CN110446839A - 压缩空气储能发电装置 - Google Patents
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Abstract
压缩空气储能发电装置（10）具备：电力需要接收部（60）；冷热需要接收部（61）；电力供给调整装置（19），对由发电机（15）发出的电力量进行调整；冷热供给调整阀（22），对冷热从第1载热体储藏部（21）向需要方设备（3）的供给量进行调整；以及控制装置（17），控制电力供给调整装置（19）和冷热供给调整阀（22），以便将与电力需要值和冷热需要值对应的电力和冷热向需要方设备（3）供给。
Description
技术领域
本公开涉及压缩空气储能发电装置。
背景技术
风力发电或者太阳能发电等利用了可再生能源的发电由于依赖于气象条件，所以有输出不稳定的情况。因此，为了适时地得到需要的电力，需要使用能源储藏系统。作为这样的系统的一个例子，例如已知有压缩空气储能（CAES：compressed air energy storage）发电装置。
CAES发电装置是使用可再生能源来驱动压缩机而制造压缩空气，并将压缩空气储藏于罐等，在需要的时候使用压缩空气来驱动涡轮发电机而得到电力的装置。这样的CAES发电装置例如被专利文献1公开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016－211466号公报。
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，公开了一般的CAES发电装置的结构，但对于将由CAES发电装置生成的电力以及冷热适时且仅以需要的程度向供给目的地（需要方设备）供给并没有详细研究。
本发明的实施方式是在这样的状况下完成的，其目的是，利用压缩空气储能发电装置适时地向需要方设备供给需要量的电力以及冷热。
用来解决课题的手段
本发明的实施方式涉及的压缩空气储能发电装置以压缩空气的形态蓄积可再生能源，根据需要使用前述压缩空气来进行发电，并能够向需要方设备供给电力，前述压缩空气储能发电装置具备：电力需要接收部，接收前述需要方设备的电力需要值；冷热需要接收部，接收前述需要方设备的冷热需要值；电动机，被使用前述可再生能源而发出的电力驱动；压缩机，被前述电动机驱动；蓄压部，对被前述压缩机压缩后的前述压缩空气进行蓄积；膨胀机，被从前述蓄压部供给的前述压缩空气驱动；发电机，被前述膨胀机驱动；电力调整部，对由前述发电机发出的电力量进行调整；第1热交换器，由从前述膨胀机排出的冷气和第1载热体进行热交换，来对前述第1载热体进行冷却；第1载热体储藏部，将被前述第1热交换器冷却后的前述第1载热体作为冷热而储藏；冷热调整部，调整前述冷热从前述第1载热体储藏部向前述需要方设备的供给量；以及控制装置，控制前述电力调整部和前述冷热调整部，以便将与由前述电力需要接收部接收到的前述电力需要值和由前述冷热需要接收部接收到的前述冷热需要值对应的前述电力和前述冷热向前述需要方设备供给。
根据该结构，能够通过蓄压部将可再生能源那样的输出不规则变动的能源作为压缩空气而储藏，并能够在需要的时候将压缩空气向膨胀机供给，驱动发电机来进行发电。此外，能够在第1热交换器中利用从膨胀机排出的冷气来冷却第1载热体，并将该冷却了的第1载热体储藏于第1载热体储藏部，能够根据需要而使用。此外，由于通过电力需要接收部和冷热需要接收部分别接收需要方设备的电力需要值和冷热需要值，所以能够适时地掌握需要方设备所要求的电力和冷热。进而，能够通过电力调整部和冷热调整部将需要量的电力和冷热向需要方设备供给。因此，能够利用压缩空气储能发电装置适时地将需要量的电力和冷热向需要方设备供给。
此外，根据该结构，通过一并供给电力和冷热，能够提高装置的能源效率。作为能源效率的指标之一的效率系数COP（Coefficient of Performance；性能系数）由所输出的电能以及热能相对于所输入的电能的比例来规定。因此，与仅供给电力的情况相比，能够将COP提高被供给的冷热的能源量。
此外，根据该结构，在假设需要方设备位于远离火力发电站或者原子能发电站等主要的发电设备的位置的情况下，需要设置大规模的输电系统，但CAES发电装置由于能够设置于任意的场所，所以能够设置在需要方设备的附近。因此，不需要大规模的输电系统。因此，本装置在需要方设备位于远离火力发电站或者原子能发电站等主要的发电设备的位置的情况下特别有效。此外，CAES发电装置由于不排出环境负担物质所以环境性出色，与其他的发电设备相比耐用年数也长、耐久性也出色。
前述压缩空气储能发电装置可以还具备：温热需要接收部，接收前述需要方设备的温热需要值；第2热交换器，由从前述压缩机喷出的空气和第2载热体进行热交换，对前述第2载热体进行加热；第2载热体储藏部，将被前述第2热交换器加热后的前述第2载热体作为温热而储藏；以及温热调整部，调整前述温热从前述第2载热体储藏部向前述需要方设备的供给量；前述控制装置控制前述电力调整部、前述冷热调整部以及前述温热调整部，以便将与由前述电力需要接收部接收到的前述电力需要值、由前述冷热需要接收部接收到的前述冷热需要值以及由前述温热需要接收部接收到的前述温热需要值对应的前述电力、前述冷热以及前述温热向前述需要方设备供给。
根据该结构，能够在第2热交换器中利用从压缩机喷出的高温空气来对第2载热体进行加热，并将该加热了的第2载热体储藏于第2载热体储藏部，能够根据需要而使用。此外，由于通过温热需要接收部接收温热需要，所以能够适时地掌握需要方设备所要求的温热。进而，能够通过温热调整部将需要量的温热向需要方设备供给。因此，能够利用压缩空气储能发电装置适时地将需要量的温热向需要方设备供给。此外，通过一并供给电力、冷热以及温热，能够进一步提高装置的能源效率。
前述压缩空气储能发电装置可以还具备：第3热交换器，由从前述压缩机喷出的空气和第3载热体进行热交换，对前述第3载热体进行加热；第3载热体储藏部，将被前述第3热交换器加热后的前述第3载热体作为温热而储藏；以及温热吸收式冷冻机，利用由前述第3载热体储藏部储藏的前述第3载热体的前述温热来得到冷热。
根据该结构，能够通过温热吸收式冷冻机将由第3热交换器得到的温热转换为冷热，能够得到更多的冷热。这在需要方设备大量要求冷热的情况下特别有效。
前述压缩空气储能发电装置可以还具备利用由前述发电机发出的电力来得到冷热的电冷却器。
根据该结构，能够通过电冷却器将由发电机发出的电力转换为冷热，能够得到更多的冷热。这在需要方设备大量要求冷热的情况下特别有效。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够利用压缩空气储能发电装置适时地向需要方设备供给需要量的电力以及冷热。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的概略结构图。
图2是第1实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的控制框图。
图3是第1实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的变形例的概略结构图。
图4是第2实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的概略结构图。
图5是第2实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的控制框图。
图6是第3实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的概略结构图。
图7是第3实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的控制框图。
图8是第4实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的概略结构图。
图9是第4实施方式涉及的压缩空气储能发电装置的控制框图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
（第1实施方式）
图1所示的压缩空气储能（CAES）发电系统1是以压缩空气的形态蓄积由风力发电或者太阳能发电等利用了可再生能源的发电装置2发出的电力，并在需要的时候使用压缩空气来进行发电，向需要方设备3适时地供给电力的系统。进而，CAES发电系统1也能够将在系统内产生的冷热适时地向需要方设备3供给。这里，需要方设备3的形态例如可以是各家庭或者工厂等各种形态。需要方设备3在图1中以单独的形式被描绘，但也可以是多个。这里，在图1中，需要方设备3被图示于两个位置，但两个位置的需要方设备3表示相同的设备。
CAES发电系统1具备CAES发电装置10、能够经由通信网络N发送数据的电力需要检测部50以及冷热需要检测部51。
CAES发电装置10具备：利用压缩空气来进行发电的发电线路4a、利用从膨胀机14排出的冷气来取出冷热的冷热线路4b、以及利用从压缩机12喷出的高温空气的温热线路4c。以下，对这三个线路按顺序进行说明。
在发电线路4a中，CAES发电装置10具备马达（电动机）11、压缩机12、蓄压罐（蓄压部）13、膨胀机14、发电机15、以及开关16。
由利用可再生能源的发电装置2发出的电力被向马达11供给。以下，将从发电装置2向马达11供给的电力称为输入电力。马达11与压缩机12机械地连接，被输入电力驱动而使压缩机12动作。
本实施方式的压缩机12为螺旋式。螺旋式的压缩机12由于能够进行转速控制，所以能够响应性良好地跟随不规则变动的输入电力，优选作为CAES发电装置10的构成元件。但是，压缩机12的种类没有特别限定，除了螺旋式以外，也可以是涡旋式、涡轮式或者往复式等。
压缩机12如果被马达11驱动，则从吸气口12a将空气吸入、进行压缩并从喷出口12b喷出。压缩机12的喷出口12b通过空气配管18a与蓄压罐13流体地连接，从喷出口12b喷出的压缩空气被压送至蓄压罐13。
在本实施方式中，设置有一台压缩机12，但设置台数没有特别限定，也可以是多台。特别是在设置有多台压缩机12的情况下，为了响应性良好地跟随不规则变动的输入电力，能够取代转速控制或者在转速控制的基础上进行台数控制。
蓄压罐13例如是钢制的罐，对从压缩机12压送来的压缩空气进行蓄积。蓄压罐13通过经由切换阀19a分支为两部分的空气配管18b而与两台膨胀机14的供气口14a分别流体地连接，蓄压罐13中蓄积的压缩空气通过空气配管18b被选择性地向两台膨胀机14供给。切换阀19a如后述那样被控制装置17控制。在分支为两部分的空气配管18b分别夹设有作为流量调整阀的供气容量调整阀19b。供气容量调整阀19b的开度由后述的控制装置17分别控制。
本实施方式的两台膨胀机14是相同的膨胀机，为螺旋式。螺旋式的膨胀机14由于能够进行转速控制，所以优选与前述的螺旋式的压缩机12同样作为CAES发电装置10的构成元件。但是，膨胀机14的种类没有特别限定，除了螺旋式以外，也可以是涡旋式、涡轮式、或者往复式等。膨胀机14与发电机15机械地连接。因此，膨胀机14借助从供气口14a供给的压缩空气而动作，驱动发电机15。即，使储藏于蓄压罐13的压缩空气膨胀而利用于发电。膨胀后的空气被从排气口14b排出。
发电机15经由逆变器（inverter）19c以及开关16与需要方设备3以及马达11电连接。通常，由发电机15发出的电力被供给至需要方设备3，但通过将开关16切换也能够向马达11供给电力。以下，将从发电机15向需要方设备3供给的电力称为输出电力，将向马达11供给的电力称为返回电力。特别是，由于通过发电装置2进行的利用了可再生能源的发电不稳定，所以在无法得到应向马达11供给的电力的情况下，能够将开关16切换而得到返回电力是有效的。在发电机15与开关16之间夹设有逆变器19c，能够通过逆变器19c来调整发电机15的转速，能够调整输出电力量。此外，本实施方式的逆变器19c还具有作为转换器的功能，输出电力在被逆变器19c包括直流交流转换在内转换为所希望的电压以及频率之后向需要方设备3供给。逆变器19c如后述那样被控制装置17控制。以下，将切换阀19a、供气容量调整阀19b、逆变器19c统称为电力供给调整装置（电力调整部）19。
在需要方设备3安装有电力需要检测部50，对需要方设备3所需要的电力进行检测。电力需要检测部50的形态没有特别限定，例如可以是根据各家庭中的电力的使用量或者工厂中的电力的使用量等计算电力需要值的形态。电力需要值经由通信网络N被从电力需要检测部50发送至电力需要接收部60，并在控制装置17中用于后述的控制。
在冷热线路4b中，CAES发电装置10具备第1热交换器20和第1载热体储藏部21。它们通过载热体配管23a而流体地连接，第1载热体通过载热体配管23a在它们之间循环。此外，在载热体配管23a配设有用于使第1载热体循环流动的泵24。另外，第1载热体的种类没有特别限定，例如可以是载热油或者水。
第1热交换器20通过空气配管18c与两台膨胀机14的排气口14b流体地连接，从膨胀机14的排气口14b排出的空气通过空气配管18c被供给至第1热交换器20。这里，由于从膨胀机14的排气口14b排出的空气在通过膨胀机14而膨胀时被吸热，所以成为常温以下的冷气。在本实施方式中，从膨胀机14的排气口14b排出的空气例如成为－50℃左右的冷气。
在第1热交换器20中，由空气配管18c内的冷气和载热体配管23a内的常温的第1载热体进行热交换。详细而言，在第1热交换器20中，空气配管18c内的空气被加热，载热体配管23a内的第1载热体被冷却。在本实施方式中，被第1热交换器20加热后的空气配管18c内的空气例如成为20℃左右，被第1热交换器20冷却后的载热体配管23a内的第1载热体例如成为5℃左右。在由第1热交换器20的热交换后，被第1热交换器20加热后的空气排放至大气，被第1热交换器20冷却后的第1载热体通过载热体配管23a向第1载热体储藏部21供给并储藏。
第1载热体储藏部21例如是冷水池，优选被从外部隔热成不向外部释放冷热。第1载热体储藏部21通过载热体配管23b与需要方设备3流体地连接，在载热体配管23b夹设有作为流量调整阀的冷热供给调整阀（冷热调整部）22。冷热供给调整阀22如后述那样被控制装置17控制。因此，储藏于第1载热体储藏部21的第1载热体根据控制装置17的控制被向需要方设备3供给。另外，如果对需要方设备3供给第1载热体，则载热体配管23a内的第1载热体的循环量减少，所以设置有用于对此进行弥补的载热体供给机构40，由载热体供给机构40向载热体配管23a内供给第1载热体。
在需要方设备3设置有冷热需要检测部51，能够对需要方设备3的冷热需要值进行检测。冷热需要检测部51的形态没有特别限定，例如可以是根据各家庭中的空调设备的使用量或者工厂中的冷水的使用量等来计算冷热需要值的形态。冷热需要值经由通信网络N被从冷热需要检测部51发送至冷热需要接收部61，在控制装置17中用于后述的控制。
在温热线路4c中，CAES发电装置10具备第2热交换器25a、第2载热体储藏部26、以及返回热交换器25b。它们通过载热体配管28a、28b流体地连接，第2载热体通过载热体配管28a、28b在它们之间循环。此外，在载热体配管28a配设有用于使第2载热体循环流动的泵29。另外，第2载热体的种类没有特别限定，例如可以是载热油或者水。
第2热交换器25a夹设在从压缩机12的喷出口12b向蓄压罐13延伸的空气配管18a。从压缩机12的喷出口12b喷出的压缩空气由于通过被压缩机12压缩时的压缩热而升温，所以成为常温以上的高温空气。在本实施方式中，从压缩机12的喷出口12b喷出的压缩空气例如成为155℃左右的高温空气。
在第2热交换器25a中，由空气配管18a内的高温空气和常温的载热体配管28a内的第2载热体进行热交换。详细而言，在第2热交换器25a中，空气配管18a内的空气被冷却，载热体配管28a内的第2载热体被加热。在本实施方式中，被第2热交换器25a冷却后的空气配管18a内的空气例如成为50℃左右，被第2热交换器25a加热后的第2载热体例如成为90℃左右。在由第2热交换器25a的热交换后，被第2热交换器25a冷却后的空气向蓄压罐13供给并储藏，被第1热交换器20加热后的第2载热体通过载热体配管28a向第2载热体储藏部26供给并储藏。
第2载热体储藏部26例如是温水池，优选被从外部隔热成不向外部释放温热。第2载热体储藏部26通过载热体配管28b与返回热交换器25b流体地连接。
返回热交换器25b夹设在从蓄压罐13向膨胀机14延伸的空气配管18b。在返回热交换器25b中，由空气配管18b内的空气和高温的载热体配管28b内的第2载热体进行热交换。详细而言，在返回热交换器25b中，空气配管18b内的空气被加热，载热体配管28b内的第2载热体被冷却。在本实施方式中，被返回热交换器25b加热后的空气配管18b内的空气例如成为70℃左右，被返回热交换器25b冷却后的第2载热体例如成为50℃左右。在由返回热交换器25b的热交换后，被返回热交换器25b加热后的空气向膨胀机14供给。
如果一并参照图2，则CAES发电装置10具备控制装置17、电力需要接收部60以及冷热需要接收部61。控制装置17由包括CPU（Central Processing Unit；中央处理器）、RAM（Random Access Memory；随机存取存储器）、ROM（Read Only Memory；只读存储器）那样的存储装置的硬件、和安装于该硬件的软件构建。控制装置17与电力需要接收部60以及冷热需要接收部61电连接。电力需要接收部60是对从电力需要检测部50经由通信网络N发送的与电力需要值有关的电信号进行接收的接收器。冷热需要接收部61是对从冷热需要检测部51经由通信网络N发送的与冷热需要值有关的电信号进行接收的接收器。接收这些需要值，控制装置17对电力供给调整装置19和冷热供给调整阀22进行控制。详细而言，控制装置17具备对电力供给调整装置19进行控制的发电量控制部17a、和对冷热供给调整阀22进行控制的冷热供给控制部17b。
发电量控制部17a对由切换阀19a、供气容量调整阀19b以及逆变器19c这三个元件构成的电力供给调整装置19进行控制来调整发电电力量。
第1，发电量控制部17a调整供气容量调整阀19b的开度而驱动发电机15。具体而言，在电力需要值大于当前的输出电力的情况下，增大供气容量调整阀19b的开度，向膨胀机14供给更多的压缩空气而使发电机15的发电量增加。在由电力需要检测部50检测到的电力需要值小于当前的输出电力的情况下，减小供气容量调整阀19b的开度，向膨胀机14供给更少的压缩空气而使发电机15的发电量减少。
第2，发电量控制部17a调整逆变器19c的转速指令值而驱动发电机15。具体而言，在电力需要值大于当前的输出电力的情况下，增大转速指令值，使发电机15的转速增加而使发电机15的发电量增加。在由电力需要检测部50检测到的电力需要值小于当前的输出电力的情况下，减小转速指令值，使发电机15的转速减少，使发电机15的发电量减少。
第3，发电量控制部17a通过对切换阀19a进行切换来调整膨胀机14的运转台数，对发电机15进行驱动。具体而言，在电力需要值大于当前的输出电力的情况下，将切换阀19a的出口打开为两部分而驱动两台膨胀机14，由此使发电机15的发电量增加。在由电力需要检测部50检测到的电力需要值小于当前的输出电力的情况下，将切换阀19a的出口的一方或者全部关闭而驱动一台膨胀机14或者不进行驱动，由此使发电机15的发电量减少。
对于发电电力量的调整而言，在切换阀19a、供气容量调整阀19b、以及逆变器19c的控制中，可以由各自单独进行，也可以通过设立了各自的优先顺序的组合来进行。另外，发电机15的转速控制并不限定于由逆变器19c进行的控制，能够通过任意的形态来执行。同样，膨胀机14的运转台数控制并不限定于由切换阀19a进行的控制，能够通过任意的形态来执行。特别是，膨胀机14的运转台数在本实施方式中最大为两台，但也可以是三台以上。
冷热供给控制部17b根据由冷热需要检测部51检测出并由冷热需要接收部61接收到的冷热需要值来调整冷热供给调整阀22的开度而向需要方设备3供给需要量的冷热。具体而言，在冷热需要值大于当前供给的冷热量的情况下，增大冷热供给调整阀22的开度来使冷热供给量增加。此外，在冷热需要值小于当前供给的冷热量的情况下，减小冷热供给调整阀22的开度来使冷热供给量减少。
根据本实施方式，能够通过蓄压罐13将可再生能源那样的输出不规则变动的能源作为压缩空气进行储藏，并能够在需要的时候将压缩空气向膨胀机14供给，来驱动发电机15而进行发电。此外，在第1热交换器20中能够利用从膨胀机14排出的冷气对第1载热体进行冷却，将该冷却了的第1载热体储藏到第1载热体储藏部21，并能够根据需要而使用。此外，由于由电力需要接收部60和冷热需要接收部61分别接收需要方设备3的电力需要值和冷热需要值，所以能够适时地掌握需要方设备3所要求的电力和冷热。进而，能够通过电力供给调整装置19和冷热供给调整阀22将需要量的电力和冷热向需要方设备3供给。因此，能够利用压缩空气储能发电装置1适时地向需要方设备3供给需要量的电力以及冷热。
此外，根据本实施方式，通过一并供给电力和冷热，能够提高装置的能源效率。作为能源效率的指标之一的效率系数COP（Coefficient of Performance；性能系数）由所输出的电能（输出电力）以及热能（冷热）相对于所输入的电能（输入电力）的比例规定。因此，与仅供给电力的情况相比，能够将COP提高冷热的能源量。
此外，根据本实施方式，假设在需要方设备3位于远离火力发电站或者原子能发电站等主要的发电设备的位置的情况下，需要设置大规模的输电系统，但CAES发电装置10由于能够设置于任意的场所，所以能够在需要方设备3的附近设置。因此，不需要大规模的输电系统。因此，本装置在需要方设备3位于远离火力发电站或者原子能发电站等主要的发电设备的位置的情况下特别有效。此外，CAES发电装置10由于不排出环境负担物质，所以环境性出色，与其他发电设备相比耐用年数也长、耐久性也出色。
此外，如果在远离主要的发电设备且被要求适时的电力供给的位置设置CAES发电装置10，则CAES发电系统1成为能够将所设置的地区的可再生能源在该地区消耗的所谓的“自产自消系统”。特别是近年来，制定了FIT制度（固定价格收购制度），也进行下述动作：各家庭等利用可再生能源等来进行发电而由各家庭进行消耗，并对多余的电力进行输送，即电力公司买下。但是，在进行超过了各家庭中的发电规模的大规模发电以及输电的情况下，会导致现有的脆弱的输电系统中的逆流，存在输电系统故障的可能性。与此相对，本实施方式的CAES发电装置10由于能够规定发电量，所以即使在使用现有的脆弱的输电系统来进行输电的情况下也能够防止输电系统的故障。
如图3所示，作为本实施方式的变形例，可以省略返回热交换器25b以及载热体配管28b，并设置温热吸收式冷冻机34a以及载热体配管28c、23c。
温热吸收式冷冻机34a是将温热转换为冷热的机器。本实施方式的温热吸收式冷冻机34a是一般的吸收式冷冻机、即已知的吸收式冷冻机。因此，这里省略详细构造的说明。温热吸收式冷冻机34a能够利用例如90℃左右的第2载热体的温热来得到例如7℃左右的第1载热体。温热吸收式冷冻机34a通过载热体配管28c与载热体配管28a流体地连接。进而，温热吸收式冷冻机34a通过载热体配管23c与载热体配管23a流体地连接，由温热吸收式冷冻机34a得到的第1载热体通过载热体配管23a向第1载热体储藏部21供给。此外，如果第2载热体作为温热被向温热吸收式冷冻机34a供给，则载热体配管28a内的第2载热体的循环量减少，所以设有用于对此进行弥补的载热体供给机构41，通过载热体供给机构41向载热体配管28a内供给第2载热体。
根据该变形例，能够通过温热吸收式冷冻机34a将由第2热交换器25a得到的温热转换为冷热，能够得到更多的冷热。这在需要方设备3大量要求冷热的情况下特别有效。
（第2实施方式）
图4、图5所示的第2实施方式的CAES发电装置10具备向需要方设备3供给温热的机构。本实施方式的CAES发电装置10除了该结构以外，与图1、图2的第1实施方式的结构实际相同。因此，对于与图1、图2所示的结构相同的部分赋予相同的附图标记而省略说明。
本实施方式的CAES发电装置10具备载热体配管28d，在该载热体配管28d夹设有作为流量调整阀的温热供给调整阀（温热调整部）27。温热供给调整阀27如后述那样由控制装置17控制。因此，储藏于第2载热体储藏部26的第2载热体根据控制装置17的控制被向需要方设备3供给。另外，如果向需要方设备3供给第2载热体，则载热体配管28a内的第2载热体的循环量减少，所以设有对此进行弥补的载热体供给机构41，由载热体供给机构41向载热体配管28a内供给第2载热体。
在需要方设备3设置有温热需要检测部52，能够对需要方设备3的温热需要值进行检测。温热需要检测部52的形态没有特别限定，例如可以根据各家庭中的空调设备的使用量或者工厂中的暖水的使用量等来计算温热需要值。此外，对应于温热需要检测部52，本实施方式的CAES发电装置10具备温热需要接收部62。温热需要接收部62是对从温热需要检测部52经由通信网络N发送的与冷热需要值有关的电信号进行接收的接收器。温热需要值经由通信网络N被从温热需要检测部52向温热需要接收部62发送，在控制装置17中被用于控制。
如图5所示，控制装置17对电力供给调整装置19、冷热供给调整阀22以及温热供给调整阀27进行控制。详细而言，控制装置17具备控制电力供给调整装置19的发电量控制部17a、控制冷热供给调整阀22的冷热供给控制部17b、以及控制温热供给调整阀27的温热供给控制部17c。
温热供给控制部17c根据由温热需要检测部52检测出且由温热需要接收部62接收到的温热需要值来调整温热供给调整阀27的开度而向需要方设备3供给需要量的温热。具体而言，在温热需要值大于当前供给的温热量的情况下，增大温热供给调整阀27的开度而使温热供给量增加。此外，在温热需要值小于当前供给的温热量的情况下，减小温热供给调整阀27的开度而使温热供给量减少。
根据本实施方式，能够在第2热交换器25a中利用从压缩机12喷出的高温空气来加热第2载热体，将该加热了的第2载热体储藏于第2载热体储藏部26，并根据需要而使用。此外，由于由温热需要接收部62接收温热需要，所以能够适时地掌握需要方设备3所要求的温热。进而，能够通过温热供给调整阀27将需要量的温热向需要方设备3供给。因此，能够利用CAES发电装置10适时地将需要量的温热向需要方设备3供给。此外，通过一并供给电力、冷热和温热，能够进一步提高装置的能源效率。
（第3实施方式）
图6、图7所示的第3实施方式的CAES发电装置10具备将温热转换为冷热的温冷转换线路5a。本实施方式的CAES发电装置10除了与温冷转换线路5a有关的结构以外，与图4、图5的第2实施方式的结构实际相同。因此，对于与图4、图5所示的结构相同的部分赋予相同的附图标记而省略说明。
本实施方式的CAES发电装置10除了具备第1实施方式的发电线路4a、冷热线路4b以及温热线路4c以外，还具备将从压缩机12喷出的高温空气转换为冷热的温冷转换线路5a。
在温冷转换线路5a中，CAES发电装置10具备第3热交换器30和第3载热体储藏部31。它们通过载热体配管32a流体地连接，第3载热体通过载热体配管32a在它们之间循环。此外，在载热体配管32a配设有用于使第3载热体循环流动的泵33。另外，第3载热体的种类没有特别限定，例如可以是水。
第3热交换器30夹设在从压缩机12的喷出口12b向第2热交换器25a延伸的空气配管18a。从压缩机12的喷出口12b喷出的压缩空气由于因被压缩机12压缩时的压缩热而升温，所以成为常温以上。在本实施方式中，从压缩机12的喷出口12b喷出的压缩空气例如成为155℃左右的高温空气。
在第3热交换器30中，由空气配管18a内的高温空气和例如85℃左右的载热体配管32a内的第3载热体进行热交换。详细而言，在第3热交换器30中，空气配管18a内的空气被冷却，载热体配管32a内的第3载热体被加热。在本实施方式中，被第3热交换器30冷却后的空气配管18a内的空气例如成为100℃左右，被第3热交换器30加热后的第3载热体例如成为90℃左右。在由第3热交换器30的热交换后，被第3热交换器30冷却后的空气向第2热交换器25a供给而被再次冷却，例如被冷却至45℃左右。被第2热交换器25a冷却后的空气向蓄压罐13供给并蓄积。此外，被第3热交换器30加热后的第3载热体通过载热体配管32a向第3载热体储藏部31供给并储藏。
第3载热体储藏部31例如是温水池，优选从外部隔热成不向外部释放温热。第3载热体储藏部31通过载热体配管32b与温热吸收式冷冻机34b流体地连接，在载热体配管32b夹设有温热吸收式冷冻机34b。进而，在载热体配管32b中，在第3载热体储藏部31与温热吸收式冷冻机34b之间夹设有温冷转换阀35。温冷转换阀35如后述那样由控制装置17控制。因此，储藏于第3载热体储藏部31的第3载热体根据控制装置17的控制而向温热吸收式冷冻机34b供给。另外，如果第3载热体作为温热向温热吸收式冷冻机34b供给，则载热体配管32a内的第3载热体的循环量减少，所以设置有用于对此进行弥补的载热体供给机构42，通过载热体供给机构42向载热体配管32a内供给第3载热体。
温热吸收式冷冻机34b是将温热转换为冷热的机器。本实施方式的温热吸收式冷冻机34b是一般的吸收式冷冻机、即已知的吸收式冷冻机。因此，这里省略详细构造的说明。温热吸收式冷冻机34b能够利用例如90℃左右的第3载热体的温热来得到例如7℃左右的冷水。温热吸收式冷冻机34b通过配管36a与需要方设备3流体地连接，由温热吸收式冷冻机34b得到的冷水通过配管36a向需要方设备3供给。
如果一并参照图7，则控制装置17与第2实施方式同样，具备发电量控制部17a、冷热供给控制部17b以及温热供给控制部17c，进而在本实施方式中具备温冷转换控制部17d。
温冷转换控制部17d根据由冷热需要检测部51检测出且由冷热需要接收部61接收到的冷热需要值来使温冷转换阀35开闭而向温热吸收式冷冻机34b供给需要量的温热。并且，通过温热吸收式冷冻机34b将温热转换为冷热，向需要方设备3供给需要量的冷热。具体而言，在冷热需要值大于规定的阈值的情况下，将温冷转换阀35打开，向温热吸收式冷冻机34b供给需要量的温热，将温热转换为冷热，将冷热向需要方设备3供给，从而使冷热供给量增加。此外，在冷热需要值为规定的阈值以下的情况下，将温冷转换阀35关闭，不向温热吸收式冷冻机34b供给温热。这里，冷热需要值的规定的阈值表示由冷热供给控制部17b进行的冷热供给的极限值。即，在通过冷热供给控制部17b的控制无法向需要方设备3充分供给冷热的情况下，温冷转换控制部17d进行用于追加供给冷热的控制。
根据本实施方式，能够通过温热吸收式冷冻机34b将由第3热交换器30得到的温热转换为冷热，能够得到更多的冷热。这在需要方设备3大量要求冷热的情况下特别有效。
（第4实施方式）
图8、图9所示的第4实施方式的CAES发电装置10具备将电力转换为冷热的电冷转换线路5b。本实施方式的CAES发电装置10除了与电冷转换线路5b有关的结构以外，与图4、图5的第2实施方式的结构实际相同。因此，对与图4、图5所示的结构相同的部分赋予相同的附图标记而省略说明。
在电冷转换线路5b中，CAES发电装置10具有经由开关16与发电机15电连接的电冷却器39。本实施方式的开关16能够切换为将由发电机15发出的电力向需要方设备3、马达11、或者电冷却器39供给。电冷却器39是将电转换为冷热的机器。本实施方式的电冷却器39是如空调装置那样的一般的冷却器。也可以取而代之，电冷却器39是使用了如果施加电压则能得到冷却效果的珀耳帖元件的冷却器。在哪种的情况下，电冷却器39的构造都是已知的，这里省略详细构造的说明。电冷却器39能够利用电力来得到例如7℃左右的冷水或者冷气。电冷却器39通过配管36c与需要方设备3流体地连接，由电冷却器39得到的冷气通过配管36c向需要方设备3供给。
如果一并参照图9，则控制装置17与第2实施方式同样，具备发电量控制部17a、冷热供给控制部17b、温热供给控制部17c，进而在本实施方式中具备电冷转换控制部17e。
电冷转换控制部17e根据由冷热需要检测部51检测出的冷热需要值来控制开关16而向电冷却器39供给需要量的电力。并且，通过电冷却器39将电力转换为冷热，向需要方设备3供给需要量的冷热。具体而言，在冷热需要值大于规定的阈值的情况下，将开关16切换，向电冷却器39供给需要量的电力，将电力转换为冷热，将冷热向需要方设备3供给，从而使冷热供给量增加。此外，在冷热需要值为规定的阈值以下的情况下，将开关16切换，不向电冷却器39供给电力。这里，冷热需要值的规定的阈值与第2、第3实施方式同样，表示由冷热供给控制部17b进行的冷热供给的极限值。即，在通过冷热供给控制部17b的控制无法向需要方设备3充分供给冷热的情况下，电冷转换控制部17e进行用于追加供给冷热的控制。
根据本实施方式，能够通过电冷却器39将由发电机15发出的电力转换为冷热，能够得到更多的冷热。这在需要方设备3大量要求冷热的情况下特别有效。
在这里所记载的各实施方式中，关于由可再生能源进行的发电的对象，能够将利用了例如风力、太阳光、太阳热、波浪力或者潮力、流水或者潮汐等通过自然的力稳定（或反复）地补充并且不规则变动的能源的装置全部作为对象。
通过以上，对本发明的具体的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述方式，在该发明的范围内能够进行各种变更来实施。例如，也可以将各个实施方式的内容适当地组合而得到的方案作为该发明的一个实施方式。
附图标记说明
1 压缩空气储能（CAES）发电系统
2 发电装置
3 需要方设备
4a 发电线路
4b 冷热线路
4c 温热线路
5a 温冷转换线路
5b 电冷转换线路
10 压缩空气储能（CAES）发电装置
11 马达（电动机）
12 压缩机
12a 吸气口
12b 喷出口
13 蓄压罐（蓄压部）
14 膨胀机
14a 供气口
14b 排气口
15 发电机
16 开关
17 控制装置
17a 发电量控制部
17b 冷热供给控制部
17c 温热供给控制部
17d 温冷转换控制部
17e 电冷转换控制部
18a、18b、18c、18d 空气配管
19 电力供给调整装置（电力调整部）
19a 切换阀
19b 供气容量调整阀
19c 逆变器
20 第1热交换器
21 第1载热体储藏部
22 冷热供给调整阀（冷热调整部）
23a、23b、23c 载热体配管
24 泵
25a 第2热交换器
25b 返回热交换器
26 第2载热体储藏部
27 温热供给调整阀（温热调整部）
28a、28b、28c 载热体配管
29 泵
30 第3热交换器
31 第3载热体储藏部
32a、32b 载热体配管
33 泵
34a、34b 温热吸收式冷冻机
35 温冷转换阀
36a、36b、36c 配管
37 冷却冷机
38 压冷转换阀
39 电冷却器
40、41、42 载热体供给机构
50 电力需要检测部
51 冷热需要检测部
52 温热需要检测部
60 电力需要接收部
61 冷热需要接收部
62 温热需要接收部。
Claims (4)
1.一种压缩空气储能发电装置，以压缩空气的形态蓄积可再生能源，根据需要使用前述压缩空气来进行发电，并能够向需要方设备供给电力，前述压缩空气储能发电装置的特征在于，具备：
电力需要接收部，接收前述需要方设备的电力需要值；
冷热需要接收部，接收前述需要方设备的冷热需要值；
电动机，被使用前述可再生能源而发出的电力驱动；
压缩机，被前述电动机驱动；
蓄压部，对被前述压缩机压缩后的前述压缩空气进行蓄积；
膨胀机，被从前述蓄压部供给的前述压缩空气驱动；
发电机，被前述膨胀机驱动；
电力调整部，对由前述发电机发出的电力量进行调整；
第1热交换器，由从前述膨胀机排出的冷气和第1载热体进行热交换，来对前述第1载热体进行冷却；
第1载热体储藏部，将被前述第1热交换器冷却后的前述第1载热体作为冷热而储藏；
冷热调整部，调整前述冷热从前述第1载热体储藏部向前述需要方设备的供给量；以及
控制装置，控制前述电力调整部和前述冷热调整部，以便将与由前述电力需要接收部接收到的前述电力需要值和由前述冷热需要接收部接收到的前述冷热需要值对应的前述电力和前述冷热向前述需要方设备供给。
2.根据权利要求1所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，
还具备：
温热需要接收部，接收前述需要方设备的温热需要值；
第2热交换器，由从前述压缩机喷出的空气和第2载热体进行热交换，对前述第2载热体进行加热；
第2载热体储藏部，将被前述第2热交换器加热后的前述第2载热体作为温热而储藏；以及
温热调整部，调整前述温热从前述第2载热体储藏部向前述需要方设备的供给量；
前述控制装置控制前述电力调整部、前述冷热调整部以及前述温热调整部，以便将与由前述电力需要接收部接收到的前述电力需要值、由前述冷热需要接收部接收到的前述冷热需要值以及由前述温热需要接收部接收到的前述温热需要值对应的前述电力、前述冷热以及前述温热向前述需要方设备供给。
3.根据权利要求1或2所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，
还具备：
第3热交换器，由从前述压缩机喷出的空气和第3载热体进行热交换，对前述第3载热体进行加热；
第3载热体储藏部，将被前述第3热交换器加热后的前述第3载热体作为温热而储藏；以及
温热吸收式冷冻机，利用由前述第3载热体储藏部储藏的前述第3载热体的前述温热来得到冷热。
4.根据权利要求1或2所述的压缩空气储能发电装置，其特征在于，
前述压缩空气储能发电装置还具备利用由前述发电机发出的电力来得到冷热的电冷却器。
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