию, вырабатываемую из солнечной энергии, в виде потенциальной энергии в поднятых блоках 130, 330, 930, 1330, 1130 в дневное время, когда солнечная энергия доступна, и может преобразовывать потенциальную энергию в блоках 130, 330, 930, 1330, 1130 в электроэнергию в ночное время, когда солнечная энергия недоступна, посредством опускания одного или более блоков 130, 330, 930, 1330, 1130 и доставлять преобразованную электроэнергию в электрическую сеть.[0058] As an advantage, the system 100-100D, 1430, 1440 for storing and delivering energy can, for example, store electric energy generated from solar energy in the form of potential energy in the elevated blocks 130, 330, 930, 1330, 1130 during the daytime, when solar energy is available, and can convert the potential energy in the blocks 130, 330, 930, 1330, 1130 into electric energy at night, when solar energy is not available, by lowering one or more blocks 130, 330, 930, 1330, 1130 and deliver the converted electric energy to the electric grid.

[0059] В настоящем документе описаны примеры системы для накопления и доставки энергии (например, система 100-100D, 1430, 1440 для накопления и доставки энергии), выполненной с возможностью работы для преобразования электрической энергии или электроэнергии в потенциальную энергию для накопления и с возможностью преобразования потенциальной энергии в электрическую энергию или электроэнергию, например, для доставки в электрическую сеть. В качестве преимущества, система для накопления энергии практически не требует технического обслуживания и может работать в течение десятилетий (например, 30-50 лет) по существу без снижения емкости накопления энергии.[0059] The present document describes examples of a system for storing and delivering energy (e.g., a system 100-100D, 1430, 1440 for storing and delivering energy) that is capable of operating to convert electrical energy or electric power into potential energy for storage and capable of converting potential energy into electrical energy or electric power, such as for delivery to an electrical grid. As an advantage, the energy storage system is virtually maintenance-free and can operate for decades (e.g., 30-50 years) without substantially reducing the energy storage capacity.

[0060] В некоторых вариантах реализации описанная в настоящем документе система для накопления энергии может накапливать приблизительно 10 мегаватт-час (МВтч) или более энергии (например, от 10 МВтч до 100 МВтч, например, 15 МВтч, 20 МВтч, 30 МВтч, 50 МВтч, 80 МВтч, 90 МВтч) и доставлять приблизительно 10 МВтч или более энергии (например, от 10 МВтч до 100 МВтч, например, 15 МВтч, 20 МВтч, 30 МВтч, 50 МВтч, 80 МВтч, 90 МВтч) в электрическую сеть. Описанная в настоящем документе система для накопления энергии может доставлять энергию каждый час (например, от 1 МВт до 6 МВт или более). Однако в других вариантах реализации система для накопления и доставки энергии, описанная в настоящем документе, может иметь другие подходящие емкости накопления и доставки энергии (например, 1 МВтч, 3 МВтч, 5 МВтч и т.д.). В одном варианте реализации система для накопления и доставки энергии может при необходимости питать приблизительно 1000 домов или более в течение дня.[0060] In some embodiments, the energy storage system described herein can store approximately 10 megawatt hours (MWh) or more energy (e.g., from 10 MWh to 100 MWh, such as 15 MWh, 20 MWh, 30 MWh, 50 MWh, 80 MWh, 90 MWh) and deliver approximately 10 MWh or more energy (e.g., from 10 MWh to 100 MWh, such as 15 MWh, 20 MWh, 30 MWh, 50 MWh, 80 MWh, 90 MWh) to an electrical grid. The energy storage system described herein can deliver energy every hour (e.g., from 1 MW to 6 MW or more). However, in other embodiments, the energy storage and delivery system described herein may have other suitable energy storage and delivery capacities (e.g., 1 MWh, 3 MWh, 5 MWh, etc.). In one embodiment, the energy storage and delivery system may power approximately 1,000 homes or more during the day as needed.

[0061] Система для накопления и доставки энергии, описанная в настоящем документе, в качестве преимущества может быть присоединена к системе выработки электроэнергии на основе возобновляемой энергии (например, зеленой энергии), такой как, например, система на основе солнечной энергии, система на основе энергии ветра (например, ветряные турбины) и т.д. В качестве преимущества, во время работы системы выработки электроэнергии на основе возобновляемой энергии (например, работа системы на основе солнечной энергии в светлое время суток, работа системы на основе энергии ветра в ветреную погоду) система для накопления и доставки энергии захватывает электроэнергию, вырабатываемую системой для выработки электроэнергии на основе возобновляемой энергии. Затем система для накопления и доставки энергии может доставлять накопленную электроэнергию в электрическую сеть, когда система для выработки электроэнергии на основе возобновляемой энергии не имеет возможности работы (например, в ночное время, в безветренных условиях). Соответственно, система для накопления и доставки энергии работает в качестве батареи для системы для выработки электроэнергии на основе возобновляемой энергии и может доставлять электроэнергию в электрическую сеть от системы для выработки электроэнергии на основе возобновляемой энергии в нерабочее время.[0061] The energy storage and delivery system described herein can advantageously be connected to a renewable energy (e.g. green energy) power generation system, such as, for example, a solar energy system, a wind energy system (e.g. wind turbines), etc. Advantageously, during operation of the renewable energy power generation system (e.g. operation of the solar energy system during daylight hours, operation of the wind energy system during windy weather), the energy storage and delivery system captures electric power generated by the renewable energy power generation system. The energy storage and delivery system can then deliver the stored electric power to the electric grid when the renewable energy power generation system is unable to operate (e.g. at night, in windless conditions). Accordingly, the energy storage and delivery system functions as a battery for the renewable energy power generation system and can deliver electricity to the power grid from the renewable energy power generation system during off-hours.

[0062] В описанных выше вариантах реализации система 100-100D, 1430, 1440 для накопления электрической энергии в виде потенциальной энергии поднимает блоки 130, 330, 930, 1330, 1130 и опускает блоки 130, 330, 930, 1330, 1130 для выработки электроэнергии. В одном варианте реализации подъемник 120, 320, 820, 922, 1322, 1120 может работать с избыточной мощностью от электрической сети. Количество энергии, восстанавливаемой системой 100-100D, 1430, 1440 для накопления энергии, на каждую единицу энергии, используемой для подъема блоков 130, 330, 930, 1330, 1130, может при необходимости составлять 80-90%.[0062] In the embodiments described above, the system 100-100D, 1430, 1440 for storing electrical energy in the form of potential energy lifts the blocks 130, 330, 930, 1330, 1130 and lowers the blocks 130, 330, 930, 1330, 1130 to generate electrical energy. In one embodiment, the elevator 120, 320, 820, 922, 1322, 1120 can operate with excess power from the electrical grid. The amount of energy recovered by the system 100-100D, 1430, 1440 for storing energy for each unit of energy used to lift the blocks 130, 330, 930, 1330, 1130 can be 80-90%, if necessary.

Дополнительные варианты осуществленияAdditional embodiments

[0063] В вариантах осуществления настоящего изобретения система для накопления энергии, способ управления ее работой и блок для использования с ней могут быть выполнены в соответствии с любым из следующих пунктов:[0063] In embodiments of the present invention, the energy storage system, the method for controlling its operation, and the unit for use therewith may be configured in accordance with any of the following:

Пункт 1. Система для накопления и доставки энергии, содержащая:Item 1. A system for storing and delivering energy, comprising:

один или более модулей, каждый из которых содержитone or more modules, each of which contains

множество блоков иmany blocks and

каркас, имеющий высоту по вертикали над фундаментом и включающий в себяa framework that has a vertical height above the foundation and includes

шахту подъемника,elevator shaft,

подъемник, расположенный с возможностью перемещения в шахте подъемника, причем подъемник выполнен по размерам с возможностью размещения и поддержки в нем одного или более блоков и выполнен с возможностью работы для перемещения одного или более из множества блоков между меньшим возвышением большим возвышением, иa lift located with the ability to move in a lift shaft, wherein the lift is sized to accommodate and support one or more blocks therein and is designed with the ability to operate to move one or more of a plurality of blocks between a smaller elevation and a larger elevation, and

узел лебедки, соединенный с возможностью перемещения с тросом, который соединен с подъемником, причем узел лебедки содержит один или более узлов планетарной передачи, один или более тормозов и барабан, соединенный с тросом;a winch assembly movably connected to a cable that is connected to a lift, wherein the winch assembly comprises one or more planetary gear assemblies, one or more brakes and a drum connected to the cable;

двигатель-генератор иengine-generator and

приводной вал, имеющий конец, соединенный с двигателем-генератором, и противоположный конец, соединенный с узлом лебедки,a drive shaft having an end connected to the motor-generator and an opposite end connected to the winch assembly,

причем по меньшей мере один из одного или более тормозов узла лебедки выполнен с возможностью работы так, что барабан вращается для наматывания троса для подъема подъемника для перемещения одного или более из множества блоков с меньшего возвышения на большее возвышение для накопления энергии или с возможностью работы так, что барабан вращается для наматывания троса для опускания подъемника для перемещения одного или более из множества блоков с большего возвышения на меньшее возвышение для выработки электроэнергии.wherein at least one of the one or more brakes of the winch assembly is configured to operate such that the drum rotates to wind a cable for raising the elevator for moving one or more of the plurality of blocks from a lower elevation to a higher elevation for storing energy or with the capability of operating such that the drum rotates to wind a cable for lowering the elevator for moving one or more of the plurality of blocks from a higher elevation to a lower elevation for generating electricity.

Пункт 2. Система по пункту 1, в которой узел лебедки содержит тормозной диск, концентричный приводному валу, и в которой указанные один или более узлов планетарной передачи включает в себя первый узел планетарной передачи и второй узел планетарной передачи, причемItem 2. The system of item 1, wherein the winch assembly comprises a brake disc concentric with the drive shaft, and wherein said one or more planetary gear assemblies include a first planetary gear assembly and a second planetary gear assembly, wherein

первый узел планетарной передачи расположен в осевом направлении между тормозным диском и вторым узлом планетарной передачи,the first planetary gear assembly is located axially between the brake disc and the second planetary gear assembly,

второй узел планетарной передачи расположен в осевом направлении между первым узлом планетарной передачи и барабаном,the second planetary gear unit is located axially between the first planetary gear unit and the drum,

первый узел планетарной передачи включает в себя первую центральную шестерню, первую пару планетарных шестерен и первую венцовую шестерню,the first planetary gear assembly includes a first central gear, a first pair of planetary gears and a first ring gear,

второй узел планетарной передачи включает в себя вторую центральную шестерню, вторую пару планетарных шестерней и вторую венцовую шестерню,the second planetary gear assembly includes a second central gear, a second pair of planetary gears and a second ring gear,

приводной вал неподвижно соединен с первой центральной шестерней, второй центральной шестерней и барабаном,the drive shaft is rigidly connected to the first central gear, the second central gear and the drum,

тормозной диск неподвижно соединен с первой парой планетарных шестерней, аthe brake disc is fixedly connected to the first pair of planetary gears, and

венцовая шестерня неподвижно соединена с второй парой планетарных шестерней.The ring gear is fixedly connected to the second pair of planetary gears.

Пункт 3. Система по пункту 2, в которой один или более тормозов включает в себя первый тормоз, выполненный с возможностью работы для избирательного зацепления с тормозным диском, второй тормоз, выполненный с возможностью работы для избирательного зацепления с первой венцовой шестерней, и третий тормоз, выполненный с возможностью работы для избирательного зацепления со второй венцовой шестерней.Item 3. The system of item 2, wherein the one or more brakes includes a first brake configured to operate to selectively engage the brake disc, a second brake configured to operate to selectively engage the first ring gear, and a third brake configured to operate to selectively engage the second ring gear.

Пункт 4. Система по пункту 3, в которой управление работой первого тормоза для расцепления тормозного диска, управление работой второго тормоза для расцепления первой венцовой шестерни и управление работой третьего тормоза для зацепления второй венцовой шестерни приводит к остановке барабана.Item 4. The system of item 3, wherein controlling the operation of the first brake to disengage the brake disc, controlling the operation of the second brake to disengage the first ring gear, and controlling the operation of the third brake to engage the second ring gear results in stopping the drum.

Пункт 5. Система по любому из пунктов 3-4, в которой управление работой первого тормоза для вхождения в зацепление с тормозным диском, управление работой второго тормоза для выведения из зацепления первой венцовой шестерни и управление работой третьего тормоза для выведения из зацепления второй венцовой шестерни приводит к вращению барабана в обратном направлении для разматывания троса для опускания подъемника.Item 5. A system according to any one of items 3-4, in which controlling the operation of the first brake to engage the brake disc, controlling the operation of the second brake to disengage the first ring gear, and controlling the operation of the third brake to disengage the second ring gear causes the drum to rotate in the opposite direction to unwind the cable to lower the lift.

Пункт 6. Система по любому из пунктов 3-5, в которой управление работой первого тормоза для расцепления тормозного диска, управление работой второго тормоза для зацепления первой венцовой шестерни и управление работой третьего тормоза для расцепления второй венцовой шестерни приводит к вращению барабана в прямом направлении для наматывания троса для подъема подъемника.Item 6. The system according to any one of items 3-5, in which control of the operation of the first brake for disengaging the brake disc, control of the operation of the second brake for engaging the first ring gear and control of the operation of the third brake for disengaging the second ring gear causes rotation of the drum in a forward direction for winding the cable for lifting the elevator.

Пункт 7. Система по любому предыдущему пункту, также содержащая демпфер, соединенный с тросом, причем демпфер выполнен с возможностью поглощения по меньшей мере части усилия, приложенного к тросу.Item 7. A system according to any preceding item, also comprising a damper connected to the cable, wherein the damper is configured to absorb at least part of the force applied to the cable.

Пункт 8. Система по любому предыдущему пункту, также содержащая линейный исполнительный механизм, соединенный с тросом, причем линейный исполнительный механизм выполнен с возможностью раздвижения или сжатия для обеспечения возможности регулировки в вертикальном положении подъемника для способствования захвату или сбросу блока.Item 8. The system of any preceding item further comprising a linear actuator connected to the cable, wherein the linear actuator is capable of extending or compressing to provide vertical adjustment of the lift to facilitate the gripping or release of the block.

Пункт 9. Система по любому предыдущему пункту, в которой один или более модулей представляют собой два модуля, и в которой приводной вал соединен с лебедкой первого из двух модулей и с лебедкой второго из двух модулей.Item 9. A system according to any preceding item, wherein one or more modules are two modules and wherein the drive shaft is connected to the winch of the first of the two modules and to the winch of the second of the two modules.

Пункт 10. Система по пункту 9, в которой лебедка первого модуля и лебедка второго модуля выполнены с возможностью работы для одновременного подъема блока в первом модуле и опускания блока во втором модуле.Item 10. The system according to item 9, in which the winch of the first module and the winch of the second module are designed with the possibility of operating to simultaneously raise the block in the first module and lower the block in the second module.

Пункт 11. Система по любому предыдущему пункту, в которой каркас имеет нижнюю площадку и верхнюю площадку, расположенную вертикально с разнесением над нижней площадкой, и при этом шахта подъемника расположена между левой колонной и правой колонной каркаса, которая проходит между нижней площадкой и верхней площадкой.Item 11. A system according to any preceding item, wherein the frame has a lower platform and an upper platform located vertically spaced above the lower platform, and wherein the hoist shaft is located between the left column and the right column of the frame, which extends between the lower platform and the upper platform.

Пункт 12. Система по п. 11, в которой подъемник выполнен с возможностью работы для подъема одного или более блоков из местоположения в левой колонне над нижней площадкой в местоположение над верхней площадкой над левой колонной и перемещения одного или более блоков из местоположения в правой колонне над нижней площадкой в местоположение над верхней площадкой над правой колонной для накопления таким образом электрической энергии, в количестве, соответствующем количеству потенциальной энергии указанных одного или более поднятых блоков, и при этомItem 12. The system of item 11, wherein the lift is operable to lift one or more blocks from a location in the left column above the lower platform to a location above the upper platform above the left column and to move one or more blocks from a location in the right column above the lower platform to a location above the upper platform above the right column to thereby accumulate electrical energy in an amount corresponding to the amount of potential energy of said one or more lifted blocks, and wherein

подъемник выполнен с возможностью работы для опускания одного или более блоков из местоположения над верхней площадкой над левой колонной в местоположение внутри левой колонны над нижней площадкой и перемещения одного или более блоков из местоположения над верхней площадкой над правой колонной в местоположение внутри правой колонны над нижней площадкой под действием силы тяжести для выработки таким образом количества электроэнергии для каждого из указанных одного или более опускаемых блоков посредством двигателя-генератора, электрически соединенного с подъемником.the lift is configured to operate to lower one or more blocks from a location above the upper platform above the left column to a location inside the left column above the lower platform and to move one or more blocks from a location above the upper platform above the right column to a location inside the right column above the lower platform under the action of gravity to thereby generate a quantity of electrical energy for each of said one or more lowered blocks by means of a motor-generator electrically connected to the lift.

Пункт 13. Система по пункту 11, в которой подъемник выполнен с возможностью работы для перемещения множества блоков между местоположением над нижней площадкой и местоположением над верхней площадкой таким образом, что среднее распределение нагрузки на раму или фундамент модуля остается по существу постоянным.Item 13. The system of item 11, wherein the lift is operable to move a plurality of units between a location above a lower platform and a location above an upper platform such that the average load distribution on the frame or foundation of the unit remains substantially constant.

Пункт 14. Система по любому предыдущему пункту, в которой каркас включает в себя множество колонн с арматурной сталью и бетонных опор.Item 14. A system according to any preceding item, wherein the frame includes a plurality of columns with reinforcing steel and concrete piers.

Пункт 15. Способ накопления и выработки электроэнергии, включающий:Item 15. A method for accumulating and generating electric power, including:

управление работой подъемника вдоль шахты подъемника для перемещения множества блоков между меньшим возвышением и большим возвышением, причем подъемник соединен с тросом, проходящим между подъемником и барабаном узла лебедки, причем узел лебедки содержит один или более узлов планетарной передачи и один или более тормозов,controlling the operation of a lift along a lift shaft to move a plurality of blocks between a lower elevation and a higher elevation, wherein the lift is connected to a cable passing between the lift and a drum of a winch assembly, wherein the winch assembly comprises one or more planetary gear assemblies and one or more brakes,

при этом управление работой подъемника включает в себя:In this case, control of the lift operation includes:

управление работой первого тормоза узла лебедки для расцепления тормозного диска узла лебедки, управление работой второго тормоза узла лебедки для расцепления первого зубчатого венца первого узла планетарной передачи и управление работой третьего тормоза узла лебедки для расцепления второй венцовой шестерни второго узла планетарной передачи для остановки вращения барабана,controlling the operation of the first brake of the winch unit to disengage the brake disc of the winch unit, controlling the operation of the second brake of the winch unit to disengage the first gear ring of the first planetary gear unit, and controlling the operation of the third brake of the winch unit to disengage the second gear ring of the second planetary gear unit to stop the rotation of the drum,

управление работой первого тормоза для зацепления с тормозным диском узла лебедки, управление работой второго тормоза для расцепления первой венцовой шестерни первого узла планетарной передачи и управление работой третьего тормоза для расцепления второй венцовой шестерни второго узла планетарной передачи для вращения барабана в обратном направлении для разматывания троса для опускания подъемника, иcontrolling the operation of the first brake to engage with the brake disc of the winch assembly, controlling the operation of the second brake to disengage the first ring gear of the first planetary gear assembly, and controlling the operation of the third brake to disengage the second ring gear of the second planetary gear assembly to rotate the drum in the opposite direction to unwind the cable to lower the lift, and

управление работой первого тормоза для расцепления тормозного диска узла лебедки, управление работой второго тормоза для зацепления первой венцовой шестерни первого узла планетарной передачи и управление работой третьего тормоза для расцепления второй венцовой шестерни второго узла планетарной передачи для вращения барабана в прямом направлении для наматывания троса для подъема подъемника.controlling the operation of the first brake to disengage the brake disc of the winch unit, controlling the operation of the second brake to engage the first ring gear of the first planetary gear unit, and controlling the operation of the third brake to disengage the second ring gear of the second planetary gear unit for rotating the drum in the forward direction for winding the cable for lifting the elevator.

Пункт 16. Способ по пункту 15, в котором перемещение блоков между меньшим возвышением и большим возвышением включает в себя перемещение блоков между местоположением над нижней площадкой в левой или правой колонне по обе стороны от шахты подъемника в местоположение над верхней площадкой, выровненной с левой или правой колоннами.Item 16. The method of item 15, wherein moving the blocks between a lower elevation and a higher elevation includes moving the blocks between a location above a lower landing in the left or right column on either side of the elevator shaft to a location above an upper landing aligned with the left or right columns.

Пункт 17. Способ по пункту 16, в котором перемещение указанных одного или более блоков между местоположением над нижней площадкой в левой или правой колоннах и местоположением над верхней площадкой в левой или правой колоннах включает в себя размещение блоков таким образом, что среднее распределение нагрузки на фундамент под каркасом или на каркас остается по существу постоянным.Item 17. The method of item 16, wherein moving said one or more blocks between a location above the bottom landing in the left or right columns and a location above the top landing in the left or right columns includes placing the blocks such that the average load distribution on the foundation beneath the frame or on the frame remains substantially constant.

[0064] Хотя были описаны некоторые варианты осуществления изобретений, эти варианты осуществления представлены только в качестве примера и не предназначены для ограничения объема раскрытия. Разумеется, новые способы и системы, описанные в настоящем документе, могут быть воплощены во множестве других форм. Кроме того, в системах и способах, описанных в настоящем документе, могут быть выполнены различные пропуски, замены и изменения без отклонения от сущности раскрытия. Сопутствующая формула изобретения и ее эквиваленты предназначены для охвата таких форм или модификаций, которые будут подпадать под объем и сущность раскрытия. Соответственно, объем настоящего изобретения задан только посредством ссылки на прилагаемую формулу изобретения.[0064] Although certain embodiments of the inventions have been described, these embodiments are presented by way of example only and are not intended to limit the scope of the disclosure. Of course, the novel methods and systems described herein may be embodied in many other forms. Moreover, various omissions, substitutions and changes may be made in the systems and methods described herein without departing from the spirit of the disclosure. The accompanying claims and their equivalents are intended to cover such forms or modifications as fall within the scope and spirit of the disclosure. Accordingly, the scope of the present invention is defined only by reference to the appended claims.

[0065] Признаки, материалы, характеристики или группы, описанные в связи с конкретным аспектом, вариантом осуществления или примером, следует понимать как применимые к любому другому аспекту, варианту осуществления или примеру, описанным в этом разделе или где-либо еще в настоящем описании, если только они не являются несовместимыми с ними. Все признаки, раскрытые в этом описании (включающем любые сопутствующие пункты формулы изобретения, реферат и чертежи), и/или все этапы любого способа или процесса, раскрытые таким образом, могут быть объединены в любую комбинацию, за исключением комбинаций, в которых по меньшей мере некоторые из таких признаков и/или этапов являются взаимоисключающими. Защита не ограничивается деталями любых предшествующих вариантов осуществления. Защита распространяется на любой новый признак или любую новую комбинацию признаков, раскрытых в этом описании (включающем любые сопутствующие пункты формулы изобретения, реферат и чертежи), или на любой новый этап или любую новую комбинацию этапов любого способа или процесса, раскрытых таким образом.[0065] Features, materials, characteristics, or groups described in connection with a particular aspect, embodiment, or example are to be understood as applicable to any other aspect, embodiment, or example described in that section or elsewhere in the present specification, unless they are incompatible therewith. All features disclosed in this specification (including any accompanying claims, abstract, and drawings) and/or all steps of any method or process so disclosed may be combined in any combination, except for combinations in which at least some of such features and/or steps are mutually exclusive. Protection is not limited to the details of any prior embodiments. Protection extends to any new feature or any new combination of features disclosed in this specification (including any accompanying claims, abstract, and drawings), or to any new step or any new combination of steps of any method or process so disclosed.

[0066] Кроме того, некоторые признаки, описанные в раскрытии в контексте отдельных вариантов реализации, также могут быть реализованы в комбинации в одном варианте реализации. Напротив, различные признаки, описанные в контексте одного варианта реализации, также могут быть реализованы во множестве вариантов реализации по отдельности или в любой подходящей подкомбинации. Кроме того, хотя признаки могут быть описаны выше как действующие в определенных комбинациях, в некоторых случаях один или более признаков заявленной комбинации могут быть исключены из этой комбинации, и эта комбинация может быть заявлена как подкомбинация или вариант подкомбинации.[0066] Furthermore, some features described in the disclosure in the context of individual embodiments may also be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments individually or in any suitable subcombination. Furthermore, although features may be described above as operating in certain combinations, in some cases one or more features of a claimed combination may be excluded from the combination, and the combination may be claimed as a subcombination or a variant of a subcombination.

[0067] Кроме того, хотя операции могут быть изображены на чертежах или описаны в описании в определенном порядке, для достижения требуемых результатов такие операции не обязательно должны выполняться в показанном конкретном порядке или в последовательном порядке, или должны выполняться все операции. В приведенные для примера способы и процессы могут быть включены другие операции, которые не изображены или не описаны. Например, одна или более дополнительных операций могут быть выполнены до, после, одновременно или между любой из описанных операций. Кроме того, в других вариантах реализации операции могут быть переупорядочены или их порядок может быть изменен. Специалистам в данной области техники следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления фактические этапы проиллюстрированных и/или раскрытых процессов могут отличаться от показанных на фигурах. В зависимости от варианта осуществления могут быть удалены некоторые из описанных выше этапов, могут быть добавлены другие. Кроме того, признаки и атрибуты конкретных вариантов осуществления, раскрытых выше, могут быть объединены различными способами для образования дополнительных вариантов осуществления, все из которых подпадают под объем настоящего раскрытия. Кроме того, разделение различных системных компонентов в вариантах реализации, описанных выше, не следует понимать как требование такого разделения во всех вариантах реализации, а также следует понимать, что описанные компоненты и системы, как правило, могут быть объединены вместе в одном продукте или упакованы в несколько продуктов.[0067] Furthermore, although operations may be depicted in the drawings or described in the description in a particular order, such operations need not be performed in the particular order shown, or in a sequential order, or all of the operations need to be performed to achieve the desired results. Other operations that are not depicted or described may be included in the exemplary methods and processes. For example, one or more additional operations may be performed before, after, simultaneously, or between any of the operations described. Furthermore, in other embodiments, operations may be reordered or their order may be changed. Those skilled in the art will appreciate that in some embodiments, the actual steps of the illustrated and/or disclosed processes may differ from those shown in the figures. Depending on the embodiment, some of the steps described above may be deleted, others may be added. Furthermore, the features and attributes of the specific embodiments disclosed above may be combined in various ways to form additional embodiments, all of which are within the scope of the present disclosure. Furthermore, the separation of the various system components in the embodiments described above should not be understood as requiring such separation in all embodiments, and it should also be understood that the components and systems described may generally be combined together in a single product or packaged into multiple products.

[0068] Для целей данного раскрытия в настоящем документе описаны некоторые аспекты, преимущества и новые признаки. Необязательно все такие преимущества могут быть достигнуты в соответствии с любым конкретным вариантом осуществления. Таким образом, например, специалистам в данной области техники следует понимать, что раскрытие может быть воплощено или выполнено таким образом, что достигается одно преимущество или группа преимуществ, как описано в настоящем документе, без обязательного достижения других преимуществ, которые могут быть изложены или предложены в настоящем документе.[0068] For purposes of this disclosure, certain aspects, advantages, and novel features are described herein. Not all such advantages may necessarily be achieved in accordance with any particular embodiment. Thus, for example, those skilled in the art will appreciate that the disclosure may be embodied or performed in such a manner that one advantage or group of advantages as described herein are achieved without necessarily achieving other advantages that may be set forth or suggested herein.

[0069] Условные формулировки, такие как "может", "мог бы", если специально не указано иное или иным образом не понимается в контексте, как используются, как правило, предназначены для передачи того, что некоторые варианты осуществления включают определенные признаки, элементы и/или этапы, в то время как другие варианты осуществления их не включают. Таким образом, такие условные формулировки, как правило, не подразумевают, что признаки, элементы и/или этапы каким-либо образом требуются для одного или более вариантов осуществления или что один или более вариантов осуществления обязательно включают логику для принятия решения, с вводом или подсказкой пользователя или без него, включаются ли эти признаки, элементы и/или этапы или должны ли они выполняться в любом конкретном варианте осуществления.[0069] Conditional language such as "may," "could," unless specifically stated otherwise or otherwise understood in context as used, is generally intended to convey that some embodiments include certain features, elements, and/or steps, while other embodiments do not include them. Thus, such conditional language does not generally imply that the features, elements, and/or steps are in any way required for one or more embodiments or that one or more embodiments necessarily include logic for deciding, with or without user input or prompting, whether the features, elements, and/or steps are included or should be performed in any particular embodiment.

[0070] Сочетательные формулировки, такие как выражение "по меньшей мере один из X, Y и Z", если специально не указано иное, иначе понимается в контексте, как обычно используется для передачи того, что элемент, термин и т.д. могут быть либо X, либо Y, либо Z. Таким образом, такие сочетательные формулировки, как правило, не подразумевают, что определенные варианты осуществления требуют наличия по меньшей мере одного из X, по меньшей мере одного из Y и по меньшей мере одного из Z.[0070] Collocational language, such as the phrase "at least one of X, Y, and Z," unless specifically stated otherwise, is otherwise understood in context as generally used to convey that an element, term, etc. can be either X, Y, or Z. Thus, such collocational language generally does not imply that certain embodiments require the presence of at least one of X, at least one of Y, and at least one of Z.

[0071] Используемые в настоящем документе формулировки степени, такие как термины "приблизительно", "около", "в целом" и "по существу", представляют собой значение, количество или характеристику, близкую к заявленному значению, количеству или характеристике, которая все еще выполняет требуемую функцию или достигает требуемого результата. Например, термины "приблизительно", "около", "в целом" и "по существу", могут относиться к количеству, которое находится в пределах менее 10%, в пределах менее 5%, в пределах менее 1%, в пределах менее 0,1% и в пределах менее 0,01% от заявленной величины. В качестве другого примера, в некоторых вариантах осуществления термины "в целом параллельный" и "по существу параллельный" относятся к значению, величине или характеристике, которая отклоняется от точно параллельной менее 15 градусов, 10 градусов, 5 градусов, 3 градусов, 1 градуса или 0,1 градуса или равно 15 градусам, 10 градусам, 5 градусам, 3 градусам, 1 градусу или 0,1 градуса.[0071] As used herein, degree language such as the terms "approximately," "about," "generally," and "substantially" represent a value, amount, or characteristic close to a stated value, amount, or characteristic that still performs the desired function or achieves the desired result. For example, the terms "approximately," "about," "generally," and "substantially" may refer to an amount that is within less than 10%, within less than 5%, within less than 1%, within less than 0.1%, and within less than 0.01% of the stated amount. As another example, in some embodiments, the terms "generally parallel" and "substantially parallel" refer to a value, magnitude, or characteristic that deviates from exactly parallel by less than 15 degrees, 10 degrees, 5 degrees, 3 degrees, 1 degree, or 0.1 degrees, or equal to 15 degrees, 10 degrees, 5 degrees, 3 degrees, 1 degree, or 0.1 degrees.

[0072] Объем настоящего раскрытия не предназначен для ограничения конкретным раскрытием предпочтительных вариантов осуществления в этом разделе или где-либо еще в настоящем описании и может быть задан формулой изобретения, представленной в этом разделе или где-либо еще в настоящем описании, или как будет представлено в будущем. Формулировки формулы изобретения должны интерпретироваться в широком смысле на основе формулировок, используемых в формуле изобретения, и не ограничиваться примерами, описанными в настоящем описании или во время рассмотрения настоящей заявки, которые следует рассматривать как неисключительные.[0072] The scope of the present disclosure is not intended to be limited to the specific disclosure of preferred embodiments in this section or elsewhere in this specification, and may be defined by the claims presented in this section or elsewhere in this specification, or as presented in the future. The language of the claims should be interpreted broadly based on the language used in the claims and should not be limited to the examples described in this specification or during the pendency of this application, which should be considered non-exclusive.

Claims

1. A system for storing and delivering energy, comprising:

one or more modules, each of which contains

many blocks;

a frame having a vertical height and comprising

elevator shaft,

a lift disposed with the ability to move in a lift shaft, wherein the lift is sized to accommodate and support one or more blocks therein and is configured to operate to move one or more of a plurality of blocks between a lower elevation and a higher elevation, and

a winch assembly movably connected to a cable that is connected to a lift, wherein the winch assembly comprises one or more planetary gear assemblies, one or more brakes and a drum connected to the cable;

engine-generator and

a drive shaft having an end connected to the motor-generator and an opposite end connected to the winch assembly,

wherein at least one of the one or more brakes of the winch assembly is configured to operate such that the drum rotates to unwind the cable for raising the elevator for moving one or more of the plurality of blocks from a lower elevation to a higher elevation for storing energy or with the capability of operating such that the drum rotates to wind the cable for lowering the elevator for moving one or more of the plurality of blocks from a higher elevation to a lower elevation for generating electricity.

2. The system of claim 1, wherein the winch assembly comprises a brake disc concentric with the drive shaft, and wherein the one or more planetary gear assemblies include a first planetary gear assembly and a second planetary gear assembly, wherein

the first planetary gear assembly is located axially between the brake disc and the second planetary gear assembly,

the second planetary gear unit is located axially between the first planetary gear unit and the drum,

the first planetary gear assembly includes a first central gear, a first pair of planetary gears and a first ring gear,

the second planetary gear assembly includes a second central gear, a second pair of planetary gears and a second ring gear,

the drive shaft is rigidly connected to the first central gear, the second central gear and the drum,

the brake disc is rigidly connected to the first pair of planetary gears, and

The first ring gear is fixedly connected to the second pair of planetary gears.

3. The system of claim 2, wherein the one or more brakes includes a first brake configured to operate to selectively engage the brake disc, a second brake configured to operate to selectively engage the first ring gear, and a third brake configured to operate to selectively engage the second ring gear.

4. The system of claim 3, wherein controlling the operation of the first brake to disengage the brake disc, controlling the operation of the second brake to disengage the first ring gear, and controlling the operation of the third brake to engage the second ring gear results in stopping the drum.

5. The system of claim 3, wherein controlling the operation of the first brake to engage the brake disc, controlling the operation of the second brake to disengage the first ring gear, and controlling the operation of the third brake to disengage the second ring gear causes the drum to rotate in the opposite direction to unwind the cable to lower the lift.

6. The system of claim 3, wherein controlling the operation of the first brake to disengage the brake disc, controlling the operation of the second brake to engage the first ring gear, and controlling the operation of the third brake to disengage the second ring gear causes the drum to rotate in a forward direction to wind the cable to lift the elevator.

7. A system according to any preceding claim, further comprising a damper connected to the cable, wherein the damper is configured to absorb at least a portion of the force applied to the cable.

8. A system according to any preceding claim, further comprising a linear actuator connected to the cable, wherein the linear actuator is capable of extending or compressing to provide vertical adjustment of the lift to facilitate the gripping or release of the block.

9. A system according to any preceding claim, wherein one or more modules are two modules and wherein the drive shaft is connected to the winch of the first of the two modules and to the winch of the second of the two modules.

10. The system according to claim 9, in which the winch of the first module and the winch of the second module are designed with the possibility of operating to simultaneously lift the block in the first module and lower the block in the second module.

11. A system according to any preceding claim, wherein the frame has a lower platform and an upper platform located vertically spaced above the lower platform, and wherein the hoist shaft is located between the left column and the right column of the frame, which extends between the lower platform and the upper platform.

12. The system of claim 11, wherein the lift is operable to lift one or more blocks from a location in the left column above the lower platform to a location above the upper platform above the left column and to move one or more blocks from a location in the right column above the lower platform to a location above the upper platform above the right column to thereby accumulate electrical energy in an amount corresponding to the amount of potential energy of said one or more lifted blocks, and

wherein the lift is configured to operate to lower one or more blocks from a location above the upper platform above the left column to a location inside the left column above the lower platform and to move one or more blocks from a location above the upper platform above the right column to a location inside the right column above the lower platform under the action of gravity to thereby generate a quantity of electrical energy for each of the said one or more lowered blocks by means of a motor-generator electrically connected to the lift.

13. The system of claim 11, wherein the lift is operable to move a plurality of blocks between a location in the left column or in the right column above the lower platform and a location above the upper platform above the left column or above the right column such that the average load distribution on the module frame remains substantially constant.

14. A system according to any preceding paragraph, wherein the frame includes a plurality of columns with reinforcing steel and concrete supports.

15. A method for accumulating and generating electric energy, comprising:

controlling the operation of a lift along a lift shaft to move a plurality of blocks between a lower elevation and a higher elevation, wherein the lift is connected to a cable passing between the lift and a drum of a winch assembly, wherein the winch assembly comprises one or more planetary gear assemblies and one or more brakes,

In this case, control of the lift operation includes:

controlling the operation of the first brake of the winch unit to disengage the brake disc of the winch unit, controlling the operation of the second brake of the winch unit to disengage the first ring gear of the first planetary gear unit, and controlling the operation of the third brake of the winch unit to disengage the second ring gear of the second planetary gear unit to stop the rotation of the drum,

controlling the operation of the first brake to engage with the brake disc of the winch assembly, controlling the operation of the second brake to disengage the first ring gear of the first planetary gear assembly, and controlling the operation of the third brake to disengage the second ring gear of the second planetary gear assembly to rotate the drum in the opposite direction to unwind the cable to lower the lift, and

controlling the operation of the first brake to disengage the brake disc of the winch unit, controlling the operation of the second brake to engage the first ring gear of the first planetary gear unit, and controlling the operation of the third brake to disengage the second ring gear of the second planetary gear unit for rotating the drum in the forward direction for winding the cable for lifting the elevator.

16. The method of claim 15, wherein moving the blocks between the lower elevation and the higher elevation includes moving the blocks between a location above the lower landing in the left or right frame column on either side of the elevator shaft to a location above the upper landing of the frame aligned with the left or right columns.

17. The method of claim 16, wherein moving said one or more blocks between a location above the bottom landing in the left or right columns and a location above the top landing aligned with the left or right columns includes placing the blocks such that the average load distribution on the frame remains substantially constant.