CN118850973A

CN118850973A - 能量储存系统和方法

Info

Publication number: CN118850973A
Application number: CN202411026935.7A
Authority: CN
Inventors: 安德里亚·佩德雷蒂; 威廉·格罗斯
Original assignee: Energy Storage Co
Current assignee: Energy Storage Co
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2024-10-29
Also published as: US20200028379A1; JP7438184B2; US10830216B2; BR112021000946A2; EP3823923A2; US12049874B2; CN112888651B; WO2020018329A3; ZA202201873B; WO2020018329A2; TWI821073B; US10683851B2; CN112888651A; US20200025182A1; KR102787297B1; US10837429B2; US20210054830A1; KR20210065929A; MX2021000355A; TW202313441A

Abstract

一种能量储存系统，包括起重机和多个块体，其中起重机可操作以将块体从较低高度移动到较高高度(经由块体的堆叠)来将电能存储为块体的势能，然后可操作以将块体从较高高度移动到较低高度(经由块体的分开)来基于块体在被降低(例如通过重力)时的动能产生电力。

Description

能量储存系统和方法

本申请是申请日为2019年7月10日、申请号为201980061224.4、名称为“能量储存系统和方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种能量储存系统，并且更具体地涉及一种经由块体的堆叠储存和释放能量的能量储存系统。

背景技术

从可再生能量源(例如太阳能、风能、水能、生物质等)中产生电力持续增长。然而，这些可再生能量源(例如太阳能、风能)中的很多都是间歇性且不可预测的，从而限制了可以从间歇性可再生能量源输送到电网的电力的量。

发明内容

因此，需要改进的系统来捕获通过可再生能量源产生的电力，以便可预测地输送到电网。

根据本公开的一个方面，提供了一种能量储存系统。一种示例性能量储存系统包括起重机和多个块体，其中起重机可操作以将一个或更多个块体从较低高度移动到较高高度以储存能量(例如经由处于较高高度的块体的势能)，并且可操作以将一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度以产生电力(例如经由块体在移动到较低高度时的动能)。

根据本公开的另一个方面，提供了一种重力驱动的动力储存与产生系统。示例性的重力驱动的动力储存与产生系统包括具有一个或更多个悬臂(例如多个悬臂)的起重机，该起重机可操作以通过将一个或更多个块体从较低高度移动到较高高度来储存能量，并且可操作以通过在重力作用下将一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度来产生电力。

根据本公开的另一个方面，所述能量储存系统在一个示例中可以储存太阳能以间断地生成电力。该能量储存系统可以堆叠多个块体，以在太阳能电力充足的白天期间将太阳能储存为堆叠块体中的势能。能量储存系统然后可以在夜晚期间操作来分开块体，从而驱动发电机生产电力，以输送到电网。

根据本公开的另一个方面，提供了一种储存与产生电力的方法。该方法包括操作起重机，以通过将一个或更多个块体从较低高度移动到较高高度来堆叠多个块体，以在块体中储存能量，每个块体储存对应于块体的势能量的一定量的能量。该方法还包括操作起重机，以通过在重力下将一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度而将一个或更多个块体分开，从而产生对应于所述一个或更多个块体在从较高高度移动到较低高度时的动能量的一定量的电力。

根据本公开的另一个方面，提供了一种能量储存系统。该系统包括多个块体和起重机，该起重机包括框架、电马达-发电机、可移动地联接到框架的一个或更多个滑车、以及可移动地联接到一个或更多个滑车并可操作地联接到电马达-发电机的线缆。线缆被构造成可操作地联接到多个块体中的一个或更多个。起重机可操作以通过将所述块体从较低高度移动到较高高度来将多个块体中的一个或更多个堆叠在彼此的顶部上，以在所述块体中储存对应于所述块体的势能量的一定量的电能。起重机还可操作以通过在重力作用下将所述块体从较高高度移动到较低高度来使多个块体中的一个或更多个块体分开，从而产生与所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度时的动能量相对应的一定量的电力。

根据本公开的另一个方面，提供了一种用于能量储存和产生系统中使用的块体。该块体包括本体，其包括混凝土，具有：长方形形状，其中长度大于宽度，所述宽度大于所述本体的深度；平坦刻面，其将所述本体的相邻侧相互连接；以及一个或更多个凹部，其位于所述本体的底部表面上。该块体还包括金属板，其附接到所述一个或更多个凹部，以抑制所述块体的运动期间在所述块体上的磨损。

根据本公开的另一个方面，提供了一种在能量储存和产生系统中用于提升和降低块体的抓取器。所述抓取器包括本体，该本体包括可联接到可由起重机操作的线缆的交叉构件、从交叉构件本体向远侧延伸的一对臂、以及位于该对臂中的每个臂的远侧部分中的一个或更多个杠杆。所述一个或更多个杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述抓取器降低经过块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆接合所述块体的底部端部，从而联接到所述块体。

根据本公开的另一个方面，提供了一种在能量储存和产生系统中操作抓取器以提升和降低块体的方法。该方法包括相对于块体降低抓取器，使抓取器的一对臂插入穿过块体中的一对孔直到该对臂的远侧端部从该对孔中突出，将可移动地联接到该对臂的一个或更多个杠杆从缩回位置致动到延伸位置，以及将该对孔的凹入远侧表面与处于延伸位置的一个或更多个杠杆接合以允许用抓取器提升块体。

附图说明

图1-3是示例性能量储存系统的示意图。

图4是每次由能量储存系统输出的输出功率的示意图。

图5是具有圆塔形式的能量储存系统的局部透视图。

图6A是处于一种可操作构造的具有圆塔形式(其具有多个悬臂)的能量储存系统的透视图。

图6B是图6A中的圆塔的剖视图。

图6C是处于另一种可操作构造的图6A的能量储存系统的透视图。

图6D是图6C中的圆塔的剖视图。

图6E是图6C的能量储存系统的局部透视图。

图7A是处于一种可操作构造的具有正方形塔形式(拥有高架桥式起重机)的能量储存系统的透视图。

图7B是图7A中的正方形塔的剖视图。

图7C是处于另一种可操作构造的图7A的能量储存系统的透视图。

图7D是图7C中的正方形塔的剖视图。

图8A-8H是具有高架桥式起重机的能量储存系统的示意顶视图。

图9是具有高架桥式起重机的能量储存系统的局部示意侧视图。

图10A是能量储存系统中的第一层块体的示意图。

图10B是能量储存系统中的设置在第一层块体上方的第二层块体的示意图。

图10C是彼此重叠的图10A-10B中的第一层块体和第二层块体的示意图。

图11A是彼此靠近的一堆块体的透视示意顶视图。

图11B是图11A中的一对块体的透视示意底视图。

图12A是三个块体的透视示意顶视图，一个块体在另两个块体上。

图12B是图12A中的块体的示意顶视图。

图13A是图12A中的块体的剖视图。

图13B是图12A中的块体的另一剖视图。

图13C是图13A中所示的块体的一部分的放大剖视图。

图14A是抓取器的透视底视图。

图14B是图14A中的抓取器的透视顶视图。

图14C是穿过块体的抓取器的局部剖视图，其中杠杆处于缩回位置。

图14D是延伸通过块体的抓取器的局部剖视图，其中杠杆处于缩回位置。

图14E是抓取器的局部剖视图，其中杠杆处于延伸位置。

图14F是抓取器的局部剖视图，其中杠杆处于延伸位置并结合块体。

图14G是延伸通过块体的抓取器的顶透视图。

图14H是延伸通过块体的抓取器的底透视图，其中杠杆处于延伸位置并接合块体。

图14I是用于抓取器的操作系统的示意框图。

图14J是用于抓取器的另一操作系统的示意框图。

图14K是用于抓取器的另一操作系统的示意框图。

图14L是附接到滑轮组件的抓取器的局部剖面图。

图15是操作抓取器的方法的示意框图。

图16是操作能量储存系统的方法的示意框图。

图17是在能量储存系统与电网之间的动力接口的示意框图。

具体实施方式

起重机设计

图1-3示出了示例性能量储存系统100(“系统”)，其可操作以将电能或电力转换成用于储存的势能，并将势能转换成电能或电力，例如用于输送到电网。

系统100包括起重机101，其具有塔102和一个或更多个悬臂104。在一个示例中，一个或更多个悬臂104相对于塔102横向(例如垂直)延伸。一个或更多个悬臂104相对于塔102径向向外延伸。可选地，悬臂104可以围绕塔102旋转。图1-3示出了起重机101，其在塔102的相反侧上具有两个彼此平衡的悬臂104。在一个示例中，起重机101可选地关于塔102的轴线Z对称。虽然图1-3示出了具有两个悬臂104的起重机101，如下面进一步讨论的，另一个示例性能量储存系统100可以具有多对悬臂104，其中每对悬臂104位于塔102的相反侧以彼此平衡。

尽管图1-3仅示出了第二悬臂104的一部分(示出在塔102的左侧)，但是本领域技术人员将认识到，在一个示例中，第二悬臂104是第一悬臂104(例如示出在塔102的右侧)的镜像。塔102和悬臂104中的一者或两者可选地具有桁架框架。起重机101可选地包括支撑线缆110，其连接悬臂104的部分105(例如远侧或端部部分)，并且可选地联接到塔102。

起重机101可选地包括电马达-发电机120。在一个示例中，如图1-3所示，马达-发电机120联接到塔102和悬臂104中的一者或两者。在其它示例中，马达-发电机120可以相对于塔102和/或悬臂104位于其它合适位置。在一个示例中，马达-发电机120是单个单元，其既可以作为电马达又可以作为发电机来运行。在另一个示例中，马达-发电机120具有单独的电马达单元和电力发电机单元(例如与发电机单元间隔开或位于不同位置的单独的马达单元)。

起重机101可以具有可移动地联接到悬臂104的滑车106。在一个示例中，如图1-3所示，起重机101具有两个滑车106，每个滑车可移动地联接到两个悬臂104中的一个。线缆108(例如一根或更多根线缆)可移动地联接到每个滑车106，使得线缆108可以相对于滑车106在大致竖直方向(例如大致垂直于悬臂104)上缩回或延伸(例如送出)。线缆108可操作地联接到块体150(例如经由抓取器500，如下文进一步描述的)，从而允许块体150被提升和降低。在一个示例中，每对悬臂104同时提升(例如竖直地提升)或降低(例如竖直地降低)块体150，以相互平衡。虽然附图示出了一根线缆108，但是本领域技术人员将会认识到，一对线缆108可以在一个端部处联接到滑车106并在相反端部处联接到滑轮组件，经此它们可操作地联接到块体150(例如经由下面讨论的抓取器500)。

继续参考图1-3，能量储存系统100具有多个块体150。在一个示例中，如图1所示，多个块体150中的每一个都具有相同的尺寸和形状。在另一个例子中，如图2-3所示，能量储存系统具有多个块体150’，其中一个或更多个块体150’在尺寸上不同。不同尺寸的块体150’可以用在示例系统100中，其中块体150’将沿着悬臂移动更远离塔102，以满足起重机101的最大承重能力并抑制对起重机101的损伤。下面提供了块体150、150’的进一步细节。

塔式起重机设计

图5-6E示出了示例性能量储存系统100A(“系统”)，其可操作以将电能或电力转换成用于储存的势能，并将势能转换成电能或电力，例如用于输送到电网。能量储存系统100A的一些特征类似于特征图1-3中的能量储存系统100的特征。因此，除了下文所述的，图1-3中的能量储存系统100的各种特征的结构和描述被理解为也适用于图5-6E中的能量储存系统100A的对应特征。

能量储存系统100A与能量储存系统100的不同之处在于起重机101具有联接到塔102的多对悬臂104。例如，图6A-6E示出了三对悬臂104A-104B、104C-104D、104E-104F，它们联接到(例如相交于)起重机101的塔102。每对悬臂104可选地在塔102的相反侧延伸，以有利地相互平衡。另外，多对(例如三对)悬臂104取向为不同的角向取向，并且因此限定了块体150在其中移动的极坐标系统。滑车106可移动地联接到每个悬臂104，并可移动地支撑联接到抓取器500(下面进一步描述)的一根或更多根线缆108。抓取器500可被选择性地致动以联接到块体150，以从第一(开始)位置提升(例如竖直提升)块体150，将块体150转移(到不同的极坐标位置)并降低(例如竖直降低)块体150到第二(完成)位置。在另一个示例中，起重机101可以具有更多对悬臂104(例如四对、五对等)或更少对(例如两对)悬臂104。虽然附图示出了附接到每个悬臂104上的每个滑车106的一根线缆108，但是本领域技术人员将会认识到，一对线缆108可以在一个端部处联接到滑车106并在相反端部处联接到滑轮组件，经此它们可操作地联接到块体150(例如经由下面讨论的抓取器500)。

在一个示例中，每对悬臂104同时地提升或降低块体150以相互平衡。在一个示例中，当一对悬臂104正在降低(例如同时降低)块体150(例如产生电力)时，另一对悬臂104正在提升(例如同时提升)一对抓取器500(下面将进一步讨论)，而不用附接块体150以重新定位抓取器500来联接到并提升另一对块体150。由于多对悬臂104中的一对或更多对总是降低块体150以产生电力，所以这种配置有利地允许从块体150的降低中持续产生功率(例如没有中断)。

块体150的堆叠限定了塔900(例如具有大体柱形形状)。在一个示例中，塔900可以具有40至60层级或楼层的块体150。塔900包括可选地配置成形成防风结构910的多个块体150。在一个示例中，防风结构910可以具有大致柱形形状。第二组多个块体150可选地被堆叠成限定支持(例如支撑)防风结构910的交叉构件920。交叉构件920可以可选地在塔102(例如塔900的中心)与防风结构910之间径向延伸。图5示出了四个交叉构件920中的三个(第四个被移除以允许观察塔900的内部结构)。在一个示例中，交叉构件通常是平坦的，并且限定四个象限。

第三组多个块体150限定了能量储存组件930，其可以在由防风结构910限定(例如界定)的空间中堆叠和分开，从而将电能或电力储存为势能以及将势能转换为电能或电力，如前所述。有利地，防风结构910抑制(例如防止)第三组多个块体150在它们被提升或降低以储存势能或产生电力时暴露于风力，从而增加能量储存系统100A的功率产生效率。

在一个示例中，能量储存组件930的第三组多个块体150在由防风结构910和交叉构件920限定的每个象限内堆叠和分开。在这样的示例中(见图5)，限定防风结构910和交叉构件920的块体150不移动。可选地，钢筋可以插入穿过限定防风结构910的块体150的孔(例如孔157，见图13A)，以增加防风结构910的刚度；可选地，限定防风结构910的块体150的孔(例如孔157，见图13A)可以额外地或替代地填充有混凝土，使得防风结构910是单体结构。

在一个示例中(见例如图6A-6E)，限定防风结构910的第一组多个块体150和/或限定交叉构件920的第二组多个块体150也可以被提升或降低以储存势能或产生电力。图6A-6B示出了处于完全堆叠配置(例如完全充能或大约处于最大势能储存水平)的塔900。图6C-6E示出了处于放能配置中的塔900(例如处于具有较低(例如最小)势能储存水平的近似完全放能配置)。

如下文进一步描述的，在一个示例中，块体150中的每一个都具有长度L，该长度大约为块体150的宽度W的两倍。因此，块体150可以以东西取向或南北取向堆叠，例如以交替的模式(例如塔900的每个层级或楼层可以具有不同于相邻层级或楼层的平铺模式的平铺模式)。因此，块体150可以有利地交错，如下文进一步描述的，以增强堆叠块体150的结构完整性和稳定性(例如塔900的稳定性)。

桥式起重机设计

图7A-7D示出了示例性能量储存系统100G(“系统”)，其可操作以将电能或电力转换成用于储存的势能，并将势能转换成电能或电力，例如用于输送到电网。能量储存系统100G的一些特征类似于图1-3中的能量储存系统100和图5-6E中的系统100A的特征。因此，使用了相同的数字标识符(例外的是对于能量储存系统100G向数字标识符添加了“G”)，并且图1-3中能量储存系统100的各种特征的结构和描述以及图5-6E中的系统100A被理解为也适用于图7A-7D中的能量储存系统100G的对应特征，除了下文描述的以外。

能量储存系统100G不同于能量储存系统100和能量储存系统100G之处在于起重机101G搁置在一对轨道902G上。在一个示例中，起重机101G限定了桥104G，在桥104G的相反端部上具有一组或更多组轮103G。在一个示例中，轮103G可以沿着轨道902G移动，从而允许起重机101G的桥104G沿着轨道902G的长度(例如在第一方向上)移动、重新定位或以其它方式行进。起重机101G还可以包括一个或更多个联接到桥104G的滑车106G。在一个示例中，滑车106G可移动地联接到桥104G，从而允许滑车106G沿着桥104G的长度(例如在垂直于第一方向的第二方向上)移动或以其它方式行进。一根或更多根线缆108G可移动地联接到滑车106G。例如，线缆108G联接到滑车106G的绞盘，该绞盘可操作以使线缆108G相对于滑车106G(例如相对于滑车106G上的绞盘)缩回(例如卷绕)或者延伸或送出(例如退绕)。一根或更多根线缆108G可以联接到抓取器500(下面进一步描述)，其可以被选择性地致动以联接到块体150。虽然附图示出了一根线缆108G附接到桥104G上的每个滑车106G，但是本领域技术人员将会认识到，一对线缆108可以在一个端部处联接到滑车106G并在相反端部处联接到滑轮组件，经此它们可操作地联接到块体150(例如经由下面讨论的抓取器500)。

起重机101G有利地限定了笛卡尔坐标系统，块体150在其中移动(例如轨道902G限定第一轴线或第一方向，而桥104G限定垂直于第一轴线或第一方向的第二轴线或第二方向)。在一个示例中，桥104G中的一个或两个沿着轨道902G的移动以及滑车106G沿着桥104G的移动允许起重机101G将一个或更多个块体150定位在不同的笛卡尔坐标位置。在一个示例中，抓取器500可操作以从第一(开始)位置(例如第一笛卡尔坐标位置)提升(例如竖直地提升)块体150，将块体150转移(到不同于第一笛卡尔坐标位置的第二笛卡尔坐标位置)并且将块体150降低(例如竖直地降低)到第二(完成)位置。

块体150的堆叠限定塔900G(例如当从上方观察时具有大体正方形截面形状)。在一个示例中，塔900G可以具有40至60层级或楼层的块体150。塔900G包括配置成形成防风结构910G的多个块体150。在一个示例中，轨道902G可以被支撑在防风结构910G的顶层上(例如一对轨道902G可以被联接到、设置在或以其它方式附接到限定防风结构910G的顶层的块体150的顶部表面151A上)。

在一个示例中，防风结构910G具有大体正方形或长方形形状(例如，具有在从上方观察时具有大体正方形截面形状的外围)。第二组多个块体150限定了能量储存组件930G，其可以在由防风结构910G限定(例如界定)的空间中堆叠和分开，从而将电能或电力储存为势能以及将势能转换为电能或电力，如前所述。有利地，防风结构910抑制在第二组多个块150在被提升或降低以储存势能或产生电力时在第二组多个块150上的风力，从而增加能量储存系统100G的功率产生效率。在一个示例中，钢筋和/或混凝土可以可选地插入穿过限定防风结构910G的块体150的孔(例如孔157，见图13A)，以增加防风结构910G的刚性(例如使得防风结构910G是单体结构)。

图7A-7B示出了处于完全堆叠配置(例如完全充能或大约处于最大势能储存水平)的塔900。图7C-7D示出了处于放能配置中的塔900(例如处于具有较低(例如最小)势能储存水平的近似完全放能配置)。

如下文进一步描述的，在一个示例中，块体150中的每一个都具有长度L，该长度大约为块体150的宽度W的两倍。因此，块体150可以以东西取向或南北取向堆叠，例如以交替的模式(例如塔900的每个层级或楼层可以具有不同于相邻层级或楼层的平铺模式的平铺模式)。因此，块体150可以有利地交错，如下文进一步描述的，以增强堆叠块体150的结构完整性和稳定性(例如塔900G的稳定性)。

图8A-8H示出了其它示例能量储存系统100H-100P。除了如下所述的，能量储存系统100H-100M类似于能量储存系统100G。因此，使用了相同的数字标识符，并且图7A-7D中的能量储存系统100G的各种特征的结构和描述被理解为也适用于图8A-8F中的能量储存系统100H-100M的对应特征，除了下文描述的以外。除了如下所述的，能量储存系统100N、100P类似于能量储存系统100A。因此，使用了相同的数字标识符，并且图5-6E中的能量储存系统100A的各种特征的结构和描述被理解为也适用于图8G-8H中的能量储存系统100N、100P的对应特征，除了下文描述的以外。

能量储存系统100H不同于能量储存系统100G之处仅在于，防风结构910G具有长方形形状(当从上方观察时)，并且起重机101G具有两个沿着轨道902G移动(线性)的桥104G，桥104G中的每一个都具有对应的滑车106G，所述滑车卷绕和退绕联接到该滑车的线缆108G以提升和降低块体150(例如经由抓取器500，下文进一步讨论)。在一个示例中，当从上方观察时，防风结构910G具有大约60m的宽度和大约30m的深度。其它合适的尺寸也是可能的。

能量储存系统100I不同于能量储存系统100H之处仅在于，它增加了交叉构件920G，该交叉构件可以可选地支持(例如支撑)防风结构910G。在一个示例中，交叉构件920G通常是平坦的，并且将由防风结构910G限定(例如界定)的空间分成两个半部。每个桥104G可选地在每个半部中操作(例如线性地移动)，以在其相关半部中移动块体150。

能量储存系统100J不同于能量储存系统100G之处在于，它增加了四个交叉构件920G，其(例如从塔900G的中心延伸)将由防风结构910G限定(例如界定)的空间分成四个象限。能量储存系统100J可选地具有四个桥104G，每个象限中的一个桥进行操作(例如线性移动)，以在其相关象限内移动块体150。

能量储存系统100K不同于能量储存系统100G之处仅在于，防风结构910G呈具有开放端部的C形，而不是正方形。

能量储存系统100L不同于能量储存系统100I之处仅在于，防风结构910G具有两个开放端部，使得防风结构910G和交叉构件920G限定了I形形状(当从上方观察时)。

能量储存系统100M不同于能量储存系统100J之处仅在于，防风结构910G具有四个开放端部，使得防风结构910G和交叉构件920G限定了双I形形状(当从上方观察时)。

能量储存系统100N不同于能量储存系统100A之处在于，取代了悬臂104，起重机101具有绕着塔900的中心移动或旋转的桥104(当从上方观察时)。可选地，多个桥104的端部沿着附接到柱形防风结构910G的顶部的轨道移动，从而允许桥104以极坐标方式旋转，并在不同的极坐标位置之间移动块体150。

能量储存系统100P不同于能量储存系统100A之处在于，它具有四个桥104G，每个桥都具有联接在塔900的中心附近的一个端部和可移动地联接到柱形防风结构910的一部分的相反端部。每个桥104G可选地操作以绕塔900的中心枢转，以在塔900的相关象限内移动块体150。

图9示出了具有桥104G的示例起重机101G，所述桥可以可选地与图7A-7D中的能量储存系统100G和图8A-8F中的100H-100M一起使用。桥104G可以可选地同时移动多个块体150。在一个示例中，桥104G可以具有一个或更多个滑车106G，其卷绕和退绕可操作地联接到多个(例如3个)抓取器500(以下描述)的多根线缆108G。因此，多根线缆108和抓取器500可以选择性地同时联接到多个(例如3个)块体150(例如可以同时提升、转移和降低多个块体150)。

块体布局

图10A-10B示出了块体150的两个不同层(例如能量储存系统100、100A、100G-100P)。在一个示例中，两个不同层的块体150可以用于限定塔或堆900、900G中不同层级的至少一部分，比如防风结构910和/或能量储存组件930的不同部分(例如多个块体150，其被移动以储存和产生电能或电力)。在一个示例中，一个或更多个块体150堆叠在两个其它块体150的顶部上(例如使块体150交错)，这有利地抑制(例如防止)塔或堆900、900G中的块体150的侧向移动(例如提供更稳定的塔或堆)，和/或抑制(例如防止)塔或堆900、900G的倾倒。

图10A示出了第一层700的块体150，所述块体150之间以最小的空间紧密堆叠。图10B示出了第二层800的块体150，其堆叠在块体150的第一层700的顶部上。图10C示出了放置在第一层700之上的第二层800，以便使第二层800的每个块体150搁置在第一层700的两个块体150上。在一个示例中，该模式在塔或堆900、900G的其它层(例如所有层)中重复。在一个示例中，用于块体150的两个或更多个模式(例如3个或4个平铺模式)可以用在形成塔或堆900、900G的层、层级或楼层中。在一个示例中，可以使用块体150的四种不同平铺模式来构建或形成塔或堆900、900G。

塔或堆900、900G的层(例如第一层700和第二层800，所有层、层级或楼层)中的块体150被配置(例如被抓取器500降低或定位，下文进行描述)成使得块体150的侧部不彼此接触并且在侧向相邻块体的相对表面之间限定间隙G，其有利地抑制(例如防止)块体150之间在它们从第一(开始)位置提升并降低到第二(完成)位置时的摩擦和磨损。在一个示例中，间隙G在大约50mm到大约200mm之间(例如50mm、70mm、100mm、150mm、200mm等)。

块体设计

图11A-13C示出了示例性的一对块体150。可选地，该对块体150是相同的。块体150可选地具有长方形形状，其具有长度L、宽度W和深度D(例如长度L、宽度W和深度D中的任意两个限定长方形表面)。在一个示例中，长度L大约是块体150的宽度W的两倍。在一个示例中，宽度W大约是块体150的深度D的两倍。在一个示例中，块体150具有4:2:1的长度L比宽度W比宽度D的纵横比。在另一个示例中，块体150具有3:2:1的长度L比宽度W比宽度D的纵横比。在一个示例中，块体150具有大约4米(m)的长度。有利地，块体150的纵横比允许堆叠时稳定块体150，并且因此稳定堆叠结构，同时降低了块体150的层数或楼层数，以限定堆叠结构的期望高度，比如上述的塔900、900G。块体150可以可选地设定重量在大约20吨和60吨之间，比如大约55吨。然而，在其它示例中，块体150可以设定重量为其它合适的量。在一个示例中，限定堆叠结构(比如上文所述的塔)的上层(例如顶层、顶部两层)的块体150可以设定重量为超过限定堆叠结构的下层(例如底层、底部两层)的块体150。

块体150具有限定顶部表面151的顶部部分151、限定外围表面152A的中间部分以及限定底部表面153A的底部部分或基部153。在一个示例中，外围表面152可以具有前表面和后表面152A1以及左/右侧表面152A2。在一个示例中，前/后表面151A1中的每一个都经由刻面表面(例如倒角或斜切表面)152A3连接到左/右侧表面152A2。刻面表面152A3可选地以45度延伸到前后表面151A1和左/右侧表面152A2。

顶部部分151、中间部分152和底部部分153可选地限定了块体150的外层或壳体S。在一个示例中，顶部部分151可以具有大约10-25cm的厚度t1，比如10cm。在一个示例中，底部部分153可以具有大约10-25cm的厚度t2，比如15cm。在一个示例中，顶部部分151可以具有外围倒角表面151C(例如以大约45度在顶部表面151A和外围表面152A之间延伸)。

块体150包括封闭在壳体S中的压载质量块154(例如承载填充物材料)。在一个示例中，压载质量块154具有与壳体S的材料不同的材料。例如，压载质量块或承载填充物材料154可以是混合有和/或压制有低级或廉价混凝土的土、煤、飞灰、碎屑、拆除材料、砂砾、建筑废物和/或回收材料，如下所述。这有利地减少了制造块体150的成本并提供了用于分配原本将被送到填埋场的材料(例如拆除材料、建筑废物、碎屑等)的机制。在另一个示例中，压载质量块154和壳体S是相同的材料(例如限定了没有任何边界或接缝的单体或单个质量块)。可选地，块体150可以被加强(例如用钢)，比如通过位于顶部部分151、中间部分152和底部部分153中的一个或更多个中的网状钢或钢筋(例如结构钢)的一个或更多个加强层155。

块体150可以可选地至少部分地由混凝土制成(例如块体150的壳体S可以由混凝土制成)。有利地，因为混凝土具有比水更高的密度，所以块体150的容积可以比水的对应容积储存更多的势能。在一个实施方式中，块体150的至少一部分可以由高性能混凝土制成(例如具有10-60兆帕(MPa)的压缩强度，比如25-40MPa)，这使块体150能够承受堆叠在其上的多个块体150的重量。在一个示例中，块体150的至少一部分可以由低等级混凝土制成(例如具有低于10MPa的压缩强度，比如3-8MPa)。在一个示例中，顶部部分和底部部分151、153中的一个或两个可以由高性能混凝土(例如具有10-60MPa的压缩强度，比如25-40MPa)制成，并且中间部分152可以由低等级混凝土(例如具有低于10MPa的压缩强度，比如3-8MPa)制成，从而具有足以承受放置在其顶部上的块体的载荷的强度。在整个块体150进行承载的示例中，块体壁所需的压缩强度降低。在一个示例中，在堆的下层中使用的块体150如上所述可以具有较高的压缩强度(例如块体150的更多部分可以由高性能混凝土制成)，以允许所述下层中的块体150承受堆的放置在其上的其余层的载荷。在一个示例中，在堆的上层(例如顶层)中使用的块体150如上所述可以具有较低的压缩强度(例如块体150的更多部分可以由低等级混凝土制成)，因为堆的上层(例如顶层)中的所述块体150支撑较低的载荷量(例如堆的顶层中的块体150不支撑载荷)。

顶部表面151A和底部表面153A可以是基本平坦的(例如被制造成使表面中没有任何部分与沿着该表面延伸的平面变化超过1mm)。顶部表面和底部表面151A、153A可以大体彼此平行延伸，并且中间部分152可以在顶部部分和底部部分151、153之间竖直地延伸(例如垂直于顶部表面和底部表面151A、153A)。顶部表面和底部表面151A、153A的平坦性有利地允许一个块体150的基本上整个底部表面153A与其紧下方的块体的基本上整个顶部表面151A接触，从而增强堆叠块体150的稳定性。

块体150可以具有一个或更多个孔157，所述孔在顶部部分151中的近侧开口156与底部部分153中的远侧开口158之间延伸。在一个示例中，块体150具有两个孔157A、157B，它们在顶部部分中的近侧开口156A、156B和底部部分153中的远侧开口158A、158B之间延伸。在一个示例中，孔157A、157B可选地具有直径为大约30cm的圆形截面。

一个或更多个近侧开口156(例如两个开口156A、156B)和一个或更多个远侧开口158(例如两个远侧开口158A、158B)有利地相应地在顶部表面151A和底部表面153A上居中，使得块体围绕沿着块体150的宽度W的中心轴线对称，并且围绕沿着块体150的深度D的中心轴线对称。在图13A中，近侧开口156A、156B在顶部表面151A上居中，使得开口156A、156B沿着块体150的宽度W与块体的侧面端部间隔相同的距离，并且远侧开口158A、158B在底部表面153A上居中，使得开口158A、158B沿着块体150的宽度W与块体的侧面端部间隔相同的距离。这允许块体150旋转180度，而不改变块体150的孔157A、157B的位置，从而允许孔157A、157B在一个块体150直接放置在另一个块体150的顶部上时保持对齐，即使旋转180度(例如从堆的顶部楼层或层级到该堆的底部楼层或层级，比如塔或堆900、900G等堆中的所有块体150中的所有孔157A、157B都对齐)。孔157A、157B的这种居中有利地有助于堆叠块体的对齐，如下面进一步讨论的。

附加地，在块体150的长度L大约是块体150的宽度W的两倍的示例中，块体150可以交错，如图12A所示，其中两个块体配置在同一层级上并且配置为同一取向，但是错位达它们的半个宽度W，如图12B所示，并且第三块体150可以放置在它们的顶部上并以90度取向，如图12A-12B所示。因为孔157A、157B居中，所以顶部块体150中的每个孔将与底部两个块体150中的孔157A、157B之一对齐。

参考图13C，近侧开口156A、156B可选地至少部分由渐缩(例如斜切、倒角、圆锥)表面151B限定，该渐缩表面在顶部表面151A与孔157A、157B的表面之间延伸。在一个示例中，顶部部分151可以包括金属支撑件或加强件(例如环形支撑件)159A。可选地，金属支撑件或加强件159A嵌入顶部部分151中。可选地，金属支撑件或加强件159A限定开口156A、156B的至少一部分(例如限定渐缩或圆锥表面151B的至少一部分)。

在一个示例中，远侧开口158A、158B可选地至少部分地由台阶(例如凹入)表面153B限定。在一个示例中，底部部分153可以包括金属支撑件或加强件(例如环形支撑件)159B。可选地，金属支撑件或加强件159B限定开口158A、158B的至少一部分(例如限定台阶表面153B的至少一部分)。可选地，金属支撑件或加强件159B嵌入底部部分153中。金属支撑件或加强件159B限定内表面159C(例如肩部表面)，该内表面允许块体150被提升和定位，如下面进一步讨论的。在另一个示例中，远侧开口158A、158B周围的一个或更多个突起(例如柱形突起)可以从块体150的底部表面153A突出，并且被成形(例如渐缩)为装配到它放置在其上的块体150的近侧开口156A、156B中，从而在块体150被堆叠时允许块体150互锁。

抓取器机构

图14A-14L示出了夹持器或抓取器机构500(“夹持器”或“抓取器”)，其可操作以可释放地夹持或抓取块体150(例如一次一个)，其中14F-14H示出了联接到块体150的抓取器500。抓取器500从近侧端部502延伸到远侧端部504。抓取器500可选地包括可操作地连接到线缆108的近侧连接器505。抓取器500还包括附接(例如可旋转地联接)到连接器505的交叉构件530，例如经由设置在近侧连接器505的凸缘和交叉构件530的表面之间的支承件512(例如转盘支承件)。抓取器500还包括一个或更多个臂540、一个或更多个锁定机构550以及可选的一个或更多个自居中端部570。因此，抓取器500可操作地将线缆108联接到块体150(例如用以允许滑车106和线缆108提升并重新定位块体150，如上所述)。抓取器500的至少一部分(例如近侧连接器505、交叉构件530、臂540)可以由刚性材料(例如金属)制成。可选地，自居中端部570可以由金属制成。臂540和自居中端部570可以一起具有矛状形状。

在一个示例中，如图14A所示，抓取器500具有两个臂540A、540B、两个锁定机构550A、550B(每个臂中一个)以及两个自居中端部570A、570B(每个臂中一个)。在一个示例中，臂540A、540B可以具有管状(例如柱形)形状，并且自居中端部570A、570B在形状上可以是圆锥的。如图14C所示，臂540A、540B可以各自具有比孔157的直径小约5毫米(mm)至约10mm(例如5mm、7mm、9mm、10mm)的外直径，从而允许臂540A、540B穿过孔157，如图14C-14F所示。

图14C-14F示出了锁定机构550的致动，用于允许抓取器500接合块体150。在一个示例中，锁定机构550具有带有外表面550D的本体550C，并且包括一个或更多个(例如多个)指状件或杠杆(或钩)551，其可以在缩回位置(见例如图14C-14D)与延伸或部署位置(见例如14E)之间相对于本体550C被致动。在一个示例中，杠杆551可以位于本体550C的相反侧，以限定杠杆551中的基本上同时被致动(例如在缩回位置和部署位置之间)的一个或更多个工作对。在一个示例中，杠杆551可以可选地围绕本体550C的圆周定位。在一个示例中，锁定机构550可以具有围绕本体550C的圆周配置的四个杠杆551。

杠杆551可选地围绕杠杆551和本体550C之间的枢转接头551A枢转。本体550C在杠杆551的底部表面551F下方具有倾斜表面550E，其在它们之间限定间隙S1，从而允许杠杆551以相对于本体550C向外枢转，直到底部表面551F接触本体550C的倾斜表面550E(例如如图14E所示)。在一个示例中，杠杆551具有外表面551E，其在杠杆551处于缩回位置时大致与本体550C的外表面550D对齐，从而允许臂540A、540B穿过块体150的孔157，而杠杆551不接合孔157的表面(见例如图14C)。

在一个示例中，杠杆551可选地具有倾斜近侧表面551C、551D，其相对于彼此以一定角度(例如90度)延伸。可选地，倾斜近侧表面551C、551D在末端551B处连结。在一个示例中，当杠杆551处于延伸或部署位置时(见例如图14E)，表面551D基本水平地延伸并且表面551C基本竖直地延伸。可选地，在延伸位置，杠杆551的近侧端部彼此间隔达基本上对应于远侧开口158A、158B(例如远侧开口158A、158B的金属支撑件或加强件159B的远侧开口)的内表面(例如肩部表面159C)的尺寸的距离。一旦处于延伸或部署位置，抓取器500可以被提升(例如通过线缆108)，从而允许杠杆551接合肩部表面159C(例如锁定到其上)，从而允许抓取器500提升块体150。

继续参考图14C-14F，锁定机构550可以具有线缆553，其可选地缠绕滑轮552并连接(例如紧固)到杠杆551(例如靠近倾斜表面551C、551D)。线缆553可选地联接到近侧连接器557，其联接到弹簧556(例如螺旋弹簧)。在一个示例中，弹簧556在近侧连接器557和远侧连接器555之间延伸并固定到它们。在一个示例中，弹簧556被偏压趋向拉动近侧连接器557(并因此拉动线缆553)趋向远侧连接器555，这将杠杆551移动到缩回位置。致动线缆558可以联接到近侧连接器557。在一个示例中，致动线缆558以克服弹簧556的弹簧压缩力并将近侧连接器557拉向近侧端部502的力(例如张紧力)，朝向抓取器500的近侧端部502被致动(例如被拉动，受到张紧力)。这可选地导致线缆553在滑轮552上移动(向外)，从而允许杠杆551相对于本体550C向外枢转到延伸或部署位置。一旦张紧力从致动线缆558上移除，弹簧556的弹簧压缩力可以可选地克服线缆558的致动力，从而允许弹簧556将近侧连接器557往回拉向远侧连接器555，导致杠杆551被拉回到缩回位置(例如通过线缆553在滑轮552上移动)。

在一个示例中，如图14I所示，电气系统531可以操作抓取器500(例如锁定机构550)。电气系统531可以具有一个或更多个电马达532，其例如可选地设置在交叉构件530中。电马达532可操作以致动致动线缆558，从而实现杠杆551的移动。例如，电马达532可以被操作以在线缆558上施加张紧力，从而导致杠杆551移动到延伸或部署位置，并且可以被操作以放松线缆558上的张紧力，从而导致杠杆551移动到缩回位置。在一个示例中，线缆558的近侧端部可以可操作地联接到电马达532的输出轴(例如经由附接到电马达532的输出轴的转轮、链轮或齿轮)。当马达532在一个方向上旋转其输出轴时，它拉动线缆558以导致杠杆551移动到延伸位置，并且当马达532在相反方向上旋转其输出轴时，它放松或减小线缆558上的张力以使杠杆551移动到缩回位置。在一个示例中，每个臂540A、540B中的锁定机构550可选地被不同的电马达532操作。在另一个示例中，每个臂540A、540B中的锁定机构550被同一个电马达532操作。电马达532可以可选地经由起重机101被供能，例如经由动力线缆，其源自起重机101的或起重机上的动力源然后沿着线缆108(在线缆108内或周围)行进到抓取器500(例如经由近侧连接器505中的通道511行进到抓取器500中)。在另一实施方式中，为电马达532提供动力的动力源(例如电池)可以设置在抓取器500中(例如在交叉构件530中)。

在另一个示例中，如图14J所示，可以使用气动系统531A代替电马达532来致动锁定机构550。例如，气动系统531A可以包括压缩机532A(例如设置在交叉构件530中)，其可以被操作来致动活塞534A。活塞534A可以可操作地联接到线缆558，并且可操作以向线缆558施加张紧力以导致杠杆551移动到延伸位置，或者可操作以移除或减小线缆558上的张紧力以导致杠杆551移动到缩回位置，如上所述。

在另一个示例中，如图14K所示，可以使用电磁系统531B代替电马达532来致动锁定机构550。例如，电磁系统531B可以具有电磁体532B，其可以被选择性地致动以吸引或排斥金属部分(例如永磁体)534B。线缆558可以可操作地联接到永磁体534B。当电流施加到电磁体以吸引永磁体534B时，永磁体534B朝向电磁体532B的移动导致张紧力被施加到线缆558，这导致杠杆551移动到延伸位置。当电磁体532B被致动以排斥永磁体534B时，张紧力可以减小或从线缆558上移除，这导致杠杆551移动到缩回位置。

参考图14L，抓取器500可以可选地包括传动组件525，其实现抓取器550的旋转(例如相对于近侧连接器505、相对于其相关联的悬臂104等)。传动组件525可以可选地包括相对于近侧连接器505固定的第一圆盘或齿轮526、联接到附接到交叉构件530的内表面的马达529的第二圆盘齿轮528、以及缠绕并使圆盘或齿轮526、528相互连接的链条、线缆或带527。如图14L所示，抓取器500可以联接到具有框架536的滑轮组件535，一个或更多个滑轮(例如四个滑轮)537可旋转地联接在所述框架536上。框架536可以经由支架538联接到近侧连接器505。一根或更多根线缆108(例如线缆108A、108B)可以至少部分地缠绕在一个或更多个滑轮537上，线缆108的近侧端部可移动地联接到滑车106。

在一个示例中，传动组件525进行操作以在其相关的悬臂104相对于起重机101、101A的塔102旋转时实现抓取器对抗近侧连接器505的相对旋转(由此还使抓取器500上方的滑车106、线缆108和滑轮组件535围绕塔102旋转)。当悬臂104相对于起重机101、101A的塔102在第一方向上旋转时(并且抓取器500上方的滑车106、线缆108和滑轮组件535在第一方向上以相同的速度围绕塔102旋转)，传动组件525在与第一方向相反的第二方向上以与悬臂104围绕塔102旋转相同的速度相对于近侧连接器505旋转抓取器500。这有利地导致块体150不经历任何旋转(即，块体150维持同一取向)并且经历零力矩(即，块体150仅平移而不旋转)。马达529可以经由链条、线缆或带527相对于第一圆盘或齿轮526旋转第二圆盘或齿轮528。当第一圆盘或齿轮526固定到近侧连接器505时，第二圆盘或齿轮528由马达529实现的旋转导致第二圆盘或齿轮528围绕第一圆盘或齿轮526周向移动，从而允许交叉构件530以及抓取器500的取向保持不变，并且有利地抑制(例如防止)线缆108的扭转(或向线缆108施加扭矩)，并且抑制块体150的扭摆振荡。因此，当抓取器500联接到块体150并且悬臂104相对于起重机101、101A的塔102旋转时，传动组件525有利地维持抓取器500和块体150的绝对取向恒定(例如相对于全局坐标)。

在另一个示例中，在抓取器500没有联接到块150时，传动组件525操作以旋转抓取器500(例如在联接到相对于抓取器500所移动的前一块体150成90度取向的块体150之前，将抓取器500取向成相对于其先前取向成90度)。马达529可以进行操作以经由链条、线缆或带527相对于第一圆盘或齿轮526旋转第二圆盘或齿轮528。然而，当第一圆盘或齿轮526固定到近侧连接器505时，与抓取器500相比，由于抓取器500上方的滑轮组件535的相对较低的惯性，第二圆盘或齿轮528由马达529实现的旋转将倾向于导致第一圆盘或齿轮526旋转(从而旋转滑轮组件535并扭转抓取器500上方的线缆108)。

为了避免第一圆盘或齿轮526的这种旋转以及抓取器500上方的线缆108的扭转，固定到交叉构件530(例如沿着抓取器500的中心轴线，固定在交叉构件530的中心中)的马达522进行操作以旋转连接至该马达522的飞轮或反作用轮523。由马达522施加到飞轮523的扭矩还在相反方向上并以不同速度(由于交叉构件530和反作用轮523之间的惯性差)施加到交叉构件530，使得马达522在一个方向上旋转反作用轮523的操作导致交叉构件530在相反方向上旋转。当反作用轮523的旋转(通过马达522的操作)在一个方向上加速时，交叉构件530的旋转也在相反方向上加速(以交叉构件530和反作用轮523的两个惯性矩的比率的量)。当反作用轮523的旋转在一个方向上减速时(通过马达522的操作)，交叉构件530的旋转也在相反方向上减速(以交叉构件530和反作用轮523的两个惯性矩的比率的量)，并且最终停止。当反作用轮523的旋转在一个方向上保持恒定(通过马达522的操作)时，交叉构件530的旋转也在反作用轮523的旋转的相反方向上保持恒定。

当交叉构件530在相对于反作用轮523的相反方向上旋转时，马达529实现交叉构件530相对于近侧连接器505在与交叉构件530的旋转方向相反的方向上的旋转，从而抑制(例如防止)抓取器500上方的线缆108和/或滑轮组件535的扭转(或施加到其上的扭转)。马达529在与反作用轮523的旋转相同的方向上旋转第二圆盘或齿轮528，并且抓取器500在与反作用轮523和第二圆盘或齿轮528相反的方向上旋转，因此线缆108并不扭转。

如上所述，自居中端部570可以在形状上是圆锥的。有利地，当臂540延伸穿过块体150中的开口156并进入孔157中时，这允许它们使抓取器500相对于块体150自居中。例如，即使在臂540和近侧开口156之间存在微小的错位，端部570的圆锥形状将导致臂540在其前进通过块体150时在孔157中使其自身自居中。该近侧开口156的渐缩表面151B还可选地有助于抓取器500的臂540相对于块体150的孔157自居中。如图14F所示，一旦抓取器500接合(例如锁定)到块体150，自居中端部570延伸超过块体150的底部表面153A。这有利地允许抓取器500将接合的块体150与其将要降低到其上的块体150对齐(例如居中)，当接合的块体150降低到它们之上时(并且在接合的块体150的底部表面153A接触底部块体150的顶部表面151A之前)，自居中端部570延伸到下部块体150的近侧开口156中。因此，自居中端部570有利地有助于抓取器500居中到块体150上以抓取块体150，并且当降低抓取到的块体150时有助于抓取块体150居中到下部块体150上。

在一个示例中，抓取器500(例如抓取器500的锁定机构550)包括一个或更多个传感器(例如压力传感器、接触传感器、近程传感器、电容传感器)，其感测杠杆551何时处于缩回位置或延伸/部署位置。在一个示例中，(例如抓取器500的锁定机构550)包括了一个或更多个传感器(例如压力传感器、接触传感器)，其感测处于延伸/部署位置的杠杆551何时不再与块体150接触或接合(例如不再与块体150的肩部表面159C接触或接合)，使得杠杆551可以移动到缩回位置(例如通过一个或更多个电马达522)。

在一个示例中，抓取器500(例如抓取器500的锁定机构550、抓取器500的杠杆551)包括一个或更多个传感器(例如超声传感器、近程传感器)，其感测抓取器500的竖直位置(例如抓取器500的杠杆551的竖直位置)，例如相对于抓取器500正接近的块体150的竖直位置。有利地，所述一个或更多个传感器可以帮助确保抓取器500能够以上述方式充分地联接到块体150，并且考虑到线缆108的长度上的任何变化(例如由于环境温度或重复使用导致的线缆108的伸长)，如果不存在这样的传感器，这可能在抓取器500相对于块体150的定位中引入误差。

在一个示例中，抓取器500可以在抓取器500插入(例如插入自居中端部570，插入臂540)到块体150的孔157中之前(或期间)，选择性地将一定量的压缩空气(例如经由自居中端部570中的孔眼)输送到块体150的顶部表面151A上。所述一定量的空气被输送到块体150的顶部表面151A上以在顶部表面151A上进行清洁(例如移出碎屑、尘土等)，从而确保在块体150被重新定位时顶部表面151A是清洁的。在一个示例中，一旦抓取器500联接到块体150(见例如图14F-14H)、已经提升了块体150并且在将块150重新定位在另一块体150的顶部的过程中，在抓取器500降低顶部块体150时，在顶部块体150的底部表面153A接触底部块体150的顶部表面151A之前，一定量的压缩空气可以被输送(例如经由自居中端部570中的孔眼)到底部块体150的顶部表面151A以对其进行清洁(例如移出灰尘、碎屑等)。

在一个示例中，抓取器500可以选择性地将一定量的压缩空气(例如经由本体550C中的孔眼)输送到杠杆551的底部表面551F和本体550C的倾斜表面550E之间的空间S1中，以从空间S1中移除灰尘或碎屑，并允许杠杆551移动到延伸或部署位置(例如在这里底部表面551F接触本体550C的倾斜表面550E)。附加地或替代地，抓取器500可以将一定量的压缩空气输送到本体550C的内表面550F与杠杆551的内表面551G之间的空间S2中，以从空间S2移除灰尘或碎屑，并允许杠杆551移动到缩回位置(例如在这里杠杆551的内表面551G接触本体550C的内表面550F)。所述压缩空气可以可选地在杠杆551移动到延伸或部署位置之前(例如当杠杆551的位置如图14C-14D所示时)输送到空间S1。所述压缩空气可以可选地在杠杆551移动到缩回位置之前(例如当杠杆551的位置如图14E-14F所示时)输送到空间S2。压缩空气的这种输送有利地确保锁定机构550恰当地操作，以允许块体150的接合和提升以及块体150的分离。

在一个示例中，当抓取器500未联接到块体150时，抓取器500可以旋转(例如近侧连接器505可以相对于交叉构件530旋转)，比如使用传动组件525和反作用轮523，如上所述。例如，在抓取器500从靠近悬臂104的位置降低之前和/或在抓取器500在降低块体150并与块体150脱离之后升高时，抓取器可以在至少两个取向(例如两个取向彼此成90度)之间旋转。抓取器500的旋转有利地允许其抓取以不同取向配置的块体150(例如相对于彼此成90度配置)，比如限定层或层级的块体150，其中一些块体150相对于该层或层级中的其它块体150具有不同的取向(例如取向为90度)，如上所述，从而限定块体150的平铺模式。

在操作中，抓取器500以上述方式降低到块体150上并且接合块体150。可选地，抓取器500将压缩空气输送到块体150的顶部表面151A上，以移出灰尘或碎屑，如上所述。一旦臂540延伸穿过块体150的孔眼157，锁定机构550被致动以将杠杆551移动到延伸位置。可选地，在致动锁定机构550之前，位置传感器(例如超声传感器)感测在将杠杆移动到延伸或部署位置之前杠杆551处于适当(竖直)位置。抓取器500然后被升高(例如通过线缆108，其可选地通过位于例如滑车106上的绞盘缩回)。当抓取器500被升高时，处于延伸位置的杠杆551接合块体150的底部上的肩部表面159C，从而允许抓取器500提升块体150。当联接到块体150时(例如由于块体150的重量)，抓取器500不旋转(例如因为旋转块体150将需要大量的扭矩)。因此，抓取器500以同一取向来提升、转移和降低块体150。因此，在南北方向上取向的块体150将被抓取器500在同样的南北方向上提升、转移和降低。类似地，在东西方向上取向的块体150将被抓取器500在同样的东西方向上提升、转移和降低。因此，块体150在其开始位置(例如在它被抓取器500提升之前)和其结束位置(例如在它被抓取器500降低之后)中将具有相同的取向。

图15示出了操作抓取器500的一种方法600。该方法600包括相对于块体150降低610抓取器500。该方法600还包括将抓取器500的一对臂540插入620穿过块体150中的一对孔157，直到所述一对臂540的远侧端部从所述一对孔157突出。该方法还包括将可移动地联接到一对臂540上的一个或更多个杠杆551从缩回位置致动630到延伸位置，并且将一对孔157的凹入远侧表面153B与处于延伸位置的一个或更多个杠杆551接合640，以允许利用抓取器500提升(例如竖直提升)块体150。

起重机操作

能量储存系统100、100A、100G-100P可操作以通过将块体150、150’从较低高度提升(例如竖直提升)到较高高度来将电能或电力转换成用于存储的势能，并且通过经由重力将块体150、150’中的一个或更多个从较高高度移动(例如竖直移动、竖直降低)到较低高度来将势能转换成电能或电力。

图16示出了能量储存系统100、100A、100G-100P的一种方法650。所述方法650包括操作660起重机101，以通过将一个或更多个块体150从较低高度移动到较高高度而堆叠多个块体150，从而将能量储存在块体150中，所述块体中的每一个都储存对应于所述块体150的势能量的一定量的能量。该方法还包括将一个或更多个块体平移670到不同的位置。该方法还包括操作680起重机101，以通过在重力下将一个或更多个块体150从较高高度移动到较低高度而将一个或更多个块体150分开，从而产生对应于所述一个或更多个块体在从较高高度移动到较低高度时的动能量的一定量的电力。

起重机101的电马达-发电机120可以操作滑车106和线缆108以从较低高度提升(例如竖直地提升)一个或更多个块体150、150’，移动所述块体150、150’到不同位置(例如相对于塔102的沿着悬臂104的不同极坐标位置，沿着桥104G的不同笛卡尔坐标位置)，并将块体150、150’放置在所述不同位置的较高高度处(例如一个块体在另一个之上)以形成块体150、150’的堆，如图1、6A-6B以及7A-7B所示。堆叠块体150、150’中的每一个都储存一定量的势能，其对应于(正比于)其质量和块体150、150’的较低高度与较高高度之间的高度差(例如势能＝质量×重力×参考表面(比如地面层级)上方的高度)。块体150、150’越重并且它们堆叠得越高，就可以储存更多势能。

为了将储存的势能转换为电力，起重机101可以操作滑车106和线缆108以从较高高度提升(例如竖直地提升)一个或更多个堆叠块体150、150’，移动滑车106到不同位置(例如相对于塔102的沿着悬臂104的不同极坐标位置，沿着桥104G的不同笛卡尔坐标位置)，并允许所述块体150、150’移动到较低高度(例如在重力作用下至少部分地竖直降低)以驱动电马达-发电机120(经由线缆108)，从而产生电力，其可以被输送到电网。

每次块体150降低时都会产生电力形式的动力。图4示出了输出功率与时间的曲线图，其示出了由图1-3、6A-6E中起重机101的塔102的相反侧的一对悬臂104产生的功率。如图4所示，对应于三个块体150的下降，产生了三个峰值510。在每个块体150被降低之后，在抓取器被接合到堆叠上的新块体150之前，短暂地消耗520功率以升高线缆108和抓取器500。

图17是显示电马达/发电机120经由再生变频驱动器125连接到电网130的示意框图。再生变频驱动器125是马达/发电机120和电网130之间的接口。再生(双桥)变频驱动器125可以包括电网侧晶体管桥、DC总线和马达侧晶体管桥。电网侧晶体管桥是逆变器，其将来自马达/发电机120的所有DC电力转换成电网130的50Hz或60Hz(当再生时)。当不再生时，变频驱动器125将电网130整流为DC电力。在马达侧，变频驱动器125改变马达/发电机120运行的频率(例如控制马达120的减速和/或加速，调节马达/发电机120上的负载，通过调节改变起重机101、101G的起吊马达的速度来控制或调节马达/发电机120的功率输出)。

能量储存系统100可以被操作以最大限度地增加电能或电力的储存。参照图1，起重机101堆叠块体150(每个块体具有相同的尺寸)，使得所有的堆具有相同的高度。参照图2，系统100被示为具有零势能状态，因为多个不同尺寸的块体150’都在地面层级处。块体150’的高度(与它们的重量成正比)沿着悬臂104的长度变化，其中重量较重的块体(例如块体A-D)定位更靠近塔102，而重量较轻的块体(例如块体E-J)定位更远离塔102。在一个示例中，如图3所示，起重机101首先堆叠最重并且最靠近塔102的块体150’(例如块体A-D)，之后起重机101一个接一个地堆叠较轻的块体150’(例如块体E-J)，从最重到最轻，直到所有的块体150’(例如块体A-J)堆叠在块体150’的一个或更多个堆或列中，以最大限度地增加系统100的势能储存。继续参考图3，为了通过以上述方式将块体150’从较高高度移动到较低高度来产生电力，块体150’从堆中以最轻到最重的顺序被提升，并以图2所示的顺序放回到地上。

有利地，能量储存系统100、100A、100G-100P可以例如在白天期间在太阳能可用时将由太阳能产生的电力储存为堆叠块体150、150’中的势能，并且可以在夜晚期间在太阳能不可用时将堆叠块体中的势能转换成电力，并将转换的电力输送到电网。

由外向内堆叠

现在参照图1-3，块体150、150’从更远离塔102的沿着悬臂104的径向位置处的较低高度移动到更靠近塔102的沿着悬臂104的径向位置处的较高高度，从而将电力储存为块体150、150’中的势能。为了产生电力，块体150、150’然后从靠近塔102的沿着悬臂104的径向位置处的较高高度移动到更远离塔102的沿着悬臂104的径向位置处的较低高度。

由内向外堆叠

参照图6A-6E，块体150从更靠近塔102的沿着悬臂104的径向位置处的较低高度(见图6C-6E)移动到更远离塔102的沿着悬臂104的径向位置处的较高高度(见图6A-6B)，从而将电力储存为限定塔900的块体150中的势能。为了产生电力，块体150然后从更远离塔102的沿着悬臂104的径向位置处的较高高度移动到更靠近塔102的沿着悬臂104的径向位置处的较低高度。

应用

本文描述了一种能量储存系统(例如能量储存系统100、100A、100G-100P)，其可操作性以将电能或电力转换为势能用于储存，并且将势能转换为电能或电力，例如用于输送到电网。有利地，能量储存系统需要很少或不需要维护，并且可以运行数十年(例如30-50年)而基本上不降低能量储存能力。

在一些实施方式中，本文所述的能量储存系统可以储存大约10兆瓦时(MWh)或更多的能量(例如在10MWh和100MWh之间，比如15MWh、20MWh、30MWh、50MWh、80MWh、90MWh)，并且输送大约10MWh或更多的能量(例如在10MWh时和100MWh之间，比如15MWh、20MWh、30MWh、50MWh、80MWh)至电网。本文所述的能量储存系统每小时都可以输送能量(例如1MW至6MW或更多)。然而，在其它实施方式中，本文所述的能量储存系统可以具有其它合适的能量储存和输送能力(例如1MWh、3MWh、5MWh等)。在一个实施方式中，能量储存系统可以可选地为大约1000个家庭供电一天。

本文描述的能量储存系统可以有利地连接到可再生能源(例如绿色能源)发电系统，比如举例来说，太阳能系统、风能动力系统(例如风力涡轮机)等。有利地，在可再生能源发电系统的运行期间(例如太阳能系统在白天期间运行，风能系统在有风状况期间运行)，能量储存系统捕获由可再生能源发电系统产生的电力。当可再生能源发电系统不可操作时(例如在夜间、无风状况期间)，能量储存系统可以稍后将储存的电力输送到电网。因此，能量储存系统像可再生能源发电系统的电池一样运行，并且可以间歇地将电力从可再生能源发电系统输送到电网。

在本文所述的实施方式中，能量储存系统利用起重机101、101G来堆叠块体150、150’从而将电能储存为势能并且将块体150、150’分开以产生电力。在一个实施方式中，起重机101、101G可以用来自电网的多余动力操作。对于用于提升块体150、150’的每单位能量，能量储存系统回收的能量可以可选地为80-90％。

附加实施例

在本发明的实施例中，能量储存系统以及操作它的方法可以符合以下任何条款：

条款1.一种用于储存和产生电力的方法，包括：

操作起重机，以通过将一个或更多个块体从较低高度移动到较高高度而堆叠多个块体，从而将能量储存在所述块体中，所述块体中的每一个都储存对应于所述块体的势能量的一定量的能量；以及

操作所述起重机，以通过在重力下将一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度而将一个或更多个块体分开，从而生成对应于所述一个或更多个块体在从较高高度移动到较低高度时的动能量的一定量的电力。

条款2.根据条款1所述的方法，其中，堆叠所述多个块体以储存能量包括操作马达以将所述块体从较低高度移动到较高高度。

条款3.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度驱动电力发电机产生电力。

条款4.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度或从较低高度移动到较高高度包括移动所述一个更多个块体而不改变所述块体在较低高度与较高高度之间中转时的取向。

条款5.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度或从较低高度移动到较高高度包括基于所述起重机的方位角的变化来移动所述一个更多个块体。

条款6.根据条款5所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度包括将所述一个更多个块体从更远离塔的位置移动到更靠近所述塔的位置。

条款7.根据条款5所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度包括将所述一个更多个块体从更靠近塔的位置移动到更远离所述塔的位置。

条款8.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度或从较低高度移动到较高高度包括基于所述起重机的平移运动将所述一个更多个块体从一个位置移动到另一个位置，其中所述起重机是安装在第二组多个块体上的桥式起重机。

条款9.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较低高度移动到较高高度包括将附接到起重机的相反悬臂的两个块体基本上同时地从较低高度移动到较高高度以平衡所述起重机上的力。

条款10.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度包括将附接到起重机的相反悬臂的两个块体基本上同时地从较高高度移动到较低高度以平衡所述起重机上的力。

条款11.根据任一前述条款所述的方法，其中，堆叠所述多个块体包括定位具有第一平铺模式的第一层块体以及将第二层块体定位在所述第一层块体的顶部上，所述第二层块体具有不同于所述第一平铺模式的第二平铺模式，以抑制堆叠块体的侧向运动或倾倒。

条款12.根据任一前述条款所述的方法，其中，堆叠所述多个块体包括将所述块体中的每一个定位成使得它与该块体下方的两个块体的至少一部分接触并成90度取向，从而使所述块体交错。

条款13.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述块体从较低高度移动到较高高度以堆叠所述块体包括将所述块体配置在层中使得所述层中的一个或更多个块体相对于所述层中的相邻块体成90度取向，从而在所述块体彼此不接触的情况下最小化所述层中的块体之间的空间。

条款14.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述块体从较低高度移动到较高高度以堆叠所述块体包括将所述块体配置在层中使得所述层中的一个或更多个侧向相邻的块体彼此不接触，以抑制在所述块体的提升和降低期间的摩擦。

条款15.根据任一前述条款所述的方法，其中，将所述一个或更多个块体从较高高度移动到较低高度或从较低高度移动到较高高度包括从所述块体的底部表面支撑所述块体。

条款16.一种能量储存系统，包括：

多个块体；以及

起重机，其包括

框架，

电马达-发电机，

可移动地联接到所述框架的一个或更多个滑车，

线缆，其可移动地联接到所述一个或更多个滑车并可操作地联接到所述电马达-发电机，所述线缆被构造成可操作地联接到多个块体中的一个或更多个，

其中，所述起重机可操作以通过将所述块体从较低高度移动到较高高度而将所述多个块体中的一个或更多个彼此堆叠在一起，从而在所述块体中储存对应于所述块体的势能量的一定量的电能，所述起重机进一步可操作以通过在重力下将所述块体从较高高度移动到较低高度而将所述多个块体中的一个或更多个分开，从而生成对应于所述一个或更多个块体在从较高高度移动到较低高度时的动能量的一定量的电力。

条款17.根据条款16所述的系统，其中，一个或更多个滑车缩回所述线缆以将一个或更多个块体从较低高度提升到较高高度，并且其中当所述线缆通过所述一个或更多个块体在重力下从较高高度降低到较低高度而延伸时，所述马达-发电机产生电力。

条款18.根据条款16-17中任一项所述的系统，其中，所述框架包括塔和联接到所述塔的多个悬臂，每对悬臂在所述塔的相反侧上延伸，所述一个或更多个滑车中的至少一个可移动地联接到所述多个悬臂中的每一个。

条款19.根据条款18所述的系统，其中，所述多个悬臂是两个悬臂。

条款20.根据条款18所述的系统，其中，所述多个悬臂是六个悬臂。

条款21.根据条款20所述的系统，其中，所述六个悬臂限定了三对悬臂，每对悬臂以不同的角向取向在所述塔的相反侧上延伸。

条款22.根据条款16-21中任一项所述的系统，其中，所述多个块体包括第一组多个块体和第二组多个块体，所述第一组多个块体被配置成形成围绕一定空间的外围防风结构，以抑制所述空间暴露于风力，所述起重机可操作以在所述空间内移动所述第二组多个块体从而储存或产生电力。

条款23.根据条款22所述的系统，其中，所述防风结构限定了具有大致圆形形状的外围。

条款24.根据条款22所述的系统，其中，所述防风结构限定了具有长方形形状的外围。

条款25.根据条款24所述的系统，其中，所述外围具有正方形形状。

条款26.根据条款25所述的系统，其中，所述框架限定了被可移动地支撑在轨道上的桥，所述轨道配置在所述防风结构的顶部上，所述桥被构造成在第一方向上移动，并且所述一个或更多个滑车可移动地联接到所述桥，被构造成在垂直于所述第一方向的第二方向上移动。

条款27.根据条款22所述的系统，进一步包括第三组多个块体，其在支持所述防风结构的空间内限定了一个或更多个交叉构件，所述空间被所述一个或更多个交叉构件划分为一个或更多个部分，所述第二组多个块体能在由所述防风结构界定的空间的所述一个或更多个部分内移动。

条款28.根据条款16-27中任一项的系统，进一步包括抓取器，其联接到所述线缆，并且被选择性地致动以联接到多个块体中的一个或更多个，从而提升和降低所述块体。

条款29.根据条款28所述的系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述杠杆联接到所述块体。

条款30.根据条款28所述的系统，其中，所述一对臂具有联接到所述抓取器的交叉构件的近侧端部，所述一对臂间隔开并且彼此平行地延伸到所述臂的远侧端部。

条款31.一种用于在能量储存和产生系统中使用的块体，包括：

本体，其包括混凝土，具有：长方形形状，其中长度大于宽度，所述宽度大于所述本体的深度；平坦刻面，其将所述本体的相邻侧相互连接；以及一个或更多个凹部，其位于所述本体的底部表面上；以及

金属板，其附接到所述一个或更多个凹部，以抑制所述块体的运动期间在所述块体上的磨损。

条款32.根据条款31所述的块体，其中，所述本体具有4:2:1的长度比宽度比深度的纵横比。

条款33.根据条款31所述的块体，其中，所述本体具有3:2:1的长度比宽度比深度的纵横比。

条款34.根据条款31-33中任一项所述的块体，其中，所述本体具有大约4m的长度。

条款35.根据条款31-34中任一项所述的块体，其中，所述平坦刻面相对于所述本体的相邻侧以45度延伸。

条款36.根据条款31-35中任一项所述的块体，其中，所述本体重达20吨与55吨之间。

条款37.根据条款31-36中任一项所述的块体，其中，所述本体沿着穿过所述块体的宽度的第一中心平面并且沿着穿过所述块体的深度的第二中心平面对称。

条款38.根据条款31-37中任一项所述的块体，其中，所述本体具有一个或更多个孔，所述孔从所述块体的顶部端部处的一个或更多个近侧开口延伸穿过所述块体的长度到所述块体的底部端部处的一个或更多个远侧开口，所述远侧开口与所述本体的底部表面上的一个或更多个凹部对齐。

条款39.根据条款31-38中任一项所述的块体，其中，所述一个或更多个孔是一对间隔开的孔，其延伸穿过所述块体的长度，并且沿着所述块体的宽度和深度居中。

条款40.根据条款38所述的块体，其中，所述一个或更多个近侧开口具有圆锥形状。

条款41.根据条款38所述的块体，其中，所述一个或更多个远侧开口是台阶状的，所述金属板的至少一部分限定了所述一个或更多个远侧开口中的至少一个。

条款42.根据条款38所述的块体，进一步包括围绕所述一个或更多个近侧开口嵌入所述块体中的金属板，所述金属板的至少一部分限定所述一个或更多个近侧开口的渐缩表面。

条款43.根据条款31-42中任一项所述的块体，其中，所述本体包括混凝土的外壳体，其封闭不同材料的压载质量块。

条款44.根据条款31-43中任一项所述的块体，其中，所述块体包括嵌入混凝土中的钢筋。

条款45.根据条款31-44中任一项所述的块体，其中，所述块体包括限定所述块体的顶部表面的顶部部分、限定所述块体的外围表面的中间部分和限定所述块体的底部表面的底部部分，所述顶部部分和底部部分包括具有相对较高压缩强度的高性能混凝土，而所述中间部分包括具有相对较低压缩强度的低等级混凝土。

条款46.根据条款45所述的块体，其中，所述顶部部分和底部部分包括具有10到60MPa的压缩强度的高性能混凝土，而所述中间部分包括具有3到8MPa的压缩强度的低等级混凝土。

条款47.根据条款45所述的块体，进一步包括一个或更多个加强层，所述加强层位于所述块体的顶部部分、中间部分和底部部分中的一个或更多个中。

条款48.根据条款47所述的块体，其中，所述一个或更多个加强层是结构钢。

条款49.一种在能量储存和产生系统中在提升和降低块体时使用的抓取器，包括：

本体，其包括：

交叉构件，其可联接到能由起重机操作的线缆，

一对臂，其从交叉构件本体向远侧延伸，以及

一个或更多个杠杆，其位于所述一对臂中的每个臂的远侧部分中，

其中，所述一个或更多个杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述抓取器降低经过块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆接合所述块体的底部端部，从而联接到所述块体。

条款50.根据条款49所述的抓取器，进一步包括附接到所述一对臂中的每个臂的圆锥形远侧端部，其允许所述臂在所述远侧端部通过近侧开口插入期间相对于所述块体的近侧开口自居中，圆锥部分被构造成在所述抓取器附接到所述块体时延伸超过所述块体的底部表面。

条款51.根据条款50所述的抓取器，其中，所述一个或更多个杠杆是多个杠杆，其在所述远侧端部近侧的位置处围绕每个臂的远侧部分周向地配置。

条款52.根据条款49-51中任一项所述的抓取器，其中，所述一对臂中的每个臂都是管状的。

条款53.根据条款49-52中任一项所述的抓取器，其中，在所述缩回位置，所述一个或更多个杠杆被取向成平行于所述臂的中心轴线。

条款54.根据条款49-53中任一项所述的抓取器，其中，在所述延伸位置，所述一个或更多个杠杆相对于所述臂向外枢转，从而突出超过所述臂的侧表面。

条款55.根据条款54所述的抓取器，其中，在所述延伸位置，所述一个或更多个杠杆向外枢转，并相对于所述臂的中心轴线以锐角延伸。

条款56.根据条款55所述的抓取器，进一步包括弹簧加载的线缆组件，其具有附接到所述一个或更多个杠杆并且附接到弹簧的一条或更多条线缆，其中所述弹簧的延伸导致一个或更多个杠杆向外枢转到所述延伸位置，并且其中所述弹簧的收缩导致一个或更多个杠杆向内枢转到所述缩回位置。

条款57.根据条款49-56中任一项的抓取器，进一步包括超声传感器，其可操作以在将一个或更多个杠杆联接到块体之前，感测所述一个或更多个杠杆相对于所述块体的位置。

条款58.根据条款49-57中任一项的抓取器，进一步包括一个或更多个孔眼，其位于所述一对臂中的至少一个臂的远侧部分中，与空气供应源处于流体连通，当所述臂接近所述块体时，所述空气供应源可操作以经由所述一个或更多个孔眼将空气输送到所述块体的顶部表面上，从而在所述本体与所述块体接合之前从所述块体的顶部表面移除灰尘和碎屑。

条款59.根据条款49-58中任一项的抓取器，进一步包括靠近所述一个或更多个杠杆并与空气供应源处于流体连通的一个或更多个孔眼，当所述杠杆处于延伸位置时，所述空气供应源可操作以经由所述一个或更多个孔眼将空气输送到所述杠杆与所述一对臂之间的空间中，从而为所述空间清理掉碎屑，并允许所述一个或更多个杠杆在缩回位置与延伸位置之间不受阻碍地移动。

条款60.根据条款49-59中任一项的抓取器，进一步包括传动组件，其包括固定到可旋转地附接到交叉构件的近侧连接器的第一圆盘、附接到交叉构件并能由电马达旋转的第二圆盘、缠绕并相互连接第一圆盘和第二圆盘的链条。

条款61.根据条款60所述的抓取器，其中，所述传动组件被构造成在从块体上脱离时旋转所述本体，所述电马达相对于第一圆盘旋转第二圆盘，以导致所述本体相对于所述近侧连接器的取向的变化。

条款62.根据条款60所述的抓取器，其中，所述传动组件被构造成在联接到块体时旋转所述本体，以对抗起重机的可操作地联接到所述近侧连接器的至少一部分的旋转，所述电马达相对于第一圆盘旋转第二圆盘，以导致所述本体相对于所述近侧连接器的取向的变化，使得联接到所述本体的块体维持其取向并经受零力矩。

条款63.一种在能量储存和产生系统中操作抓取器以提升和降低块体的方法，包括：

相对于块体降低所述抓取器；

将所述抓取器的一对臂插入穿过所述块体中的一对孔，直到所述一对臂的远侧端部从所述一对孔中突出；

将可移动地联接到所述一对臂的一个或更多个杠杆从缩回位置致动到延伸位置；以及

接合所述一对孔的凹入远侧表面与处于延伸位置的一个或更多个杠杆，以允许通过所述抓取器提升所述块体。

条款64.根据条款63所述的方法，进一步包括在将所述一个或更多个杠杆致动到所述延伸位置之前，用超声传感器感测所述一对臂的一个或更多个杠杆相对于块体的位置。

条款65.根据条款63-64中任一项所述的方法，其中，将所述一对臂插入穿过所述一对孔包括将所述一对臂的圆锥形端部部分插入到所述一对孔中，在所述一对臂插入到所述一对孔中期间，所述圆锥形端部部分使所述一对臂相对于所述一对孔自居中。

条款66.根据条款63-65中任一项所述的方法，进一步包括从所述圆锥形端部部分输送一定量的空气到所述一个或更多个块体的近侧表面上，以清洁所述块体的近侧表面。

条款67.根据条款63-66中任一项所述的抓取器，进一步包括在所述杠杆处于延伸位置时将一定量的空气输送到所述一个或更多个杠杆与所述一对臂之间的空间，从而为所述空间清理掉碎屑并允许所述一个或更多个杠杆移动到所述延伸位置和缩回位置中的一者或两者。

虽然已经描述了发明的某些实施例，但是这些实施例仅通过示例的方式给出，并且不旨在限制本公开的范围。事实上，本文所述的新颖方法和系统可以以各种其它形式来实施。此外，在不脱离本公开的精神的情况下，可以对本文描述的系统和方法进行各种省略、替换和改变。所附权利要求书及其等同方案旨在覆盖落入本公开的范围和精神内的那些形式或修改。因此，本发明的范围仅通过参考所附权利要求书来限定。

结合特定方面、实施例或示例描述的特征、材料、特性或组应理解为适用于本节或本说明书其它地方描述的任何其它方面、实施例或示例，除非与其不兼容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征，和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤，都可以以任何组合方式进行组合，除了至少一些这样的特征和/或步骤是互斥的组合。本保护内容不限于任何前述实施例的细节。保护范围扩展到本说明书(包括任何所附权利要求书、摘要和附图)中所公开的特征中的任何新颖的一个或任何新颖的组合，或者如此公开的任何方法或过程中的任何新颖的一个或任何新颖的组合。

此外，本公开中在单独实施方式的背景中描述的某些特征也可以在单个实施方式中以组合方式实施。相反地，在单个实施方式的背景中描述的各种特征也可单独地在多个实施方式中或在任何适当的子组合中实施。此外，尽管特征可以在上文中被描述为以某些组合的方式起作用，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合的一个或更多个特征可以从该组合中删除，并且该组合可以作为子组合或子组合的变型来要求保护。

此外，虽然操作可以在附图中描述或在说明书中以特定顺序描述，但是这些操作不需要以所示的特定顺序或顺序执行，或者不需要执行所有操作来实现期望的结果。未描绘或描述的其它操作可以被包含在示例方法和过程中。例如，可以在任何所述操作之前、之后、同时或之间执行一个或更多个附加操作。此外，在其它实施方式中，操作可以被重新排列或重新排序。本领域技术人员将理解的是，在一些实施例中，在所示和/或所公开的过程中采取的实际步骤可以不同于图中所示的步骤。根据实施例，可以删除上述某些步骤，也可以添加其它步骤。此外，以上公开的特定实施例的特征和属性可以以不同的方式组合以形成附加实施例，所有这些都落入本公开的范围内。此外，上述实施方式中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离，并且应当理解的是，所描述的组件和系统通常可以集成在单个产品中或者封装到多个产品中。

为了本公开的目的，本文中描述了某些方面、优点和新颖特征。并不是所有的这些优点都可以根据任一特定实施例实现。因此，例如，本领域技术人员将意识到，本公开可以以实现如本文中教导的一个优点或一组优点的方式来实施或执行，而不一定实现本文中可能教导或建议的其它优点。

除非另有明确说明，或者在所使用的上下文内以其它方式理解，否则条件语言比如“能”、“可”、“可能”或“可以”等是通常旨在传达某些实施例包括而其它实施例不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，这种条件语言通常并非旨在暗示特征、元件和/或步骤以任何方式为一个或多个实施例所需，或者一个或多个实施例必然包括用于确定(具有或不具有用户输入或提示)这些特征、元件和/或步骤是否被包括在任何特定实施例中或在任何特定实施例中被执行的逻辑。

除非另有具体说明，否则比如短语“X、Y和Z中的至少一个”等连接语言应理解为通常用于表达项目、术语等的语境，其可以是X、Y或Z。因此，这种连接语言通常并不意味着某些实施例需要存在至少一个X、至少一个Y和至少一个Z。

本文使用的程度的语言，比如本文使用的术语“大约”、“大致”、“大体”和“基本上”表示接近所述值、量或特征的值、量或特征，其仍然执行期望的功能或实现期望的结果。例如，术语“大约”、“大致”、“大体”和“基本上”可以指在所述量的小于10％之内、小于5％之内、小于1％之内、小于0.1％之内和小于0.01％之内的量。作为另一个示例，在某些实施例中，术语“大体平行”和“基本平行”是指偏离精确平行达小于或等于15度、10度、5度、3度、1度或0.1度的值、量或特征。

本公开的范围不旨在受本节或本说明书中其它地方的优选实施例的具体公开的限制，并且可以由本节或本说明书中其它地方或将来提出的权利要求来限定。权利要求书中的语言应基于权利要求书中使用的语言进行宽泛地解释，并不限制于在本说明书中或者在本申请的审查期间描述的例子，这些例子被解释为非排它性的。

Claims

1.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定；和

起重机，其可移动地联接到一对轨道，所述起重机包括：

桥，其包括位于所述桥的相反侧的一个或更多个轮，所述桥被构造成沿着所述一对轨道的长度行进；

一个或更多个滑车，其可移动地联接到所述桥，所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述桥的长度行进；

电马达发电机；和

线缆，其可移动地联接到所述一个或更多个滑车并可操作地联接到所述电马达发电机，所述线缆被构造成可操作地联接到所述多个块体中的一个或更多个；

其中，所述起重机能操作以通过将所述多个块体从较低高度移动到较高高度而将所述多个块体彼此堆叠在一起，从而在所述多个块体中储存对应于所述多个块体的势能量的一定量的电能，所述起重机能进一步操作以通过在重力下将所述多个块体从较高高度移动到较低高度而以所述起重机将所述多个块体分开，以通过所述电马达发电机生成与所述势能量对应的电力量。

2.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

3.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以可释放地联接到所述多个块体中的块体。

4.根据权利要求3所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述多个块体中的所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

5.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述起重机限定笛卡尔坐标系统，所述起重机能被致动以沿着所述笛卡尔坐标系统移动所述多个块体，其中所述桥沿着所述一对轨道的移动以及所述一个或更多个滑车沿着所述桥的移动被配置成沿着所述笛卡尔坐标系统移动所述多个块体中的块体。

6.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述塔具有正方形截面形状。

7.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述塔包括所述多个块体中的一个或更多个排的块体，其中所述一个或更多个排的块体为40到60排。

8.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述塔被构造成形成防风结构。

9.根据权利要求8所述的能量储存系统，其中，所述多个块体中的第二组限定能量储存组件，该能量储存组件是可操作的，以被堆叠和分开，以在由所述多个块体的所述组限定的空间内生成并储存一定量的电力。

10.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述桥被构造成沿着所述轨道的长度在第一方向上移动，其中所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述桥的长度在垂直于第一方向的第二方向上移动。

11.根据权利要求1所述的能量储存系统，其中，所述桥是多个桥，所述多个桥中的每个被构造成沿着所述轨道的长度行进。

12.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定；和

起重机，其可移动地联接到一对轨道，所述起重机包括：

两个桥，所述两个桥中的每个都包括位于所述两个桥中的每个的相反侧的一个或更多个轮，所述两个桥被构造成沿着所述一对轨道的长度行进；

一个或更多个滑车，其可移动地联接到所述两个桥中的每个，所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述两个桥的长度行进；

电马达发电机；和

13.根据权利要求12所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

14.根据权利要求12所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以可释放地联接到所述多个块体中的块体。

15.根据权利要求14所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

16.根据权利要求12所述的能量储存系统，其中，所述起重机限定笛卡尔坐标系统，所述起重机能被致动以沿着所述笛卡尔坐标系统移动所述多个块体，其中所述两个桥沿着所述一对轨道的移动以及所述一个或更多个滑车沿着所述两个桥的移动被配置成沿着所述笛卡尔坐标系统移动所述多个块体中的块体。

17.根据权利要求12所述的能量储存系统，其中，所述塔具有正方形截面形状。

18.根据权利要求12所述的能量储存系统，其中，所述塔包括所述多个块体中的一个或更多个排的块体，其中所述一个或更多个排的块体为40到60排。

19.根据权利要求12所述的能量储存系统，其中，所述塔被构造成形成防风结构。

20.根据权利要求19所述的能量储存系统，其中，所述多个块体中的第二组限定能量储存组件，该能量储存组件是可操作的，以被堆叠和分开，以在由所述多个块体的所述组限定的空间内生成并储存一定量的电力。

21.根据权利要求12所述的能量储存系统，其中，所述桥两个被构造成沿着所述轨道的长度在第一方向上移动，其中所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述两个桥的长度在垂直于第一方向的第二方向上移动。

22.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定，所述塔包括交叉构件以支撑所述塔并将所述塔分成第一半部和第二半部；和

起重机，其可移动地联接到一对轨道，所述起重机包括：

第一桥和第二桥，所述第一桥和第二桥包括位于所述第一桥和第二桥中的每个的相反侧的一个或更多个轮，所述第一桥被构造成在所述塔的第一半部中沿着所述一对轨道的长度行进，所述第二桥被构造成在所述塔的第二半部中沿着所述一对轨道的长度行进；

一个或更多个滑车，其可移动地联接到所述第一桥和第二桥中的每个，所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述第一桥和第二桥的长度行进；

电马达发电机；和

23.根据权利要求22所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

24.根据权利要求22所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以联接到所述多个块体中的块体。

25.根据权利要求24所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

26.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定，所述塔包括多个交叉构件以支撑所述塔并将所述塔分成一个或更多个部段；和

起重机，其可移动地联接到一对或更多对轨道，所述起重机包括：

多个桥，所述多个桥包括位于所述多个桥中的每个的相反侧的一个或更多个轮，所述多个桥被构造成在所述一个或更多个部段的相应部段中沿着所述一对或更多对轨道的长度行进；

一个或更多个滑车，其可移动地联接到所述多个桥中的每个，所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述多个桥的长度行进；

电马达发电机；和

27.根据权利要求26所述的能量储存系统，其中，所述多个桥是四个桥，其中所述一个或更多个部段是四个部段，其中所述四个桥中的每个被构造成在所述四个部段的相应部段中移动。

28.根据权利要求26所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

29.根据权利要求26所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以可释放地联接到所述多个块体中的块体。

30.根据权利要求29所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

31.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定，所述塔具有开放端部；和

起重机，其可移动地联接到一对轨道，所述起重机包括：

电马达发电机；和

32.根据权利要求31所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

33.根据权利要求31所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以可释放地联接到所述多个块体中的块体。

34.根据权利要求33所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

35.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定，所述塔包括交叉构件以支撑所述塔并将所述塔分成第一半部和第二半部，所述塔具有第一开放端部和第二开放端部；和

起重机，其可移动地联接到一对轨道，所述起重机包括：

电马达发电机；和

36.根据权利要求35所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

37.根据权利要求35所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以可释放地联接到所述多个块体中的块体。

38.根据权利要求37所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

39.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定，所述塔包括多个交叉构件以支撑所述塔并将所述塔分成一个或更多个部段，所述一个或更多个部段中的每个具有开放端部；和

电马达发电机；和

40.根据权利要求39所述的能量储存系统，其中，所述多个桥是四个桥，其中所述一个或更多个部段是四个部段，其中所述四个桥中的每个被构造成在所述四个部段的相应部段中移动。

41.根据权利要求39所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

42.根据权利要求39所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以可释放地联接到所述多个块体中的块体。

43.根据权利要求42所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

44.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定；和

起重机，其可移动地联接到轨道，所述起重机包括：

一个或更多个桥，其包括位于所述一个或更多个桥的相反侧的一个或更多个轮，所述一个或更多个桥可移动地联接到所述塔的中心，所述一个或更多个桥的一个端部被构造成沿着所述轨道的长度行进；

一个或更多个滑车，其可移动地联接到所述一个或更多个桥，所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述一个或更多个桥的长度行进；

电马达发电机；和

45.根据权利要求44所述的能量储存系统，其中，所述塔是圆柱形的防风结构。

46.根据权利要求44所述的能量储存系统，其中，所述一个或更多个桥以极坐标方式旋转，以在不同的极坐标位置之间移动所述多个块体中的块体。

47.根据权利要求44所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

48.根据权利要求44所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以可释放地联接到所述多个块体中的块体。

49.根据权利要求48所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

50.一种能量储存系统，包括：

多个块体；

塔，其由所述多个块体的一个组限定，所述塔包括多个部段；

起重机，其可移动地联接到轨道，所述起重机包括：

多个桥，其包括位于所述多个桥的相反侧的一个或更多个轮，所述多个桥可移动地联接到所述塔的中心附近，所述多个桥的一个端部被构造成沿着所述轨道的长度行进；

一个或更多个滑车，其可移动地联接到所述多个桥，所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述多个桥的长度行进；

电马达发电机；

线缆，其可移动地联接到所述一个或更多个滑车并可操作地联接到所述电马达发电机，所述线缆被构造成可操作地联接到多个块体中的一个或更多个，

51.根据权利要求50所述的能量储存系统，其中，所述多个桥是四个桥，其中所述多个部段是四个部段，其中所述四个桥中的每个被构造成在所述四个部段的相应部段中枢转。

52.根据权利要求50所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到所述一个或更多个滑车的绞盘，所述绞盘被构造成使所述线缆缩回和延伸。

53.根据权利要求50所述的能量储存系统，其中，所述线缆联接到抓取器，其中所述抓取器是可致动的，以可释放地联接到所述多个块体中的块体。

54.根据权利要求53所述的能量储存系统，其中，所述抓取器包括一对臂，每个臂都具有一个或更多个杠杆，所述杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述臂降低经过所述块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆延伸到所述块体的底部端部中的一个或更多个凹部中，从而将所述一个或更多个杠杆联接到所述块体。

55.一种用于能量储存系统的起重机，所述起重机包括：

桥；

一个或更多个滑车，其可移动地联接到所述桥，所述一个或更多个滑车被构造成沿着所述桥的长度行进；和

一个或更多个线缆，其可移动地联接到所述一个或更多个滑车，所述一个或更多个线缆被构造成可操作地联接到一个或更多个块体。

56.根据权利要求55所述的起重机，进一步包括：一个或更多个抓取器，其可操作地联接到所述一个或更多个线缆，所述一个或更多个抓取器被构造成选择性地联接到所述一个或更多个块体。

57.根据权利要求56所述的起重机，其中，所述一个或更多个线缆是多个线缆，并且所述一个或更多个抓取器是多个抓取器，其中所述多个抓取器能选择性地联接到所述一个或更多个块体中的多个块体，以在同一时间移动所述多个块体。

58.根据权利要求55所述的起重机，其中，所述桥被构造成沿着一对轨道的长度行进。

59.一种在能量储存和产生系统中在提升和降低块体时使用的抓取器，包括：

本体，其包括：

交叉构件，其能联接到能由起重机操作的线缆，

一对臂，其从所述交叉构件向远侧延伸，和

一个或更多个杠杆，其位于所述一对臂中的每个臂的远侧部分中，其中，所述一个或更多个杠杆能在缩回位置与延伸位置之间致动，所述缩回位置允许所述抓取器降低经过块体的底部端部，所述延伸位置允许所述一个或更多个杠杆接合所述块体的底部端部，从而联接到所述块体。

60.根据权利要求59所述的抓取器，进一步包括：附接到所述一对臂中的每个臂的圆锥形远侧端部，其允许所述臂在所述圆锥形远侧端部通过近侧开口插入期间相对于所述块体的近侧开口自居中，所述圆锥形远侧端部的圆锥部分被构造成在所述抓取器联接到所述块体时延伸超过所述块体的底部表面。

61.根据权利要求60所述的抓取器，其中，所述一个或更多个杠杆是多个杠杆，其在所述圆锥形远侧端部近侧的位置处围绕每个臂的远侧部分周向地配置。

62.根据权利要求59所述的抓取器，其中，所述一对臂中的每个臂都是管状的。

63.根据权利要求59所述的抓取器，其中，在所述缩回位置，所述一个或更多个杠杆被取向成平行于所述臂的中心轴线。

64.根据权利要求59所述的抓取器，其中，在所述延伸位置，所述一个或更多个杠杆相对于所述臂向外枢转，从而突出超过所述臂的侧表面。

65.根据权利要求64所述的抓取器，其中，在所述延伸位置，所述一个或更多个杠杆向外枢转，并相对于所述臂的中心轴线以锐角延伸。

66.根据权利要求65所述的抓取器，进一步包括：弹簧加载的线缆组件，其具有附接到所述一个或更多个杠杆并且附接到弹簧的一条或更多条线缆，其中所述弹簧的延伸导致一个或更多个杠杆向外枢转到所述延伸位置，并且其中所述弹簧的收缩导致一个或更多个杠杆向内枢转到所述缩回位置。

67.根据权利要求59所述的抓取器，进一步包括：超声传感器，其能操作以在将一个或更多个杠杆联接到块体之前，感测所述一个或更多个杠杆相对于所述块体的位置。

68.根据权利要求59所述的抓取器，进一步包括：一个或更多个孔眼，其位于所述一对臂中的至少一个臂的远侧部分中，与空气供应源处于流体连通，当所述臂接近所述块体时，所述空气供应源能操作以经由所述一个或更多个孔眼将空气输送到所述块体的顶部表面上，从而在所述本体与所述块体接合之前从所述块体的顶部表面移除灰尘和碎屑。

69.根据权利要求59所述的抓取器，进一步包括：靠近所述一个或更多个杠杆并与空气供应源处于流体连通的一个或更多个孔眼，当所述一个或更多个杠杆处于延伸位置时，所述空气供应源能操作以经由所述一个或更多个孔眼将空气输送到所述一个或更多个杠杆与所述一对臂之间的空间中，从而为所述空间清理掉碎屑，并允许所述一个或更多个杠杆在缩回位置与延伸位置之间不受阻碍地移动。

70.根据权利要求59所述的抓取器，进一步包括：传动组件，其包括固定到可旋转地附接到交叉构件的近侧连接器的第一圆盘、附接到交叉构件并能由电马达旋转的第二圆盘、和缠绕并相互连接第一圆盘和第二圆盘的链条。

71.根据权利要求70所述的抓取器，其中，所述传动组件被构造成在从块体上脱离时旋转所述本体，所述电马达相对于第一圆盘旋转第二圆盘，以导致所述本体相对于所述近侧连接器的取向的变化。

72.根据权利要求71所述的抓取器，其中，所述传动组件被构造成在联接到块体时旋转所述本体，以对抗起重机的可操作地联接到所述近侧连接器的至少一部分的旋转，所述电马达相对于第一圆盘旋转第二圆盘，以导致所述本体相对于所述近侧连接器的取向的变化，使得联接到所述本体的块体维持其取向并经受零力矩。

73.一种在能量储存和产生系统中操作抓取器以提升和降低块体的方法，包括：

相对于块体降低所述抓取器；

74.根据权利要求73所述的方法，进一步包括：在将所述一个或更多个杠杆致动到所述延伸位置之前，用超声传感器感测所述一对臂的一个或更多个杠杆相对于块体的位置。

75.根据权利要求73所述的方法，其中，将所述一对臂插入穿过所述一对孔包括将所述一对臂的圆锥形端部部分插入到所述一对孔中，在所述一对臂插入到所述一对孔中期间，所述圆锥形端部部分使所述一对臂相对于所述一对孔自居中。

76.根据权利要求75所述的方法，进一步包括：从所述圆锥形端部部分输送一定量的空气到所述一个或更多个块体的近侧表面上，以清洁所述一个或更多个块体的近侧表面。

77.根据权利要求76所述的方法，进一步包括：在所述一个或更多个杠杆处于延伸位置时将一定量的空气输送到所述一个或更多个杠杆与所述一对臂之间的空间，从而为所述空间清理掉碎屑并允许所述一个或更多个杠杆移动到所述延伸位置和缩回位置中的一者或两者。

78.一种用于能量储存系统的抓取器，所述抓取器包括：

交叉构件；

一对臂，其联接到所述交叉构件；

一个或更多个锁定机构，其邻近所述一对臂的远侧端部，所述一个或更多个锁定机构包括能被致动以缩回和延伸的一个或更多个杠杆，所述一个或更多个杠杆连接到缠绕一个或更多个滑轮的一个或更多个线缆；和

邻近所述一对臂的远侧端部的自居中端部，所述自居中端部具有圆锥形形状；

其中向致动线缆施加张力使所述一个或更多个线缆沿第一方向在所述一个或更多个滑轮上移动从而将所述一个或更多个杠杆移动到缩回位置，其中张力的去除使所述一个或更多个线缆沿与第一方向相反的第二方向在所述一个或更多个滑轮上移动从而将所述一个或更多个杠杆移动到延伸位置；

其中所述延伸位置允许抓取器联接到块体，其中所述缩回位置允许抓取器穿过所述块体的一个或更多个孔。

79.根据权利要求78所述的抓取器，进一步包括：近侧连接器，其被构造成联接到所述能量储存系统的线缆。

80.根据权利要求79所述的抓取器，其中，所述近侧连接器联接到弹簧，所述弹簧在近侧连接器与远侧连接器之间延伸，所述弹簧被偏压以朝向所述远侧连接器拉动所述近侧连接器，从而使所述一个或更多个杠杆缩回。

81.根据权利要求78所述的抓取器，进一步包括：电马达，其能操作以施加所述张力到所述致动线缆。

82.根据权利要求78所述的抓取器，进一步包括：气动系统，其能操作以致动所述一个或更多个锁定机构。

83.一种用于能量储存系统的抓取器机构，所述抓取器机构包括：

抓取器，所述抓取器包括：

近侧连接器；

交叉构件，其可操作地联接到所述近侧连接器；

一对臂，其联接到所述交叉构件并从所述交叉构件向远侧延伸，

一个或更多个锁定机构，其邻近所述一对臂的远侧端部；

自居中端部，其邻近所述一对臂的远侧端部，所述自居中端部具有圆锥形形状；

传动组件，其包括：

被带、链条或线缆互连的第一圆盘或齿轮以及第二圆盘或齿轮，所述第一圆盘或齿轮位于所述近侧连接器的邻近，所述第二圆盘或齿轮联接到与所述交叉构件连接的马达；和

滑轮组件，其包括：

框架，其与一个或更多个滑轮可旋转地联接，所述框架可操作地联接到所述近侧连接器；和

一个或更多个线缆，其至少部分地缠绕所述一个或更多个滑轮；

其中所述传动组件进行操作以相对于所述近侧连接器旋转所述抓取器，其中所述马达被构造成相对于第一圆盘或齿轮旋转第二圆盘或齿轮，以使所述抓取器在起重机的悬臂相对于所述能量储存系统的塔旋转时保持处于相同取向。

84.根据权利要求83所述的抓取器机构，其中，所述抓取器包括一个或更多个杠杆，所述一个或更多个杠杆沿周向围绕所述一对臂的远侧部分配置在远侧端部近侧的位置处，所述一个或更多个杠杆能致动以缩回和延伸。

85.根据权利要求84所述的抓取器机构，其中，在缩回位置，所述一个或更多个杠杆被取向成平行于所述臂的中心轴线。

86.根据权利要求83所述的抓取器机构，其中，所述一对臂是管状的。

87.根据权利要求83所述的抓取器机构，其中，所述第一齿轮固定到所述近侧连接器。

88.根据权利要求83所述的抓取器机构，其中，所述马达被构造成相对于第一圆盘或齿轮旋转第二圆盘或齿轮，以使联接到块体的抓取器的取向保持相同。

89.根据权利要求83所述的抓取器机构，进一步包括：第二马达，其可操作地联接到交叉构件和飞轮，其中所述第二马达能操作以沿第一方向旋转所述飞轮从而使所述交叉构件沿第二方向旋转，所述第一方向与所述第二方向相反。

90.用于能量储存和输送系统的传动组件，包括：

第一圆盘或齿轮；和

第二圆盘或齿轮，通过带、链条或线缆与第一圆盘或齿轮互连，所述第二圆盘或齿轮可操作地联接到马达；

其中所述马达被构造成经由所述带、链条或线缆相对于第一圆盘或齿轮旋转第二圆盘或齿轮；

其中第二圆盘或齿轮通过所述马达的旋转使第二圆盘或齿轮沿周向围绕第一圆盘或齿轮移动，以便维持所述能量储存和输送系统的抓取器的取向。

91.根据权利要求90所述的传动组件，其中，所述马达被构造成相对于第一圆盘或齿轮旋转第二圆盘或齿轮，以使联接到块体的抓取器的取向保持相同。

92.根据权利要求90所述的传动组件，其中，所述第一圆盘或齿轮固定到近侧连接器。

93.一种用于能量储存和输送系统的滑轮组件，包括：

框架；

一个或更多个滑轮，其可旋转地联接到所述框架；

支架，其联接到所述框架；和

一个或更多个线缆，其至少部分地缠绕所述一个或更多个滑轮。

94.根据权利要求93所述的滑轮组件，其中，所述一个或更多个滑轮是四个滑轮。

95.根据权利要求94所述的滑轮组件，其中，所述框架经由所述支架联接到抓取器的近侧连接器。

96.一种用于堆叠用于能量储存系统的块体的方法，包括：

以第一平铺模式配置第一层的块体；以及

在所述第一层的块体之上以不同于第一平铺模式的第二平铺模式配置第二层的块体，以抑制所述块体的侧向移动或倾倒；

其中所述第一层的块体和所述第二层的块体被配置成使得块体的侧面彼此不接触。

97.一种用于堆叠用于能量储存系统的块体的方法，包括：

将具有第一组孔的第一块体定位成邻近具有第二组孔的第二块体，

使第一块体与第二块体错开达第一块体的宽度的一半；

将具有第三组孔的第三块体定位在第一块体和第二块体之上；

使第三块体取向成垂直于第一块体和第二块体；以及

使所述第三组孔与所述第一组孔的至少一个孔和所述第二组孔的至少一个孔对齐。