研究人员提出电梯储能系统：将摩天大楼变成重力电池
考虑到可再生能源是间歇性的，因此能源储存和释放在未来几十年内将是至关重要的。 对此，IIASA的研究人员提出了一个迷人的解决方案--建议将摩天大楼变成巨大的重力电池，从而用于非常便宜的可再生能源储存。
这个概念非常简单：多余的可再生能源可以作为势能储存起来，通过使用它将重物提升到一个更高的地方。然后，该能量可以通过利用重力驱动某种发电机来释放。来自奥地利维也纳国际应用系统分析研究所(IIASA)的研究人员观察了摩天大楼的高度和位置并发现有大量预建的能源储存等待释放。
电梯储能系统(LEST)将利用高层建筑中现有的电梯系统。其中许多电梯已经设计有再生制动系统，它们可以在电梯下降时收集能量，因此它们可以有效地被视为预先安装的发电装置。LEST还将利用整个建筑物的空闲空间，最好是靠近顶部和底部的空间。因此，跟在其他地方建立一个专门的重力电池系统相比，在建筑物中加装这种能力是非常便宜的。
基本上，当多余的可再生能源可用时，LEST将利用任何电梯停机时间将重物--如大容器的湿沙--从建筑物底部移到顶部，而当该能源可以使用或卖回给电网时从顶部移到底部。
IIASA团队建议建造一系列自主的拖车机器人来负责捡拾重物，英文在谨慎的情况下将它们拖入和拖出电梯。它们可以存放在走廊上或存放在空的公寓或办公室里或可能存放在专用的偏僻空间，如果建筑物的规划考虑到这个系统的话--可以想象，靠近建筑物顶部或底部的空闲半层楼可以完成这项工作。
砝码则不需要笨重到阻止人们进入电梯，而且如果乘客进入电梯并将其推到超过其重量的位置，机器人可以通过编程跳出来。算法可以确定将重物移到高处的最合适时间以及何时收获储存的能量，而不会将电梯系统变成租户等待的恶梦。
在发表在《能源》上的一项研究中，研究人员表示，当电梯满载并设定为以最佳速度下降以产生能量时，最先进的永磁同步齿轮马达智能电梯可以以接近92%的效率运行。如果迅速需要大量的能源，电梯可以被设置成更快的下降速度，但要牺牲一些效率--当跟无电缆、威利-旺卡式的磁力电梯系统相配时，这个系统可以变得更加高效。
有很多其他电网级储能技术正在开发中，但LEST有一些独特的功能使其可以在桌子上占有一席之地。首先，它就部署在它所服务的城市中间，使用人类已知的最高的现有基础设施的现成属性--这极大地减少了资本支出，因为你只需把一些机器人和重物搬进大厅摆弄一下电梯程序就可以了。
它不能像大型电池项目那样快速或可靠地应对需求高峰--但另一方面，它可能是解决大型电池系统带来的一些弱点的绝佳方式。一个LEST可以在夏天储存一吨的能量，然后在冬天逐渐释放其储备。未来的挑战在于每个建筑的基础上则是相当明确的。
如果该团队的预测成立，那么这是一个非常便宜的选择。LEST的装机容量储能成本估计在每千瓦时21-128美元之间，主要取决于有关建筑物的高度。作为比较，国家可再生能源实验室估计，2020年四小时电池系统的装机容量成本为每千瓦时345美元，它预测即使在最乐观的假设下，这个数字在2040年代末之前也不会降到每千瓦时100美元以下。这是资本支出而非运营费用，并且它还提出了一个强有力的论点，即这种技术应该被更仔细地研究。
IIASA团队估计，世界上目前的高层建筑可以转化为30至300千兆瓦时的能源储存，其上限将足以让整个纽约市在目前的消费率下运行一个月左右。
1、选择减少电梯机械系统的惯性和摩擦阻力。
2、专业的电梯安装和合理使用重量和平衡重量。使用无齿轮永磁同步电机驱动系统工作原理的永磁同步电动机显示其励磁由永久磁铁实现，不需要额外的电机定子励磁电流和功率因数，可以实现非常高的可以达到1(理论上)。
3、和没有电流通过永磁同步电动机转子，专业电梯安装不存在转子损耗的问题，一般45%-45%低于异步电动机损坏。蜗轮和蜗杆传动效率低，能耗高,进一步降低能源消耗。停止少群梯安排，主机驱动两个胶囊是一种上下运行节能方案。
4、另一种方式，减少电梯运行的能源消耗在能源消耗的过程控制。使用电梯向上，向下加载时电动机的特性与国家权力，将反馈可再生能源电网，专业电梯安装将节能措施在梯子上的明显效果。有一个节能解决方案将在软件中实现控制。如建立实时控制交通模式，尽可能少印数携带更多的乘客，使电梯停止的数量降到最低。
5、其他措施来减少操作能耗是一个专业的电梯安装操作模式被设置为加减速度变量参数，即电梯控制系统中运行的速度、加速度和加速度率曲线与长跑已经改变，也随着负载变化胶囊通过仿真软件模拟，确定最佳运行曲线之间不同的楼层。
UPS是针对中国电网环境和网络监控及网络系统、医疗系统等对电源的可靠性要求，克服中、大型计算机网络系统集中供电所造成的供电电网环境日益恶劣的问题，以全新的数字技术研制出的第三代工频纯在线式智能型UPS。直流电源，是维持电路中形成稳恒电流的装置。如干电池、蓄电池、直流发电机等。
UPS和直流电源是企业重要的供电保障设备，传统的维护管理包括：①日常巡检外观，定期更换电池、滤波电容、风机等易损件，大修时做电池活化等；②改造或采用换代设备，使用高级工具测试电池性能。这种管理方式企业投入成本高，维护人员工作量大，不易实时掌握设备运行状态和关键数据，设备事故预防能力低。实施在线维护管理可避免传统方式的不足之处，获得良好效益。
（1） 楼层越高的电梯，制动频繁，节能越多；
（2） 越新安装使用的电梯，机械惯性大，节能越多；
（3） 速度越快的电梯，制动频繁，节能越多；
（4） 使用越频繁的电梯，制动频繁，节能越多。
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2、产品原理概述
随着现代化生产规模不断扩大和人们生活水平不断提高，电能供需矛盾日益突出，节电呼声日益高涨。有关统计数据表明，电动机拖动负载消耗的电能占总耗电量的70%以上。因此，电机拖动系统节约电能具有特别重要的社会意义和经济效益。
电机拖动系统节约电能的途径主要有两大类：
（1）提高电机拖动系统的运行效率，如风机、水泵调速是以提高负载运行效率为目标的节能措施，再如电梯曳引机采用变频器调速取代异步电动机调压调速是以提高电动机运行效率为目标的节能措施；
（2）将运动中负载上的机械能（位能、动能）通过能量回馈器变换成电能（再生电能）并回送给交流电网，供附近其它用电设备使用，使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降，从而达到节约电能的目的。
3、升降电梯为例介绍第二类节能原理
采用变频调速的电梯启动运行达到最高运行速度后具有最大的机械功能，电梯达到目标层前要逐步减速直到电梯停止运动为止，这一过程是电梯曳引机释放机械功能量的过程。此外，升降电梯还是一个位能性负载，为了均匀拖动负载，电梯由曳引机拖动的负载是由载客轿厢和对重平衡块组成，只有当轿厢载重量约为50%（1吨载客电梯乘客为7人左右）时，轿厢和对重平衡块才相互平衡，否则，轿厢和对重平衡块就会有质量差，使电梯运行时产生机械位能。
电梯运行中多余的机械能（含位能、动能）通过电动机和变频器转换成直流电能储存在变频器直流回路中的电容中，此时电容就好比是一个小水库，回送到电容中的电能越多，电容电压就越高，（好比水库水位超高），如不及时释放电容器储存的电能，就会产生过压故障，使变频器停止工作，电梯无法正常运行。
目前国内绝大多数变频调速电梯均采用电阻消耗电容中储存的电能的方法来防止电容过电压，但是电阻耗能不仅降低了系统的效率，电阻产生的大量热量还恶化了电梯控制柜周边的环境。
能量回馈器的作用就是能有效的将电容中储存的电能回送给交流电网供周边其它用电设备使用，节电效果十分明显，一般节电率可达21%～46%。此外，由于无电阻发热元件，机房温度下降，可以节省机房空调的耗电量，在许多场合，节约空调耗电量往往带来更大的节电效果。
新型能量回馈器与目前国内外其它能量回馈器相比的一个最主要的特点是具有电压自适应控制回馈功能。
一般能量回馈器都是根据变频器直流回路电压UPN的大小来决定是否回馈电能，回馈电压采用固定值UHK。由于电网电压的波动，UHK取值偏小时，在电网电压偏高时会产生误回馈UHK取值偏大时，则回馈效果明显下降，（电容中储能被电阻提前消耗了）。
新型能量回馈器采用电压自适应控制，即无论电网电压如何波动，只有当电梯机械能转换成电能送入直流回路电容中时，新型能量回馈器才及时将电容中的储能回送电网，有效解决了原有能量回馈的缺陷。
此外，新型能量回馈器具有十分完善的保护功能和扩展功能，既可以用于现有电梯的改造，也适用于新电梯控制柜的配套。新电梯控制柜采用新型能量回馈器供电，不仅可以大大节约电能，还可以有效改善输入电流的质量，达到更高的电位兼容标准。
新型能量回馈器适用电压等级广泛，220VAC、380VAC、480VAC、660VAC等均可。
4、产品寿命
根据检测能量回馈器可靠运行达到70000小时以上。即电梯一年365天，每天24小时，不停地运行，能量回馈器可以连续使用8～10年以上。由于电梯有一个等候或是待机的状态，他不像一个灯泡一样，是处于长期工作状态的。回馈器可能一天工作10小时就已经是用的很多了。按这样计算，回馈器要比一台电梯的使用寿命要长。而且电梯有很多的机械部件都是有时间限制的。因此在使用寿命上，一台回馈器比电梯的使用寿命要长很多。
参考资料： 江苏海国节能审计事务有限公司
