CN116568893B - 用于储存或产生动力的流动密度流体置换 - Google Patents

用于储存或产生动力的流动密度流体置换 Download PDF

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Abstract

所述系统涉及第一储存贮存器，所述第一储存贮存器位于水体的表面附近并且被配置成储存第一流体。第二储存贮存器定位于所述水体的所述表面之下并且被配置成储存密度高于所述第一流体的第二流体。泵、发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的较低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器中的较高密度流体而储存动力。通过允许所述第二储存贮存器中的密度较低的流体返回到所述第一储存贮存器来产生动力或使动力释能。所述较高密度流体可以呈液体形式或固液混合物形式。所述较低密度流体可以呈液体形式或固液混合物形式。

Description

用于储存或产生动力的流动密度流体置换
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年3月26日提交的美国申请第17/214,100号的优先权，所述美国申请是2021年7月17日提交的美国申请第16/932,429号的部分继续申请。本申请还要求于2020年11月23日提交的美国申请第63/117,355号、于2020年12月31日提交的美国申请第63/132,778号以及于2021年1月19日提交的美国申请第63/139,157号的优先权。所有上述申请均特此通过引用整体并入本文。
背景技术
太阳能、风能和其它间歇性能源在全球发电容量中所占的比例越来越大。由于太阳能和风能的间歇性，因此可能很快就会大量依赖风能和太阳能发电的电网和其它基础设施将需要电力储存来满足电力供应和电力需求。随着间歇性可再生能源渗透率的增加，特别是在太阳能占主导地位或风力占主导地位的电网以及地理分布有限的电网中，所需的电力储存容量通常会增加。电力储存容量所需的持续时间通常也随着间歇性可再生能源渗透率的增加而增加。例如，在太阳能光伏动力占很大比例的电网中，夜间发电可能不足，并且因此，可能需要10–16小时的持续电力储存来支持夜间电网电力需求。在美国，80％太阳能和风能渗透率在12小时持续电力储存的情况下是可行的。值得注意的是，100％太阳能和风能渗透率只有在至少3周的电力储存持续时间内才是可行的，这是由于风和/或太阳能至少一年一次以低于预测的速率生产的趋势和/或由于太阳能和/或风能的季节性变化。现有技术的能量储存技术过于昂贵和/或受地理限制，无法满足全球太阳能和风力发电高渗透率所需的数太瓦小时的长时间电力储存。
电力储存技术在各种因素上进行比较。平准化成本或平准化电力成本(LCOE)或平准化储存成本(LCOS)通常被认为是首要或最重要的因素。能量储存客户，如项目开发商、动力公司和其他客户，通常采用平准化成本作为他们比较电储存技术的主要度量，其中平准化成本越低，电力储存技术相对于其它选择在经济上就越合乎需要。平准化成本计算可以包括包含但不限于以下变量中的一个或多个或其组合的值：资本成本、或资本成本、或贴现率、或容量利用率、或往返能量效率、或土地成本、或动力容量退化速率、或能量储存容量退化速率、或工厂平衡、或土地使用、或地理限制、或寿命终止成本、或每MW动力容量成本、或每MWh电力储存容量成本。由于先前所描述的变量中的一个或多个或组合的缺陷，现有技术的电力储存技术通常具有高的平准化成本。例如，锂离子电池具有高资本成本、显著的动力容量退化、显著的能量容量退化、土地使用和高的寿命终止成本。例如，压缩空气能量储存具有低的往返能量效率和地理限制。例如，抽水蓄能电站具有高的土地使用和地理限制。例如，氢电力储存具有低的往返能量效率、每MW动力容量的高成本以及高的动力容量退化速率。
其它因素可以包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：制造的环境影响、土地使用的环境影响、材料限制、报废处理、可回收性、劳动力使用、当地劳动力含量、当地经济影响和所需维护。
●例如，锂离子电池存在与上述因素相关的以下缺陷：
○制造的负面环境影响，包含材料投入的制造
○锂、钴、镍和石墨的材料限制
○短使用期和寿命终止处置挑战
○锂离子电池目前不可回收
○当地劳动力含量通常很低，尤其是高成本的材料投入，包含锂、镍和钴
○不道德的劳动实践和下游环境影响，尤其是在所需的包含钴和石墨的金属和材料的开采和提炼中
○当地创造的就业机会和相关的经济影响微乎其微，因为大部分成本和劳动力发生在远离可再生能源项目或能量储存项目现场的大型制造和采矿作业中。
○由于需要热调节、电厂辅助设施和扩充，所需的维护费用很高。扩充是指安装另外的新锂离子电池，以弥补锂离子电池能量储存设施随时间推移自然发生的能量储存和/或动力容量损失。在大规模锂离子电池能量储存场所，显著的“扩充”通常至少每5年发生一次。
例如，常规的抽水蓄能电站存在以下与上述因素相关的缺陷：
●大量的土地使用和显著的地理限制
●重大环境损害和永久性环境改变
●地震风险和滑坡风险，包含重大地震或滑坡或两者同时发生时造成重大经济和/或人员伤亡的风险。
可再生能源行业的另一个挑战是可再生能源项目和/或能量储存项目开发的土地可用性。在许多情况下，地方、地区、国家和国际利益相关者强烈反对开发未开发或“未触及”的土地，包含开发可再生能源，如风能和太阳能。由于风力和/或太阳能项目的建设和/或运行期间的环境、视觉或噪音污染，利益相关者通常反对这种开发。所述反对使得寻找新土地、获得许可、以及开发太阳能和风能项目变得越来越困难，并且大大增加了开发时间线。因此，可再生能源项目开发商对开发近海、海洋和其它大型水体中的可再生能源项目越来越感兴趣。近岸海上风电场的视觉影响也促使项目开发商将目光越来越多地投向更远的海上和更深的水域。由于风的间歇性和需要互联的大容量风力发电，从海上风力到陆上电网的互联电力传输已经成为一个重大挑战。一个潜在的解决方案是长期电力储存。大多数现有技术的电力储存技术不适用于海洋环境。例如，海洋环境的腐蚀性和锂在水中燃烧的能力，甚至在不存在空气或氧气的情况下，已经认为锂离子电池不适合或不期望用于海洋环境。非常需要一种低成本、可扩展、环境友好、低土地或水使用、持久、高往返能量效率、适用于近海环境的长期电力储存技术。
另外地，由于气候变化而引起的极端和异常天气越来越常见，因此对在需要时可靠、持续和长期产生电力的电力产生和储存技术的需求变得越来越重要。即使在紧急情况下，现有技术的能量储存技术也不能提供超过其铭牌电力储存容量的另外的动力，这导致了近年来加利福尼亚和整个美国的显著断电。例如，如果锂离子电池或抽水蓄能电站的额定动力为1,000MWh，并且这1,000MWh已经被完全使用或完全释能，那么如果需要更多的电力，锂离子电池或抽水蓄能电站将不能提供更多的电力。
非常需要一种既能作为高往返效率(>70％)的短期、中期或长期电力储存系统，又能在需要时作为多天、多周或多月电力储存系统的电力储存技术。非常需要一种既能作为高往返效率(>70％)的8+小时持续时间电力储存系统，又能在需要时作为多天、多周或多月电力储存系统的电力储存技术。非常需要一种既能作为高往返效率(>70％)的8+小时持续时间电力储存系统，又能在需要时作为多天、多周或多月的动力(power)或电力(electricity)来源的电力储存技术。
发明内容
本发明涉及用于能量储存或能量产生或其组合的系统和方法。
一些实施例可以适用于例如能量储存装置。一些实施例可以涉及在水体或液体的表面下方的储存区域以及在水体或液体的表面附近或水体或液体上方的储存区域。为了给所述能量储存装置‘充能’，低密度流体，如相对较低密度液体或气体，可以被泵送到所述储存区域中，置换较高密度流体，如水。为了使所述能量储存装置释能，可以允许所述较高密度流体置换所述较低密度流体，由于较低密度流体流过发电机而产生电力。
一些实施例可以解决现有技术能量储存系统的一个或多个或所有缺陷。例如，一些实施例拥有以下中的一个或多个或组合：
●基于每MWh能量储存容量成本和每MW动力容量成本的低资本成本
●高往返效率，如大于或等于以下中的一个或多个或其组合的往返效率：60％、或65％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％、或95％或99％
●每次充能-释能循环中动力容量没有退化
●每次充能-释能循环中能量储存容量没有退化
●没有土地使用
●最小的水面面积使用
●地理限制最小，因为世界上40％的人口居住在距离海岸100km以内的地方
●使用期限长，如大于20年、或25年、或30年、或35年、或40年、或45年、或50年、或55年、或60年或其任何组合
●大部分或所有组件在“寿命终止”时的可回收性
●“寿命终止”时大部分或所有组件的可重用性，包含但不限于寿命延长或用于其它用途。
●制造和建筑材料对环境的影响最小
●施工、安装和运行对环境的影响最小
●对当地经济产生重大积极影响
●石油和天然气工人向可再生能源行业的过渡。例如，除了用于例如储存可再生电力的电力储存系统之外，一些实施例采用许多相同的设备，如管道、容器、泵和材料，如钢和水泥，以及技能。
●被设计用于和/或适用于水中环境、海洋环境或近海环境
一些实施例可以适用于提供高往返效率电力储存的系统，并且当需要时，可以供应燃料和/或电力，持续几天、几周、几个月、几年或其任何组合。例如，一些实施例可以通过用低密度液体置换高密度液体来储存能量，其中所述低密度液体或所述高密度液体或两者可以包括可替代地用作燃料的化学物质。例如，一些实施例可以涉及通过用低密度液体置换高密度液体来储存电力，其中所述置换能量储存机构可以储存足够的能量以在最大系统动力容量下提供大于或等于1小时、或2小时、或4小时、或6小时、或8小时、或10小时、或12小时、或14小时、或16小时、或18小时、或20小时、或25小时、或30小时、或35小时、或40小时、或45小时、或50小时、或75小时、或100小时或其任何组合的动力。例如，一些实施例可以涉及通过用低密度液体置换高密度液体来储存电力，其中所述置换能量储存机构可以储存足够的能量以在最大系统动力容量下提供小于50小时的动力，并且其中所述低密度液体或所述高密度液体或两者可以包括燃料，并且如果需要，可以能够提供大于50小时、或大于75小时、或大于100小时、或大于1周、或大于1个月的动力。例如，一些实施例可以涉及通过用低密度液体置换高密度液体来储存电力，其中所述置换能量储存机构可以储存足够的能量以在最大系统动力容量下提供持续第一持续时间的动力，并且其中所述低密度液体或所述高密度液体或两者可以包括燃料，并且当需要时，可以能够提供持续第二持续时间的动力。例如，一些实施例可以涉及通过用低密度液体置换高密度液体来储存电力，其中所述置换能量储存机构可以储存足够的能量以在最大系统动力容量下提供持续第一持续时间的动力，并且其中所述低密度液体或所述高密度液体或两者可以包括燃料，并且当需要时，可以能够提供持续第二持续时间的动力，并且其中所述第二持续时间大于所述第一持续时间。
一些实施例可以适用于确保水下储罐与邻近或围绕所述水下储罐或与所述水下储罐处于相同海拔的海水处于压力平衡。一些实施例可以适用于最小化水下储罐内的流体的压力与所述水下储罐之外、附近、周围或与所述水下储罐处于相同海拔的水或其它流体的压力之间的压力差。例如，一些实施例可以涉及使用压力交换器或动力交换器来从一种流体中提取过量压力或动力，并将所述过量压力或动力传递至另一种流体。例如，一些实施例可以涉及使用压力交换器或动力交换器来从较低密度流体中提取过量压力或动力，并将所述过量压力或动力传递至较高密度流体。例如，一些实施例可以涉及使用压力交换器或动力交换器来从较高密度流体中提取过量压力或动力，并将所述过量压力或动力传递至较低密度流体。例如，一些实施例可以涉及使用压力交换器或动力交换器来从较高密度流体中提取过量压力或动力，并将所述过量压力或动力传递至较低密度流体。例如，一些实施例可以涉及使用压力交换器或动力交换器来从较高压力流体中提取过量压力或动力，并将所述过量压力或动力传递至较低压力流体。例如，一些实施例可以涉及使用压力交换器或动力交换器来从较高压力流体中提取过量压力或动力，并将所述过量压力或动力传递至较低压力流体，其中所述过量压力可以小于或等于所述较高压力流体与邻近或围绕水下储罐的至少一部分、或在水下储箱的至少一部分之外或与水下储罐的至少一部分处于相同海拔的水之间的压力差。例如，一些实施例可以涉及使用压力交换器或动力交换器来从第一流体中提取过量压力或动力，并将所述过量压力或动力传递至第二流体，其中所述过量压力可以小于或等于所述第一流体与邻近或围绕水下储罐的至少一部分、或在水下储箱的至少一部分之外或与水下储罐的至少一部分处于相同海拔的水或其它流体之间的压力差。例如，一些实施例可以涉及使用压力交换器或动力交换器来从第二流体中提取过量压力或动力，并将所述过量压力或动力传递至第一流体，其中所述过量压力可以小于或等于所述第二流体与邻近或围绕水下储罐的至少一部分、或在水下储箱的至少一部分之外或与水下储罐的至少一部分处于相同海拔的水或其它流体之间的压力差。例如，一些实施例可以涉及压力平衡器，以实现或确保与水或其它流体的压力平衡，所述水或其它流体邻近或围绕水下储罐的至少一部分、或在水下储罐的至少一部分之外或与水下储罐的至少一部分处于相同海拔。例如，一些实施例可以涉及压力传感器、或阀门或其任何组合。例如，一些实施例可以涉及用于最小化或防止液压冲头或者最小化或防止液压冲头的潜在负面影响的系统和方法。一些实施例可以涉及能量储存系统，其中所述较高密度液体的密度大于水或海水。一些实施例可以涉及能量储存系统，其中至少一个贮存器定位于高于水体的表面或海平面或两者的海拔处。
一些实施例可以适用于能量储存系统，其中所述较低密度液体或所述较高密度液体或两者都是挥发性的或者具有低沸点。例如，一些实施例可以适用于使用加压储罐或对压力差有弹性的储罐。例如，一些实施例可以适用于将储罐定位在水深或流体静压力处，其中储罐内的加压流体与所述储罐之外或周围或附近的流体之间的压力差小于所述储罐在陆地上或被大气压力包围或两者兼有的情况下的压力。例如，一些实施例可以适用于制冷、或半制冷、或冷却、或被动冷却、或主动冷却、或热管理、或其任何组合较低密度液体或较高密度液体或两者。例如，一些实施例可以涉及确保低密度液体或高密度液体或两者都以液态储存。例如，一些实施例可以涉及确保低密度液体或高密度液体或两者都以液态、或超临界状态、或浆料态、或其任何组合状态储存。例如，一些实施例可以涉及用于热交换和/或热储存以最小化能量使用和/或最大化能量效率和/或制冷、或半制冷、或冷却、或被动冷却、或主动冷却、或热管理或其任何组合较低密度液体和/或较高密度液体的实用性的系统和方法。例如，一些实施例可以适用于实现低温液体的使用。例如，一些实施例可以适用于实现同时储存能量和从海洋热能转换或从海洋或水体的温跃层的温差、或空气与水之间的温差或其任何组合来产生动力。
一些实施例可以涉及适用于在水下储存低密度流体的储罐。例如，一些实施例可以涉及刚性或柔性结构。例如，一些实施例可以涉及含有多孔固体介质的储罐或储存区域，其中低密度流体可以储存在所述多孔介质的孔中。例如，一些实施例可以涉及含有多孔固体介质的储罐或储存区域，其中通过将较低密度流体泵送到或以其它方式引导到所述多孔介质中以置换储存在所述多孔介质中的较高密度流体而将较低密度流体储存在所述多孔介质中。例如，一些实施例可以采用包括多孔介质的储存贮存器，其中所述多孔介质的密度或重量可以降低所述储存贮存器的浮力。例如，一些实施例可以采用包括多孔介质的储存贮存器，其中如果例如贮存器内的压力小于贮存器之外、或邻近贮存器、或贮存器周围或与所述贮存器处于相同海拔的压力，固体多孔介质的存在可以防止所述贮存器的基本塌缩。例如，一些实施例可以采用包括多孔介质的储存贮存器，其中如果例如流体以比流体被添加到或泵送到储存贮存器中更大的体积速率从储存贮存器中泵送出来或移除，固体多孔介质的存在防止所述贮存器的基本塌缩。例如，一些实施例可以采用包括多孔介质的储存贮存器，其中如果例如一种流体从储存贮存器中泵送出来或移除，而不同时向所述贮存器中另外添加另一种流体，固体多孔介质的存在可以防止所述贮存器的基本塌缩。基本塌缩可以包括总体积减少大于或等于以下中的一个或多个或其组合的储存贮存器：1％、或5％、或10％、或15％、或20％、或25％、或30％、或35％、或40％、或45％、或50％、或55％、或60％、或65％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％或95％。
一些实施例可以适用于同时能量储存系统和潮汐发电系统。例如，一些实施例可以实现电力的储存，同时还从同一系统中由于潮汐而引起的水位变化中产生动力。一些实施例可以适用于例如潮汐能能量产生系统，所述系统从由于例如潮汐而引起的水位变化中产生能量。一些实施例可以涉及使用由于潮汐而引起的水位上升而从储存区域置换的空气或其它流体来产生能量，例如电力。一些实施例可以涉及使用由于潮汐而引起的水位下降而移动到储存区域中的空气或其它流体来产生电力。如果需要，用于所述潮汐发电系统的移动部件，如泵和发电机，可以完全定位于水体或液体的表面上方。
一些实施例可以适用于例如抑制或防止液体环境中的结构在海洋结构上的生长物形成或结垢，所述海洋结构可以包含但不限于设计用于储存能量或产生潮汐能或其组合的海洋结构。一些实施例可以适用于例如抑制或防止液体环境中的结构的生长物形成或结垢。所述液体环境可以包括水性环境和/或非水性环境。在不需要涂层、油漆、人工清洁/擦洗或本领域中描述的其它方法的情况下，本文所描述的一些实施例可以抑制或消除或防止生长物形成或结垢。生长物形成可以包含但不限于以下中的一种或多种或组合：海洋生长物、污垢物、海洋生物、海洋动物、无机水垢、有机水垢、藤壶、贻贝、蛤蜊、牡蛎、蠕虫、虾、甲壳动物、生物膜、藻类、细菌、真菌或阿米巴。如果需要，用于所述实施例的涉及抑制或防止液体环境中的结构的生长物形成或结垢或腐蚀的移动部件，如泵和发电机，可以完全定位于水体或液体的表面上方。
一些实施例可以适用于例如增加或降低如码头等浮式结构的高度。本文所描述的一些实施例可以涉及通过将空气泵送到所述浮式结构内或下方的凹形区域来增加所述浮式结构在液体的表面上方的高度，使得空气或其它气体或其它低密度流体至少部分地置换所述凹形区域中的一部分水。类似地，通过允许气体从所述凹形区域逸出或通过将气体泵送出所述凹形区域，可以降低浮式结构在液体的表面上方的高度。可以使用一个或多个管将空气或其它气体转移到所述凹形区域中或从所述凹形区域中转移出来。凹形区域可以对水或其它液体开放。如果有利的话，可以使用完全在水体或液体之外的移动部件来进行气体的泵送或释放。通过使移动部件在水或液体之外并且不与水或液体接触，移动部件(例如，空气泵)可以包括较低成本的设备，可以更不容易结垢，并且可以具有更长的使用期限。
重要的是应注意，本文所描述的实施例可以组合，并且本文所描述的系统和方法可以重叠或具有多个同时的应用。
附图说明
图1：在每个浮体或浮筒的底部上具有凹形区域“气窝”(‘3’)的示例结构。
图2(上方)：在每个浮体或浮筒的底部上具有凹形区域“气窝”(‘3’)的示例结构，其具有相互连接的空气泵和管。
图3：具有延伸的‘壁’的示例性实施例，所述延伸的壁可以用于在例如波浪、湍急水流或码头的角度显著改变的情况下防止空气或气体损失。
图4：示例实施例，其中改变气窝中的气体的体积调节了浮式结构(如码头)的角度和/或液体表面上方的高度。图4可以示出高度增加。
图5：示例实施例，其中改变气窝中的气体的体积调节了浮式结构(如码头)的角度和/或液体表面上方的高度。图5可以示出高度减小。
图6：采用较低密度液体和较高密度液体的实施例的示例性简要构造。
图7：步骤1：图7可以示出正在经受充能的能量储存实施例。
图8：步骤2：图8可以示出处于相对充能状态的能量储存实施例。
图9：步骤3：图9可以示出正在释能的能量储存实施例。
图10：步骤4：图10可以示出处于相对释能状态的能量储存实施例。
图11：图11可以示出一示例实施例，其中处于较高压头高度或在表面上方的LDL和/或HDL储存区域定位于平台或浮式平台上。
图12：图12可以示出一示例实施例，其中处于较高压头高度或在表面上方的LDL和/或HDL储存区域定位于陆地上。
图13：图13可以示出一示例实施例，其中采用了多个表面下储存区域以用于能量储存和/或化学储存。
图14：步骤1：图14可以示出正在产生电力的实施例。
图15：步骤2：图15可以示出储存区域几乎充满水的实施例。
图16：步骤3：图16可以示出当周围水体水位与储存区域内的水位相比相对较低时产生电力的实施例。
图17：步骤4：图17可以示出储存区域几乎没有水的实施例。
图18：步骤4替代方案：图18可以示出储存区域完全没有水的实施例。
图19：步骤5(较低潮汐，将剩余水泵送出去)：图19可以示出空气被泵送到储存区域中以移除或置换残余水的实施例。
图20：步骤1(较高潮汐，正在填充，电力产生)：图20示出了水/空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例。
图21：步骤2(高潮汐，腔体填满的)：图21示出了水/空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例。
图22：步骤3(较低潮汐，正在排空，正在产生电力)：图22示出了水/空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例。
图23：步骤4(较低潮汐，排空的)：图23示出了水空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例。
图24：步骤1(较高潮汐，正在填充，正在产生电力)：图24示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图25：步骤2(较高潮汐，满的)：图25示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图26：步骤3(较低潮汐，正在排空)：图26示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图27：替代性步骤3(较低潮汐，正在排空，取决于潮汐和位置)：图27示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图28：步骤4(较低潮汐，排空的)：图28示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图29：图29示出了具有浮式泵或发电机站的示例实施例。
图30：图30示出了一种能量储存系统，其中第一储存贮存器定位于陆地上，并且泵和/或发电机定位于陆地上。
图31：图31示出了一种能量储存系统，其中第一储存贮存器定位于陆地上，并且泵和/或发电机定位于陆地上。
图32：图32示出了一种能量储存系统，其中第一储存贮存器定位于水体的表面附近、处或下方，和/或泵和/或发电机定位于水体的表面附近、处或下方。
图33：图33示出了一种能量储存系统，其中第一储存贮存器定位于水体的表面附近、处或下方，和/或泵和/或发电机定位于水体的表面附近、处或下方。
图34是低密度流体置换的实施例。
图35是低密度流体置换的实施例。
图36是低密度流体置换的实施例。
图37是低密度流体置换的实施例。
图38是低密度流体置换的实施例。
图39是低密度流体置换的实施例。
图40是低密度流体置换的实施例。
图41是低密度流体置换的实施例。
图42是低密度流体置换的实施例。
图43是低密度流体置换的实施例。
图44是低密度流体置换的实施例。
图45是低密度流体置换的实施例。
图46是低密度流体置换的实施例。
图47是低密度流体置换的实施例。
图48是低密度流体置换的实施例。
图49是低密度流体置换的实施例。
图50是低密度流体置换的实施例。
图51是低密度流体置换的实施例。
图52是低密度流体置换的实施例。
图53是低密度流体置换的实施例。
图54是低密度流体置换的实施例。
图55是低密度流体置换的实施例。
图56是低密度流体置换的实施例。
图57是低密度流体置换的实施例。
图58是低密度流体置换的实施例。
图59是低密度流体置换的实施例。
图60是低密度流体置换的实施例。
图61是低密度流体置换的实施例。
图62是低密度流体置换的实施例。
图63是低密度流体置换的实施例。
图64是低密度流体置换的实施例。
图65是低密度流体置换的实施例。
图66是低密度流体置换的实施例。
图67是低密度流体置换的实施例。
图68是低密度流体置换的实施例。
图69是低密度流体置换的实施例。
图70是低密度流体置换的实施例。
图71是低密度流体置换的实施例。
图72是低密度流体置换的实施例。
图73是低密度流体置换的实施例。
图74是低密度流体置换的实施例。
图75是低密度流体置换的实施例。
图76是低密度流体置换的实施例。
图77是低密度流体置换的实施例。
图78是低密度流体置换的实施例。
图79是低密度流体置换的实施例。
图80是低密度流体置换的实施例。
图81是低密度流体置换的实施例。
图82是低密度流体置换的实施例。
图83是低密度流体置换的实施例。
图84是低密度流体置换的实施例。
图85是低密度流体置换的实施例。
图86是低密度流体置换的实施例。
图87是低密度流体置换的实施例。
图88：一种通过用低密度液体置换高密度液体并采用冷与暖补充热储存部来储存电力的能量储存方法。
图89：一种通过用高密度液体置换低密度液体并采用冷与暖补充热储存部来产生电力的能量储存方法。
图90：一种通过用低密度液体置换高密度液体并采用冷与暖补充热储存部和冷却系统来储存电力的能量储存方法。
图91：一种通过用高密度液体置换低密度液体并采用冷与暖补充热储存部和冷却系统来产生电力的能量储存方法。
图92：一种通过用低密度液体置换高密度液体并采用热储存部和冷却系统来储存电力的能量储存方法。
图93：一种通过用高密度液体置换低密度液体并采用热储存部和冷却系统来产生电力的能量储存方法。
图94：一种通过用低密度液体置换高密度液体并采用热储存部和冷却系统来储存电力的能量储存方法。
图95：一种通过用高密度液体置换低密度液体并采用热储存部和冷却系统来产生电力的能量储存方法。
图96：一种通过用低密度液体置换高密度液体并采用热储存部和冷却系统来储存电力的能量储存方法。
图97：一种通过用高密度液体置换低密度液体并采用热储存部和冷却系统来产生电力的能量储存方法。
图98：一种通过用高密度液体置换低密度液体并采用热储存部和冷却系统来产生电力的能量储存方法。
图99：一种通过用低密度液体置换高密度液体并采用热储存部和冷却系统来储存电力的能量储存方法。
图100：一种利用定位于陆地上的较高海拔贮存器和定位于水下的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图101：一种利用定位于陆地上的较高海拔贮存器和定位于水下的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图102：一种利用定位于水下靠近海床或在海床上的较高海拔贮存器和定位于水下靠近海底或在海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图103：一种利用定位于水下靠近海床或在海床上的较高海拔贮存器和定位于水下靠近海底或在海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图104：一种利用作为半潜式或完全浸没式或其组合的容器的定位于水上的较高海拔贮存器和定位于水下靠近海底或在海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图105：一种利用作为半潜式或完全浸没式或其组合的容器的定位于水上的较高海拔贮存器和定位于水下靠近海底或在海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图106：一种利用包括浮式容器的较高海拔贮存器以及定位于水下靠近海底或在海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图107：一种利用包括浮式容器的较高海拔贮存器以及定位于水下靠近海底或在海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图108：一种利用在水下和/或海底上方和/或海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图109：一种利用在水下和/或海底上方和/或海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图110：一种利用在水下和/或海底上方和/或海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图111：一种利用在水下和/或海底上方和/或海底上的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图112：一种利用在水下和/或在地下在海底下方或被掩埋或其组合的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图113：一种利用在水下和/或在地下在海底下方或被掩埋或其组合的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图114：一种利用在水下和/或在地下在海底下方或被掩埋或其组合的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图115：一种利用在水下和/或在地下在海底下方或被掩埋或其组合的较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图116：一种利用地下较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图117：一种利用地下较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图118：一种利用地下较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图119：一种利用地下较低海拔贮存器进行能量储存的方法。
图120：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中。
图121：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中。
图122：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中。
图123：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中。
图124：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且其中所述较高海拔贮存器是浮式结构。
图125：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且其中所述较高海拔贮存器是浮式结构。
图126：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且其中所述较高海拔贮存器是浮式结构。
图127：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且其中所述较高海拔贮存器是浮式结构。
图128：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用热储存部。
图129：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用热储存部。
图130：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用热储存部。
图131：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用热储存部。
图132：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用热储存部。
图133：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用热储存部。
图134：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用热储存部和热管理系统。
图135：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用热储存部和热管理系统。
图136：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成以示例流速将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中。
图137：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成以示例流速将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中。
图138：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用来自冷却水或海水或深层海水的冷却。
图139：一种用于能量储存的方法，所述方法被配置成将低密度液体和高密度液体两者储存在较高海拔贮存器中，并且采用来自冷却水或海水或深层海水的冷却。
图140A：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器具有热管理、或冷却或制冷功能。
图140B：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器具有热管理、或冷却或制冷功能。
图140C：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器不具有热管理、或冷却或制冷功能。
图141A：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器具有热管理、或冷却或制冷功能。
图141B：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器具有热管理、或冷却或制冷功能。
图141C：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器不具有热管理、或冷却或制冷功能。
图142A：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器容纳在一个具有热管理、或冷却或制冷功能的单元中。
图142B：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器容纳一个在不具有热管理、或冷却或制冷功能的单元中。
图143A：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器容纳在一个具有热管理、或冷却或制冷功能的单元中。
图143B：一种利用压力交换器进行能量储存的方法，所述压力交换器容纳一个在不具有热管理、或冷却或制冷功能的单元中。
图144：一种采用机构来移除或分离高密度液体中存在的低密度液体的一部分而进行能量储存的方法。
图145：一种利用逆流热交换器进行能量储存的方法。
图146：一种利用逆流热交换器进行能量储存的方法。
图147：一种利用逆流热交换器和另外的辅助冷却进行能量储存的方法。
图148：一种利用第一、第二和第三贮存器进行能量储存的方法，其中所述第一贮存器和所述第三贮存器的海拔大于所述第二贮存器，并且所述第一贮存器的海拔不同于所述第三贮存器的海拔。
图149：一种利用第一、第二和第三贮存器进行能量储存的方法，其中所述第一贮存器和所述第三贮存器的海拔大于所述第二贮存器，并且所述第一贮存器的海拔不同于所述第三贮存器的海拔。
图150：一种利用第一、第二和第三贮存器进行能量储存的方法，其中所述第一贮存器和所述第三贮存器的海拔大于所述第二贮存器，并且所述第一贮存器的海拔不同于所述第三贮存器的海拔。
图151：一种利用第一、第二和第三贮存器进行能量储存的方法，其中所述第一贮存器和所述第三贮存器的海拔大于所述第二贮存器，并且所述第一贮存器的海拔不同于所述第三贮存器的海拔。
图152：一种海底或水下或液体主体下的储罐，其包括刚性储罐和压力平衡器。
图153：一种海底或水下或液体主体下的储罐，其包括刚性储罐和压力平衡器。
图154：一种利用压力交换器进行能量储存的方法。
图155：一种利用压力交换器进行能量储存的方法。
图156：一种利用压力交换器进行能量储存的方法。
图157：一种利用压力交换器进行能量储存的方法。
图158：一种利用提供补充压力的泵进行能量储存的方法。
图159：一种利用提供补充压力的泵进行能量储存的方法。
图160：一种利用压力交换器进行能量储存的方法。
图161：一种利用压力交换器进行能量储存的方法。
图162：一种利用压力交换器和与第三贮存器处于不同海拔的第二贮存器进行能量储存的方法。
图163：一种利用压力交换器和与第三贮存器处于不同海拔的第二贮存器进行能量储存的方法。
图164：一种利用较低海拔贮存器进行能量储存的方法，所述方法包括对高密度液体与低密度液体进行单独储存，并且其中至少一部分置换由压力交换器提供。
图165：一种利用较低海拔贮存器进行能量储存的方法，所述方法包括对高密度液体与低密度液体进行单独储存，并且其中至少一部分置换由压力交换器提供。
具体实施方式
示例能量储存实施例概述：介绍了用于能量储存和/或同时油或化学品储存的系统和方法。在一些实施例中，能量通过一种或多种不溶性或低溶解度流体之间的流体静压力差来储存，这可以由一种或多种流体之间的密度差来驱动。例如，所述技术可以采用水体的深度来实现这种流体静压力。一个实施例可以包括例如相对较高密度液体和相对较低密度液体或流体，所述相对较低密度液体或流体的密度可以比相对较高密度液体更低。端到端技术可以是封闭系统，或者可以至少在水体的表面下方是封闭的。在一些实施例中，如海洋或湖泊等水体的表面上方的所有或几乎所有移动部件，或者有利地，在水下或水下深处不具有移动部件，或者不具有必要的移动部件，或者不具有相对昂贵的移动部件，或者在水下大于250ft的深度没有移动部件，或者在水下大于1000ft的深度没有移动部件。系统为封闭系统可能是有益的，其中内部流体，例如高密度液体和低密度液体，彼此直接接触。内部流体可以与周围水体分离或基本上不接触。水体中的水可以仅用于确保压力，例如液体压力，在内部流体与周围或外部水体之间处于平衡。容器的外部与内部之间的压力平衡可以实现例如使用较低成本的材料，因为例如至少一部分材料可能不需要抵抗压力差或显著的差异。能量可以储存在容器内部的介质(例如：液体)之间的流体静压力差中，例如，其中一种或多种介质比另一种或多种介质具有更高的流体静压力。流体静压力差可能是由相同液压压头高度下不同密度液体的流体静压力差引起的。一个实施例可以包括包含两种或更多种具有不同密度的不混溶或低溶解度液体的介质。处于相同或相似高度的两种或更多种液体之间的密度差可能导致流体静压力差。有利地，由于液体的不可压缩性和水力发电机的高效率，所述过程可以以大于70％或80％的往返效率运行。
实施例可以采用液体、固体、气体、超临界流体或其它介质相。可以有利地采用一个或多个相，例如，因为所述集成系统可以是封闭系统。例如，在封闭系统中，周围水体的污染可能不是问题，除非例如发生泄漏。
在一个实施例中，较高密度液体(如水)的液体储存和较低密度液体(如丁烷)的液体储存放置在比一个或多个单独的液体-液体界面容器相对更高的压头高度。所述相对更高的压头高度可以包含但不限于其以下组合中的一项或多项：定位于水体的表面较浅的深度、处于水体的表面处、在水体的表面上方、漂浮在水体的表面上、定位于与水体相邻的陆地上、或定位于另一水体上或定位于陆地上。可能期望较高密度液体具有与处于相同深度的周围水体相同或相似的密度。例如，如果含有高密度液体和低密度液体的管道或容纳件(container)位于海洋中，则较高密度液体可以包括与周围水体或其它周围介质密度相同或相似或相对接近的液体。可替代地，较高密度液体可以在密度上显著不同于周围水体或其它周围介质，因为在此类实施例中，可能需要耐压力差材料。一个或多个单独的液体-液体界面储存容器可以定位于比液体储存部更低的压头高度处。所述一个或多个液体-液体界面储存容器可以使用一个或多个管连接到所述一个或多个较高压头高度液体储存容器。管可以用于输送较低密度液体或较高密度液体或其组合。一个或多个管可以连接到一个或多个阀或泵或密封连接接头。例如，较低密度液体可以连接到一个或多个液体管，所述液体管可以连接到一个或多个泵或发电机，或者连接到低密度液体储存部或其组合。例如，较高密度液体可以连接到一个或多个液体管，所述液体管可以连接到一个或多个泵或发电机，或者连接到较高密度液体储存部或其组合。
例如，储存能量可以涉及将较低密度液体泵送到一个或多个管中，将至少一部分较高密度液体从一个或多个管以及一个或多个水下容器置换到较高密度液体储存部中，或者可替代地，将较高密度液体置换到周围水体中。由于相同液压压头高度的低密度液体与高密度液体之间的流体静压力的差异，能量可以是储存的能量——例如，当低密度被泵送到管或储存容器中时，其克服了较高密度液体的流体静压力，从而发展出液压压头。当储存装置停止充能时，可以采用阀来防止所述一种或更多种液体处于不期望的逆向流动方向。
在泵送操作期间，可以采用止回阀来防止低密度液体处于逆向泵送方向。如果不存在泄漏，能量储存时长可能是无限的。在释能期间，一个或多个阀可以打开，从而使得加压的低密度液体能够至少部分地被置换，并且使得所述低密度液体能够为发电机提供动力。阀、泵、发电机和其它移动部件可以定位于表面处或正好在表面之下，或在陆地上，或其组合，因为这可以降低资金、操作和/或维护成本。
在另一个实施例中，所述过程可以是开放系统，其中较高密度流体包括一种或多种液体或水体(如例如水或盐水或油或相对便宜的液体)中的流体。为了充能，低密度液体可以被泵送到一个或多个容器中，从而置换容器中的较高密度水或液体。所述过程可能污染湾中的水，然而这可以通过以下(包含但部限于)来最小化：最小化混合、防止污染物液体液位(例如低密度液体液位)靠近或超过容器的边缘、使用低溶解度或不溶性液体或介质的组合、使用无害或廉价的低密度液体、或其组合。在本发明实施例中，高密度液体储存容器可能是不必要的，从而潜在地降低了资金成本和复杂性。本发明实施例的一个版本可以包括颠倒的桶，在桶的封闭的面向上的侧部的内部上具有管开口，并且在桶的面向底部的侧部上具有向周围液体打开(例如，水体或海洋或湖泊)的端口。本发明实施例的一个版本可以包括颠倒的桶，其具有管和端口，所述管连接到液密端口，所述液密端口连接到桶的面向上的侧部，所述端口在桶的面向底部的侧部上向周围的液体(例如，水体或海洋或湖泊)打开。本发明实施例的一个版本可以不包含任何液密端口——管可以被供给到上下颠倒的容器或桶的开放侧部中，并且附接到容器或桶的内部的底部(因为上下颠倒，所以在桶的顶部的内部)。所述替代性实施例的优点包含但部限于简化的结构、较高的压力耐受性、较低的泄漏或污染风险以及低成本。一个或多个容器或桶可以进一步连接到重物或锚，并且桶的上部区域可以连接到漂浮物，以将所述一个或多个容器或桶维持在期望的位置(例如，颠倒位置)。一个或多个管可以进一步连接到泵或发电机，所述泵或发电机可以进一步连接到一个或多个低密度流体储存容器。所述一个或多个较低密度液体(或其它流体，如气体)储存容器可以定位于较高压头高度处，例如，靠近水面、在水面处或在水体的表面上方。在充能期间，较低密度液体(或其它流体，如气体)可以被泵送到容器中，从而置换较高密度液体。在释能期间，低密度液体可以被泵送到容器中，从而置换较高密度液体。
低密度液体的压力：
低密度液体的压力在液体受迫以用于置换较高密度液体时(如储存能量时的情况)可能处于比周围水体高的压力，其中低密度液体与周围水体之间的压力差随着深度减小而增加。在较低密度液体与较高密度液体之间的界面处，两种液体的压力可以相等或接近相等。随着较低密度液体的深度减小(或者低密度液体在液体-液体界面上方越高)，较低密度液体与较高密度液体在压力上的偏差越大，或者低密度液体的净压力越大。因此，横跨深度或压头高度输送较低密度液体的管或其它容器可能需要压力耐受性，所述压力耐受性要求可能随着深度减小(或距液体-液体界面或最深点的液压高度更大)而增加。在所述实施例中，泵或发电部的点可以包括最高压力。描述这一现象的一种方式是：
如果将开放的管竖迸地放置在水体中，管内部的水虽然被分开，但在任何给定的深度处在大多数情况下仍处于与周围水体相同的压力，因为在管中给定点上方，管内部的水所施加的水压力与包围管的水相同。类似地，当不同密度的液体，如较低或较高密度液体，被放置在开放空气中的封闭底部容器中时，液体在任何给定点处的压力可以等于液体中某一点上方的液体所施加的液体压力。在相同的高度或深度处，较低密度液体可能具有比较高密度液体显著较低的重力衍生压力。当较低密度液体在经受重力的定位处置换较高密度液体时(例如，由于施加外部力)，所述较低密度液体在液体-液体界面或低密度液体的最深点上方的任何给定高度处所经受的净压力或压力差为：
p净＝PHD-PLD
其中：
●‘P净’可以是较低密度液体在液体-液体界面或较低密度液体的最低深度上方的给定高度处的净压力；
●‘PHD’可以是较高密度液体在液体-液体界面或低密度液体的最低深度上方的高度处的重力压力压头；
●‘PLD’可以是较低密度液体在液体-液体界面或低密度液体的最低深度上方的高度处的重力压力压头。
图6：图6示出了采用较低密度液体和较高密度液体的实施例的简要构造。带有黑色文字的两个盒子是较高压头高度的液体储存容器。较高压头高度的液体储存区域通过管或管道连接到一个或多个单独的储存容器。在图6中，管连接到单个储存容器，所述单个储存容器在液体(如水体)的表面之下的压头高度处并且定位于较高压头高度的液体储存容器之下的压头高度处，所述单个储存容器可以被称为较低压头高度的储存容器。较高密度液体管或管道连接到较低压头高度的储存容器的底部处的一个或多个端口。较低密度液体管或管道连接到较低压头高度的储存容器的顶部处的一个或多个端口。重要的是应注意，较低压头高度的储存容器上的端口的放置定位可能并不重要，并且端口可以被放置成(包含但不限于)：彼此接近、彼此竖直地交叉、彼此水平地交叉、随机放置、或者呈另种一配置或者其组合。对于端口来说，可能重要的是液密。一个例外是，例如，如果重液体端口向周围的水湾开放，则可能消除对用于较高密度液体的液密端口的需要，并且可能消除对高密度液体管或储存容器的需要。较低压头高度的容器内部的较高密度液体和较低密度液体交汇的区域可以被称为流体-流体界面或液体-液体界面。所述液体可以直接接触，在这种情况下，可能期望的是这些液体是不混溶的。这些液体还可以通过分离器或筒(包含但不限于筒或浮式筒)而被间隔或分离或构成不连续液体。如果采用浮式筒来将较高密度液体与较低密度液体分离，可能期望的是，浮式筒具有比较高密度液体低的密度而具有比较低密度液体高的密度。例如，可以采用液体-液体分离器或筒来减少液体-液体混合(对于可溶性液体尤其重要)，或者在开放水域是高密度液体、较高密度液体的情况下，减少了环境污染。通过将较低密度液体泵送到较低密度液体管或管道中来储存能景，这可以将较高密度液体从较低压头高度的储存容器中置换出来。储存的能量可以通过使被置换的水进入较低压头高度容器来释放，这可以置换较低压头高度的液体并产生电力。在图1所示的配置中，泵/发电机被示出为连接到较低密度液体管道或管，这可以实现较高的泵送效率。泵可以在水表面上方，从而实现水下没有移动部件。较低密度液体在充能和释能期间中可以处于压力下。
泵/发电机可以连接到较高密度液体。直接泵送较高密度液体的一个潜在挑战是充能可能需要形成部分真空，这可能效率较低，并且即使在纯真空的情况下，也可能没有足够的驱动力来从较低压头高度容器中移除足够的较高密度液体。例如，如果泵或发电机直接接触或泵送较高密度液体，则可能期望泵或发电机在水位线下方。
液体储存区域可以包括储存较低密度液体或较高密度液体的储罐或贮存器。基本上不混溶或不溶可以指一种液体小于50重量百分比(wt％)、或小于40wt％、或小于30wt％、或小于20wt％可溶在另一种液体中。
对于较高密度液体储存区域来说，在水线下方或者在与液体-液体界面或较低密度液体的最低点相同或相似或比其低的深度可能是有利的。例如，如果较高密度液体具有与围绕能量储存装置的液体如水体相同的密度，这可能是有利的。例如，较高密度液体储存区域可以包括与周围液体(例如，水体)在压力平衡的囊状储存装置。例如，较高密度液体储存区域可以包括具有浮式顶盖或可移动顶盖的储存装置，所述储存装置与周围液体如水体在压力平衡。
较低压头高度容器可以是耐受压力差的。较低压头高度容器所需的压力耐受性可以随着距较低密度液体的最低点或液体-液体界面的竖直距离而增加。可能有利的是，使容器的竖直高度最小化，从而相比之下使较低压头高度容器所经受的压力差最小化。这可以将较低密度液体的压力差中的更多或大部分转移到管道/管。随着距较低密度液体的最低点或液体-液体界面的竖直距离的增加，逐渐增加对较低压头高度容器的加强可能是有利的。例如，逐渐增加对较低压头高度容器的加强的结构可以类似于水塔，其中容器随着较高的流体静压力而逐渐更加耐受压力并被加强。
例如，较高密度液体储存部和较低密度液体储存部可以定位于表面下方、漂浮在表面上或者在陆地上。在一些实施例中，较高密度液体储存部可以包括周围水体。在一些实施例中，较高密度液体储存部可以位于与较低密度液体储存部不同的定位中。例如，较高密度液体储存部可以是水体表面下方的囊状可扩张且可收缩的体积储存区域，而较低密度液体储存区域可以定位于陆地上。
能量储存装置可以在储存容量的任一点处进行充能或释能。例如，如果所述装置至少部分地被充能，那它就可以释能。例如，如果所述装置至少部分地被释能，那它就可以充能。例如，如果所述装置完全充能，它可能没有能力进一步充能。例如，如果所述装置完全释能，它可能没有能力进一步释能。
示例逐步描述：
图7：步骤1：图7可以示出正在经受充能的能量储存装置。液体泵可以将较低密度液体(LDL)加压并泵送到连接到较低压头高度的储存区域的管道中，这可以允许LDL置换较低压头高度储存部中的较高密度液体(HDL)。当HDL被LDL置换时，重力势能可以被储存起来。在图7中，HDL可以被显示为被转移到较低压头高度储存区域上方的HDL储存区域。例如，如果HDL储存区域包括与周围液体的流体静压力平衡的流体或与周围液体具有相同密度的流体，则所述HDL储存区可以定位于其它位置，例如，在液体的表面下方，或在与较低压头区域相同的高度或深度处，或在液体-液体界面的深度之下。所述一个或多个泵可以通过做功来提供动力，例如电力、液压或机械做功。
LDL可以是挥发性液体(如丙烷或丁烷)，并且LDL储存区域可以是封闭的。不管LDL是否是挥发性的，LDL储存区域可以对外部空气封闭。如果LDL具有足够的挥发性，那么LDL中的顶部空间气体可以包括处于气相的LDL。如果LDL具有足够高的分压(例如，丙烷或丁烷)，那么LDL储存区域可以是压力耐受的并且符合适当的安全防护措施。
HDL可以是挥发性液体。HDL可以包括水。可能期望的是，HDL储存区域部向外部空气开放，因为生物结垢物质和其它污染物可能会进入。可替代地，例如，HDL储存区域的顶部空间可以包括经过滤或处理的空气。
图8：步骤2：图8可以示出处于相对充能状态的能量储存装置。在充能或释能时，或在充能时或在处于稳定状态时，可以使用止回阀来防止液体流动到LDL储罐中。
可能不利的是使LDL进入较高密度液体区域，例如，如果HDL储存区域定位于比LDL高的高度处，在过度充能期间可能发生这种情况。如果发生这种情况，例如，如果HDL储存区域相对于LDL液体-液体界面处于更高的高度，LDL可能漂浮到HDL储存区域的表面。例如，这可以通过使用例如以下中的一种或多种或其组合从HDL中移除LDL来补救：倾析、旋风分离、聚结器、过滤器或其它相或液体-液体分离的手段。如果LDL在HDL储存区域的条件下形成气相，则LDL可以通过例如以下(包含但不限于)中的一种或多种或其组合来分离：从顶部空间移除LDL气体、压缩顶部空间气体、冷却顶部空间气体、气体分离方法、变压吸附、变压吸收、薄膜、蒸馏、燃烧、吸收或吸附。
图9：步骤3：图9可以示出正在释能的能量储存装置。HDL可以置换表面下储存区域中的LDL，这可能导致高压LDL通过发电机，产生电力并进入例如LDL储存储罐。
图10：步骤4：图10可以示出处于相对释能状态的能量储存装置。在释能或充能时，或在充能时或在处于稳定状态时，可以使用止回阀来防止液体流动到LDL储罐中。
图11：图11可以示出一示例实施例，其中处于较高压头高度或在表面上方的LDL和/或HDL储存区域定位于平台或浮式平台上。如果需要，能量储存装置与陆地之间的唯一直接相互连接可以是用于传输电力的媒介，如电缆。
图12：图12可以示出一示例实施例，其中处于较高压头高度或在表面上方的LDL和/或HDL储存区域定位于陆地上，如在海岸上或在岛屿上。
图13：图13可以示出一示例实施例，其中采用了多个表面下储存区域以用于能量储存。如果存在多于一个表面下储存区域，则这些表面下储存区域可以相互连接，这可以使较高压头高度储存区域与较低压头高度或表面下储存区域之间的管道的数量最小化。
示例实施例的示例安装：
1.将管(较低密度液体管和较高密度液体管)连接到液密容器的两个端口。这些管可以卷绕成卷或呈其它储存构型。
a.端口的定位可能是重要的，并且可以定位成例如使混合最小化。例如，对于低密度液体管连接，端口可以定位于容器的顶部附近，而对于较高密度液体管，端口可以定位于容器的底部附近。
b.管可以连接到一卷或多卷管。
c.管或容器可能需要承受压力，尽管在一些实施例中，只有传输较低密度液体的管必须承受显著的压力差。
2.用与周围水体相同或相似密度的液体(例如：如果是海洋，与海水密度相同，其可以是包含如甘油或乙二醇或丙二醇等稠密有机添加剂的水溶液或盐水。可能期望的是，所述液体不包括生物污垢、结垢物质或导致腐蚀或劣化的物质)填充容器或管或二者。可替代地，液体可以包括生物污垢、结垢物质或导致腐蚀或劣化的物质，例如原海水或原湖水或原油储存液体或原废水或其它液体。在本发明步骤中，填充容器或管或两者的液体可以被认为是较高密度液体。
3.将管附接到其预期的储存储罐和发电机/泵。
4.为了确保容器保持在期望的位置(例如，如直立)并防止管缠结，本实施方案可以涉及将一个或多个重物或锚附接到容器的底部附近，以及将一个或多个浮力浮体附接到容器的顶部附近。浮体或靠近容器的顶部的浮体或其组合可以进一步附接到管线，所述管线可以通过连接器连接，所述连接器包括可拆卸机构，如夹或可远程拆卸的夹。
5.允许容器下沉至期望深度，例如，靠近或在水体的底部处。在容器下沉时解开管和管线(例如，浮式管线或引导管线)。
6.当容器到达其预期深度(例如：重物或锚到达底部的深度)时，可以拆卸引导管线或者可以将引导管线附接到浮体，从而指定定位。
7.为了充能，将低密度液体泵送到液体管或容器中，从而置换较高密度液体，所述较高密度液体通过邻近的管行进到储存容器中。在充能期间，低密度液体可以置换管中或容器中或其组合中的较高密度液体。
8.为了释能，打开阀，从而允许加压的低密度液体(例如，来自步骤8)到达发电机(所述发电机可以是例如，单独的发电机或者可以是可以可逆地用作发电机的泵)。
本文所描述的能量储存技术的潜在益处：
●>80％的往返效率
○液体泵和发电机实现高效率和低热力学损失
●无限可用陆地面积(坐落在水体或海洋底部)
●无限储存时间
●无限充能/释能循环
○海洋中没有移动部件
○没有劣化或腐蚀
○试剂不与海洋接触(如海洋等水体仅用于产生具有相同的周围流体静压力的深度/压头高度)
○不受海洋或水体生长物(例如，藤壶，淤泥)的影响
■完全封闭的系统
●每kWh成本-丁烷成本每m3液体约$300
●能量密度(1000m处-1m3丁烷-水为约1kWh的电力)
●无环境影响
○封闭系统
○无毒试剂(如果发生泄漏)
●丰富、无毒、不挥发的试剂和建筑材料
●简单、低成本的结构
○本技术中的流体静压力可以与其环境相同。允许在构造中使用低成本、低压力耐受性的材料。(注意：连接到低密度液体的管可能需要较高的压力耐受性)
○水中没有移动部件
○实施例可以包括三个储罐(两个在水面上，一个在海底上)、两个管道以及一个泵/发电机
可能期望的是，高密度液体(HDL)具有与周围水体液体相同的密度。这可以使得容器和/或管道内部的流体静压力与周围容器和/或管道相似，从而能够潜在地使用成本较低、较低压力耐受性的材料。
为了使所介绍的储存装置的能量密度最大化，可能期望的特性包含但不限于较大的净密度差(即，[高密度液体的密度]-[‘低密度液体’的密度])以及较低的温度或压力导致的液体压缩(例如，水在高压下最小地压缩)。这方面的实例包含但不限于丙烷(LDL)和水(HDL)。
为了实现所介绍的储存装置的有效功能，可能期望的特性包含但不限于两种或更多种基本上不溶或不混溶的试剂。可能期望的是高密度液体和低密度液体彼此基本不溶或不混溶。
为了使资本成本最小化，可能期望的特性包含但不限于低成本试剂、低密度液体的低密度和/或低腐蚀性或非腐蚀性试剂。例如，丁烷和丙烷成本低，并且在较高压力操作时是液体。
为了使资本成本最小化，可能期望的特性包含但不限于采用与已整合过程中的试剂相容的材料。例如，聚丙烯或HDPE便宜、丰富、耐腐蚀，并且与水、海水、丁烷和丙烷相容。
能量储存装置也可以是储存碳氢化合物液体或化学品或挥发性碳氢化合物的装置。例如，LDL储存区域和较低压头高度储存区域可以包括用于碳氢化合物的储存部，所述碳氢化合物如例如包含但不限于原油、汽油、柴油、煤油、乙烷、丙烷、丁烷、己烷、辛烷、环丙烷或癸烷或其组合。碳氢化合物液体在被用于或运输到各种应用(如聚合物生产、燃料或其它用途)之前，以少量、中量或大量储存。通过将能量储存装置用作同时相对低密度液体的储存装置，可以避免碳氢化合物液体的资本支出。例如，石油和天然气公司、碳氢化合物运输公司、石油贸易商、商品贸易商、化学品公司以及碳氢化合物或其它相对低密度液体的其它用户可以使用本发明的能量储存装置作为碳氢化合物液体储存装置。例如，能量储存装置的所有者或操作者可以因储存或维护或储存相对低密度液体而得到补偿。尽管可以购买相对较低密度液体，但是在本发明实施例中，相对较低密度液体可以有利地不被能量储存装置的所有者或操作者购买。可替代地，能量储存装置的所有者或操作者可以因适当地储存相对较低密度液体而得到补偿。这可以消除支付购买碳氢化合物液体的资本费用的需要，同时也为储存碳氢化合物液体开发了新的收入来源。
高密度液体可以包括在水中具有有限溶解度的较高密度液体，如碳酸丙烯酯(密度为约1.2g/cm3)或乙二醇二乙酸酯(密度为约1.128g/cm3)。由于所述较高密度液体在水中具有有限溶解度，所以水可以用作低密度液体。所述较高密度液体可以是低成本的、不挥发的和相对无毒的，使得它们能够大量用在水生或海洋环境中。水生和海洋在本文中可以互换使用。
●可以采用有脊储存区域或容器以用于定位于水的表面下方的区域或储存区域。所述储存区域可以包含但不限于目前用于在海洋或其它水体的表面下方储存原油或化学品的储存容器。包含无脊或有脊储存区域或容纳件的储存区域可以定位于水体或液体之外。可替代地或另外地，储存区域可以定位于战略石油储备、石油储存部、天然气储存部、液体储存部、盐水层、地质构造或油气井处。可能期望的是，一个或多个经受大于大气压力的流体静压力的储存区域处于周围环境施加类似或补充压力的环境中，以最小化储存区域或容纳件的强度要求和潜在成本。在同体周围环境(比如诸如盐穴的地质构造)的情况下，地质构造或人工构造的地质构造可以直接用于容纳或储存所述液体，并且可以自身用作储存区域。
示例的示例性实施例：
●—种能量储存装置，其包括：
○两个或更多个储存区域，
○其中至少一个储存区域处于比另一个储存区域大的压力下，
○其中使用在相同的压头高度或深度下，较低密度液体与较高密度液体之间压力上的差异来储存能量。
●—种能量储存装置，其包括：
○两个或更多个储存区域，
○其中至少一个储存区域处于比另一个储存区域大的压力下，
○其中所述能量储存装置通过以下来充能：将相对低密度液体泵送到储存区域中以置换相对较高密度液体，
○其中所述能量储存装置通过以下来释能：允许相对较高密度液体置换相对较低密度液体并且允许所述较低密度液体流动以为发电机或液压涡轮机提供动力。
●—种同时用作大型能量储存装置的水下石油或化学品储存设施，其包括：
○两个或更多个储存区域，
○其中至少一个储存区域处于比另一个储存区域大的压力下，
○其中使用在相同的压头高度或深度下，较低密度液体与较高密度液体之间压力上的差异来储存能量。
●—种同时用作大型能量储存装置的水下石油或化学品储存设施，其包括：
○两个或更多个储存区域，
○其中至少一个储存区域处于比另一个储存区域大的压力下，
○其中所述能量储存装置通过以下来充能：将相对低密度液体泵送到储存区域中以置换相对较高密度液体，
○其中所述能量储存装置通过以下来释能：允许相对较高密度液体置换相对较低密度液体并且允许所述较低密度液体流动以为发电机或液压涡轮机提供动力。
●—种用于储存能量/电力同时储存天然气的方法，所述方法包括：
○将天然气储存在水体的表面下方的储存区域中或气袋中，
○将天然气压缩或泵送到所述气袋或储存区域中(这可能扩大所述储存区域的体积)从而储存电力，
○通过允许所述天然气离开所述气袋或储存区域并通过发电机或涡轮来释能或产生电力，
○其中所述储存区域通过一个或多个管或管道连接到表面上的天然气管路或LNG设施或天然气设施。
示例的示例性子实施例：
●其中在因较高密度液体的重力导致压力压头超过较低密度液体的重力压力压头的条件下，能量储存在使用较低密度液体的较高密度液体的置换中。
●其中所述泵可以可逆地用作发电机。
●其中一个储存区域定位于水体的表面下方，并且另一个储存区域定位于水体的表面附近或之上。
●其中所述储存区域用作油或化学品储存部。
●其中所述低密度液体或高密度液体或两者都是需要储存的油或化学品。
●其中所述水体的表面下方的所述储存区域构成较高压力、较低压头高度的储存区域，而所述水体的表面上方的储存区域构成较低压力、较高压头高度区域。
●其中所述泵或所述发电机定位于水体的表面附近或上方。
●其中水体的表面下方的所述储存区域含有凹形区域，在所述凹形区域的底部附近具有向周围水体开放的开口。
●其中筒或分离器将较低密度液体与来自周围水体的水分离或位于较低密度液体与来自周围水体的水之间。
●其中水体的表面下方的所述储存区域包括可扩张或可收缩或柔性结构，如囊或袋或气囊，其可以在充能期间扩张并填充有低密度液体，并且在释能期间塌缩或收缩或排空。
●其中包括可扩张或可收缩或柔性结构的所述储存区域可以置换所述储存区域周围的水。
●其中所述高密度液体构成储存区域周围的水或水体。
●其中水体表面下的所述储存区域可以被锚定或拴系到所述水体底部附近的地面。
●其中所述泵或发电机与低密度液体接触。
●其中所述泵或发电机与高密度液体接触。
●其中所述泵或发电机定位于水的表面下方。
●其中所述泵或发电机与高密度液体接触，并且定位于较低压头高度、较高压力储存区域附近。
●其中，在充能期间，高密度液体被泵送出储存区域，并且较低密度液体替换较高密度液体。
●其中一个或多个储存区域用于储存一种或多种化学品。
●其中低密度液体或高密度液体或两者包括被储存的化学品。
●其中低密度液体或高密度液体或两者可以从所述系统中添加或移除。
●其中所述储存设施/能量储存装置定位于石油平台或化学品设施附近。
●其中在从所述储存区域移除所述一种或多种液体之后，在使用或输送所述一种或多种液体之前，采用处理单元从低密度液体中分离出残留的高密度液体，或者反之亦然。
●其中当需要过量储存时，储存单元可以用于储存油或化学品。
●其中所述储存单元可以含有更多的、或填充有、或几乎完全填充有、或填充有更多的低密度液体，以便例如在需要所述储存的情况下临时或半永久或永久地用于油或化学品储存。
●其中所述储存单元可以含有更多的、或填充有、或几乎完全填充有、或填充有更多的高密度液体，以便例如在需要所述储存的情况下临时或半永久或永久地用于油或化学品储存。
●其中所述系统可以被优化成优先化或平衡能量储存或油储存或化学储存或其组合，这取决于例如包含但不限于以下中的一项或多项或组合：
○需要储存的化学品或油的量
○化学品或油储存的市场价格
○电网中能量储存的市场费率/价格
○能量储存可用的套利价值
○化学品储存可用的套利价值
●其中低密度液体是低密度流体。
●其中所述低密度流体包括气体。
●其中所述低密度流体或气体可以包括天然气。
●其中所述天然气可以在所述系统中用于能量产生和石油天然气储存。
●其中天然气可以以压缩天然气(CNG)或液态天然气(LNG)的形式储存。
●其中所述储存区域通过一个或多个管或管道连接到表面上的天然气管路或LNG设施或天然气设施。
●—种用于储存能量/电力同时储存天然气的方法，所述方法包括：
○将天然气储存在水体的表面下方的储存区域中或气袋中，
○将天然气压缩或泵送到所述气袋或储存区域中(这可能扩大所述储存区域的体积)从而储存电力，
○通过允许所述天然气离开所述气袋或储存区域并通过发电机或涡轮来释能或产生电力，
○其中所述储存区域通过一个或多个管或管道连接到表面上的天然气管路或LNG设施或天然气设施。
压头高度较低、压力较高的储存区域可以相当于水体的表面下方的储存区域。
能量密度(丁烷-水)：
液体密度
下表示出了各种示例液体的密度，其可以用于本文所介绍的技术中。
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低密度液体或高密度液体可以来源于例如废弃产品。例如，低密度液体或高密度液体可以来源于例如包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：废弃食用油、废弃塑料、转化为液体的废弃塑料、转化为燃料油的废弃塑料、废弃甘油、废弃酒精、废弃冷却剂、废弃防冻剂、废弃润滑剂、废弃燃料、污染的油、污染的化学品或过期物品。
对实施例的第二描述的进一步讨论
另外的能量储存实施例总结
本发明涉及一种用于储存能量的系统。本发明将能量储存在相同液压压头或深度之上的较小密度液体与较大密度液体之间的流体静压力差中。
本发明可以涉及通过用较小密度液体置换水或其它较大密度液体来储存能量。所述用较小密度液体置换水可以涉及将较小密度液体泵送到水或其它液体的表面下方的更大深度。所述泵送可以消耗动力，如电力，并且将所述动力转化为重力势能和/或储存在流体静压力差中的能量。所述储存的能量可以通过允许所述较小密度液体从水或其它液体的表面下方的所述较大深度释放到水或其它液体的表面下方的较小深度而转换回动力，在所述过程中通过发电机。
附图说明
图30：图30可以示出一种能量储存系统，其中第一储存贮存器定位于陆地上，并且泵和/或发电机定位于陆地上。与第一储存贮存器相比，第二储存贮存器定位于水体的表面下方处于水体的表面下方的更大的流体静压力和/或更大的深度处。第一储存贮存器、泵和/或发电机以及第二储存贮存器可以使用管道连接。图30可以示出正在经受充能的能量储存系统。充能可以涉及通过将低密度液体从第一储存贮存器泵送到第二储存贮存器来储存动力。储存贮存器可以包括可扩张和/或可收缩或可塌缩储罐。例如，在充能期间，随着液体从第一储存贮存器被泵送到第二储存贮存器，第一储存贮存器可以收缩或塌缩成更小的体积。例如，在充能期间，随着液体从第一储存贮存器被泵送到第二储存贮存器，第二储存贮存器可以扩张成更大的体积。
图31：图31可以示出一种能量储存系统，其中第一储存贮存器定位于陆地上，并且泵和/或发电机定位于陆地上。与第一储存贮存器相比，第二储存贮存器定位于水体的表面下方处于水体的表面下方的更大的流体静压力和/或更大的深度处。第一储存贮存器、泵和/或发电机以及第二储存贮存器可以使用管道连接。图31可以示出正在经受释能的能量储存系统。释能可以涉及通过允许较低密度液体从第一储存贮存器释放到第二储存贮存器来释放储存的能量，通过允许所述低密度液体穿过发电机来在所述过程中产生动力。储存贮存器可以包括可扩张和/或可收缩或可塌缩储罐。例如，在释能期间，随着液体从第二储存贮存器被释放到第一储存贮存器，第一储存贮存器可以扩张成更大的体积。例如，在释能期间，随着液体从第二储存贮存器被释放到第一储存贮存器，第二储存贮存器可以收缩或塌缩成更小的体积。
图32：图32可以示出一种能量储存系统，其中第一储存贮存器定位于水体的表面附近、处或下方，和/或泵和/或发电机定位于水体的表面附近、处或下方。与第一储存贮存器相比，第二储存贮存器定位于水体的表面下方处于水体的表面下方的更大的流体静压力和/或更大的深度处。第一储存贮存器、泵和/或发电机以及第二储存贮存器可以使用管道连接。图32可以示出正在经受充能的能量储存系统。
图33：图33可以示出一种能量储存系统，其中第一储存贮存器定位于水体的表面附近、处或下方，和/或泵和/或发电机定位于水体的表面附近、处或下方。与第一储存贮存器相比，第二储存贮存器定位于水体的表面下方处于水体的表面下方的更大的流体静压力和/或更大的深度处。第一储存贮存器、泵和/或发电机以及第二储存贮存器可以使用管道连接。图33可以示出正在经受释能的能量储存系统。
示例附图标记：
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示例逐步描述
充能：使用泵‘3’将低密度液体从贮存器‘1’泵送到贮存器‘2’。动力储存在储存在贮存器‘2’处的低密度液体相对于贮存器‘1’的重力势能和/或流体静压力差中。
释能：低密度液体从贮存器‘2’中释放出来，并转移到贮存器‘1’，使用发电机‘3’产生电力。动力通过释放储存在储存在贮存器‘2’处的低密度液体相对于贮存器‘1’的重力势能和/或流体静压力差中的能量而产生。
示例计算
下表示出了本发明重力势能储存装置中的丁烷的能量密度和成本的关键指标。成本数字采用示例丁烷商品价格，每加仑$0.60USD。
注意
注意：电力可以从电网或需要或供应电力的应用传递到电网或应用。
注意：可以使用例如海面下电力线或地下电力线或地面上方电力线或其组合来传递电力。
注意：‘1’与‘3’以及‘3’与‘2’之间的管线/箭头可以表示低密度液体在这些过程元件之间的转移。可以使用例如管道或运输工具来转移液体。如果使用管道转移液体，则可能期望所述管道包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：定位于地面的表面上、或悬挂在地面的表面上方、或定位于地面下方、或包括浅地表管路、或包括地下管路、或包括水下放和地面上方的管路、或包括地面下方和水下方的管路或包括水上方和地面上方的管路。
注意：可扩张或可塌缩贮存器可以包括液体储存容器，所述液体储存容器可以扩张或收缩体积，以分别允许储存更多或更少的液体。所述贮存器内的压力可以接近或等于所述贮存器周围的压力。所述贮存器可以包含但不限于可扩张或可塌缩液体储存装置，其可以包含但不限于以下中的一种或多种或组合：枕形储罐、或洋葱形储罐、或气囊式储罐、或袋状储罐、织物储罐、或囊状储罐、或折叠式储罐、或柔性储罐、或风箱储罐、或可折叠储罐或内衬储罐。
注意：本发明可以包括LPG储存设施、或油储存设施、或战略LPG储备或战略油储备。
注意：本发明可以用于储存燃料或日用化学品，同时采用所述燃料或其它日用化学品作为重力电力储存介质。这可以使设施的所有者或经营者除了从燃料或其它日用化学品的储存中获得收入之外，还有一个另外的收入来源(储存或释放能力)。通过将本发明用作储存设施，代替购买或租赁低密度液体，可以向设施所有者支付储存费用来储存低密度液体，这可以进一步提高设施的经济性。设施中的一定比例的低密度液体储存可以用于“商品储存部”,而设施中的一定比例的低密度液体储存可以用于永久性或半永久性储存部。可用于“商品储存部”的低密度液体储存比例相对于打算永久或半永久地储存在设施中的低密度液体储存比例可能因设施而不同，并且可能取决于多种经济因素和设施的优先级。
注意：‘商品储存部’可以包括柔性或半柔性储存部，可以包括储存部中的储存设施的低密度液体的一部分，其可以根据市场需要定期移除或添加，如商品交易商或涉及商品市场的其它实体。如果期望的话，专用于“商品储存部”的成比例的低密度液体储存容量可以包括一定比例的低密度液体，所述一定比例的低密度液体可以在基本上不影响电力储存的性能或一种或多种容量的情况下被添加或移除。基于经济因素和设施优先级，所述“基本上影响”的阈值可以因设施而不同。“半永久性储存”可以包括长期储存或可以在周期性或非常罕见的情况下使用的储存。例如，用于半永久性储存的应用可以包含但不限于用于商品资产支持基金的储存、用于商品资产支持ETF或ETN的储存或者用于战略储备的储存。永久性储存可以涉及旨在保留在设施内的和/或设施可以正常运行所需的低密度液体。
注意：所储存的低密度液体可以用作支持商品跟踪ETF或其它基金的所储存的资产或实物资产。低密度液体储存设施所有者或经营者可以从电力市场作为能量储存服务产生收入，以及从由ETF产生的用于储存支持ETF的低密度液体的管理费产生收入。拥有这两种收入流的能力可以使设施所有者或经营者从设施中产生更多的收入，或者可以降低设施的CAPEX，或者可以降低ETF的管理费用，或者其组合。为了确保支持ETF或ETN的资产可足够容易获得或转移，低密度液体的一部分可以总是储存在储存贮存器‘1’中，以满足低密度液体的短期需求。
注意：海洋中一定深度下方的水温可以相对稳定。根据贮存器‘1’周围的环境温度条件和储存贮存器‘2’周围的环境条件，贮存器‘2’中的液体被周围的海水温度冷却或加热。例如，贮存器‘2’周围的环境条件可以比贮存器‘1’周围的环境条件更冷。在所述实例中，从贮存器‘2’转移到贮存器‘1’的相对较冷的液体温度可以被利用来向一个或多个需要冷却的应用供应冷却。需要冷却的示例应用可以是泵或发电机‘3’。例如，贮存器‘2’周围的环境条件可以比贮存器‘1’周围的环境条件更暖。在所述实例中，从贮存器‘2’转移到贮存器‘1’的相对较暖的液体温度可以被利用来向一个或多个需要加热或焓的应用供应加热或焓。所述特定深度可以包括小于、大于或等于以下中的一个或多个或其组合：300米、或400米、或500米、或600米、或700米、或800米、或900米、或1,000米、或1,100米、或1,200米、或1,300米、或1,400米、或1,500米、或1,750米、或2,000米。
注意：由于低密度液体是一种液体，并且与气体相比，液体基本上是不可压缩的，所以相对于采用加压气体的能量储存装置，本压力和/或重力能量储存装置的往返效率可以具有显著更高的往返效率。例如，本发明的往返效率可以大于或等于40％、或50％、或60％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％或95％。
注意：低密度液体可以具有低粘度，例如，接近、等于或小于水的粘度。例如，丁烷在1℃时的动态粘度为约0.2cP，而水在1℃时的动态粘度为1.73cP。除了丁烷或除了丁烷之外的其它低密度液体可以具有比水更小的粘度。低粘度可能是有利，例如，因为较低粘度液体可以实现更小管道直径、更低CAPEX、更低泵送能量损失、更大往返效率以及贮存器‘1’与贮存器‘2’之间更大距离。
注意：与低密度液体的相容性、与水或海水的相容性、生物结垢、与压力的相容性。对于转移低密度液体的管道，管道内的低密度液体与管道周围的水之间的压力差随着水的表面下方的深度的减小而增加。例如，为了最小化CAPEX，管道的压力等级可以随着更大的压力差而增加。例如，贮存器‘2’附近的管道可以具有较低的压力等级(和/或可以是较低成本的)，并且贮存器‘1’附近的管道可以具有较高的压力等级(和/或可以是较高成本的)。
注意：贮存器‘2’和/或贮存器‘1’可以锚定或连接或固定或拴系到液体(例如，水体)底部的陆地上。
注意：储存贮存器或储罐可以包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：枕形储罐、或洋葱形储罐、或气囊式储罐、或袋状储罐、或织物储罐、或囊状储罐、或折叠式储罐、或柔性储罐、或风箱储罐、或可折叠储罐、或内衬储罐、或刚性储罐、或活塞储罐、或致动器储罐、或阀门储罐、或盆储罐、或水泥储罐、或木头储罐、或塑料储罐、或陶瓷储罐、或纤维储罐、或复合储罐、或橡胶储罐或柔性储罐。
注意：管道材料可以包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：塑料管道、复合管道、金属管道、纤维管道、树脂管道、木管、水泥管道、柔性管道、橡胶管道、刚性管道。
注意：可以期望的是将第一贮存器和/或第二贮存器连接到较高密度材料以降低贮存器的浮力。在第一贮存器的情况下，贮存器与水体的底部处的陆地之间的距离足够大，以证明将较高密度材料附接到第一贮存器以降低系绳电缆的成本是合理的。系绳电缆可以用于抵消贮存器的浮力和/或确保贮存器相对于其它贮存器处于适当的定位中。在一些实施例中，第一贮存器与水体的底部处的陆地之间的距离可以足够大。将较高密度材料附接到第一贮存器的成本低于系绳电缆的成本降低。
注意：在一些实施例中，可以使用动态定位系统来维持第一贮存器的定位。动态定位系统可以采用各种传感器、或GPS、或雷达、或其它定位仪器来通知操作系统当前位置的变化和/或第一贮存器位置的变化和/或外部推力矢量，如水流。如果第一贮存器的位置发生变化和/或如果检测到推力矢量，则可以使用水中或海上发动机来抵消所述外部推力矢量和/或位置变化，以确保第一贮存器维持期望的位置。如果期望的话，附接到第一贮存器的较高密度材料可以使第一贮存器相对于周围水体具有相似的密度或中性密度。如果期望的话，第一贮存器可以采用用于动态调节其密度的机构，例如使用添加较高密度材料，添加较低密度材料(例如：低密度液体或气体，如空气)、释放较高密度材料或释放较低密度材料)。所述用于动态调整密度的机构也可以结合在动态定位系统内。在第二贮存器中也可以采用动态定位系统。
注意：可塌缩或可收缩可以涉及可以可逆地减少所占据的体积或储存容量的结构或容器或储罐。
注意：可扩张可以涉及可以可逆地增加所占据的体积或储存容量的结构或容器或储罐。
注意：较低密度液体可溶于或可部分溶于较高密度液体中。有利地，较低密度液体可以用物理屏障与较高密度液体分离，这可以防止较低密度液体溶解在较高密度液体中。例如，所述物理屏障可以包括储存储罐内衬或壁或管道或其组合。
注意：在一些情况下，低密度液体或密度小于水的液体可以具有接近或低于外部空气或水温度的沸点，和/或可以在外部空气或水的温度下具有大的蒸气压。在所述情况下，可能期望第一贮存器是加压或刚性储罐。例如，加压或刚性储存储罐可以使得低密度液体处于高于低密度液体的大气压沸点的温度下的同时保持液相。在所述实例中，其中在第一储存贮存器处采用刚性或加压储罐，当从第一储存贮存器中移除液体如低密度液体时，刚性或加压储罐的总体积可以保持不变。先前被液相低密度液体占据的储罐中的体积可以被气相低密度液体占据。所述气相低密度液体可以存在于储罐内的液相上方的顶部空间如液相低密度液体中。当液体如低密度液体被添加到第一储存贮存器中时，刚性或加压储罐的总体积可以保持不变。先前被气相低密度液体占据的储罐中的体积可以被液相低密度液体占据。可适用的示例低密度液体可以包含但不限于液化石油气(LPG)、或丙烷、或丁烷、或乙醚、或二甲醚、或甲氧基丙烷、或甲醇、或丙酮、或戊烷、或己烷、或石油醚、或甲氧基乙烷、或液态天然气(LNG)、或汽油、或二异丙醚、或烷烃、或烯烃、或炔烃、或环烷烃或其组合。
○注意：本发明可以采用用于泄漏检测和/或泄漏预防的装置。另外地，本发明可以采用用于使由泄漏造成的损失或损害最小化的方法。例如，容纳机构，如例如包含但不限于内衬、或毯子、或油布、或织物、或漏斗、或浮体、或其它容纳机构、或其组合，可以放置在第二贮存器和/或管道和/或管道连接件的上方或悬挂在其上方。
在泄漏的情况下，低密度液体可能从泄漏处上升，并且可能被所述容纳机构捕获或捕集。所述容纳机构可能是有效的，因为低密度液体可能倾向于漂浮，并且所述容纳机构可以在第二贮存器和/或管道和/或管道连接件上方覆盖所述第二贮存器和/或管道和/或管道连接件的一部分或整个表面区域。如果期望的话，由所述容纳机构捕获的低密度液体可以汇集在所述容纳机构内，并且如果期望的话，可以使用回流管道转移到表面，在所述表面处可以回收低密度液体。低密度液体与容纳容器或管道的一部分的接触可以触发一个或多个传感器，所述传感器警告系统操作员需要修复泄漏。例如，所述传感器可以涉及用于测量容纳机构由于捕获或容纳所泄漏的低密度液体而增加的浮力的机构。例如，所述传感器可以涉及用于测量所述回流管道中的液体流动速率的机构，其中至少某一液体流动速率的存在可以指示低密度液体泄漏的存在。例如，所述传感器可以涉及用于使用光谱学或密度或分子量测量或其组合来检测低密度液体的机构。例如，所述传感器可以涉及测量连接到所述回流管道的容纳件中的质量或压力或体积的变化。例如，所述传感器可以涉及测量第一或第二贮存器中的质量或容量的变化，这可以包含当过程处于稳定状态时所述质量或能量储存容量的变化，或者质量或能量储存容量的无法解释的变化。第一贮存器可以采用所述容纳机构和/或传感器。例如，如果例如第一贮存器和/或泵和/或发电机定位于水体的表面下方，则第一贮存器和/或泵和/或发电机可以采用所述容纳机构和/或传感器。
○注意：低密度液体或管道或容器或贮存器或其组合可以含有在泄漏事件中或泄漏现场发生反应的介质。例如，如果低密度液体开始泄漏，管道或容器或贮存器的壁中的材料可以与低密度液体反应。所述反应可以抑制或阻断或防止泄漏。所述反应可以涉及包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：吸收反应、或溶胀反应、或发泡反应、或膨胀反应、形成固体的反应、形成粘性液体的反应或其组合。可替代地或另外地，低密度液体或管道或容器或贮存器的壁或其组合可以含有在暴露于水或空气时与水或空气或水中的盐反应的试剂。所述反应可以抑制或阻断或防止泄漏。所述反应可以涉及包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：吸收反应、或溶胀反应、或发泡反应、或膨胀反应、形成固体的反应、形成粘性液体的反应或其组合。所述反应可以涉及形成更容易或更轻易地被捕获的材料、或更环境友好的材料、或可以抑制进一步泄漏的材料、或可以简化或促成泄漏检测过程的材料或可以降低与泄漏相关的成本或损害的材料。例如，所述反应可以涉及形成某种颜色的液体，或者所述反应可以涉及示踪剂。
○注意：低密度液体或管道或容器或贮存器或其组合可以含有可以促成泄漏检测的示踪化学品或试剂。例如，管道或容器或贮存器的部件或组件可以含有一种材料，所述材料当暴露于水、或盐水、或低密度液体、或空气、或其组合时可以改变一种或多种性质，以促成检测泄漏或磨损或其它形式的损害或暴露。例如，所述性质可以包含但不限于颜色、电导率、电阻率、热导率、表面纹理、表面形态、吸收光谱、振动频率、柔性、温度、密度、刚性或其组合。
○注意：水体下方的温度和水体上方的温度可以不同。另外地，水体本身可以具有一系列不同的温度，这可以与深度相关。水体相对于其深度的温度可以被称为水体温跃层。在如海洋或湖泊等超深水体中，在约1000米或约1250米或约1500米之下的水体的温度在约3℃至8℃的范围内，因为水通常在约4℃时密度最大。例如，在海洋中，1500米之下的水温通常接近4℃，即使海洋表面处的水温是温暖的，例如大于15℃或大于20℃。在本发明中，第二贮存器可以定位于与第一贮存器不同的深度处。如果例如第二贮存器定位于水体下方大于100米、或200米、或300米、或500米、或700米、或900米、或1000米、或1250米、或1500米的深度处，则第二贮存器周围的水的温度可以相对恒定或稳定。第一贮存器附近或周围的空气或水的温度可以不同于第二贮存器周围的水的温度。第二贮存器与第一贮存器之间的温差可以被有利地使用或利用。例如，如果第二贮存器的温度小于第一贮存器或邻近第一贮存器的物体的温度，则可以由从第二贮存器返回的液体与第一贮存器附近的周围环境温度或第一贮存器或另一个热源或热源或焓源内部的温度之间的温度差产生动力。例如，如果第二贮存器的温度大于第一贮存器或邻近第一贮存器的物体的温度，则可以由从第二贮存器返回的液体与第一贮存器附近的周围环境温度或第一贮存器或另一个冷源或热源或热沉或焓沉内部的温度之间的温度差产生动力。例如，如果第二贮存器的温度小于第一贮存器或邻近第一贮存器的物体的温度，来自第二贮存器的液体可以用作冷却介质或冷却源，或者用于区域冷却，以向一个或多个需要冷却的应用提供有价值的或有用的冷却。例如，如果第二贮存器的温度大于第一贮存器或邻近第一贮存器的物体的温度，来自第二贮存器的液体可以用作加热介质或热源，或者用于区域加热以向一个或多个需要加热的应用提供有价值的或有用的加热。例如，如果第二贮存器的温度小于第一贮存器或邻近第一贮存器的物体的温度，来自第二贮存器的液体可以用作冷却源，以驱动或促成脱盐过程或用于从气流或空气中去除水的过程。例如，如果第二贮存器的温度小于第一贮存器或邻近第一贮存器的物体的温度，则可能期望的是隔离所述第一贮存器或一个或多个管道。所述隔离可以使得第一贮存器能够保持在较冷的温度下，这可能是有利的，例如，如果低密度液体具有低沸点或者是挥发性的，并且最小化第一贮存器中的温度可以最小化第一贮存器中的压力。所述隔离还可以防止在储罐上形成冷凝。
○注意：本发明也可以用作用于海洋热能转换(OTEC)的装置。
○注意：如果期望的话，本发明的一个或多个组件可以被加热或冷却或温度控制或其组合。
○注意：低密度液体可以具有低于水的冰点，这可以被有利地利用。例如，第一贮存器可以用作冷藏或热储存单元，例如，用于为冷藏或冷冻储存设施提供冷却。
所述冷藏储存可以用于例如优化能量消耗或用于电网负荷转移或负荷削减。例如，第一贮存器可以用作低温冷藏储存或热储存单元。可替代地或另外地，冷低密度液体可以用作低温热传递流体和/或低温热储存介质。例如，低密度液体可以用于需要冷却的应用中，所述冷却可以包含但不限于以下中的一种或多种或组合：区域冷却、或脱盐设备冷却、或发电厂冷却、或空气分离单元冷却、或液化设施冷却或HVAC系统冷却。例如，LNG气化设施可以产生大量的废物冷却。LNG气化设施可以采用所述第一贮存器中的或来自所述第一贮存器的低密度液体作为热源或焓源，在所述过程中冷却所述低密度液体。由于其潜在较低冰点，低密度液体可以被冷却到比水更低的温度，同时保持在液相，使得能够在接近、等于或低于水的冰点的温度下进行热传递或大规模热储存或两者。另外地，因为第一贮存器与第二贮存器互连，并且第二贮存器可以定位于相对一致的‘冷’温度下，‘暖’低密度液体可以接近4℃或者以其它方式低于环境温度。有利地，因为‘暖’低密度液体可以显著低于环境温度，所以与如果所述低密度液体接近或处于环境温度相比，可以从‘冷源’回收更多的能量。
○注意：低密度液体或高密度液体或两者都可以用作热传递流体或热储存流体，或者可以用于海洋热能量转换。
示例的示例性实施例：
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换邻近所述第二储存贮存器的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；并且
其中所述水和所述密度低于水的流体均呈液体形式。
2.根据实施例1所述的系统，其中所述第二储存贮存器是可扩张的、可收缩的或可塌缩的。
3.根据实施例1所述的系统，其中所述第二储存贮存器是枕形储罐、洋葱形储罐、气囊式储罐、袋状储罐、织物储罐、囊状储罐、折叠式储罐、柔性储罐、风箱储罐、可折叠储罐或内衬储罐。
4.根据实施例1所述的系统，其中所述第二储存贮存器包括具有开口的凹形区域，所述开口在所述凹形区域的底部附近，其中所述开口向所述水体开放。
5.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于水体的表面之下，其中所述第二储存贮存器处于水体的表面下方比所述第一储存贮存器更大的深度处；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得
(1)通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器以置换水来储存电力；或者
(2)通过允许所述第二储存贮存器中的低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或使电力释能；或者
(3)(1)和(2)两者；
其中所述水和所述密度低于水的流体均呈液体形式。
6.根据实施例5所述的系统，其中所置换的水处于所述第二储存贮存器中。
7.根据实施例5所述的系统，其中所置换的水是所述水体内的水并且其中所置换的水邻近所述第二储存贮存器。
8.根据实施例5所述的系统，其中所述水泵和所述发电机是同一单元。
9.根据实施例5所述的系统，其中所述第一储存贮存器、所述第二储存贮存器或两者包括可扩张、可收缩或可塌缩的结构。
10.根据实施例5所述的系统，其中所述第一储存贮存器、所述第二储存贮存器或两者包括枕形储罐、洋葱形储罐、气囊式储罐、袋状储罐、织物储罐、囊状储罐、折叠式储罐、柔性储罐、风箱储罐、可折叠储罐或内衬储罐。
11.根据实施例5所述的系统，其中所述第二储存贮存器包括具有开口的凹形区域，所述开口在所述凹形区域的底部附近向水体开放。
12.根据实施例5所述的系统，其中所述第二储存贮存器被拴系至所述水体的底部。
13.根据实施例5所述的系统，其中所述密度低于水的流体包括碳氢化合物液体。
14.根据实施例5所述的系统，其进一步包括用于维持或调整所述第一贮存器、所述第二贮存器或两者的位置的动态定位系统。
15.根据实施例5所述的系统，其进一步包括与电网或电力传输基础设施的有效连接件。
16.根据实施例5所述的系统，其中所述第二储存贮存器被配置成储存密度比水低的流体。
17.根据实施例5所述的系统，其中所述第一贮存器和所述第二贮存器通过一个或多个管道连接。
18.根据实施例5所述的系统，其中所述泵和所述发电机包括单个单元。
19.根据实施例5所述的系统，其中所述第一贮存器被配置成定位于水体的表面下方。
20.根据实施例5所述的系统，其中所述密度低于水的流体包括丙烷、丁烷、LPG、戊烷、己烷或其混合物。
21.根据实施例5所述的系统，其中所述密度低于水的流体包括酒精、醚、酯或其混合物。
22.根据实施例5所述的系统，其中所述密度低于水的流体包括甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、二甲醚、乙醚或其混合物。
23.根据实施例9所述的系统，其中所述第二贮存器被配置成在释能期间塌缩或收缩。
24.根据实施例26所述的系统，其中所述塌缩或收缩是由于邻近所述第二贮存器的水置换了密度低于水的流体而引起的。
25.根据实施例9所述的系统，其中所述第二贮存器在充能期间扩张。
26.根据实施例25所述的系统，其中所述扩张是由于所述密度比水低的流体进入所述第二贮存器并置换邻近所述第二贮存器的水。
27.根据实施例19所述的系统，其中所述第一贮存器被配置成拴系至所述水体的底部。
28.根据实施例19所述的系统，其中所述第一贮存器被配置成附接到密度比水大的材料以减少浮力。
29.根据实施例19所述的系统，其中所述第一贮存器被配置成附接到密度比水大的材料，是中性浮力的，并且其中所述第一贮存器被配置成使得其位置通过动态定位系统来维持或调整。
30.根据实施例5所述的系统，其中所述第二贮存器附接到密度比水大的材料以减少浮力。
对与液体置换相关的另外的实施例的概述
本发明涉及用于储存或产生电力的系统和方法。一些实施例涉及用于通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存能量的系统或方法。一些实施例涉及用于促成储存或产生电力的系统或方法。一些实施例涉及环境、健康和安全机制。一些实施例涉及在特定地理类型中实现能量储存的系统和配置。一些实施例涉及能够利用具有各种挥发性或蒸气压水平的低密度液态工作流体进行能量储存的系统和配置。一些实施例涉及确保最佳能量储存性能。
示例定义：
●可冷凝气体：一种化学品或化学品混合物，在以下条件下，可逆地从液体相变到气体或从气体相变到液体或两者，或具有沸点或其组合：
○蒸气压小于2.5atm、或小于5atm、或小于10atm、或小于15atm或小于20atm
○蒸气压大于0.1atm、或大于0.2atm、或大于0.3atm、或大于0.4atm、或大于0.5atm、或大于0.6atm、或大于0.7atm、或大于0.8atm、或大于0.9atm或大于1.0atm
○温度在230开尔文至380开尔文的范围内
●部分释能或部分充能：一种状态，其中能量储存系统含有所存储的能量，尽管所储存的能量小于能量储存系统储存能量的全容量。例如，当表面LDL储存储罐含有的LDL量大于其最小容量且小于其最大容量时。例如，当水下LDL储存储罐含有的LDL量大于其最小容量且小于其最大容量时。
●最大容量：最大容量可以包括HDL或水的最大量和/或LDL的最大量或两者，其可以储存在给定的储存储罐中或能量储存装置的区域中或总体上。例如，海面下储罐中的LDL的最大容量可以包括在LDL处于危险中或可以进入或进入针对转移水而设计的管路之前，可以储存在海面下储罐中的LDL的最大量。例如，海面下储罐中的HDL的最大容量可以包括在HDL处于危险中或可以进入或进入针对转移LDL而设计的管路之前，可以储存在海面下储罐中的水或HDL的最大量。例如，海面下储罐中的LDL的最大容量可以包括在LDL处于危险中或可以进入或进入表面HDL或水储罐之前，可以储存在海面下储罐中的LDL的最大量。例如，海面下储罐中的HDL的最大容量可以包括在HDL处于危险中或可以进入或进入表面LDL储罐之前，可以储存在海面下储罐中的水或HDL的最大量。
●最小容量：最小容量可以包括HDL或水的最小量和/或LDL的最大量或两者，其可以储存在给定的储存储罐中或能量储存装置的区域中或总体上。例如，针对LDL或HDL的储罐的最小容量可以包括不含或含有非常少的LDL或HDL的储罐。例如，海面下储罐中的LDL的最小容量可以包括在HDL处于危险中或可以进入或进入针对转移LDL而设计的管路之前，可以储存在海面下储罐中的LDL的最小量。例如，海面下储罐中的HDL的最小容量可以包括在LDL处于危险中或可以进入或进入针对转移HDL而设计的管路之前，可以储存在海面下储罐中的水或HDL的最小量。例如，海面下储罐中的LDL的最小容量可以包括在HDL处于危险中或可以进入或进入表面LDL储罐之前，可以储存在海面下储罐中的LDL的最小量。例如，海面下储罐中的HDL的最小容量可以包括在LDL处于危险中或可以进入或进入表面HDL或水储罐之前，可以储存在海面下储罐中的水或HDL的最小量。浮式水下储罐中的LDL的最小体积或量可以包括确保浮式水下储罐有浮力所需的LDL的最小量。
●泵和发电机或泵；以及发电机：泵和发电机可以包括组合的泵/发电机单元，其可以包含但不限于液压动力回收涡轮机(HPRT)。可替代地或另外地，一些实施例可以采用单独的泵和单独的发电机。
●第一贮存器：第一贮存器包括被配置成储存低密度液体的一个或多个储罐或储罐组合，并且可以定位于比第二贮存器更高或更大的海拔处。
●第二贮存器：第二贮存器包括被配置成储存低密度液体的一个或多个储罐或储罐组合，并且可以定位于比第一贮存器更低或更小的海拔处。第二贮存器可以被配置成储存低密度液体和水两者。第二贮存器可以被配置成以低密度液体和水交换体积或压力的方式储存低密度液体和水，同时防止水与低密度液体之间的混合或直接物理接触。
●第三贮存器：第三贮存器可以与海洋互连或者包括海洋。第三贮存器可以包括水储罐或储存容器。所述水储罐或储存装置可以位于水面上、水面上方、水下或其组合。水下水贮存器可以包括通过管道与第二贮存器互连的包括水的储罐或储存容器或贮存器或水体。如果期望的话，水储罐或储存容器第三贮存器或与第三贮存器互连的水的至少一部分可以具有与海洋的流体静压力相似的压力或平衡压力。如果第三贮存器内的液体的密度与海水的密度相同，则第三贮存器可以定位于第一储存贮存器与第二储存贮存器之间的任何海拔处或者水下的任何海拔处。
●储存容器：储存容器或储罐可以包括用于容纳如液体、固体或气体等材料的屏障。储存容器或储罐可以包括各种配置或材料，并且可以包含但不限于本领域已知的用于储存液体或多相介质的储存储罐或容器或其组合。
●经处理的海水：经处理的海水可以包括源自海水的水或水溶液，其腐蚀性比海水小，或者具有比海水更低的溶解氧浓度，或者比海水更不容易形成生物结垢或水垢，或者其组合。可能期望经处理的海水具有与海水相似的密度。
●系绳：系绳可以包括将漂浮或浮力结构与另一个结构连接的电缆或管线或连接器。所述“另一个结构”可以包括包含但不限于：海底或系泊处或容器或另一个储罐或锚，或其组合。
●被配置成储存水和密度低于水的流体：本术语可以描述针对储存水和较低密度液体而设计的贮存器或储存部。本术语可以包含配置储存部，所述储存部防止水和较低密度液体反应、溶解或形成新的相。本术语可以包含配置储存部，所述储存部确保水和较低密度液体在物理上分离，同时储存在同一储存容器中。
●低密度液体：密度比较高密度液体低的液体。密度比水的密度低的液体。温度大于3℃和/或小于50℃时，密度低于液态水的液体。
●大量低密度液体–水水合物：“大量”可以指低密度液体-水水合物的量或定位或其组合，使得低密度液体-水水合物干扰或破坏能量储存系统的操作。
●接近或约相当于：“接近或约相当于”可以表示与另一个值相差在10％以内的值。
●子储罐：子储罐可以包括在另一个储罐内或定位于另一个储罐上的储罐或封闭结构或凹形结构或其组合。
●刚性容纳结构：刚性容纳结构可以包括容纳子储罐或一个或多个其它结构的外壳或封盖。在子储罐或一个或多个其它结构缺漏的情况下，刚性容纳结构可以捕获或回收低密度液体和/或碎片。
●机械隔离：与周围或邻近的海水机械隔离的水下储罐可以涉及这样的储罐，其中储罐内的内容物在与储罐周围的内容物的压力隔离或独立的压力下操作。机械隔离储罐可以是不与储罐外或储罐周围的流体或材料交换压力的储罐。例如，水下储罐的储罐内部的压力可以与水下储罐周围的水的压力不同——储罐的形状和/或体积可以保持不变。在本文中的一些实施例中，水下储罐内部的压力可以接近或约相当于与储罐相同深度的水的流体静压力，然而储罐的内部内容物可以不与储罐附近或周围的海水交换压力。在储罐内部与外部之间不交换压力的情况下，在储罐内部获得与储罐外部相似的压力可以涉及一个或多个工程系统和/或方法或其组合。例如，经工程化的顶部空间气体或可冷凝顶部空间气体可以被工程化为在与储罐相同深度的海水的流体静压力的压力范围内，在储罐内温度和/或所述储罐周围或附近的水温范围内的温度下具有蒸气压。通过在储罐内部获得与储罐外部相似的压力，而不在储罐的内部与外部之间交换压力，例如水下储罐或水下刚性储罐可以由更少的材料或更便宜的材料或其组合制成。
●缺漏：缺漏可以包括破裂或泄漏或断开连接或意外释放，其可能导致内部液体的释放，所述液体可以包含但不限于低密度液体和/或水。
详细的附图描述和示例实施例的描述
图34：本图可以示出一种能量储存系统，所述能量储存系统通过将低密度液体从较高海拔的储罐泵送到较低海拔的罐，置换较低海拔的储罐中的水来储存电力。本图可以示出充能或储存电力的本实施例。较高海拔处的具有低密度液体的储罐可以包括第一贮存器。较低海拔处的具有低密度液体和水的储罐可以包括第二贮存器。较高海拔处的具有水的储罐可以包括第三贮存器或地表水储罐。地表水储罐中的水的密度可以接近或等于海水的密度。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图35：本图可以包括与图34相同的实施例。本图可以示出处于几乎完全充能状态的本实施例。
图36：本图可以包括与图34相同的实施例。本图可以示出释能或产生电力的本实施例。
图37：本图可以包括与图34相同的实施例。本图可以示出处于几乎完全释能状态的本实施例。
图38：图34、35、36和37的附图标记。
图39：一种能量储存系统，其通过将低密度液体从靠近表面的第一贮存器(“1”)泵送到水下第二贮存器(“2”)，置换所述第二贮存器周围的海水来储存电力。本图示出了通过将低密度液体从第一贮存器泵送到第二贮存器、置换第二贮存器周围的水来进行能量储存系统充能。靠近表面的第一贮存器(“1”)的海拔可以大于第二贮存器(“2”)的海拔。第一贮存器可以位于陆地上的水面上方，或者漂浮在水中，或者在水下。在本图中，第二贮存器漂浮在海底上方。在本图中，第二贮存器可以悬浮于海底上方，并且可以是有浮力的。在本图中，第二贮存器可以被拴系到海底和/或锚定到海底。在本图中，第二贮存器可以被海水包围。第二贮存器可以包括活塞储罐。第二贮存器可以包括可扩张或可收缩结构，如洋葱形储罐、或囊状储罐、或枕形储罐或储存袋。在本图中，第二贮存器的内部压力可以接近或约相当于与第二贮存器的底部接触的水的流体静压力。
图40：一种能量储存系统，其通过将低密度液体从靠近表面的第一贮存器(“1”)泵送到水下第二贮存器(“2”)，置换所述第二贮存器周围的海水来储存电力。本图示出了在稳定状态下完全充能的能量储存系统。靠近表面的第一贮存器(“1”)的海拔可以大于第二贮存器(“2”)的海拔。第一贮存器可以位于陆地上的水面上方，或者漂浮在水中，或者在水下。在本图中，第二贮存器漂浮在海底上方。在本图中，第二贮存器可以悬浮于海底上方，并且可以是有浮力的。在本图中，第二贮存器可以被拴系到海底和/或锚定到海底。在本图中，第二贮存器可以被海水包围。第二贮存器可以包括活塞储罐。第二贮存器可以包括可扩张或可收缩结构，如洋葱形储罐、或囊状储罐、或枕形储罐或储存袋。在本图中，第二贮存器的内部压力可以接近或约相当于与第二贮存器的底部接触的水的流体静压力。
图41：一种能量储存系统，其通过将低密度液体从靠近表面的第一贮存器(“1”)泵送到水下第二贮存器(“2”)，置换所述第二贮存器周围的海水来储存电力。本图示出了使电力释能或产生电力的能量储存系统，其中第二贮存器内部的低密度液体被第二贮存器(“2”)周围的水置换，并通过管道、通过发电机转移，从而产生电力，并进入第一贮存器(“1”)。靠近表面的第一贮存器(“1”)的海拔可以大于第二贮存器(“2”)的海拔。第一贮存器可以位于陆地上的水面上方，或者漂浮在水中，或者在水下。在本图中，第二贮存器漂浮在海底上方。在本图中，第二贮存器可以悬浮于海底上方，并且可以是有浮力的。在本图中，第二贮存器可以被拴系到海底和/或锚定到海底。在本图中，第二贮存器可以被海水包围。第二贮存器可以包括活塞储罐。第二贮存器可以包括可扩张或可收缩结构，如洋葱形储罐、或囊状储罐、或枕形储罐或储存袋。在本图中，第二贮存器的内部压力可以接近或约相当于与第二贮存器的底部接触的水的流体静压力。
图42：一种能量储存系统，其通过将低密度液体从靠近表面的第一贮存器(“1”)泵送到水下第二贮存器(“2”)，置换所述第二贮存器周围的海水来储存电力。本图示出了处于完全释能状态的能量储存系统。靠近表面的第一贮存器(“1”)的海拔可以大于第二贮存器(“2”)的海拔。第一贮存器可以位于陆地上的水面上方，或者漂浮在水中，或者在水下。在本图中，第二贮存器漂浮在海底上方。在本图中，第二贮存器可以悬浮于海底上方，并且可以是有浮力的。在本图中，第二贮存器可以被拴系到海底和/或锚定到海底。在本图中，第二贮存器可以被海水包围。第二贮存器可以包括活塞储罐。第二贮存器可以包括可扩张或可收缩结构，如洋葱形储罐、或囊状储罐、或枕形储罐或储存袋。在本图中，第二贮存器的内部压力可以接近或约相当于与第二贮存器的底部接触的水的流体静压力。
图43：图43是标记有系绳或锚或拴系系绳的能量储存系统。“C”标记系绳或锚或拴系。所述系绳或锚或拴系物可以用于将水下储罐(例如，‘2’)连接到海底，这可以使水下储罐(例如，‘2’)能够漂浮在海底上方。
图44：图44示出了顶部空间有可冷凝气体的水或HDL储存储罐。储存储罐可以是刚性构造。“A”标记黄色层(用黑色/白色着色的浅色)。“A”表示几乎不溶的冷凝液体，其包括处于冷凝(即，液体)状态的可冷凝气体。所述不溶性冷凝液体可以包括与顶部空间中的至少一部分气体“B”相同的组成，和/或所述不溶性冷凝液体蒸气压可以与顶部空间气体平衡或处于平衡。“B”表示占据顶部空间的气体。图44中的“A”含有的液体比图45中的少，因为与图44相比，图45中更多的可冷凝气体处于冷凝液态。“6”可以表示第三贮存器。可冷凝顶部空间气体可以使得水储罐能够排水，同时维持所述储罐内相对稳定的压力，或者基本上不降低水储罐内的压力。可冷凝顶部空间气体可以使水下刚性水储罐的内部具有接近水下刚性储罐深度处的海水的流体静压力的内部压力，同时保持与水下刚性储罐深度处的海水机械隔离。可冷凝顶部空间气体可以具有被工程化为在设计温度范围内匹配设计压力范围的蒸气压或沸点。
图45：图45示出了顶部空间有可冷凝气体的水或HDL储存储罐。储存储罐可以是刚性构造。“A”标记黄色层(用黑色/白色着色的浅色)。“A”表示几乎不溶的冷凝液体，其包括处于冷凝(即，液体)状态的可冷凝气体。所述不溶性冷凝液体可以包括与顶部空间中的至少一部分气体“B”相同的组成，和/或所述不溶性冷凝液体蒸气压可以与顶部空间气体平衡或处于平衡。“B”表示占据顶部空间的气体。图45中的“A”含有的液体比图44中的多，因为与图44相比，图45中更多的可冷凝气体处于冷凝液态，这可能是由于水在图45中占据了更大的体积比例。“6”可以表示第三贮存器。可冷凝顶部空间气体可以使得水储罐能够排水，同时维持所述储罐内相对稳定的压力，或者基本上不降低水储罐内的压力。可冷凝顶部空间气体可以使水下刚性水储罐的内部具有接近水下刚性储罐深度处的海水的流体静压力的内部压力，同时保持与水下刚性储罐深度处的海水机械隔离。可冷凝顶部空间气体可以具有被工程化为在设计温度范围内匹配设计压力范围的蒸气压或沸点。
图46：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到刚性水下储罐以置换所述刚性储罐内的水来储存电力，其中所述水被置换至外部水下水贮存器。本图示出了处于充能状态的本实施例，例如，其中电力为泵(“4”)提供动力，以将低密度液体从表面附近的贮存器(“1”)泵送到水下贮存器(“2”)，例如，由此低密度液体置换所述水下贮存器内部的水。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图46：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到刚性水下储罐以置换所述刚性储罐内的水来储存电力，其中所述水被置换至外部水下水贮存器。本图示出了处于完全充能的稳定状态的本实施例。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图48：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到刚性水下储罐以置换所述刚性储罐内的水来储存电力，其中所述水被置换至外部水下水贮存器。本图示出了处于产生电力或释能状态的本实施例。例如，阀(“5”)可以打开，允许水下贮存器(“2”)内的水通过管道(“3”)从所述水下贮存器中置换出低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力或释放所储存的电力，并进入表明附近的贮存器(“1”)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图49：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到刚性水下储罐以置换所述刚性储罐内的水来储存电力，其中所述水被置换至外部水下水贮存器。本图示出了处于完全释能的稳定状态的本实施例。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图50：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(第二贮存器)以置换所述第二贮存器内的水来储存电力，其中所述水被置换至外部水下水贮存器(第三贮存器)。本图示出了处于完全释能的稳定状态的本实施例。“2”可以表示刚性水下储罐，所述刚性水下储罐可以包括第二贮存器。“S”可以表示分离器或屏障，其可以定位于低密度液体与水之间，或者可以物理分离或防止或最小化低密度液体与水之间的直接接触。所述分离器或屏障可以防止低密度液体与水之间的直接接触，和/或可以提供低密度液体与水之间的物理分离。所述分离器或屏障可以允许低密度液体置换水，同时例如防止或最小化水与低密度液体之间的直接接触。“8”可以表示外部水贮存器或第三贮存器。在本图中，外部水贮存器可以定位于水下。在本图中，外部水贮存器可以在与第二贮存器相似深度的水下。“9”可以表示将外部水贮存器与第二贮存器互连的水管道。在本图中，外部水贮存器或将外部水贮存器与第二贮存器互连的管道或其组合可以具有接近第二贮存器的深度处或附近的海水的流体静压力的内部压力。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图51：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(第二贮存器)以置换所述第二贮存器内的水来储存电力，其中所述水被置换至外部水下水贮存器(第三贮存器)。本图示出了处于充能状态的本实施例，例如，其中电力为泵(“4”)提供动力，以将低密度液体从表面附近的贮存器(“1”)泵送到水下贮存器(“2”)，例如，由此低密度液体置换所述水下贮存器内部的水。“2”可以表示刚性水下储罐，所述刚性水下储罐可以包括第二贮存器。“S”可以表示分离器或屏障，其可以定位于低密度液体与水之间，或者可以物理分离或防止或最小化低密度液体与水之间的直接接触。所述分离器或屏障可以防止低密度液体与水之间的直接接触，和/或可以提供低密度液体与水之间的物理分离。所述分离器或屏障可以允许低密度液体置换水，同时例如防止或最小化水与低密度液体之间的直接接触。“8”可以表示外部水贮存器或第三贮存器。在本图中，外部水贮存器可以定位于水下。在本图中，外部水贮存器可以在与第二贮存器相似深度的水下。“9”可以表示将外部水贮存器与第二贮存器互连的水管道。在本图中，外部水贮存器或将外部水贮存器与第二贮存器互连的管道或其组合可以具有接近第二贮存器的深度处或附近的海水的流体静压力的内部压力。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图52：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(第二贮存器)以置换所述第二贮存器内的水来储存电力，其中所述水被置换至外部水下水贮存器(第三贮存器)。本图示出了处于完全充能的稳定状态的本实施例。“2”可以表示刚性水下储罐，所述刚性水下储罐可以包括第二贮存器。“S”可以表示分离器或屏障，其可以定位于低密度液体与水之间，或者可以物理分离或防止或最小化低密度液体与水之间的直接接触。所述分离器或屏障可以防止低密度液体与水之间的直接接触，和/或可以提供低密度液体与水之间的物理分离。所述分离器或屏障可以允许低密度液体置换水，同时例如防止或最小化水与低密度液体之间的直接接触。“8”可以表示外部水贮存器或第三贮存器。所述物理分离或屏障可以包括膜。在本图中，外部水贮存器可以定位于水下。在本图中，外部水贮存器可以在与第二贮存器相似深度的水下。“9”可以表示将外部水贮存器与第二贮存器互连的水管道。在本图中，外部水贮存器或将外部水贮存器与第二贮存器互连的管道或其组合可以具有接近第二贮存器的深度处或附近的海水的流体静压力的内部压力。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图53：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(第二贮存器)以置换所述第二贮存器内的水来储存电力，其中所述水被置换至外部水下水贮存器(第三贮存器)。本图示出了处于产生电力或释能状态的本实施例。例如，阀(“5”)可以打开，允许水下贮存器(“2”)内的水通过管道(“3”)从所述水下贮存器中置换出低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力或释放所储存的电力，并进入表明附近的贮存器(“1”)。“2”可以表示刚性水下储罐，所述刚性水下储罐可以包括第二贮存器。“S”可以表示分离器或屏障，其可以定位于低密度液体与水之间，或者可以物理分离或防止或最小化低密度液体与水之间的直接接触。所述分离器或屏障可以防止低密度液体与水之间的直接接触，和/或可以提供低密度液体与水之间的物理分离。所述分离器或屏障可以允许低密度液体置换水，同时例如防止或最小化水与低密度液体之间的直接接触。“8”可以表示外部水贮存器或第三贮存器。在本图中，外部水贮存器可以定位于水下。在本图中，外部水贮存器可以在与第二贮存器相似深度的水下。“9”可以表示将外部水贮存器与第二贮存器互连的水管道。在本图中，外部水贮存器或将外部水贮存器与第二贮存器互连的管道或其组合可以具有接近第二贮存器的深度处或附近的海水的流体静压力的内部压力。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图54：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(第二贮存器)以将所述第二贮存器内的水置换到单独的水贮存器(第三贮存器)中来储存电力。第三贮存器可以包括位于比第二贮存器更高海拔的储罐和/或位于比第二贮存器更低海拔的储罐和/或与浸没储罐的水机械隔离的刚性储罐和/或位于水体的表面上或上方的储罐和/或定位于陆地上的储罐。本图示出了处于或接近完全释能的稳定状态的本实施例。“2”可以包括水下第二贮存器，所述水下第二贮存器可以包括水下储罐内的低密度液体和水。在第二贮存器中，低密度液体可以通过物理屏障或分离器(“S”)与水物理分离。物理屏障或分离器可以使低密度液体能够与水交换压力，同时确保水和低密度液体物理分离或不直接接触。物理屏障或分离器可以是刚性的、柔性的或其组合。物理分离或屏障可以包括膜。物理屏障或分离器可以是可移除的或可替换的或可调节的或其组合，这可以促成操作、或维护、或效率、或系统寿命、或成本或其组合。所述分离器或屏障可以防止低密度液体与水之间的直接接触，和/或可以提供低密度液体与水之间的物理分离。所述分离器或屏障可以允许低密度液体置换水，同时例如防止或最小化水与低密度液体之间的直接接触。“6”可以包括第三贮存器，在本图中，所述第三贮存器包括用于所置换出的水的储存部，并且可以定位于陆地上。“1”可以包括第一贮存器，所述第一贮存器可以包括用于低密度液体的储存部，并且可以定位于比第二贮存器更高的海拔。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)并将水从第二贮存器通过管道(“7”)置换到第三贮存器(“6”)来储存电力。可以通过允许第二贮存器中的低密度液体被来自第三贮存器的水置换来产生电力或使电力释能，其中来自第三贮存器的水通过管道(“3”)置换来自第二贮存器的低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力，并进入第一贮存器。泵和发电机可以包括可以可逆地用作泵和发电机的相同单元，所述单元可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图55：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(第二贮存器)以将所述第二贮存器内的水置换到单独的水贮存器(第三贮存器)中来储存电力。第三贮存器可以包括位于比第二贮存器更高海拔的储罐和/或位于比第二贮存器更低海拔的储罐和/或与浸没储罐的水机械隔离的刚性储罐和/或位于水体的表面上或上方的储罐和/或定位于陆地上的储罐。本图示出了处于储存电力或充能状态的本实施例，其中电力可以通过为泵提供动力以将低密度液体从第一贮存器转移到第二贮存器、置换第二贮存器中的水来储存。“2”可以包括水下第二贮存器，所述水下第二贮存器可以包括水下储罐内的低密度液体和水。在第二贮存器中，低密度液体可以通过物理屏障或分离器(“S”)与水物理分离。物理屏障或分离器可以使低密度液体能够与水交换压力，同时确保水和低密度液体物理分离或不直接接触。物理屏障或分离器可以是刚性的、柔性的或其组合。物理屏障或分离器可以是可移除的或可替换的或可调节的或其组合，这可以促成操作、或维护、或效率、或系统寿命、或成本或其组合。所述分离器或屏障可以防止低密度液体与水之间的直接接触，和/或可以提供低密度液体与水之间的物理分离。所述分离器或屏障可以允许低密度液体置换水，同时例如防止或最小化水与低密度液体之间的直接接触。“6”可以包括第三贮存器，在本图中，所述第三贮存器包括用于所置换出的水的储存部，并且可以定位于陆地上。“1”可以包括第一贮存器，所述第一贮存器可以包括用于低密度液体的储存部，并且可以定位于比第二贮存器更高的海拔。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)并将水从第二贮存器通过管道(“7”)置换到第三贮存器(“6”)来储存电力。可以通过允许第二贮存器中的低密度液体被来自第三贮存器的水置换来产生电力或使电力释能，其中来自第三贮存器的水通过管道(“3”)置换来自第二贮存器的低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力，并进入第一贮存器。泵和发电机可以包括可以可逆地用作泵和发电机的相同单元，所述单元可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图56：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(第二贮存器)以将所述第二贮存器内的水置换到单独的水贮存器(第三贮存器)中来储存电力。第三贮存器可以包括位于比第二贮存器更高海拔的储罐和/或位于比第二贮存器更低海拔的储罐和/或与浸没储罐的水机械隔离的刚性储罐和/或位于水体的表面上或上方的储罐和/或定位于陆地上的储罐。本图示出了处于或接近完全充能的稳定状态的本实施例。“2”可以包括水下第二贮存器，所述水下第二贮存器可以包括水下储罐内的低密度液体和水。在第二贮存器中，低密度液体可以通过物理屏障或分离器(“S”)与水物理分离。物理屏障或分离器可以使低密度液体能够与水交换压力，同时确保水和低密度液体物理分离或不直接接触。物理屏障或分离器可以是刚性的、柔性的或其组合。物理屏障或分离器可以是可移除的或可替换的或可调节的或其组合，这可以促成操作、或维护、或效率、或系统寿命、或成本或其组合。所述分离器或屏障可以防止低密度液体与水之间的直接接触，和/或可以提供低密度液体与水之间的物理分离。所述分离器或屏障可以允许低密度液体置换水，同时例如防止或最小化水与低密度液体之间的直接接触。“6”可以包括第三贮存器，在本图中，所述第三贮存器包括用于所置换出的水的储存部，并且可以定位于陆地上。“1”可以包括第一贮存器，所述第一贮存器可以包括用于低密度液体的储存部，并且可以定位于比第二贮存器更高的海拔。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)并将水从第二贮存器通过管道(“7”)置换到第三贮存器(“6”)来储存电力。可以通过允许第二贮存器中的低密度液体被来自第三贮存器的水置换来产生电力或使电力释能，其中来自第三贮存器的水通过管道(“3”)置换来自第二贮存器的低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力，并进入第一贮存器。泵和发电机可以包括可以可逆地用作泵和发电机的相同单元，所述单元可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图57：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(第二贮存器)以将所述第二贮存器内的水置换到单独的水贮存器(第三贮存器)中来储存电力。第三贮存器可以包括位于比第二贮存器更高海拔的储罐和/或位于比第二贮存器更低海拔的储罐和/或与浸没储罐的水机械隔离的刚性储罐和/或位于水体的表面上或上方的储罐和/或定位于陆地上的储罐。本图示出了处于电力产生或释能状态的本实施例。可以通过允许低密度液体从第二贮存器通过管道置换到发电机中，产生电力，并置换到第一贮存器中来产生电力。可以允许第二贮存器中的低密度液体被水置换。所述允许可以涉及打开低密度液体管道中的阀(“5”)。“2”可以包括水下第二贮存器，所述水下第二贮存器可以包括水下储罐内的低密度液体和水。在第二贮存器中，低密度液体可以通过物理屏障或分离器(“S”)与水物理分离。物理屏障或分离器可以使低密度液体能够与水交换压力，同时确保水和低密度液体物理分离或不直接接触。物理屏障或分离器可以是刚性的、柔性的或其组合。物理屏障或分离器可以是可移除的或可替换的或可调节的或其组合，这可以促成操作、或维护、或效率、或系统寿命、或成本或其组合。所述分离器或屏障可以防止低密度液体与水之间的直接接触，和/或可以提供低密度液体与水之间的物理分离。所述分离器或屏障可以允许低密度液体置换水，同时例如防止或最小化水与低密度液体之间的直接接触。“6”可以包括第三贮存器，在本图中，所述第三贮存器包括用于所置换出的水的储存部，并且可以定位于陆地上。“1”可以包括第一贮存器，所述第一贮存器可以包括用于低密度液体的储存部，并且可以定位于比第二贮存器更高的海拔。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)并将水从第二贮存器通过管道(“7”)置换到第三贮存器(“6”)来储存电力。可以通过允许第二贮存器中的低密度液体被来自第三贮存器的水置换来产生电力或使电力释能，其中来自第三贮存器的水通过管道(“3”)置换来自第二贮存器的低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力，并进入第一贮存器。泵和发电机可以包括可以可逆地用作泵和发电机的相同单元，所述单元可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
图58：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(“2”)(第二贮存器)以将所述第二贮存器内的水置换到单独的水贮存器(“8”)(第三贮存器)中来储存电力。第二贮存器可以包括水下刚性储罐，所述水下刚性储罐可以含有低密度液体和水。在所述第二贮存器内，低密度液体可以储存在子贮存器或子储罐(“10”)中，所述子贮存器或子储罐可以包括可扩张或可收缩结构，如囊状储罐或活塞或其组合。所述子储罐可以用于防止第二贮存器中的低密度液体与水之间的直接接触。在内部子储罐缺漏或泄漏的情况下，泄漏的低密度液体可以保留在此刚性储罐或刚性容纳结构内，防止低密度液体暴露于周围环境。所述子储罐可以被视为物理屏障或分离器，并且可以是可移除的或可替换的或可调节的或其组合，这可以促成操作、或维护、或效率、或系统寿命、或成本或其组合。本图示出了处于接近完全释能状态的本实施例。可以使用管道连接到第二贮存器的第三贮存器可以包括附近的海水、或者与海洋处于压力平衡的水储罐、或者与附近的海洋机械隔离并且处于与附近的海洋的流体静压力相似的压力的刚性水储罐、或者在海洋表面上或附近的水储罐、或者陆地上的水储罐。如果第三贮存器与周围的海洋处于压力平衡和/或第三贮存器内的液体密度接近于海水的密度，则第三贮存器可以定位于相对于第二贮存器的任何海拔。例如，第三贮存器可以定位于与第二贮存器相同或相似的海拔处，如本图所示。例如，第三贮存器可以定位于比第二贮存器更深的深度或更低的海拔处。例如，第三贮存器可以定位于比第二贮存器更浅的深度或更高的海拔处。例如，第三贮存器可以定位于陆地上。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)并将水从第二贮存器通过管道(“7”)置换到第三贮存器(“6”)来储存电力。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)，具体地低密度液体第二贮存器子储罐(“10”)，并将水从第二贮存器通过管道(“9”)置换到第三贮存器(“8”)来储存电力。可以通过允许第二贮存器(具体地低密度液体第二贮存器子储罐(“10”))中的低密度液体被来自第三贮存器的水置换来产生电力或使电力释能，其中来自第三贮存器的水通过管道(“3”)置换来自第二贮存器的低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力，并进入第一贮存器(“1”)。泵和发电机可以包括可以可逆地用作泵和发电机的相同单元，所述单元可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
一种电力储存系统，其具有表面储罐(‘1’)、水下刚性储罐(‘2’)、被配置成储存低密度液体的囊状子储罐(‘10’)以及被配置成储存水的互连的外部囊状储罐(‘8’)。
本实施例处于几乎完全释能状态。
图59：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(“2”)(第二贮存器)以将所述第二贮存器内的水置换到单独的水贮存器(“8”)(第三贮存器)中来储存电力。第二贮存器可以包括水下刚性储罐，所述水下刚性储罐可以含有低密度液体和水。在所述第二贮存器内，低密度液体可以储存在子贮存器或子储罐(“10”)中，所述子贮存器或子储罐可以包括可扩张或可收缩结构，如囊状储罐或活塞或其组合。所述子储罐可以用于防止第二贮存器中的低密度液体与水之间的直接接触。在内部子储罐缺漏或泄漏的情况下，泄漏的低密度液体可以保留在此刚性储罐或刚性容纳结构内，防止低密度液体暴露于周围环境。所述子储罐可以被视为物理屏障或分离器，并且可以是可移除的或可替换的或可调节的或其组合，这可以促成操作、或维护、或效率、或系统寿命、或成本或其组合。本图示出了储存电力或‘充能’的本实施例，其中低密度液体从第一贮存器被泵送到第二贮存器，将水从第二贮存器置换到第三贮存器中。可以使用管道连接到第二贮存器的第三贮存器可以包括附近的海水、或者与海洋处于压力平衡的水储罐、或者与附近的海洋机械隔离并且处于与附近的海洋的流体静压力相似的压力的刚性水储罐、或者在海洋表面上或附近的水储罐、或者陆地上的水储罐。如果第三贮存器与周围的海洋处于压力平衡和/或第三贮存器内的液体密度接近于海水的密度，则第三贮存器可以定位于相对于第二贮存器的任何海拔。例如，第三贮存器可以定位于与第二贮存器相同或相似的海拔处，如本图所示。例如，第三贮存器可以定位于比第二贮存器更深的深度或更低的海拔处。例如，第三贮存器可以定位于比第二贮存器更浅的深度或更高的海拔处。例如，第三贮存器可以定位于陆地上。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)并将水从第二贮存器通过管道(“7”)置换到第三贮存器(“6”)来储存电力。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)，具体地低密度液体第二贮存器子储罐(“10”)，并将水从第二贮存器通过管道(“9”)置换到第三贮存器(“8”)来储存电力。可以通过允许第二贮存器(具体地低密度液体第二贮存器子储罐(“10”))中的低密度液体被来自第三贮存器的水置换来产生电力或使电力释能，其中来自第三贮存器的水通过管道(“3”)置换来自第二贮存器的低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力，并进入第一贮存器(“1”)。泵和发电机可以包括可以可逆地用作泵和发电机的相同单元，所述单元可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
本实施例储存电力(‘充能’)。将低密度液体通过管道(‘3’)从表面储罐(‘1’)泵送(‘4’)到水下刚性储罐(‘2’)，置换水下刚性储罐(‘2’)中的水。所置换出的水通过管道(‘9’)行进到外部囊状储罐(‘8’)中。
图60：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(“2”)(第二贮存器)以将所述第二贮存器内的水置换到单独的水贮存器(“8”)(第三贮存器)中来储存电力。第二贮存器可以包括水下刚性储罐，所述水下刚性储罐可以含有低密度液体和水。在所述第二贮存器内，低密度液体可以储存在子贮存器或子储罐(“10”)中，所述子贮存器或子储罐可以包括可扩张或可收缩结构，如囊状储罐或活塞或其组合。所述子储罐可以用于防止第二贮存器中的低密度液体与水之间的直接接触。在内部子储罐缺漏或泄漏的情况下，泄漏的低密度液体可以保留在此刚性储罐或刚性容纳结构内，防止低密度液体暴露于周围环境。所述子储罐可以被视为物理屏障或分离器，并且可以是可移除的或可替换的或可调节的或其组合，这可以促成操作、或维护、或效率、或系统寿命、或成本或其组合。本图示出了处于接近完全充能状态的本实施例。可以使用管道连接到第二贮存器的第三贮存器可以包括附近的海水、或者与海洋处于压力平衡的水储罐、或者与附近的海洋机械隔离并且处于与附近的海洋的流体静压力相似的压力的刚性水储罐、或者在海洋表面上或附近的水储罐、或者陆地上的水储罐。如果第三贮存器与周围的海洋处于压力平衡和/或第三贮存器内的液体密度接近于海水的密度，则第三贮存器可以定位于相对于第二贮存器的任何海拔。例如，第三贮存器可以定位于与第二贮存器相同或相似的海拔处，如本图所示。例如，第三贮存器可以定位于比第二贮存器更深的深度或更低的海拔处。例如，第三贮存器可以定位于比第二贮存器更浅的深度或更高的海拔处。例如，第三贮存器可以定位于陆地上。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)并将水从第二贮存器通过管道(“7”)置换到第三贮存器(“6”)来储存电力。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)，具体地低密度液体第二贮存器子储罐(“10”)，并将水从第二贮存器通过管道(“9”)置换到第三贮存器(“8”)来储存电力。可以通过允许第二贮存器(具体地低密度液体第二贮存器子储罐(“10”))中的低密度液体被来自第三贮存器的水置换来产生电力或使电力释能，其中来自第三贮存器的水通过管道(“3”)置换来自第二贮存器的低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力，并进入第一贮存器(“1”)。泵和发电机可以包括可以可逆地用作泵和发电机的相同单元，所述单元可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
本实施例处于接近完全充能状态。
图61：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到水下储罐(“2”)(第二贮存器)以将所述第二贮存器内的水置换到单独的水贮存器(“8”)(第三贮存器)中来储存电力。第二贮存器可以包括水下刚性储罐，所述水下刚性储罐可以含有低密度液体和水。在所述第二贮存器内，低密度液体可以储存在子贮存器或子储罐(“10”)中，所述子贮存器或子储罐可以包括可扩张或可收缩结构，如囊状储罐或活塞或其组合。所述子储罐可以用于防止第二贮存器中的低密度液体与水之间的直接接触。在内部子储罐缺漏或泄漏的情况下，泄漏的低密度液体可以保留在此刚性储罐或刚性容纳结构内，防止低密度液体暴露于周围环境。所述子储罐可以被视为物理屏障或分离器，并且可以是可移除的或可替换的或可调节的或其组合，这可以促成操作、或维护、或效率、或系统寿命、或成本或其组合。本图示出了产生电力或‘释能’的本实施例。例如，释能可以涉及允许第二贮存器中的低密度液体被第三贮存器中的水置换，并且其中所述低密度液体被置换到管道中、置换到发电机中，产生电力以及置换到第一贮存器中。可以使用管道连接到第二贮存器的第三贮存器可以包括附近的海水、或者与海洋处于压力平衡的水储罐、或者与附近的海洋机械隔离并且处于与附近的海洋的流体静压力相似的压力的刚性水储罐、或者在海洋表面上或附近的水储罐、或者陆地上的水储罐。如果第三贮存器与周围的海洋处于压力平衡和/或第三贮存器内的液体密度接近于海水的密度，则第三贮存器可以定位于相对于第二贮存器的任何海拔。例如，第三贮存器可以定位于与第二贮存器相同或相似的海拔处，如本图所示。例如，第三贮存器可以定位于比第二贮存器更深的深度或更低的海拔处。例如，第三贮存器可以定位于比第二贮存器更浅的深度或更高的海拔处。例如，第三贮存器可以定位于陆地上。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)并将水从第二贮存器通过管道(“7”)置换到第三贮存器(“6”)来储存电力。可以通过为泵(“4”)提供动力以将低密度液体通过管道(“3”)从第一贮存器泵送到第二贮存器(“2”)，具体地低密度液体第二贮存器子储罐(“10”)，并将水从第二贮存器通过管道(“9”)置换到第三贮存器(“8”)来储存电力。可以通过允许第二贮存器(具体地低密度液体第二贮存器子储罐(“10”))中的低密度液体被来自第三贮存器的水置换来产生电力或使电力释能，其中来自第三贮存器的水通过管道(“3”)置换来自第二贮存器的低密度液体，通过发电机(“4”)产生电力，并进入第一贮存器(“1”)。泵和发电机可以包括可以可逆地用作泵和发电机的相同单元，所述单元可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。第二贮存器内部的压力可以接近或约相当于第二贮存器的水下深度处的海洋的流体静压力。
本实施例产生电力(‘释能’)。允许外部囊状储罐(‘8’)中的水置换水下刚性储罐(‘2’)中的低密度液体。所置换的低密度液体通过管道(‘3’)，通过发电机(‘4’)，行进到表面储罐(‘1’)。
图62：本图可以包括与图58–61相似的实施例。本图可以示出接近完全释能状态的本实施例。本图可以采用包括附近海水或开阔海水的第三贮存器。第二贮存器内的子储罐(“10”)、第二贮存器和连接到第二贮存器的外部水管道(“11”)可以被配置成使得当低密度液体被泵送到“10”中时，从第二贮存器置换出的水以防止低密度液体在低密度液体释放或泄漏的情况下离开第二贮存器的方式离开第二贮存器。例如，所述配置可以包括管道和/或储罐设置，使得离开储罐的液体或材料的密度必须大于或等于或接近水的密度。例如，所述配置可以涉及外部水管道“11”，所述外部水管道具有面向海底或面向下的出口或外部出口，或者面向下的弯头。例如，所述配置可以涉及外部水管道“11”，所述外部水管道在水下储罐内具有向上弯曲和/或面向上和/或面向海面和/或背离海底的管道，和/或在水下储罐内具有面向上的开口。例如，所述配置可以涉及含有化学品或试剂或材料的外部水管道，当存在低密度液体或与低密度液体接触时，所述化学品或试剂或材料将膨胀或吸收低密度液体或与低密度液体反应，这可能发生在例如低密度液体从子储罐中泄漏或释放的情况下，这可能例如触发管道内阀的关闭或在低密度液体从子储罐泄漏或释放的情况下被动堵塞或关闭管道或其组合。“11”可以是可移除的或可替换的。第二贮存器内部子储罐、或外部水管道、或第三贮存器(如果包括储罐)或其组合可以是可移除的或可复制的。例如，在第二储存贮存器保持操作的同时，第二贮存器内部子储罐、或外部水管道、或第三贮存器(如果包括储罐)或其组合可以被移除的或替换。例如，在第二储存贮存器保持安装的同时，第二贮存器内部子储罐、或外部水管道、或第三贮存器(如果包括储罐)或其组合可以被移除或替换。例如，在一个或多个组件保持安装和/或操作的同时，第二贮存器内部子储罐、或外部水管道、或第三贮存器(如果包括储罐)或其组合可以被移除或替换或维护，所述组件可以包含一个或多个先前所描述的组件或本文所描述的本发明的其它部分或其组合。
一种电力储存系统，其具有表面储罐(‘1’)、水下刚性储罐(‘2’)以及被配置成储存低密度液体的囊状子储罐(‘10’)。水下刚性储罐(‘2’)通过管道(‘11’)与邻近的深海海水直接流体连通。
本实施例处于几乎完全释能状态。
图63：本图可以包括在图62的描述中描述的实施例。本图示出了处于‘充能’或储存能量或电力的状态的本实施例。充能可以涉及将低密度液体从第一贮存器泵送到第二贮存器，置换第二贮存器中的水。在所述置换期间，水可以离开第二贮存器，使得即使低密度液体从第二贮存器内的内部子储罐泄漏，低密度液体也可以保留在第二贮存器中。
本实施例储存电力(‘充能’)。将低密度液体通过管道(‘3’)从表面储罐(‘1’)泵送(‘4’)到水下刚性储罐(‘2’)，从水下刚性储罐(‘2’)中置换出海水。所置换出的海水通过管道(‘11’)行进到邻近水下刚性储罐(‘2’)的海洋中。
图64：本图可以包括在图62的描述中描述的实施例。本图示出了处于几乎完全充能状态的本实施例。
图65：本图可以包括在图62的描述中描述的实施例。本图示出了处于‘释能’或产生能量或产生电力的状态的本实施例。释能可以涉及允许低密度液体从第二贮存器置换到管道中，通过发电机，产生电力，并置换到第一贮存器中。所述置换可以涉及海水通过管道(“11”)进入到第二贮存器中。在所述置换期间，水可以离开第二贮存器，使得即使低密度液体从第二贮存器内的内部子储罐泄漏，低密度液体也可以保留在第二贮存器中。
本实施例产生电力(‘释能’)。通过管道(‘11’)与水下刚性储罐(‘2’)直接流体连通的水下储罐附近的海水被允许置换水下刚性储罐(‘2’)中的低密度液体。所置换的低密度液体通过管道(‘3’)，通过发电机(‘4’)，行进到表面储罐(‘1’)。
图66：一种能量储存实施例，其具有第二贮存器和/或第三贮存器，所述第二贮存器和/或第三贮存器具有容纳封盖或容纳屏障(“CB”或“CCB”)。所述CB可以包括定位于系统的一个或多个组件之上或上方的封盖。所述CB可以包括定位于系统的组件之上或上方的可以容纳或含有低密度液体的封盖。在低密度液体从第二贮存器中溢出的情况下，低密度液体可以由于例如其密度比水低而向上漂浮，并且可以被CB捕获。
图67：一种能量储存实施例，其具有第二贮存器和/或第三贮存器，所述第二贮存器和/或第三贮存器具有容纳封盖或容纳屏障(“CB”或“CCB”)。所述CB可以包括定位于系统的一个或多个组件之上或上方的封盖。所述CB可以包括定位于系统的组件之上或上方的可以容纳或含有低密度液体的封盖。在低密度液体从第二贮存器中溢出的情况下，低密度液体可以由于例如其密度比水低而向上漂浮，并且可以被CB捕获。
图68：一种能量储存实施例，其具有第二贮存器和/或第三贮存器，所述第二贮存器和/或第三贮存器具有容纳封盖或容纳屏障(“CB”或“CCB”)。所述CB可以包括定位于系统的一个或多个组件之上或上方的封盖。所述CB可以包括定位于系统的组件之上或上方的可以容纳或含有低密度液体的封盖。在低密度液体从第二贮存器中溢出的情况下，低密度液体可以由于例如其密度比水低而向上漂浮，并且可以被CB捕获。
图69：一种能量储存实施例，其具有第二贮存器和/或第三贮存器，所述第二贮存器和/或第三贮存器具有容纳封盖或容纳屏障(“CB”或“CCB”)。所述CB可以包括定位于系统的一个或多个组件之上或上方的封盖。所述CB可以包括定位于系统的组件之上或上方的可以容纳或含有低密度液体的封盖。在低密度液体从第二贮存器中溢出的情况下，低密度液体可以由于例如其密度比水低而向上漂浮，并且可以被CB捕获。在本图中，“S”可以包括分离器或屏障，其可以防止或最小化第二贮存器内的低密度液体与水之间的物理或直接接触。
图70：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到第二贮存器(“2”)内的子储罐(“5”)中以置换所述第二贮存器内的水来储存电力。第二贮存器可以包括刚性储罐或刚性容纳结构，所述刚性储罐或刚性容纳结构可以围绕或含有被配置成储存低密度液体的子储罐(“5”)。所述子储罐可以包括可扩张或可塌缩储罐。所述子储罐可以位于水端口或孔或管道或出口或其组合的上方，以例如在低密度液体泄漏或意外释放的情况下确保低密度液体保留在第二贮存器中。所述水端口或孔或管道或出口或其组合可以用于在电力“储存”期间使所置换出的水离开第二贮存器；和/或使水能够进入第二贮存器以在释能或产生电力期间置换低密度液体。子储罐可以包括膜或膜状结构。刚性储罐或刚性容纳结构可以围绕子储罐和/或覆盖子储罐的顶部部分。刚性储罐或刚性容纳结构的示例特性可以包括控制水或其它液体或物质从第二贮存器进入或离开的能力，这可以包含但不限于打开或关闭阀或端口的能力，所述阀或端口可以允许或禁止水或其它液体或其它物质流入和/或流出第二贮存器。本图示出了本实施例的‘充能’。所述充能可以涉及将低密度液体从第一贮存器泵送到第二贮存器，用低密度液体从第二贮存器中置换出水。
图71：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到第二贮存器(“2”)内的子储罐(“5”)中以置换所述第二贮存器内的水来储存电力。第二贮存器可以包括刚性储罐或刚性容纳结构，所述刚性储罐或刚性容纳结构可以围绕或含有被配置成储存低密度液体的子储罐(“5”)。所述子储罐可以包括可扩张或可塌缩储罐。所述子储罐可以位于水端口或孔或管道或出口或其组合的上方，以例如在低密度液体泄漏或意外释放的情况下确保低密度液体保留在第二贮存器中。所述水端口或孔或管道或出口或其组合可以用于在电力“储存”期间使所置换出的水离开第二贮存器；和/或使水能够进入第二贮存器以在释能或产生电力期间置换低密度液体。刚性储罐或刚性容纳结构可以围绕子储罐和/或覆盖子储罐的顶部部分。刚性储罐或刚性容纳结构的示例特性可以包括控制水或其它液体或物质从第二贮存器进入或离开的能力，这可以包含但不限于打开或关闭阀或端口的能力，所述阀或端口可以允许或禁止水或其它液体或其它物质流入和/或流出第二贮存器。本图示出了处于几乎完全充能状态的本实施例。
图72：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到第二贮存器(“2”)内的子储罐(“5”)中以置换所述第二贮存器内的水来储存电力。第二贮存器可以包括刚性储罐或刚性容纳结构，所述刚性储罐或刚性容纳结构可以围绕或含有被配置成储存低密度液体的子储罐(“5”)。所述子储罐可以包括可扩张或可塌缩储罐。所述子储罐可以位于水端口或孔或管道或出口或其组合的上方，以例如在低密度液体泄漏或意外释放的情况下确保低密度液体保留在第二贮存器中。所述水端口或孔或管道或出口或其组合可以用于在电力“储存”期间使所置换出的水离开第二贮存器；和/或使水能够进入第二贮存器以在释能或产生电力期间置换低密度液体。刚性储罐或刚性容纳结构可以围绕子储罐和/或覆盖子储罐的顶部部分。刚性储罐或刚性容纳结构的示例特性可以包括控制水或其它液体或物质从第二贮存器进入或离开的能力，这可以包含但不限于打开或关闭阀或端口的能力，所述阀或端口可以允许或禁止水或其它液体或其它物质流入和/或流出第二贮存器。本图示出了释能或产生电力的本实施例。释能或产生电力可以涉及将来自第二贮存器的低密度液体置换到管道中，通过发电机产生电力，并置换到第一贮存器。可以通过打开泵或发电机附近或内部的阀或第二贮存器储罐附近或内部的阀或其组合来允许低密度液体从第二贮存器中置换出。第二贮存器中的低密度液体的置换可以包括水进入第二贮存器并置换第二贮存器中的低密度液体。
图73：一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到第二贮存器(“2”)内的子储罐(“5”)中以置换所述第二贮存器内的水来储存电力。第二贮存器可以包括刚性储罐或刚性容纳结构，所述刚性储罐或刚性容纳结构可以围绕或含有被配置成储存低密度液体的子储罐(“5”)。所述子储罐可以包括可扩张或可塌缩储罐。所述子储罐可以位于水端口或孔或管道或出口或其组合的上方，以例如在低密度液体泄漏或意外释放的情况下确保低密度液体保留在第二贮存器中。所述水端口或孔或管道或出口或其组合可以用于在电力“储存”期间使所置换出的水离开第二贮存器；和/或使水能够进入第二贮存器以在释能或产生电力期间置换低密度液体。刚性储罐或刚性容纳结构可以围绕子储罐和/或覆盖子储罐的顶部部分。刚性储罐或刚性容纳结构的示例特性可以包括控制水或其它液体或物质从第二贮存器进入或离开的能力，这可以包含但不限于打开或关闭阀或端口的能力，所述阀或端口可以允许或禁止水或其它液体或其它物质流入和/或流出第二贮存器。本图示出了处于几乎完全释能状态的本实施例。
图74：本图示出了充能或储存电力的本实施例。本图示出了一实施例，在所述实施例中，第一贮存器(“1”)和/或泵(“4”)和/或发电机(“4”)定位于水下比第二贮存器更高的海拔或更小的水深处。第一贮存器可以包括刚性储罐或囊状储罐。在本图中，第一贮存器示出为刚性储罐。在本图所示的本实施例中，海底动力电缆(“15”)将泵和/或发电机(“4”)连接到电源、和/或电力需求源、和/或电网。电源和/或电力需求源和/或电网可以包含传输基础设施，在本图中可以由“13”和“14”表示，并且可以定位于陆地上或水下。海底动力电缆可以将本能量储存系统与海上电源互连，如例如，包含但不限于以下中一个或多个或组合：海上风力、海上太阳能和海上钻机、海上发电或其它动力源。海底动力电缆可以将本能量储存系统与海上需求源互连，海上需求源如例如包含但不限于海上管路、海上传输站、海上压缩站、海上钻井、加热流线、海上石油钻机、海上生产系统、氢生产、氨生产、CO2转化、气体加工设施和/或其它能量消耗源。海底动力电缆可以将本能量储存系统与岸上能量需求源和岸上动力生产源互连，所述岸上能量需求源和岸上动力生产源可以包含但不限于以下中的一个或多个或组合：工业电力需求、商业电力需求、住宅电力需求、运输电力需求、可再生动力源、住宅动力源、电网负载平衡、电网服务、岸上太阳能发电厂、岸上风力、岸上水能、岸上燃烧动力产生、制氢、储存过剩的可再生电力、在高峰需求期间或当间歇性可再生能源动力产生不足时使电力释能。本图可以示出一种能量储存系统，其通过将低密度液体泵送到第二贮存器(“2”)内的子储罐(“5”)中以置换所述第二贮存器内的水来储存电力。
本实施例利用了海上技术的技术限制的多个方面，以及许多海上区域的地理环境。
●世界上大部分地区的近海海底相对较浅，在海岸的10英里、或20英里、或30英里、或40英里、或50英里、或60英里、或70英里、或80英里、或90英里、或100英里或其组合内。相对较浅的水深可以包括深度小于1,000米、或900米、或800米、或700米、或600米、或500米、或400米、或300米、或200米、或100米或其组合的水深。此外，在大多数地理环境中，所述相对较浅的水最终到达陡峭的岩架或大陆架，其下降到1,500米、或2,000米、或2,500米、或3,000米或甚至更大深度的水深。本实施例将第一贮存器和/或泵和发电机放置在所述岩架或大陆架附近，这可以最小化从第一贮存器到第二贮存器的管路长度。最小化管路的长度可提高往返能量效率并降低资本成本。
●在本实施例中，泵和/或发电机可以通过海底动力电缆与动力源或动力需求或电网或其组合互连。海底动力电缆在相对较浅和/或相对平坦的海底地形上安装最便宜和/或最简单。本发明的海底电缆可以安装在相对较浅和/或相对平坦的海底地形上。
●现代海上风力发电场需要相对较浅的水深，通常水深小于1,000米，以实现经济可行性。本实施例使得本发明能够通过定位于相对靠近对于海上风电场来说理想的浅水处而与当今的海上风电场相集成。此外，通过能够与海上风力或海上太阳能或海上钻机或其组合共同定位，本发明可以与预先存在或预先规划的海底动力电缆或动力传输基础设施集成。可替代地或另外地，通过能够与海上风力或海上太阳能或海上钻机或其它海上技术共同定位，本发明可以提高所述技术和其它技术的经济性，促进海底动力基础设施和/或本发明的构建。例如，弗吉尼亚、北卡罗来纳、特拉华和马里兰(所有拟建海上风电场的定位)的近海都有浅水区和附近陡峭的岩架和/或大陆架。
●由于第一贮存器和/或发电机定位于“海上”，本实施例中唯一的“岸上穿越基础设施”可以是海底动力电缆以及相关的传输互连和基础设施。本实施例的最小“岸上穿越”和“岸上”基础设施可以减少所需的许可和/或批准和/或时间表和/或管理机构。另外地，岸上缺少储罐或发电机可以使得本实施例能够占据更少的岸上土地和/或可以使得本实施例能够在视觉上不太明显和/或使本实施例在视觉上更具吸引力。
●在本实施例中，第一贮存器和/或泵和/或发电机可以定位于足够深的水深，以最小程度地暴露于海浪和/或海洋天气。在本实施例中，第一贮存器和/或泵和/或发电机可以定位于足够浅的水深，以使得第一贮存器与第二贮存器之间能够有显著的海拔差。例如，显著的海拔差可以包括大于或等于500米、或1,000米、或1,500米、或2,000米的海拔或深度差。在本实施例中，有利的是，第一贮存器和/或泵和/或发电机可以定位于足够浅的水深，以使得专业潜水员和/或专业潜水船能够接近或方便地接近，用于监测和/或维护。
●本实施例实际上拥有无限的陆地面积和/或地理面积用于能量储存。具有合适地理环境的海底的量大大超过使用本实施例的多小时、多天或甚至多月电力储存所需的海底陆地面积。
图75：本图包括与图74相同的实施例。本图示出了处于几乎完全充能状态的本实施例。
图76：本图包括与图74相同的实施例。本图示出了释能或产生电力的本实施例。
图77：本图包括与图74相同的实施例。本图示出了处于几乎完全释能状态的本实施例。
图78：本图示出了充能或储存电力的本实施例。本图示出了一实施例，在所述实施例中，第一贮存器(“1”)和/或泵(“4”)和/或发电机(“4”)定位于浮式容器(“16”)中。所述浮式容器可以包括运载器、或改装成能够比传统运载器具有更大卸载或装载流速的运载器、或特别设计的运载器或其组合。所述运载器可以包括船，如例如LPG运载器。所述浮式容器可以使用一个或多个浮标或通过一个或多个浮标促进与海底动力电缆和/或海底低密度液体管路互连。例如，本图可以将低密度液体管路互连浮标示出为“L”，并且将海底电缆电力互连浮标示出为“X”。可以使用一个或多个或多个海底管路、浮式容器、浮标、海底储罐或海底储罐或其组合。
浮式容器可以是可连接的或可拆离的，或两者。浮式容器可以是彼此可连接的或可拆离的。浮式容器可以与浮式浮标是可连接的或与浮式浮标是可拆离的。例如，当需要更多或更少的能量储存或动力容量或两者时，可以添加或移除(连接或断开连接)所述浮式容器。浮式容器可以在一个或多个设施或项目之间转移，以例如优化所需的资源。例如，在一些地区，在某些时间段或季节期间可能需要较大的电力储存或动力容量，和/或在某些其它时间段或季节期间可能需要较小的电力储存或动力容量。在需求较大的时间段期间，浮式容器可以被转移和添加到一些区域。在需求较小的时间段期间，浮式容器可以断开连接和/或转移走。根据需要，浮式容器可以从需求较小的区域转移到需求较大的区域。例如，可以建立期货市场或现货市场或两者来租赁浮式容器。当能量储存需求较低时，浮式容器可以用作LPG运载器或其它形式的运载器。在一些情况下，可能期望浮式容器和/或低密度液体和/或一部分低密度液体中的一个或多个由项目经营者或所有者租赁，而不是例如完全拥有。
浮式容器可以会断开连接，以避免恶劣天气，如飓风。浮式容器可以因维护而断开连接。浮式容器可能会随时间推移而更新或替换。例如，新的技术进步或应用需求或性能需求可以被集成到浮式容器中，作为改型或新的浮式容器可以被构建或两者。由于需求的变化，浮式容器可以断开连接或连接上。
浮式容器可以以多种形式存在。例如，浮式容器可以包括低密度液体储存单元。例如，浮式容器可以包括低密度液体储存单元和泵和/或发电机。例如，浮式容器可以包括泵和/或发电机。多种形式的浮式容器可以根据需要组合或集成。浮式容器可以不同地改变或交换或集成，或者拥有更新的配置或其组合，这可以响应于例如来自一个或多个应用的变化的需求而简单地进行。
浮式容器连接浮标可以含有锚连接件或相似装置，以使得浮式容器能够保持在大致位置，而不需要或最少需要动态定位系统。
使用浮式容器可以实现实际上无限的能量储存能力。例如，浮式容器可以互连以增加能量储存容量或动力容量或两者。本实施例可以受益于当前构建和运输用于LPG和其它碳氢化合物的大型浮式运载器的全球能力和/或当前用于例如运输碳氢化合物或海上浮式储存或两者的浮式运载器的可用性。
第一贮存器和/或泵和/或发电机使用浮式容器可以使所需的许可和/或批准最小化，这是由于例如预先存在对运载器的许可。
浮式容器可以通过转台和旋转栈连接到浮标，所述转台和旋转栈可以定位于浮式容器上。转台和旋转栈可以允许船只旋转以迎风或以其它方式移动，同时通过低密度液体管路和/或海底电缆互连。
图79：本图包括图78中的实施例。本图示出了处于几乎完全充能状态的本实施例。
图80：本图包括图78中的实施例。本图示出了释能或产生电力的本实施例。
图81：本图包括图78中的实施例。本图示出了处于几乎完全释能状态的本实施例。
图82：本图示出了一实施例，在所述实施例中，第一贮存器(“1”)和/或泵(“4”)和/或发电机(“4”)定位于浮式容器(“16”)中。本图示出了一实施例，在所述实施例中，浮式容器能够通过组合浮标(“LX”)连接到海底低密度液体管路(“3”)和海底电缆(“15”)。所述组合浮标可以能够连接到浮式容器和/或与浮式容器断开连接。所述组合浮标可以简化浮式容器与组合浮标之间的连接和/或断开连接过程。在本图中，组合浮标可以示出为与浮式运载器断开连接。
图83：本图可以包括与图82相同的实施例。在本图中，组合浮标可以示出连接到浮式运载器。
图84：一种电力储存系统，其具有表面低密度液体储罐(‘1’)、水下刚性储罐(‘2’)、被配置成储存低密度液体的囊状子储罐(‘10’)以及地表水储罐(‘6’)。
本实施例处于几乎完全释能状态。
图85：本实施例包括图84中的实施例。
本实施例储存电力(‘充能’)。将低密度液体通过管道(‘3’)从表面低密度液体储罐(‘1’)泵送(‘4’)到水下刚性储罐(‘2’)，从水下刚性储罐(‘2’)中置换出水。所置换出的水通过管道(‘7’)行进到地表水储罐(‘6’)中。
图86：本实施例包括图84中的实施例。本实施例处于几乎完全释能状态。
图87：本实施例包括图84中的实施例。
一种产生电力(‘释能’)的电力储存系统。地表水储罐(‘6’)中的水通过管道(‘7’)转移到水下刚性储罐(‘2’)中，在所述水下刚性储罐中，允许置换水下刚性储罐(‘2’)中的低密度液体。所置换的低密度液体通过管道(‘3’)，通过发电机(‘4’)，行进到表面储罐(‘1’)。
附图标记
请注意：附图或图不是按比例绘制的。
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另外的说明
高蒸气压低密度液体和/或水下第一贮存器
将第一贮存器放置于水下可能有一些重要的优势。例如，通过将第一贮存器放置于水下，具有高蒸气压的低密度液体可以用作低密度液体工作流体。所述系统可以被设计成使得水下第一贮存器定位于水的流体静压力接近海水温度下低密度液体的蒸气压的水深处。通过将储罐放置在水下第一贮存器内部的蒸气压类似于第一贮存器周围的水的压力的水深处，安装的储罐可以需要较小的压力差阻力，并且可以具有相对较薄的壁，或者可以比在水面上储存相同液体的储罐成本更低。此外，有利地，取决于气候和定位，海洋下方的水的温度可以相对一致，这使得能够更简单地预测低密度液体蒸气压和/或设计储罐压力要求和/或设计水深。此外，有利地，海洋下方的水的温度可以相对稳定地低于某一温度范围，这使得能够更简单地预测低密度液体蒸气压和/或设计储罐压力要求和/或设计水深。
作为实例，液态乙烷的蒸气压在280°K时为2807kPa并且在300°K时为4357kPa，这分别相当于约286米水深和445米水深的水的流体静压力。第一贮存器和/或泵和/或发电机可以放置在例如深度大于150米深且深度小于500米深的水深处。乙烷在其临界点305.322°K以下保持液相，而不是超临界相。有利地，即使在赤道地区，大于150米水深的海水的温度通常始终低于300°K，这可以确保乙烷保持在液相而不是超临界相。在其液相时，乙烷在300°K时的密度为304kg/m3，并且在280°K时的密度为383kg/m3。本实施例可以被配置成类似于图74的配置。可替代地或另外地，除了‘1’、‘6’和/或‘4’定位于水下之外，本实施例可以被配置成类似于图55，尽管仍然处于比‘2’更高的海拔处。可替代地或另外地，本实施例可以被配置成类似于本文的其它附图，尽管在附图中第一贮存器、第三贮存器、泵/发电机或其组合可以被放置在海洋之下，其中所述第一贮存器、第三贮存器、泵/发电机或其组合可以被示出在海洋上方或邻近海洋的陆地上。有利地，液态乙烷可能比其它低密度液体选项更丰富和/或更便宜。有利地，液态乙烷可能具有比其它低密度液体选项更低密度的液体。
液体-液体置换
本实施例涉及采用低密度液体和高密度液体的能量储存装置。通过用低密度液体置换高密度液体来储存电力，并且通过允许高密度液体置换低密度液体来产生电力。在本实施例中，所述置换发生在被配置成存储存低密度液体和高密度液体两者的水下储存贮存器中。示例高密度液体可以包含但不限于水。示例低密度液体可以包含但不限于丙烷、丁烷、乙烷或LPG。在一些实施例中，水下储存贮存器可以包括刚性储存储罐。在一些实施例中，低密度液体包括在用于产生电力的泵和发电机中采用的液压流体。
在一些实施例中的水下储存贮存器中，低密度液体漂浮在高密度液体上方。低密度液体可以包括在泵或发电机中采用的液压流体或工作流体。允许低密度液体漂浮在水下储存贮存器内的高密度液体上方或定位于高密度液体上方有多种益处。所述益处可以包含但不限于以下：
●通过允许低密度液体漂浮在高密度液体上方，本发明可以采用刚性水下储罐。刚性水下储罐或刚性水下结构可以用于容纳或储存低密度液体的至少一部分。刚性水下储罐可以具有许多优点，所述优点包含但不限于更长的使用寿命、更低的泄漏或破裂风险以及对恶劣天气的弹性。
●在水下储存区域发生灾难性故障或泄漏或破裂的情况下，可能会发生以下有益后果中的一种或多种或多种或其组合：
○能量储存系统可以继续保持运行
○低密度液体可以通过允许电力储存系统产生电力或通过允许低密度液体从水下贮存器转移到地表附近的贮存器来‘释能’而被安全地移除和/或可回收。
○低密度液体可以保留在水下储存区域内
○低密度液体可以泄漏或逸出水下储存区域
●低密度液体可以包含在水下储存储罐的刚性区域内，这可以具有更持久或更安全的储存特性。
●低密度液体和水可以直接彼此置换，同时被物理分离
●本实施例可以采用基于密度的方法来进行被动风险缓解、误差校正和应急响应，所述方法可以包含但不限于以下：
○例如，本实施例可以采用密度大于低密度液体且小于水的浮动塞。当第二贮存器中的水位高于预定水平时，所述塞可以阻止液体流入到低密度液体管道中。所述塞可以防止水进入低密度液体管道。所述塞可以用于确保在水下储存贮存器中存在预定最小体积的低密度液体。
○如果屏障或分离器在充能内或
○充能期间破裂，低密度液体向下置换水，并通过水下储罐中的底部端口从水下储罐中置换出。
在一些实施例中，通过物理分离可以防止低密度液体与高密度液体直接接触。
●所述物理分离可以包括密度大于低密度液体且小于高密度液体，同时不溶于低密度液体和高密度液体的液体。
●所述物理分离可以包括固体。
●所述物理分离可以包括密度大于低密度液体且小于高密度液体的屏障。
●所述物理分离可以包括不可渗透的材料，如合成纤维或内衬。
●所述物理分离可以用于防止水合物的形成。
●所述物理分离可以定位于低密度液体之下和水下储存贮存器内或刚性水下储存储罐内的水的上方。
●所述物理分离可以定位于水下储存贮存器内。
●所述物理分离可以存在于包括刚性构造的储罐内，所述储罐可以包括水下储存贮存器。
容纳封盖或屏障或边界(“CB”或“CCB”)
本发明可以涉及在水下储存贮存器之上的容纳封盖或边界或屏障(CB或CBB)。在低密度液体泄漏或意外释放的情况下，CB可以捕获低密度液体。CB可以定位于水下储存贮存器之上或上方。CB可以包括内衬或织物或固体或薄片或其组合。CB可以被配置成将低密度液体(如果被捕获的话)汇集到CB的特定区域，以例如促进LDL的回收。在LDL意外释放或泄漏的情况下，LDL或LDL水合物或LDL成分可以上升到水下贮存器上方，并且可以被CB捕获或漂浮到CB中。CB可以漂浮在水下贮存器上方，并且可以锚定到海洋底部。CB的密度可以比海水小，这可以促进漂浮。可替代地或另外地，由于附接到CB的浮体，CB本身可以是悬浮的或漂浮的。在一些实施例中，CB可以覆盖或位于大于或等于水下贮存器和/或水下阀或连接件的表面区域的表面区域上方。在一些实施例中，CB可以仅覆盖水下贮存器的某些区段或在水下贮存器的某些区段上方，例如，仅覆盖连接件或端口上方的表面区域。可以存在多于一个CB。例如，在某些连接点或端口上方可以存在CB。在一些实施例中，可以存在多余的CB。例如，CB可以覆盖特定的端口，而另一个CB可以覆盖所述端口和/或水下贮存器的整个区段。
CB可以包括与水和/或LDL相容的材料。CB可以包括排斥水和LDL两者的材料。CB可以包括吸收LDL的疏水材料。
CB可以包含传感器或系统或机制，用于确定是否存在LDL泄漏或LDL是否已被CB捕获。例如，所述传感器可以涉及测量作用在CB上的浮力。如果LDL被释放并漂浮到CB中，作用在CB上的浮力将增加，这可以通过一个或多个传感器来测量。例如，传感器或指示器可以涉及吸收LDL的疏水材料。如果LDL接触所述疏水材料，LDL可以被吸收，这可以触发传感器和/或提供LDL泄漏或意外释放发生的指示器。例如，传感器可以涉及光谱学，其可以提供对除了海水之外的新液体如LDL的存在的指示。例如，传感器可以涉及浮体，所述浮体的密度比水小且密度比LDL大。如果LDL大量泄漏并收集在CB中，浮体可能开始沉入可以形成的LDL层内。传感器的其它机制可以包含但不限于电导率、光谱学、光谱、可见颜色、吸光度、粘度、pH、溶解、极性、介电常数或其组合。
可以采用一种系统来通知系统操作员LDL释放的发生。可以采用被动和/或主动系统来补救问题或关闭系统或经历预定义的程序或经历新的程序或其组合，自动地或半自动地或在人类系统操作员的存在下，或其组合。
具有互连的水贮存器的刚性储罐
示例实施例或配置可以包括内部具有用于储存LDL的囊状储罐的刚性储罐。未被LDL囊状储罐占据的剩余储存容积可以被水占据。水可以与周围或邻近的海洋互连，或者包括周围或邻近的海洋。水可以包括来自与水贮存器互连的水。所述水贮存器可以包括地表水贮存器或水下贮存器。水下水贮存器可以包括通过管道与刚性储罐互连的含有水的储罐。水贮存器可以具有与海洋的流体静压力相似的压力或平衡压力。
以下是示例实施例的一些特性和属性：
●刚性储罐中的LDL端口和/或刚性储罐内的LDL囊可以定位于刚性储罐的顶部不负和/或远离水端口。
●水端口可以定位于底部或刚性储罐的底部和/或远离LDL和/或LDL端口。
●如果期望的话，水贮存器可以包含淡水或去离子水。淡水或去离子水可以有利于防止水下刚性储罐内部的腐蚀。
●在一个或所有可扩张/囊状容纳装置破裂或爆裂的情况下，LDL将保留在刚性储罐中。LDL可以通过LDL端口被安全地移除，这可以涉及与本发明中通常用于释能/产生电力的相同程序。
●因为LDL端口靠近刚性储罐的顶部和/或LDL储存在储罐的顶部附近，所以LDL可以上升到刚性储罐的顶部，这可以防止LDL泄漏和/或逸出到周围的水体中，或者确保LDL包含在系统内，或者确保LDL可以被系统回收。
●如果LDL与水下刚性储罐内部的水混合，可能会形成LDL水合物，所述水合物的密度可以比LDL大得多。如果水下储罐充满LDL，则水下贮存器可以被设计成确保刚性储罐水端口被LDL水合物堵塞，以防止LDL从水端口逸出。所述设计可以包含但不限于在端口中的过滤器或筛网，所述过滤器或筛网可以在LDL水合物形成的情况下有意堵塞或收集固体。
●如果LDL水合物形成，LDL水合物可以沉入到储罐底部或在水与LDL之间的界面中漂浮。
●在发生泄漏或破裂或检测到水合物形成的情况下，一个或多个阀可以关闭。例如，水管道或端口可以具有关闭的阀。类似地，LDL端口或管道可以具有关闭的阀。
●本实施例具有多个冗余。本实施例可以使得LDL能够保持包含在刚性结构或刚性储罐内，这可以确保LDL不会逸出到周围的海洋中和/或可以确保LDL是可回收的或可利用的和/或过程是可操作的，即使在一个或多个囊状物或屏障失效或爆裂或破裂的情况下。另外地，本实施例可以使得刚性储罐的内部与比海水腐蚀性更小的水接触。
浮式囊状储罐：
本发明可以涉及一种重力能量储存系统，所述重力能量储存系统涉及用低密度液体置换水，其中水下储存储罐漂浮在海底上方。浮式水下储存储罐可以是有浮力的，因为浮式水下储存部具有比周围海水更低的密度或更低的平均密度。
示例的示例性实施例：
具有低密度液体的贮存器——在低密度液体与水之间具有物理屏障或分离的水示例性实施例：
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成定位于较高海拔处并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于较低海拔处并且被配置成储存水和密度比水低的流体；
第三储存贮存器，所述第三储存贮存器被配置成储存水；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器、所述第二贮存器和所述第三贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来将所述第二储存贮存器内部的水置换到所述第三贮存器中而储存电力；并且
通过允许所述第三贮存器中的水将所述第二储存贮存器中的低密度流体置换到所述第一储存贮存器来产生电力或使电力释能。
示例性实施例：
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器被配置成储存水和低密度液体。
示例性实施例：
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器是被配置成储存水和低密度液体的刚性储罐。
示例的示例性实施例
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存低密度液体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的所述低密度液体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度液体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器被配置成储存水和低密度液体，并且其中所述低密度液体的密度低于液态水的密度。
示例的示例性子实施例
2.根据示例性实施例1所述的系统，其中所述第二储存贮存器包括刚性储罐。
3.根据示例性实施例1所述的系统，其中所述低密度液体定位于所述第二贮存器内部的水上方。
4.根据示例性实施例1所述的系统，其中所述低密度液体漂浮于所述第二贮存器内部的水上方。
5.根据示例性实施例1所述的系统，其中所述系统进一步包括所述泵中的液压流体，并且其中所述液压流体与所述低密度液体相同。
6.根据示例性实施例1所述的系统，其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器通过管道操作性地连接。
7.根据示例性实施例6所述的系统，其中使用所述管道在所述第一贮存器与所述第二贮存器之间转移所述低密度液体。
8.根据示例性实施例1所述的系统，其进一步包括所述第二贮存器内的物理屏障，用于分离所述第二贮存器中的所述低密度液体和水。
9.根据示例性实施例8所述的系统，其中所述第二贮存器被配置成在所述物理屏障损坏的情况下防止所述低密度液体泄漏。
10.根据示例性实施例8所述的系统，其中所述物理屏障包括一种材料，所述材料在大于3℃且小于50℃的温度下在相同流体静压力下的平均密度小于液态水并且大于所述低密度液体。
11.根据示例性实施例8所述的系统，其中所述物理屏障的至少一部分定位于水上方，并且所述物理屏障的至少一部分定位于所述低密度液体之下。
12.根据示例性实施例8所述的系统，其中所述物理屏障包括液体。
13.根据示例性实施例8所述的系统，其中所述物理屏障包括固体。
14.根据示例性实施例8所述的系统，其中所述物理屏障被配置成防止(1)所述低密度液体在水中的大量溶解，(2)水在所述低密度液体中的大量溶解，(3)大量低密度液体-水水合物的形成，或其组合。
15.根据示例性实施例1所述的系统，其进一步包括位于所述第二贮存器的至少一部分上方的屏障。
16.根据示例性实施例15所述的系统，其中所述屏障被配置成在所述第二贮存器缺漏的情况下含有低密度液体、低密度液体-水组合物或其组合。
17.根据示例性实施例15所述的系统，其中所述屏障包括用于检测低密度液体的仪器。
18.根据示例性实施例15所述的系统，其中所述屏障被配置成汇集低密度液体以促进回收。
19.根据示例性实施例15所述的系统，其中所述屏障悬浮于所述第二贮存器的至少一部分上方。
20.根据示例性实施例19所述的系统，其中所述屏障由连接到系泊处、锚、海底或其组合的系绳悬挂。
21.根据示例性实施例15所述的系统，其中所述屏障是有浮力的，连接到有浮力的浮体，或者其组合。
22.根据示例性实施例1所述的系统，其中所述第二贮存器是有浮力的，连接到有浮力的浮体，或者其组合。
23.根据示例性实施例22所述的系统，其中所述第二贮存器漂浮或悬浮于所述海底上方。
24.根据示例性实施例23所述的系统，其中所述第二贮存器由连接到系泊处、锚、海底或其组合的系绳悬挂。
25.根据示例性实施例1所述的系统，其进一步包括第三贮存器，所述第三贮存器被可操作地连接成在储存电力期间将由低密度液体置换的水从所述第二贮存器转移到所述第三贮存器。
26.根据示例性实施例25所述的系统，其中在相同的流体静压力下，温度大于3℃且小于40℃时，水的密度在海水密度的+/-5％内。
27.根据示例性实施例25所述的系统，其中所述第三贮存器的至少一部分包括海水。
28.根据示例性实施例25所述的系统，其中所述第三贮存器的至少一部分包括经处理的海水。
29.根据示例性实施例26所述的系统，其中所述第三贮存器的至少一部分的压力在处于所述第二贮存器的深度处的海水的流体静压力的+/-10atm内。
示例性子实施例：
2.根据实施例1所述的系统，其中所述密度低于水的流体定位于所述第二贮存器内部的水的上方。
3.根据实施例1所述的系统，其中密度低于水的流体漂浮于所述第二贮存器内部的水的上方。
4.根据实施例1所述的系统，其中所述泵与所述发电机中的液压流体或工作流体包括密度低于水的流体。
5.根据实施例4所述的系统，其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器通过管道操作性地连接。
6.根据实施例5所述的系统，其中使用所述管道在所述第一贮存器与所述第二贮存器之间转移所述密度水低于水的流体。
7.根据实施例1所述的系统，其中所述第二贮存器中的水和所述密度低于水的流体通过物理屏障分离。
8.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障是漂浮的。
9.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障的平均密度小于水的密度，并且大于密度低于水的流体的密度。
10.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障的至少一部分定位于水上方和密度低于水的流体之下。
11.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障包括液体。
12.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障包括固体。
13.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障防止密度比水低的流体溶解在水中，防止水溶解在密度低于水的流体中，防止密度低于水的流体形成水-水水合物，或其组合。
14.根据实施例1所述的系统，其中容纳封盖或屏障位于所述第二贮存器的一个或多个部件的上方。
15.根据实施例14所述的系统，其中在泄漏或破裂或意外释放的情况下，所述容纳封盖或屏障捕获或回收密度低于水的流体或其衍生物。
16.根据实施例14所述的系统，其中所述容纳封盖或屏障包含用于检测密度低于水的流体的捕获的系统。
17.根据实施例14所述的系统，其中所述容纳封盖或屏障被配置成汇集密度低于水的流体或其衍生物，以促进捕获或回收。
18.根据实施例14所述的系统，其中所述容纳封盖或屏障悬浮在所述第二贮存器、第三贮存器或两者的至少一部分的上方。
19.根据实施例18所述的系统，其中所述悬浮通过系绳进行，所述系绳连接到系泊处或锚或海底或其组合。
20.根据实施例14所述的系统，其中所述容纳封盖或屏障是有浮力的或者连接到有浮力的浮体，或者其组合。
21.根据实施例1所述的系统，其中所述第二贮存器是有浮力的或者连接到有浮力的浮体，或者其组合
22.根据实施例21所述的系统，其中所述第二贮存器漂浮于所述海底上方。
23.根据实施例22所述的系统，其中所述第二贮存器悬浮于所述海底上方。
24.根据实施例23所述的系统，其中所述悬浮通过系绳进行，所述系绳连接到系泊处或锚或海底或其组合。
25.根据实施例1所述的系统，其中所述第三贮存器包括密度与海水相同的液体。
26.根据实施例1所述的系统，其中所述第三贮存器包括密度在海水密度的+/-0.5％、或1％、或2％、或3％、或4％、或5％、或6％、或7％、或8％、或9％或10％内的液体。
26.根据实施例1所述的系统，其中所述第三贮存器包括密度在海水密度的+/-0.5％、或1％、或2％、或3％、或4％、或5％、或6％、或7％、或8％、或9％或10％内的液体，所述液体可以是在相同流体静压力下温度大于3℃且小于40℃的液体。
27.根据实施例1所述的系统，其中所述第三贮存器包括至少一部分海水。
28.根据实施例26所述的系统，其中所述液体比海水腐蚀性小，或比海水不易形成生物结垢或水垢，或其组合。
29.根据实施例26所述的系统，其中所述液体包括经处理的海水。
30.根据实施例26所述的系统，其中所述液体的至少一部分处于所述第二贮存器附近的海水的流体静压力的10atm的压力下。
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成定位于较高海拔处并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于较低海拔处；
第三储存贮存器，所述第三储存贮存器被配置成储存水；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器、所述第二贮存器和所述第三贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来将所述第二储存贮存器内部的水置换到所述第三贮存器中而储存电力；并且
通过允许所述第三贮存器中的水将所述第二储存贮存器中的低密度流体置换到所述第一储存贮存器来产生电力或使电力释能；
其中所述第二储存贮存器被配置成储存水和低密度液体。
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成定位于较高海拔处并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于较低海拔处并且被配置成储存低密度液体和水；
第三储存贮存器，所述第三储存贮存器被配置成储存水；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器、所述第二贮存器和所述第三贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来将所述第二储存贮存器内部的水置换到所述第三贮存器中而储存电力；并且
通过允许所述第三贮存器中的水将所述第二储存贮存器中的低密度流体置换到所述第一储存贮存器来产生电力或使电力释能。
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器被配置成储存水和低密度液体。
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器被配置成储存水和低密度；
其中低密度液体包括所述泵和发电机中的液压流体；
其中低密度液体定位于所述第二储存贮存器内部的水上方。
2.根据实施例1所述的系统，其中所述低密度液体定位于所述第二贮存器内部的水上方。
3.根据实施例1所述的系统，其中所述低密度液体漂浮于所述第二贮存器内部的水上方。
4.根据实施例1所述的系统，其中所述泵和所述发电机中的所述液压流体或工作流体包括低密度液体。
5.根据实施例4所述的系统，其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器通过管道操作性地连接。
6.根据实施例5所述的系统，其中使用所述管道在所述第一贮存器与所述第二贮存器之间转移所述低密度液体。
7.根据实施例1所述的系统，其中所述第二贮存器中的水和低密度液体由物理屏障分离。
8.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障是漂浮的。
9.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障的平均密度小于水的密度，并且大于低密度液体的密度。
10.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障定位于水上方和低密度液体之下。
11.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障包括液体。
12.根据实施例7所述的系统，其中所述物理屏障包括固体。
13.根据实施例1所述的系统，其中所述物理屏障防止低密度液体在水中的大量溶解，水在低密度液体中的溶解，低密度液体-水水合物的形成，或其组合。
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器被配置成储存水和低密度；
其中所述水和低密度液体由物理屏障分离。
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器被配置成储存水和低密度；
其中所述水和低密度液体由浮式物理屏障分离。
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器中的水和低密度液体在水-低密度液体液体-液体界面中直接接触。
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器内部的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一储存贮存器来产生电力或释能；
其中所述第二储存贮存器包含低密度液体-水液体-液体界面。
容纳封盖或容纳屏障(“CB”或“CCB”)：
浮式/浮力囊状储罐：
1.一种用于储存或产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器被配置成位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器被配置成定位于所述水体的所述表面之下并且被配置成储存密度比水低的流体；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度液体泵送到所述第二储存贮存器来置换邻近所述第二储存贮存器的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一
储存贮存器来产生电力；并且
其中所述水和所述密度低于水的流体均呈液体形式；并且
其中所述第二储存贮存器是漂浮的。
2.根据实施例1所述的系统，其中所述漂浮被锚定到所述海洋的底部。
3.根据实施例1所述的系统，其中所述漂浮悬浮在所述海洋的底部上方。
地表水储罐中的可冷凝气体：
具有示例互连压力平衡的刚性储罐
1.—种能量储存系统，其包括：
表面储罐、海底储罐、管道、泵和发电机；
其中通过使用低密度液体置换所述海底储罐中的水来储存能量
其中通过允许水置换所述海底储罐中的低密度液体来产生能量
1.—种能量储存系统，其包括：
表面储罐、海底储罐、管道、泵和发电机；
其中通过将低密度液体泵送到海底储罐以置换所述海底储罐中的水来储存能量
2.其中所述海底储罐内部的压力与周围水的流体静压力平衡
3.其中海底储罐包含水-低密度液体界面
4.其中所述海底储罐内部的水与所述低密度液体直接接触
5.其中所述海底储罐内部的水通过浮式屏障与所述低密度液体分离
1.具有低密度液体和水的刚性储罐，所述刚性储罐被配置成储存LDL和水；以及
囊状储罐，所述囊状储罐被配置成储存水；
2.其中所述囊状储罐定位于与所述刚性储罐相同的海拔处；
3.其中所述囊状储罐定位于与所述刚性储罐不同的海拔处。
注意：囊状储罐的定位和囊状储罐相对于刚性储罐的海拔实际上可以是水体下方的任何海拔，因为储罐内部的水与周围水体中的水处于相同的密度处。
注意
●注意：囊状储罐作为完全塌缩的储罐下沉，并且可以通过例如管道连接到刚性储罐。刚性储罐通过向刚性储罐注水而下沉。当刚性储罐中的水被LDL置换时，所置换出的水充满了囊状储罐。囊状储罐可以是漂浮的或者位于海底表面。
●注意：当处于部分充能状态时，能量储存系统可以被充能。
●注意：当处于完全释能状态时，能量储存系统可以被充能。
●注意：当处于部分充能或部分释能状态时，能量储存系统可以被释能。
●注意：当处于完全充能状态时，能量储存系统可以被释能。
●注意：可能期望转移到地表水储罐或从地表水储罐转移出的水的压力(‘内部水’)等于管道周围的水的重力流体静压力(‘外部水’)。可替代地或另外地，由于海底储罐或与内部水接触的一个或多个组件或部件或其组合的压力容限，内部水的压力可以小于或大于外部水。确保内部水与外部水的压力相似的示例方法是在地表水储罐与水下储罐之间放置阀或压力调节器。例如，所述阀或压力调节器可以附接到连接地表水储罐和海底储罐的管路或管路内。
●注意：可能期望第二贮存器内部的压力与第二贮存器周围或附近的流体静压力相同。第二贮存器内部的压力可以与第二贮存器周围或附近的流体静压力的压力相差小于10PSI、或15PSI、或20PSI、或1atm、或2atm、或3atm、或4atm、或5atm、或6atm、或7atm、或8atm、或9atm、或10atm、或11atm、或12atm、或15atm、或20atm、或30atm、或40atm、或50atm、或60atm、或70atm、或80atm、或90atm或100atm。
●注意：在水下储存贮存器内部，低密度液体或高密度液体可以被封闭在刚性水下储罐内的囊状储罐中。例如，水可以被封闭在刚性水下储罐内部的囊状储罐内，而低密度液体可以漂浮在所述囊状储罐上方。例如，低密度液体可以被封闭在刚性水下储罐内部的囊状储罐内，而水可以沉入所述囊状储罐之下或存在于所述囊状储罐之下。刚性水下储罐内部的水可以包括或流体连接，或者可以与邻近或周围的海水处于流体静压力平衡。
●注意：在一些实施例中，分离器或物理屏障可以包括低密度液体的固体水合物的层。所述固体水合物的密度可以大于低密度液体且小于水。所述固体水合物层可以抑制水合物的进一步混合或形成。
●注意：本发明中的泵/发电机可以包括液压动力回收涡轮机(HPRT)。HPRT目前可以用作泵/发电机，包含但不限于碳氢化合物运输、加工和精炼行业。众所周知，HPRT在工作流体粘度较低的情况下能效更高。本发明可以采用超低粘度液体，如液态丙烷、液态丁烷或LPG，其粘度可以基本上低于水，这可以使得HPRT能够具有比与水相关的往返效率更高的往返效率。
●注意：地表水储罐或被配置成在地表上或在比第二贮存器更高的海拔处储存水的第三贮存器可以包括刚性储罐或囊状储罐或其组合。例如，被配置成储存水和/或定位于海洋表面附近、上或上方的第三贮存器可以包括囊状储罐，所述囊状储罐的压力可以与所述第三贮存器外部或附近的压力平衡。
●注意：流体性质影响HPRT效率的方式与离心泵相同，其中高粘度流体会降低效率。丙烷和一些其它示例LDL具有比水低的粘度的事实意味着一些LDL在HPRT中可以比水具有更高的能量效率/往返效率。
●注意：HPRT可以在一定的容量利用率(流速)和压头范围内最有效地操作。HPRT通常在接近其最大容量利用率和压头时效率最高。例如，当采用HPRT时，有多种方法确保泵/发电机接近最大效率，所述方法可以包含但不限于以下中的一种或多种或组合：
○可以采用多个较小的HPRT，其中正在运行的HPRT以最大效率和/或最大容量运行或接近最大效率和/或最大容量(最高效率接近或处于最高容量)。如果储存动力的需求改变，则可以调整用于储存动力的在线或“导通”的HPRT的数量和/或容量。如果产生动力的需求改变，则可以调整用于产生动力的在线或“导通”的HPRT的数量和/或容量。
○如果需要储存的能量小于HPRT的容量，可能有几种选项：
■设计具有另外的低容量HPRT的系统(例如，2或3或4或5或更多HPRT，其各自都是每个较大HPRT总容量的一部分)。每个所述低容量HPRT在操作时可以以接近最大效率和/或最大容量操作。
■对于少数低容量HPRT或最低容量HPRT的容量的一部分的充能变化，可以采用飞轮或电容器或Li离子电池或其它标准能量储存装置来满足这种相对较小的储存需求。当期望时，所述“其它标准能量储存装置”可以通过为泵(如HPRT)提供动力而释能，以给液体置换能量储存技术充能，或者可以直接向电网或应用或其组合供应电力。
●注意：浮式海底储罐可以是刚性的或可塌缩的/可扩张的或其组合。浮式海底储罐可以通过系绳或锚或附接管线或其它机构悬挂在海底之上。
●注意：在海底滑坡或其它灾难性事件的情况下，作为紧急断开连接系统的一部分，浮式海底储罐可以被设计成与其系绳和/或管路断开连接。所述紧急断开连接系统可以使得海底储罐漂浮到地表，这可以使海底储罐避免破裂或其它灾难性故障，否则这些故障可能由于来自水下滑坡或其它灾难性事件的碎片而发生。
●注意：例如，当海底不平坦或陡峭或者对于在海底表面上放置储罐来说具有挑战性时，浮式海底储罐可以使得储罐能够更容易实施。
●注意：安装浮式海底囊状储罐可以涉及，例如：
○1)将完全塌缩的囊状储罐沉入到海底
○2)将囊状储罐系绳和/或锚附接到海底和/或系泊处或重物。将LDL管路附接到囊状储罐。
○3)使用LDL管路，将LDL添加到囊状储罐中，使囊状储罐变得有浮力。由于包含但不限于以下中的一种或多种或其组合，囊状储罐可以漂浮在海底上方和/
或悬浮在海底上方：系绳或锚。
●注意：LDL管路可以被放置或沉入海底，同时含有或充满LDL。LDL管路可以被加重或附接到锚或重物或其组合，以例如防止LDL管路漂浮到海洋表面。
●注意：LDL管路可以被放置或沉入海底。在下沉过程期间，LDL管路可能会被海水淹没。一旦在海底上或一旦放置在适当的定位中，LDL管路中的水可以通过将LDL泵送到管路和/或允许所置换出的海水离开管路而被LDL置换。所置换出的海水可以离开管路，例如进入周围的海洋或单独的容纳储罐。如果采用的话，所述单独的容纳储罐可以是临时性或永久性的。当管路足够充满LDL时，可以关闭一个或多个阀，以例如防止LDL逸出到周围的海洋和/或防止海水侵入到LDL管路中。可替代地或另外地，例如，当管路足够充满LDL时，所述管路可以附接到水下储罐或浮式水下储罐。LDL管路可以被加重或附接到锚或重物或其组合，以例如防止LDL管路漂浮到海洋表面。
●注意：浮式水下储罐中的LDL的最小体积或量可以包括确保浮式水下储罐有浮力所需的LDL的最小量。
●注意：本发明的一个或多个组件或其组合可以定位于地下或部分地下。例如，可以包括陆地或水下上的刚性储罐的第一储存贮存器可以定位于地下。例如，管道或阀或泵或发电机中的一个或多个或一部分或组合可以定位于地下或部分地下。例如，可以包括水下刚性储罐的第二贮存器可以定位于地下。
●注意：将一个或多个储罐或其它组件放置在地下可以隐藏储罐而不被公众看到，这可以增加安全性和/或减少储罐的潜在碍眼之处。将一个或多个储罐或其它组件放置在地下可以增加所述储罐的寿命。将一个或多个储罐或其它组件放置在地下可以增加系统对恶劣天气、自然灾害或人为风险的恢复能力。
●注意：‘8’可以是有浮力的或中性浮力的，或者可以比周围水体的密度大，或者其组合。例如，海底储罐的密度可以根据储罐中储存的液体的体积或量而变化。
●注意：可以作为低密度液体采用的LPG、丙烷、丁烷或其它液化气体可以半冷藏或部分冷藏或冷藏在地表储存储罐中。通过采用半冷藏储存，地表储存储罐或浮式储存储罐或第一贮存器可以具有更大的承载能力，或者可以是更低的资本成本，或者其组合。
●注意：低密度液体可以储存在环境温度和/或匹配或接近第二储存贮存器周围水温的温度下，和/或可以加压储存。
●注意：由于丁烷比丙烷具有更高的沸点和更低的蒸气压，并且具有建造更大、更低成本的压力容器的潜力，所以可能期望使用丁烷或丁烷-丙烷混合物或其组合。
●注意：冷藏或半冷藏或部分冷藏或冷却容器的温度可以低于或等于以下中的一个或多个或其组合：50℃、或40℃、或30℃、或20℃、或10℃、或5℃、或0℃、或-10℃、或-20℃、或-30℃、或-40℃或-50℃。
●注意：涉及被配置成储存水和LDL的海底刚性储罐和被配置成储存水的单独或互连的囊状储罐的配置可能是有利的，因为例如包含但不限于以下中的一项或多项或组合：
○不需要通向地表的水管路或地表上的储罐
○水下的囊状储罐主要储存水，而不是LDL。
■与LDL相比，囊状储罐可以具有更长的寿命或使用寿命。
■与针对LDL配置的囊状储罐相比，针对水配置的囊状储罐可以更便宜或者包括更便宜的材料。
■在囊状储罐破裂或灾难性故障的情况下，可以关闭将囊状储罐连接到刚性储罐的管道中的阀，这可以包括紧急关闭程序。如果所述阀未能关闭，刚性储罐中的LDL将自然地保留在刚性储罐中，例如，由于将刚性储罐连接到囊状储罐的管道的定位或配置，LDL可以保留在刚性储罐中。有利地，在囊状储罐发生灾难性故障或破裂的情况下，刚性储罐内部的压力将可能保持恒定，并且刚性储罐内部的水的成分可以保持恒定。
○囊状储罐使得刚性水下储罐能够经受与储罐外部压力或周围流体静压力的压力相同的储罐内部压力。
●注意：一些实施例可以涉及在水下储罐中将水从LDL中分离出来的浮式分离器。
●注意：往返电效率可以大于或等于30％、或40％、或50％、或60％、或70％、或80％或90％。
●注意：本发明可以包含多条管路、地表储罐、海底储罐、HPRT单元或泵发电机单元、阀、其它组件或其组合。
●注意：刚性储罐或刚性容纳结构，其可以围绕内部子贮存器或子储罐的至少一部分或顶部，其可以包括柔性结构或可扩张或可塌缩结构，如囊袋。所述刚性结构可以包括钢储罐或复合储罐或其组合。在内部子储罐缺漏或泄漏的情况下，泄漏的低密度液体可以保留在刚性储罐或刚性容纳结构内，防止低密度液体暴露于周围环境。可替代地或另外地，内部子储罐可以储存水，而低密度液体可以储存在刚性储罐中。可替代地或另外地，低密度液体和水储存在刚性储罐或刚性容纳结构内的内部子储罐中。“刚性容纳结构”也可以是或可替代地是柔性结构。
●注意：图中的虚线可以指示标记线。虚线或虚线框可以仅指示标记。虚线或虚线框本身可以不是过程元素。
●注意：图中带有虚线的方框和图中的虚线仅仅是标记，并且它们本身不是图的组成部分。
●注意：图可能未按比例绘制。例如，第二贮存器的水深可以比以下中的一个或多个或其组合更深或相等：200米、或300米、或400米、或500米、或600米、或700米、或800米、900米、或1,000米、1,100米、或1,200米、或1,300米、或1,400米、或1,500米、或1,600米、或1,700米、1,800米、或1,900米、或2,000米、2,100米、或2,200米、或2,300米、或2,400米、或2,500米、或2,600米、或2,700米、2,800米、或2,900或3,000米。
●注意：
○水贮存器可以包括与周围或邻近的海水密度相同并且与周围或邻近的海水压力平衡的液体。
○可能期望防止水贮存器中的水与周围的海水之间的混合。为了防止所述混合，可能期望在水贮存器与周围海水之间采用柔性屏障，所述柔性屏障可以被分类为水贮存器边界层。
○如果水贮存器破裂或经受灾难性故障，或者处于破裂或灾难性故障的风险中，如果期望的话，将水贮存器与刚性储罐互连的管道中的阀可以关闭。所述阀可以防止刚性储罐或端对端系统的低密度液体或其它内容物泄漏或污染周围的海洋。如果所述阀未能关闭，刚性储罐和管道可以被配置成使得低密度液体自然地保留在储罐中和/或最小程度地从刚性储罐逸出或泄漏。例如，所述低密度液体可以漂浮在第二贮存器中的水上方，并且将水贮存器与刚性储罐互连的所述管道可以定位于低密度液体
-水液体-液体界面下方。
●注意：贮存器可以包括多个互连的贮存器或储罐或储存容器或多个互连的过程元件或其组合。例如，水下储存贮存器可以包括多个互连的水下储罐。
●注意：第三贮存器可以实现与海水相同的流体静压力，同时具有比海水腐蚀性更小或更不容易生物结垢的性质。例如，第三贮存器可以包括用除氧剂处理的海水，用于去除溶解氧和/或防止腐蚀。例如，第三贮存器可以包括用杀生物剂或非腐蚀性或非氧化性杀生物剂处理的海水。例如，第三贮存器可以包括与海水具有相同或相似密度的水溶液，除了包括与海水不同的盐和/或其它试剂的混合物或组合物之外，与海水相比，其腐蚀性较小或具有其它有利的性质。例如，第三贮存器可以包括与海水具有相同或相似密度的水溶液，除了包括抑制低密度液体-水水合物形成的试剂。例如，第三贮存器可以包括深海海水，其可以包括低溶解氧浓度，并且与表面海水相比具有较小的腐蚀性。
●注意：分离器或柔性储罐或刚性储罐内的囊袋可以是可移除的或可替换的。这使得分离器或柔性储罐或刚性储罐内的囊袋能够在其寿命结束时或接近其寿命结束时进行维护或替换。
●注意：低密度液体可以包含但不限于以下中的一个或多个或组合：丙烷、丁烷、乙烷、戊烷、己烷、LPG、气体-液体、油或本文所描述的其它低密度液体，或本领域所描述的其它液体。
●注意：海水温度通常在-2℃与40℃之间。深层海水通常在约4℃。
●注意：至少在大于3℃和/或小于40℃的温度范围内，低密度液体的密度小于水。
●注意：如果第三贮存器定位于水下，顶部空间中的可冷凝气体可以确保第三贮存器内部的压力接近相同水下深度的海洋的流体静压力，这在例如所述第三贮存器是刚性储罐的情况下可能是有益的。可冷凝顶部空间气体的蒸气压可以被调节或工程化为确保其匹配或接近在预期操作温度下相同水下深度的海洋的流体静压力。预期的操作温度范围可以例如在-2℃至50℃，具体取决于水体、深度、一年中的时间、地表温度、当地气候、一个或多个组件周围或接触的水温系统、其它条件或其组合。
●注意：水下储罐与管道之间的管道连接可以被设计为能够安全断开连接或重新连接或两者。水下储罐可以与管道断开连接以维护或更换或扩展或监测水下储罐、水下管道、其它水下部件或其组合。在一些情况下，水下储罐或管道或两者在断开连接期间可以含有低密度液体。水下储罐可以会与管道断开连接以进行维护或更换。在一些情况下，水下储罐或管道或两者在断开连接期间可以含有低密度液体。在一些情况下，低密度液体可以在断开所述水下储罐之前从水下储罐中移除。安全断开连接可以涉及极少或无低密度液体泄漏。本发明的一些实施例可以被设计成能够替换或维护水下储罐。本发明的一些实施例可以被设计成能够将水下储罐转移到水面和/或使所述水下储罐返回到其原始定位。本发明的一些实施例可以使水下储罐的一个或多个组件或子组件或其它水下组件能够被移除、或替换、或在需要时被维护。本发明的一些实施例可以在与预先存在的水下基础设施和/或水面基础设施集成的同时在水下添加一个或多个储罐。例如，分离器或柔性储罐或刚性储罐内的囊袋可以是可移除或可替换的。
●可移除性或可替换性可以涉及在维持操作或对操作的最小中断的情况下移除或替换组件的能力。
另外注意事项：
示例成本动因
●规模越大，每kWh能量储存容量成本和kW动力容量成本越低。
●海水深度越深，能量密度越大，每kWh和每kW储存容量所需的储罐体积和管道直径分别越小。为确保项目可以采用铺管技术和海底服务进行建设，项目最初可以采用小于或等于3,000米海水深度的深度。随着铺管技术和海底服务的进步，可以采用大于3,000米海水深度的深度。
●能量储存小时数越多(即能量储存容量相对于动力容量越多)，每kWh成本越低。
○管道直径由能量密度和所需的‘动力容量’驱动。
○储罐容积由能量密度和所需的‘能量储存容量’驱动。
●到电网的距离和电网传输设备和/或电网基础设施的升级。
●靠近陆上和海上EPC资产和物流，用于设备和材料的交付和安装。
示例收入驱动因素(最大化收入和ROI)
●当地电力市场的每kWh电力价格和预期购电协议价格/条款
●由于可再生能源在电网上的间歇性，对电网服务的需求
●当地太阳能或风能的潜力
●电力市场的结构以及与电网和/或当地电力公司的关系
●经济模式：太阳能+储存项目(PPA)相对于电网服务
另外注意事项：
丙烷气体或LPG气体或制冷剂或接近室温沸点的液体或在室温下可冷凝的液体或其组合在刚性水储罐表面的顶部空间中。
水储罐中可冷凝气体的示例用途
1)使水储罐在出水时保持刚性而不形成真空
2)使水不会向空气中释放任何丙烷。由于水下的高压使丙烷具有一定的溶解度，因此水中可能存在稀释浓度的丙烷。因为本实施例是封闭的/不对空气开放的，丙烷不能释放到空气中。
注意：顶部空间可由在室温附近沸腾的碳氢化合物制冷剂占据。例如，丁烷和戊烷的组合。当水充满水储罐时，制冷剂压缩并凝结成液体(显著减少所需的压缩量)。冷凝的制冷剂在水面上形成漂浮层。当水流出时，制冷剂在水的表面沸腾。
注意：当水充满储罐时，丙烷或丁烷气体可从储罐顶部空间移除，以使水能够占据空间而不压缩丙烷。丙烷气可以通过压缩进入单独的储罐中而被移除。
注意：水储罐内或水储罐顶部空间的气体在水进入水储罐时被压缩。如果需要，所述气体可以至少部分地冷凝。
飞轮补偿启动时的间歇
可能期望接近室温沸点的液体不易燃。所述接近室温沸点的液体可以包括制冷剂或制冷剂的组合。例如，所述接近室温沸点的液体可以包括氟化烃。
概述：本发明可以通过用低密度液体(LDL)置换水来储存电力。电力可以来自LDL与水之间的重力流体静压力差的重力势能的形式储存。
总结逐步说明：
1.储存电力：地面阀打开(5)。刚性LDL地表储罐(1)中的LDL通过管道(3)泵送(4)到水下刚性储罐(2)中。当LDL填充水下刚性储罐时，储罐内部的水被置换。所置换出的水通过水管道(7)到达地表水储罐(6)。当充能完成时，表面(5)处的阀关闭。
2.产生电力：表面阀(5)打开。地表水储罐(6)内的水通过水管道(7)自然置换水下刚性储罐(2)内部的LDL。所置换出的LDL通过LDL管道(3)进入地面的发电机(4)，产生电力，并将LDL流入刚性LDL地面储罐中。当充能完成时，表面阀(5)关闭。
示例定义
●补充热储存：补充热储存可以包括用于储存或回收来自低密度液体、高密度液体或其组合的热能的过程或系统。回收的热能可以包括，例如，在冷藏或冷却的低密度液体的‘低温’温度中保留的热能。可能需要补充热存储，以在具有在不同温度下运行的各种系统组件的系统中实现高效运行。可能需要补充热储存部以在具有冷却或冷藏的高海拔低密度液体贮存器的系统中实现高效操作，所述系统可以在低于地表海水或地面或空气或其组合温度的温度下操作。
●寄生能量：降低系统性能或效率或两者的能量消耗。
●非寄生能量：对系统性能或效率或两者的影响可以忽略不计或没有影响或没有积极影响或其组合的能源消耗。
●贮存器或储罐：贮存器或储罐可以包括用于储存材料如低密度液体或较高密度液体或两者的设备或装置。贮存器或储罐可以互换使用。重要的是要注意，在一些情况下，贮存器可以广泛用于描述一个或多个区域、或深度、或范围或其组合中的一种或多种流体的一般储存。重要的是要注意，在一些情况下，储罐可以广泛用于描述一个或多个区域、或深度、或范围或其组合中的一种或多种流体的一般储存。重要的是要注意，在一些情况下，储罐可被狭义地用于描述用于在一个区域、区域、深度、范围或其组合中储存一种或多种流体的单独储存单元。重要的是要注意，在一些情况下，贮存器可以狭义地用于描述用于在区域、区域、深度、范围或其组合中储存一种或多种流体的单独储存单元。
●较高海拔贮存器：在同一储存系统中，液体储存定位于高于较低海拔贮存器的海拔高度处。
●较低海拔贮存器：在同一储存系统中，液体储存定位于低于较高海拔贮存器的海拔高度处。
●低密度液体或较低密度液体或LDL：密度低于高密度液体的工作流体。密度低于与之交换压力的不同工作流体的工作流体。
●高密度液体或较高密度液体或HDL或更大密度液体：密度高于低密度液体的工作流体。比低密度液体具有更大g/mL密度的工作流体。密度高于与之交换压力的不同工作流体的工作流体。
●冷却或‘冷藏’：从液体或系统或两者中去除热量。使用例如热传递、热交换、制冷循环、辐射冷却或其它热移除或其组合来移除热量。
●部分冷藏：被冷却到低于至少一些环境温度的温度的贮存器或工作流体或两者。被冷却至低于至少一些环境温度的温度的贮存器或工作流体或两者，尽管工作流体可能需要大于大气压的压力以储存在液相中。
●工作流体：系统中用于储存势能或热量或两者的液体或气体或两者。
●热储存液体或一种或多种热储存介质：一种储存、传递或其组合热量的材料。
●‘冷’热储存介质或‘冷’热储存介质：温度低于‘暖’热储存介质或‘暖’热储存介质的材料。‘冷’热储存介质或‘冷’热储存介质可能处于或接近冷藏或冷却低密度液体的温度，或者接近或处于冷却或冷藏或半冷藏的较高海拔低密度液体贮存器中的低密度液体的温度。例如，‘冷’热储存介质或‘冷’热储存介质可能处于冷藏或冷却低密度液体加上或减去热交换器损失和其它潜在损失的温度。
●‘暖’热储存介质或‘暖’热储存介质：温度高于‘冷’热储存介质或‘冷’热储存介质的材料。‘暖’热储存介质或‘暖’热储存介质的温度可以高于冷藏或冷却低密度液体的温度，或高于冷却或冷藏或半冷藏高海拔低密度液体中低密度液体贮存器的温度。
●‘冷的’：介质的温度低于处于‘暖’温度的相同介质的温度。在一些实施例中，‘冷’可以是低于环境空气温度或环境水温或环境地面温度或其组合的温度。在一些实施例中，‘冷’可以是接近或等于或低于冷却或冷藏或半冷藏低密度液体贮存器的温度或温度范围的温度。
●‘暖的’：介质的温度大于处于‘暖’温度的相同介质的温度。在一些实施例中，‘暖’可以是高于环境空气温度或环境水温或环境地面温度或其组合的温度。在一些实施例中，‘暖’可以是接近或等于或大于冷却或冷藏或半冷藏低密度液体贮存器的温度或温度范围的温度。
●‘冷’低密度液体：温度低于“暖”低密度液体的低密度液体。在一些实施例中，‘冷’低密度液体可以是低密度液体的温度，其中低密度液体的蒸气压接近或等于或小于冷却或冷藏或半冷藏的较高海拔低密度液体贮存器的压力极限或压力额定值。
●“暖”的低密度液体：温度高于‘冷’低密度液体的低密度液体。在一些实施例中，‘暖’低密度液体可以是低密度液体的温度，其中低密度液体的蒸气压接近或等于或大于冷却或冷藏或半冷藏的较高海拔低密度液体贮存器的压力极限或压力额定值。
●热管理：一种用于移除、添加或以其它方式传递热量的过程。可以监控和/或调整一种或多种流体或组件或组合的温度并且可以自动地或在监督下或两者进行调整或增加或减少热量或其组合的过程。
●低沸点低密度液体或高蒸气压低密度液体：在可能的环境温度条件下，蒸气压约等于或大于1atm的液体。在一些实施例中，低沸点液体可以包括在低于60摄氏度、或50摄氏度、或40摄氏度或其组合的温度下具有约等于或大于1atm的蒸气压的液体。在一些实施例中，低沸点液体可以包括在小于100摄氏度、或90摄氏度、或80摄氏度、或70摄氏度、或60摄氏度、或50摄氏度、或40摄氏度、或30摄氏度或其组合的温度下具有约等于或大于1atm的蒸气压的液体。
●增强密度较高密度液体：在一些实施例中，密度大于水或海水或水体的水或其组合的液体。在一些实施例中，包括溶剂和密度大于所述溶剂的试剂的溶液。
●不溶性或有限溶解度：溶解度小于另一种试剂或液体的99％、或90％、或80％、或70％、或60％、或50％、或40％、或30％、或20％、或10％、或5％或1％或其组合的试剂或液体或其组合。
●寄生负载：降低系统性能或效率的过程需要能量或材料或其组合，尽管对于所述系统的操作可能是必需的或有帮助的或期望的。
●海洋：可以包括海洋、或水体、或湖泊、或包括高密度液体的液体或其组合。
●较高密度液体或高密度液体：密度大于低密度液体的液体。在相同的能量储存系统或过程中，密度大于低密度液体的液体。密度小于在能量储存系统或过程中置换的高密度液体的液体。
●较低密度液体或高密度液体：密度小于高密度液体的液体。在相同的能量储存系统或过程中密度小于高密度液体的液体。密度小于在能量储存系统或过程中置换的高密度液体的液体。
示例附图描述
图88：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、冷的补充热储存贮存器、暖的补充热储存贮存器、热交换器、泵和/或发电机、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例储存能量，如电力，其也可以被称为经历充能状态。
图89：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、冷的补充热储存贮存器、暖的补充热储存贮存器、热交换器、发电机和/或泵、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例产生能量，如电力，其也可以被称为经历释能状态。
图90：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、较高海拔的高密度液体贮存器、冷的补充热储存贮存器、暖的补充热储存贮存器、热交换器、发电机和/或泵、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例储存能量，如电力，其也可以被称为经历充能状态。
图91：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、较高海拔的高密度液体贮存器、冷的补充热储存贮存器、暖的补充热储存贮存器、热交换器、泵和/或发电机、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例产生能量，如电力，其也可以被称为经历释能状态。
图92：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、可以具有温度层或温度梯度的补充热储存贮存器、热交换器、泵和/或发电机、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例储存能量，如电力，其也可以被称为经历充能状态。
图93：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、可以具有温度层或温度梯度的补充热储存贮存器、热交换器、发电机和/或泵、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例产生能量，如电力，其也可以被称为经历释能状态。
图94：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、较高海拔的高密度液体贮存器、可以具有温度层或温度梯度的补充热储存贮存器、热交换器、泵和/或发电机、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例储存能量，如电力，其也可以被称为经历充能状态。
图95：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、较高海拔的高密度液体贮存器、可以具有温度层或温度梯度的补充热储存贮存器、热交换器、发电机和/或泵、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例产生能量，如电力，其也可以被称为经历释能状态。
图96：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、热交换器、泵和/或发电机、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例储存能量，如电力，其也可以被称为经历充能状态。
图97：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、热交换器、发电机和/或泵、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例产生能量，如电力，其也可以被称为经历释能状态。
图98：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、较高海拔的高密度液体贮存器、可以具有温度层或温度梯度的补充热储存贮存器、热交换器、发电机和/或泵、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例产生能量，如电力，其也可以被称为经历释能状态。
图99：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本实施例可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：较高海拔的低密度液体贮存器、用于冷却所述较高海拔的低密度液体贮存器的冷却系统、热交换器、泵和/或发电机、较低海拔贮存器和互连管道。本图可以示出本实施例储存能量，如电力，其也可以被称为经历充能状态。
图100：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有较高海拔贮存器、低密度液体贮存器和较低海拔贮存器，其中所述较高海拔贮存器可以定位于陆地上，并且所述较低海拔贮存器可以定位于水下。
图101：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有较高海拔的低密度液体贮存器和较低海拔贮存器，其中所述较高海拔贮存器可以定位于陆地上，并且所述较低海拔贮存器可以定位于水下。
图102：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有较高海拔的低密度液体贮存器和较低海拔贮存器，其中所述较高海拔贮存器可以定位于水下靠近海床或在海床上，并且所述较低海拔贮存器可以定位于水下靠近海床或在海床上。
图103：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有较高海拔的低密度液体贮存器和较低海拔贮存器，其中所述较高海拔贮存器可以定位于水下靠近海床或在海床上，并且所述较低海拔贮存器可以定位于水下靠近海床或在海床上。
图104：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有较高海拔的低密度液体贮存器和较低海拔贮存器，其中所述较高海拔贮存器可以作为半潜式或全潜式或其组合的容器定位于水中，并且所述较低海拔贮存器可以定位于水下靠近海床或在海床上。
图105：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有较高海拔的低密度液体贮存器和较低海拔贮存器，其中所述较高海拔贮存器可以作为半潜式或全潜式或其组合的容器定位于水中，并且所述较低海拔贮存器可以定位于水下靠近海床或在海床上。
图106：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有较高海拔的低密度液体贮存器和较低海拔贮存器，其中所述较高海拔贮存器可以作为浮式容器定位于水中，并且所述较低海拔贮存器可以定位于水下靠近海床或在海床上。
图107：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有较高海拔的低密度液体贮存器和较低海拔贮存器，其中所述较高海拔贮存器可以作为浮式容器定位于水中，并且所述较低海拔贮存器可以定位于水下靠近海床或在海床上。
图108：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有位于水下和/或海床上方和/或海床上的较低海拔贮存器。
图109：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有位于水下和/或海床上方和/或海床上的较低海拔贮存器。
图110：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有位于水下和/或海床上方和/或海床上的较低海拔贮存器。
图111：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有位于水下和/或海床上方和/或海床上的较低海拔贮存器。
图112：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有位于水下和/或地下海床下方或掩埋的较低海拔贮存器。
图113：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有位于水下和/或地下海床下方或掩埋的较低海拔贮存器。
图114：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有位于水下和/或地下海床下方或掩埋的较低海拔贮存器。
图115：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出一实施例，所述实施例具有位于水下和/或地下海床下方或掩埋的较低海拔贮存器。
图116：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出具有位于地下较低海拔贮存器的实施例。
图117：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出具有位于地下较低海拔贮存器的实施例。
图118：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出具有位于地下较低海拔贮存器的实施例。
图119：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。本图可以示出具有位于地下较低海拔贮存器的实施例。
示例附图标记
图88和图89：
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图90和图91：
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图92和图93：
图94和图95：
图96和图97：
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图98和图99：
附图的示例逐步说明
图88：
充能：
1)‘冷的’低密度液体可以从冷藏或冷却的较高海拔的低密度液体贮存器转移到热交换器。所述热交换器可以涉及‘冷’低密度液体与‘暖’热储存介质的热交换，形成‘暖’低密度液体和‘冷’热储存介质。‘冷’热储存介质可以储存在‘冷’热储存贮存器中。‘暖’低密度液体被转移到‘2)’中。
2)使用一个或多个泵将‘暖的’低密度液体泵送到较低海拔贮存器，在所述较低海拔贮存器中，低密度液体置换高密度液体。所述泵可以由能量如电力提供动力，并且所述能量可以在所述用低密度液体置换高密度液体期间储存。
图89：
释能：
1)可以允许较低海拔贮存器中的低密度液体被高密度液体置换。所置换出的低密度液体可以在管道中被转移到发电机，从而产生电力。在到达包含所述发电机的较高海拔部件时，低密度液体可以是‘暖的’，这可能意味着低密度液体处于比冷却或冷藏的较高海拔贮存器中的低密度液体更高的温度。
2)‘暖’低密度液体可以进入热交换器。所述热交换器可以涉及‘暖’低密度液体与‘冷’热储存介质的热交换，形成‘冷’低密度液体和‘暖’热储存介质。‘暖’热储存介质可以储存在‘暖’热储存贮存器中。‘冷的’低密度液体可以被转移到冷藏或冷却的较高海拔的低密度液体贮存器。
图90：
充能：
1)‘冷的’低密度液体可以从冷藏或冷却的较高海拔的低密度液体贮存器转移到热交换器。所述热交换器可以涉及‘冷’低密度液体与‘暖’热储存介质的热交换，形成‘暖’低密度液体和‘冷’热储存介质。‘冷’热储存介质可以储存在‘冷’热储存贮存器中。‘暖’低密度液体被转移到‘2)’中。
2)使用一个或多个泵将‘暖的’低密度液体泵送到较低海拔贮存器，在所述较低海拔贮存器中，低密度液体置换高密度液体。所述泵可以由能量如电力提供动力，并且所述能量可以在所述用低密度液体置换高密度液体期间储存。所置换出的高密度液体可以通过管道转移到较高海拔的高密度液体贮存器。
图91：
释能：
1)可以允许较低海拔贮存器中的低密度液体被较高海拔贮存器中的高密度液体置换。来自较高海拔贮存器的高密度液体在管道中被转移到较低海拔贮存器，置换所述较低海拔贮存器中的低密度液体。所述所置换出的低密度液体可以在管道中被转移到发电机，从而产生电力。在到达包含所述发电机的较高海拔部件时，低密度液体可以是‘暖的’，这可能意味着低密度液体处于比冷却或冷藏的较高海拔贮存器中的低密度液体更高的温度。
2)‘暖’低密度液体可以进入热交换器。所述热交换器可以涉及‘暖’低密度液体与‘冷’热储存介质的热交换，形成‘冷’低密度液体和‘暖’热储存介质。‘暖’热储存介质可以储存在‘暖’热储存贮存器中。‘冷的’低密度液体可以被转移到冷藏或冷却的较高海拔的低密度液体贮存器。
图92：
充能：
1)‘冷的’低密度液体可以从冷藏或冷却的较高海拔的低密度液体贮存器转移到热交换器。所述热交换器可以涉及‘冷’低密度液体与‘暖’热储存介质的热交换，形成‘暖’低密度液体和‘冷’热储存介质。‘冷’热储存介质可以储存在热储存贮存器中。‘暖’低密度液体可以被转移到‘2)’中。
2)可以使用一个或多个泵将‘暖的’低密度液体泵送到较低海拔贮存器，在所述较低海拔贮存器中，低密度液体置换高密度液体。所述泵可以由能量如电力提供动力，并且所述能量可以在所述用低密度液体置换高密度液体期间储存。
图93：
释能：
1)可以允许较低海拔贮存器中的低密度液体被高密度液体置换。所置换出的低密度液体可以在管道中被转移到发电机，从而产生电力。在到达包含所述发电机的较高海拔部件时，低密度液体可以是‘暖的’，这可能意味着低密度液体处于比冷却或冷藏的较高海拔贮存器中的低密度液体更高的温度。
2)‘暖’低密度液体可以进入热交换器。所述热交换器可以涉及‘暖’低密度液体与‘冷’热储存介质的热交换，形成‘冷’低密度液体和‘暖’热储存介质。‘暖’热储存介质可以储存在热储存贮存器中。‘冷的’低密度液体可以被转移到冷藏或冷却的较高海拔的低密度液体贮存器。
图94：
充能：
1)‘冷的’低密度液体可以从冷藏或冷却的较高海拔的低密度液体贮存器转移到热交换器。所述热交换器可以涉及‘冷’低密度液体与‘暖’热储存介质的热交换，形成‘暖’低密度液体和‘冷’热储存介质。‘冷’热储存介质可以储存在热储存贮存器中。‘暖’低密度液体被转移到‘2)’中。
2)使用一个或多个泵将‘暖的’低密度液体泵送到较低海拔贮存器，在所述较低海拔贮存器中，低密度液体置换高密度液体。所述泵可以由能量如电力提供动力，并且所述能量可以在所述用低密度液体置换高密度液体期间储存。所置换出的高密度液体可以通过管道转移到较高海拔的高密度液体贮存器。
图95：
释能：
1)可以允许较低海拔贮存器中的低密度液体被较高海拔贮存器中的高密度液体置换。来自较高海拔贮存器的高密度液体在管道中被转移到较低海拔贮存器，置换所述较低海拔贮存器中的低密度液体。所述所置换出的低密度液体可以在管道中被转移到发电机，从而产生电力。在到达包含所述发电机的较高海拔部件时，低密度液体可以是‘暖的’，这可能意味着低密度液体处于比冷却或冷藏的较高海拔贮存器中的低密度液体更高的温度。
2)‘暖’低密度液体可以进入热交换器。所述热交换器可以涉及‘暖’低密度液体与‘冷’热储存介质的热交换，形成‘冷’低密度液体和‘暖’热储存介质。‘暖’热储存介质可以储存在热储存贮存器中。‘冷的’低密度液体可以被转移到冷藏或冷却的较高海拔的低密度液体贮存器。
图96：
充能：
使用一个或多个泵将‘冷的’低密度液体泵送到较低海拔贮存器，在所述较低海拔贮存器中，低密度液体置换高密度液体。所述泵可以由能量如电力提供动力，并且所述能量可以在所述用低密度液体置换高密度液体期间储存。
图97：
释能：
可以允许较低海拔贮存器中的低密度液体被高密度液体置换。所述所置换出的低密度液体可以在管道中被转移到发电机，从而产生电力。在到达包含所述发电机的较高海拔部件时，低密度液体可以是‘暖的’，这可能意味着低密度液体处于比冷却或冷藏的较高海拔贮存器中的低密度液体更高的温度。所述‘暖的’低密度液体可以在进入冷却的或冷藏的低密度液体较高海拔贮存器之前、期间或之后或其组合经历冷却。
图98：
充能：
使用一个或多个泵将‘冷的’低密度液体泵送到较低海拔贮存器，在所述较低海拔贮存器中，低密度液体置换高密度液体。所述所置换出的高密度液体可以在管道中转移到较高海拔的高密度液体贮存器。所述泵可以由能量如电力提供动力，并且所述能量可以在所述用低密度液体置换高密度液体期间储存。
图99：
释能：
可以允许较低海拔贮存器中的低密度液体被较高海拔贮存器中的高密度液体置换。来自较高海拔贮存器的高密度液体在管道中被转移到较低海拔贮存器，置换所述较低海拔贮存器中的低密度液体。所述所置换出的低密度液体可以在管道中被转移到发电机，从而产生电力。在到达包含所述发电机的较高海拔部件时，低密度液体可以是‘暖的’，这可能意味着低密度液体处于比冷却或冷藏的较高海拔贮存器中的低密度液体更高的温度。所述‘暖的’低密度液体可以在进入冷却的或冷藏的低密度液体较高海拔贮存器之前、期间或之后或其组合经历冷却。
描述
在一些实施例中，低密度液体可以具有低沸点。在一些实施例中，如果低密度液体储存在环境温度下，低密度液体贮存器周围的外部压力或环境压力可以小于低密度液体的蒸气压。如果贮存器内低密度液体的压力超过所述贮存器周围或附近的压力，则贮存器可能会‘加压’并且必须能够抵抗所述压力以确保安全并防止破裂。加压贮存器，如ASME加压储罐，用于储存丁烷、丙烷、LPG和本领域中的其它挥发性液体储存物并且可以使用。为了实现加压和耐压，与非加压储罐相比，加压储罐可能需要更厚的壁、或更强的加强件、或更坚固的材料或其组合。因此，对于储存相同质量的挥发性液体，加压储罐通常比非加压储罐更昂贵。此外，在加压储罐中，压力等级或耐压性越高，通常储罐越贵。
在一些实施例中，一个或多个低密度液体贮存器可以被冷却或主动冷却或经历某种形式的热管理。例如，在一些实施例中，可以冷却或冷藏较高海拔的低密度液体贮存器。冷却或‘冷藏’可以互换使用，并且可以简单地描述主动散热。例如，在一些实施例中，可以冷却或冷藏较高海拔低密度液体储存贮存器以降低较高海拔低密度液体储存贮存器所需的耐压性或使较高海拔低密度液体储存贮存器能够不加压或其组合。冷藏储存储罐用于储存丁烷、丙烷、LPG和本领域中的其它挥发性液体并且可以被使用。
主动制冷或冷却可能需要能量输入并且所述能量输入可能是寄生的。冷藏或冷却低密度液体所需的能量可能会降低总往返能量效率。最小化冷藏或冷却低密度液体储存贮存器所需的能量可能有利于最大化能量储存系统的往返能量效率。
在一些实施例中，可以冷藏较高海拔的低密度液体储存贮存器。由于例如能够使用非加压储罐或压力较小的储罐，冷藏或冷却的储存贮存器可以实现较低的资本成本。
在一些实施例中，冷藏的高海拔低密度液体储存贮存器可以与补充热储存的整合一起使用。可以采用补充热储存来最小化与冷藏或冷却低密度液体储存贮存器相关联的寄生能量需求。可以采用补充热储存来最小化所需的冷却或制冷能力，或‘冷却吨位’，以制冷或冷却低密度液体储存贮存器，这可以最小化冷却设备的资本成本或能量需求或其组合。在能量储存系统的电力储存或‘充能’过程中，在将低密度液体转移到较低海拔贮存器之前，可以集成补充热储存装置以恢复储存在低密度液体比热容中的‘冷’。在发电或能量储存系统‘释能’期间，在将所述低密度液体转移到冷藏或冷却的高海拔低密度液体储存贮存器之前，可以集成补充热储存部以冷却低密度液体。
存在用于集成补充热储存的各种系统、方法和配置。
例如，在一些实施例中，集成的补充热储存系统可以涉及热储存贮存器、热储存介质、传热介质和热交换器。在本实例中，热储存介质和传热介质可以包括相同的介质并且可以包括高热容量液体，其可以包含但不限于水，或具有凝固点抑制剂的水、或含水的盐水、或盐水、或液体-液体相变液体。在本实例中，热储存贮存器可以包括一个或多个储存热储存介质的储存储罐。在一些实施例中，热储存贮存器可以包括一个具有温度梯度或温跃层的储罐。在一些实施例中，热储存贮存器可以包括两个储罐，其中一个储罐可以用于‘冷’热储存介质并且一个储罐可以用于‘暖’热储存介质。本实例可以是热储存贮存器，其包括两个储罐，一个储罐用于‘冷’热储存介质，一个储罐用于‘暖’热储存介质。在本实例中，热交换器可以包括促进热储存介质与低密度液体之间的热传递的热交换器。本实例可以使用正丁烷作为低密度液体，尽管如果需要也可以使用其它低密度液体。本实例可以通过将低密度液体从较高海拔贮存器泵送到较低海拔贮存器、置换较低海拔贮存器中的水来储存电力或能量。本实例可以通过允许水置换较低海拔贮存器中的低密度液体、将低密度液体置换到通向发电机的管道中、产生电力或能量并进入较高海拔贮存器中来产生电力或能量。
●在本实例中，在电力储存或‘充能’过程中，离开冷藏的较高海拔储存贮存器或离开之后的低密度液体可以通过热交换器，其中‘冷’低密度液体可以与‘温的’热储存液体热交换，这可能导致形成‘暖的’低密度液体和‘冷的’热储存液体。冷的热储存液体可以被转移到热储存贮存器。‘暖的’低密度液体可以通过管道传递到较低海拔贮存器。所述热交换可以在泵送步骤之前、期间或之后进行。例如，本实例可能涉及第一泵，所述第一泵将‘冷’低密度液体的压力增加到大于低密度液体在‘暖’温度范围内的蒸气压的压力，然后，在热交换之后在热交换器中，所产生的‘暖’低密度液体可以经历随后的泵送步骤，所述泵送步骤将低密度液体的压力增加到足以将低密度液体转移到较低海拔贮存器的压力。例如，本实例可涉及将‘冷’低密度液体泵送到足以将低密度液体转移到较低海拔贮存器的压力，然后将所述‘冷’低密度液体与‘暖’传热液体进行热交换，并将产生的“温暖”低密度液体转移到较低海拔贮存器。在一些实施例中，热交换可以发生在将低密度液体转移到较低海拔贮存器之前或期间。在一些实施例中，热交换器可以包括包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：壳管式热交换器、或板式热交换器、或缠绕在低密度液体管上的盘管、导热低密度液体管段或本领域已知的一种或多种换热方法。
●在本实例中，在产生电力或‘释能’期间，低密度液体在进入发电机之前、期间或之后或其组合可以通过热交换器，其中‘暖’低密度液体可以是与‘冷’热储存液体进行热交换，可能形成‘冷’低密度液体和‘暖’热储存液体。暖的热储存液体可以被转移到热储存贮存器。‘冷’低密度液体可以转移到较高海拔贮存器，所述较高海拔贮存器包括冷却或冷藏的较高海拔贮存器。在一些实施例中，由所述热交换产生的所述‘冷’低密度液体的温度可以接近、或等于或低于冷藏或冷却的高海拔低密度液体贮存器的温度。本实例可以涉及从高压暖低密度液体产生电力，这可将‘暖’低密度液体减压至大于低密度液体在‘暖’温度下的蒸气压的压力，然后，在加热之后在热交换器中进行交换，由此产生的‘冷’低密度液体可以进入第二个发电机或减压步骤，这可以将‘冷’低密度液体的压力降低到适合转移到冷却或冷藏低密度液体储存贮存器的压力。本实例可涉及从高压暖低密度液体发电，然后热交换暖低密度液体以形成冷低密度液体，然后将冷低密度液体转移到较高海拔的低密度液体储存贮存器中。在一些实施例中，进入热交换器的暖低密度液体的压力可以大于或等于低密度液体在‘暖’温度下的蒸气压，并且离开热交换器的‘冷’低密度液体可以压力足以转移到冷却或冷藏的高海拔低密度液体贮存器中。在一些实施例中，进入热交换器的暖低密度液体的压力可以大于或等于低密度液体在‘暖’温度下的蒸气压，并且离开热交换器的‘冷’低密度液体可以在转移到冷却或冷藏的高海拔低密度液体贮存器之前需要进一步减压。在一些实施例中，进入热交换器的暖低密度液体的压力可以大于或等于低密度液体在‘暖’温度下的蒸气压，并且离开热交换器的‘冷’低密度液体可以在转移到冷却或冷藏的高海拔低密度液体贮存器之前需要进一步减压。在一些实施例中，热交换器可以包括包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：壳管式热交换器、或板式热交换器、或缠绕在低密度液体管上的盘管、导热低密度液体管段或本领域已知的一种或多种换热方法。
●在一些实施例中，泵和发电机可以包括相同的单元，例如可逆泵/发电机或水力回收涡轮机。
●在一些实施例中，可以在更换期间使用与在释能期间使用的相同的热交换器。
在采用冷却或冷藏低密度液体储存储罐的实施例中，补充热储存可能有利于最大化系统往返效率。示例系统的计算如下所示：
●在本示例系统中，可以提供液体正丁烷作为示例低密度液体。
●在本实例中，示例外部环境温度为30摄氏度。
●本实例包括1GWh的能量储存。
●对于位于约3,000米水深的较低海拔贮存器和位于约0米海拔的较高海拔贮存器，本实例需要约235,294立方米液态正丁烷或约134,823公吨液态正丁烷密度为每立方米573kg。
●液态正丁烷在大气压力下的沸点约为-1℃。
●本实例中的液态丁烷可以在处于稳定状态或排空时在约-3℃下储存在冷藏的较高海拔贮存器中，并且在较高海拔贮存器填充时在-1℃下储存。
●本实例通过将低密度液体从较高海拔贮存器泵送到较低海拔贮存器，置换较低海拔贮存器中的水来储存电力(充能)。
●本实例通过允许水置换较低海拔贮存器中的低密度液体来发电(释能)，并且被置换的低密度液体在管道中传递到发电机，产生电力，并进入较高海拔贮存器。
●就本实例而言，进入系统至少一个较高海拔部分的低密度温度(较高海拔部分可能包含但不限于较高海拔管道区段、发电机、储罐、贮存器和/或任何热交换器)在释能期间可能处于环境温度，对于本实例为30摄氏度。在实践中，由于深海温度较低(一般为约0至5℃)并且海洋的温度通常较冷(世界大部分地区的海洋温度，包含地表水深处，一年中的大部分时间通常低于30℃)，因此在释能期间进入系统的至少一个较高海拔部分的低密度液体的温度可能低于环境温度。
●本实例示出了一个完整的充能/释能循环，其中较高海拔贮存器在充能期间实际上是排空的，而在释能期间实际上是充满的。实际上，能量储存系统可以在各种充能和释能状态下运行，并且可以在较高海拔贮存器部分填充或空或满或其组合时进行充能或释能或其组合。
●假定换热流体之间的热交换器温差为约1°K。
●假设‘暖’的热储存液体处于示例环境温度或30摄氏度。实际上，由于例如包含但不限于释能期间返回的低密度液体处于低于环境温度的温度，或由于热管理系统，或由于其组合。
●液态正丁烷的比热容为2.275J/g°K。
●134,823公吨液态正丁烷的热容量为306,722MJ/°K。
●如以下带有计算的实例所示，与具有冷藏或冷却的高海拔低密度液体的示例实施例相比，具有带有补充热储存部的冷藏或冷却的较高海拔低密度液体贮存器的示例实施例可能需要显著更少的冷却能量或寄生冷却没有补充热储存的贮存器。如下面的计算示例所示，具有冷藏或冷却的高海拔低密度液体贮存器而没有补充热贮存器的示例实施例可能需要寄生负载或降低约14-28％的往返效率以用于冷却。如下面的计算示例所示，具有冷藏或冷却的高海拔低密度液体贮存器以及补充热贮存器的示例实施例可能需要寄生负载或降低约1–3％的往返效率以用于冷却。显然，辅助热储存系统可以有利于最大化采用冷藏的高海拔低密度液体贮存器的实施例的往返效率。另外地，辅助热储存系统可能有利于最小化CAPEX，因为与采用不带补充热贮存器的冷藏高海拔低密度液体蓄积器的实施例相比，采用具有补充热贮存器的冷藏高海拔低密度液体蓄积器的实施例中的冷却能力要求更小热储存。
●具有补充热储存部的本实例的版本：
○步骤
■1)充能：在从0％充能到100％充能期间，134,823公吨温度为-3℃的‘冷’液体正丁烷从冷藏或冷却的较高海拔贮存器中排出，并与‘暖’热储存液体进行热交换。退出热交换的是-2℃的‘冷’热储存液体和29℃的‘暖’液体正丁烷。‘暖’的低密度液体可以转移到较低海拔贮存器。热储存液体可以储存在热储存贮存器中。在一些实施例中，热储存贮存器中的‘冷’热储存液体可以保持在或接近设计‘冷’温度。所述维护可以涉及例如包含但不限于冷藏、其它形式的冷却、绝缘、辐射冷却或其它形式的热管理。
■2)释能：在从100％释能到0％期间，134,823公吨‘暖’液体正丁烷与‘冷’热储存液体进行热交换。对于本实例，‘暖’液体正丁烷为30℃，‘冷’热储存液体为-2℃。退出热交换的是29℃的‘暖’热储存液体和-1℃的‘冷’液体正丁烷。‘冷’液体正丁烷被转移到冷藏或冷却的较高海拔低密度液体贮存器中。‘暖’的热储存液体被转移到热储存贮存器中。
○冷却能耗
■在本实例中，可能希望将普通液态丁烷冷却至设计储存温度或设计排空温度。在本实例中，冷藏或冷却的高海拔低密度液体储存贮存器中的普通液体丁烷可以从-1℃的温度冷却到-3℃的温度。所述冷却可以发生在填充期间或储存期间或清空期间或其组合期间。
■热容量为306,722MJ/℃，从-1℃冷却到-3℃需要去除613,444MJ的热量。
■使用性能系数为6的制冷循环或冷却系统，冷却将需要102,241MJ的电力或28.4MWh的电力。本实例能量储存系统储存1GWh的电力，因此28.4MWh的电力是2.84％的冷却寄生负载或将能量储存系统的整体往返效率降低约2.84％。
■使用性能系数为15的制冷循环或冷却系统，假设使用深海海水作为散热器或较低的环境温度或较低的湿球温度，或其组合，冷却将需要40,896MJ的电力或11.36MWh的电力。本实例能量储存系统储存1GWh的电力，因此11.36MWh的电力是1.136％的冷却寄生负载或将能量储存系统的整体往返效率降低约1.136％。
○注意：在一些实施例中，在与‘冷’低密度液体进行热交换之前、期间或之后或其组合，冷热储存部可以被冷却至低于或等于设计低密度液体储存温度的设计温度。
●没有补充热储存部的本实例的版本：
○步骤
■1)充能：在从0％充能到100％充能期间，134,823公吨温度为-3℃的‘冷’液体正丁烷从冷藏或冷却的较高海拔贮存器中排出。‘冷’低密度液体直接转移到较低海拔贮存器。
■2)释能：在从100％释能到0％期间，有134,823公吨‘暖’液体正丁烷进入较高海拔部分。对于本实例，‘暖’液体正丁烷是环境温度，在本例中为30℃。在实践中，‘暖’低密度液体可以比环境温度低或比环境温度高或两者。在本例中，‘暖’液态丁烷必须从30℃冷却到-3℃，或至少冷却到-1℃，然后才能进入冷藏或冷却的低密度液体较高海拔贮存器。
○冷却能耗
■在本实例中，‘暖’液态丁烷必须从30℃冷却到-3℃，或至少冷却到-1℃。所述冷却可以发生在填充期间或储存期间或清空期间或其组合期间。
■热容量为306,722MJ/℃，从30℃冷却到-3℃需要去除10,121,826MJ的热量。
■使用平均性能系数为10的制冷循环或冷却系统，冷却将需要1,012,183MJ的电力或281.2MWh的电力。本实例能量储存系统储存1GWh的电力，因此281.2MWh的电力是28.12％的冷却寄生负载或将能量储存系统的整体往返效率降低约28.12％。
■使用性能系数为20的制冷循环或冷却系统，假设使用深海海水作为散热器或较低的环境温度或较低的湿球温度，或其组合，冷却将需要506,091MJ的电力或140.58MWh的电力。本实例能量储存系统储存1GWh的电力，因此140.58
MWh的电力是14.058％的冷却寄生负载或将能量储存系统的整体往返效率降低约14.058％。
在一些实施例中，‘冷’热储存介质可以保持在低于或等于冷藏或冷却的低密度液体储存贮存器中的低密度液体的温度的温度。所述维护可能涉及某种形式的热管理。例如，所述热管理可以涉及用于本文所描述的冷却或温度控制或温度监测或其组合的系统和方法，或本领域已知的或其组合。在一些实施例中，用于‘冷’热储存介质的热管理系统可以与用于冷却冷藏低密度液体储存贮存器的热管理系统重叠或集成。在一些实施例中，用于‘冷’热储存介质的热管理系统可以与用于冷却冷藏低密度液体储存贮存器的热管理系统分开。
用于最小化与冷却或冷藏低密度液体贮存器相关的寄生能量消耗的另外系统和方法可以包含但不限于：
●使贮存器绝缘
●高效冰箱
●利用低密度液体贮存器内部的低密度液体的蒸发或沸腾来冷却所述贮存器中的低密度液体。所产生的低密度液体蒸气可以通过例如通过压缩、冷却或两者将所述蒸气冷凝成液体而在内部再循环。可以包括液体低密度液体的所述冷凝的低密度液体蒸汽可以以液相返回到低密度液体贮存器。可替代地或另外地，所述低密度液体蒸气可以用于另一应用，其可以包含但不限于用作燃料或工业原料或化学原料或制冷剂，或其组合。
●采用蒸发冷却
●采用水基蒸发冷却
●采用寒冷的深海温度来冷却或作为传热介质
●辐射冷却
●OTEC
●海水冷却
●采用海水作为冰箱或冷却器的散热器
●采用冷的深海水作为冰箱或冷却器的散热器
●在储罐上使用反光或不发光或吸热的颜色或涂层
●采用热储存
●使用高密度液体或水或两者，它们可以作为系统工作流体位于能量储存系统内，作为‘散热器’来冷却冷藏或冷却的低密度液体贮存器或补充热储存贮存器或两者。在一些实施例中，较低海拔贮存器中的高密度液体或水或两者在充注期间被转移到较高海拔贮存器。所述置换的高密度液体或水或两者可能处于比环境温度更低的温度，这是由于例如深海的温度可能比一些环境温度和/或与深海的热交换相对低。例如，所述置换的高密度液体或水或两者可以与冷藏或冷却的低密度液体贮存器或补充热储存贮存器或两者进行热交换以冷却所述贮存器。例如，所述置换的高密度液体或水或两者可用作制冷循环的散热器，制冷循环用于冷却或从冷藏或冷却的低密度液体贮存器或补充热储存贮存器或两者移除热量以冷却所述贮存器。
在一些实施例中，可在没有补充热储存的情况下使用冷藏的较高海拔储存储罐。如果冷却或冷藏方法在形式上是非专利的或者需要最少的能量或者是被动的或其组合，则具有冷藏或冷却的低密度液体贮存器的实施例的往返效率，例如冷藏或冷却的低密度液体较高海拔贮存器，可以类似于具有非制冷或非冷却低密度液体贮存器的实施例的往返效率。如果冷却或冷藏方法在形式上是寄生的，具有冷藏或冷却低密度液体贮存器的实施例的往返效率，例如冷藏或冷却低密度液体较高海拔贮存器，可能小于往返效率具有非制冷或非冷却低密度液体较高海拔贮存器的实施例的效率。由于例如使用非加压储罐或较低加压储罐的能力，使用不带补充热贮存器的冷却或冷藏储罐的一些实施例可能比使用带有补充热贮存器的冷却或冷藏储罐的实施例具有更低的资本成本，和/或缺乏补充热储存和相关热交换器。使用不带辅助热储存部的冷却或冷藏储罐的一些实施例可能比使用具有辅助热储存部的冷却或冷藏储罐的实施例具有更高的资本成本，因为例如在使用不带补充热储存部的冷却或冷藏储罐的实施例中需要更高的冷却能力与采用具有补充热储存部的冷却或冷藏储罐的实施例相比，热贮存器更易于热储存。
在一些实施例中，通过泵送低密度液体以置换较低海拔贮存器中的较高密度液体来储存能量，并且通过允许较高密度液体置换较低海拔贮存器中的低密度液体来储存能量。在一些目前描述的实施例中，较低海拔贮存器可以是水下的或液下的或地下的或两者。在较低海拔贮存器位于水下或液下的一些实施例中，可能希望较高密度液体的密度类似于或等于较低海拔贮存器周围或附近的流体或液体的密度，这可能会导致较低海拔贮存器的内部和外部之间的流体静力平衡和/或压力差最小化。在较低海拔贮存器位于地下的一些实施例中，可采用密度增加的较高密度液体，例如由于地面施加平衡压力的能力而不管较高密度液体的密度。
在较低海拔贮存器位于地下的一些实施例中，较低密度液体可以与较低海拔贮存器中的较高密度液体直接接触。如果较低密度液体与较高密度液体直接接触，则可能希望较低密度液体不溶于较高密度液体或在较高密度液体中具有有限的溶解度和/或可能希望较低密度液体是一种非水合物形成的较低密度液体。
重要的是要注意，除了使用较低密度液体置换较高密度液体的固有更大的往返效率之外，较低密度液体可能固有地对压缩空气有利。例如，与空气不同，无论压力或深度或其组合如何，较低密度液体都可以与水直接接触，从而实现几乎无限的潜在能量密度和地下深度。可以设想超能量密集实施例，其可以包含但不限于地下或水下或液体下或其组合，深度或高度差大于或等于1,000米、2,000米、或3,000米、或4,000米、或5,000米、或6,000米、或7,000米、或8,000米、或9,000米、或10,000米、或11,000米、或12,000米、或13,000米、或14,000米、或15,000米、或20,000米、或25,000米、或30,000米、或35,000米、或40,000米、或45,000米或50,000米。海拔差异可以包括较高海拔贮存器与较低海拔贮存器之间的海拔差异，或者第一贮存器与第二贮存器之间的海拔差异，或者第一贮存器与第三贮存器之间的海拔差异，或者其任何组合。另一方面，空气，特别是空气中的氮气，在超过173巴(约1,730米静水压头)的压力下形成气体水合物，限制了基于空气置换水的系统的能量密度和深度。另外地，由于亨利定律，空气或其它气体在水中的溶解度会随着压力的增加而增加。与空气不同，一些低密度液体在水中的溶解度可能不会随着压力显着或实际上增加。另外地，空气在大于约30巴的压力下形成超临界流体。与空气不同，无论压力如何，液体通常都保持液体状态，只要压力高于液体温度下液体的沸点压力即可。
在一些实施例中，较高密度液体可以包括密度增强剂或可包含密度大于水的液体或两者。增加较高密度液体的密度或降低较低密度液体的密度或两者都增加能量储存系统的能量密度。在较高密度液体和较低密度液体处于封闭系统中并且较低海拔贮存器在地下或被固体包围或两者的实施例中，最大化较高密度液体的密度可能是特别有利的。例如，较高密度液体或增强的较高密度液体可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：盐水、盐水、液体盐、卤素、重液、液体金属、浓缩水溶液、尿素硝酸铵溶液、压裂水、浓缩压裂水、脱盐盐水或矿用盐水。
在一些实施例中，较低海拔贮存器可以定位于与较高海拔贮存器具有不同温度的区域中。另外地，在贮存器之间传递液体的管道可能会穿过温度不同于较高海拔贮存器、较低海拔贮存器或两者的温度的区域。在一些实施例中，可以利用和/或使用温度差异。例如，温差可以被利用和/或用于冷却、加热或两者。例如，可以利用和/或利用温差来发电、淡化水、促进分离、冷冻、烧开水或进行其它有价值的工作或活动。
温差可以在过程操作期间被利用和/或利用或作为过程操作的辅助益处。
●例如，较低海拔贮存器可能位于水下温度与较高海拔贮存器区域温度显著不同的区域中。例如，水下较低海拔贮存器周围或附近的水温可能低于10摄氏度或低于5摄氏度，而较高海拔贮存器周围或附近的环境温度可能高于5摄氏度或高于10摄氏度。在较高海拔低密度液体贮存器被部分冷藏或冷藏或冷却的实施例中，可能希望利用或利用从较低海拔贮存器置换的低密度液体的潜在低于环境温度以减少冷却或冷藏能量消耗。在较高海拔低密度液体贮存器被部分冷藏或冷藏或冷却的实施例中，可能希望利用或利用从较低海拔贮存器置换的低密度液体或高密度液体或两者的潜在低于环境温度以减少冷却或冷藏能耗。在一些实施例中，可能需要利用或利用低密度液体或高密度液体或两者从较低海拔贮存器置换的潜在低于环境温度的温度，以提供过程冷却、区域冷却、空调冷却、发电厂冷却，或其它冷却需求。在一些实施例中，可能希望利用或利用从较低海拔贮存器置换的低密度液体或高密度液体或两者的潜在低于环境温度以用于发电。从较低海拔贮存器排出的低密度液体或高密度液体或两者可以在储存所述低密度液体或高密度液体之前、期间或之后或其组合与利用或利用所述潜在低于环境温度的过程进行热交换液体或两者都在较高海拔贮存器中。
●例如，较低海拔贮存器可能位于地下温度与较高海拔贮存器区域的温度显著不同的区域中。例如，较低海拔贮存器周围或附近的温度可能大于10摄氏度、或20摄氏度、或30摄氏度、或40摄氏度或50摄氏度，而较高海拔贮存器周围或附近的温度可能低于0摄氏度、或低于10摄氏度、或低于20摄氏度、或低于30摄氏度、或低于40摄氏度或低于50摄氏度。在一些实施例中，可能需要利用或利用从较低海拔贮存器排出的低密度液体或高密度液体或两者的潜在高于环境温度，以用于区域加热、过程加热或其它加热需求。在一些实施例中，可能希望利用或利用从较低海拔贮存器排出的低密度液体或高密度液体或两者的潜在高于环境温度的温度来产生电力。从较低海拔贮存器置换的低密度液体或高密度液体或两者可在将所述低密度液体和高密度液体或者两者储存在较高海拔贮存器之前、期间或之后，利用或利用所述潜在高于环境温度的工艺或其组合进行热交换。
在一些实施例中，低密度或高密度液体或两者可以包括热储存介质。在一些实施例中储存的液体的大质量或热质量对于用作或兼作热储存介质或温度缓冲器或两者可能是有利的。例如，低密度液体或高密度液体或两者可被用作HVAC、区域加热系统或区域冷却系统、或过程冷却、或过程加热、或温度稳定或其组合中的冷却热储存、或加热热储存、或冷却、或加热、或热传递的介质。
在一些实施例中，可能需要使用非水合物形成的低密度液体。非水合物形成的低密度液体可以包括在压力下在水存在下不形成固体水合物或包合物的液体。使用非水合物形成的低密度液体作为低密度液体可能是有利的，以使例如水和低密度液体之间能够直接接触。例如，非水合物形成的低密度液体和/或水与低密度液体之间的直接接触可以防止或最小化对机械压力交换屏障的需要，例如活塞、浮式分离器或囊袋，这可以实现更长的系统寿命、更低的成本和更少的机械移动部件。例如，非水合物形成的低密度液体可以实现与海底海水的直接接触压力交换，这可降低资本成本、降低复杂性、提高往返效率或增加系统寿命，或其组合。例如，在一些实施例中，非水合物形成的低密度液体可以使低密度液体与含水高密度液体直接接触，含水高密度液体可以包含但不限于包括水的高密度液体，或包括水和密度增强剂或密度增强剂的高密度液体，或其组合。
在一些实施例中，一部分低密度液体可以溶解在高密度液体中。在一些实施例中，一部分低密度液体可以溶解在高密度液体中，即使所述低密度液体微溶于或实际上不溶于所述高密度液体。在一些实施例中，高密度液体被较低海拔贮存器中的低密度液体置换，并且所述置换的高密度液体转移到高密度液体较高海拔贮存器，溶解在高密度液体中的低密度液体可以形成低密度液体蒸气压。如果需要，所述低密度液体或低密度液体蒸气或低密度液体蒸气压或其组合可以在高密度液体储存在较高海拔高密度液体贮存器中之前、期间或之后或其组合被移除或回收。例如，来自高密度液体的所述低密度液体蒸气可以经历压缩、冷却、液化或其组合过程，形成液相低密度液体和/或所述液相低密度液体至较高海拔的低密度液体贮存器。
注意
●注意：在一些实施例中，热储存介质和传热介质可以包括相同的材料或不同的材料。例如，在一些实施例中，热储存介质和传热介质可以都包括液体或液-液相变液体或两者。例如，在一些实施例中，热储存介质可以包括固液相变材料、或固-固相相变材料、或者固液浆料或其组合，和/或传热介质可以包括液相材料、或液-液相变材料、或固液相变材料、或固-液浆料或其组合。
●注意：可以提供水作为示例液体。例如，可以提供水作为示例较高密度液体。可以使用其它较高密度液体代替水或除了水之外。
●注意：当不再需要储存能量时，低密度液体泵可以停止泵送。为了防止低密度液体无意中流回低密度液体泵，可以关闭一个或多个阀。阀可以位于泵附近或较低海拔贮存器附近，或两者。可替代地或另外地，可以采用与高密度液体接触的阀，以防止另外的高密度液体流入较低海拔贮存器。与高密度液体接触的阀可以位于较低海拔贮存器附近。
●注意：在一些实施例中，高密度液体可以包括固-液浆料、或乳液、或分散体、或可泵送固体或其组合。例如，高密度液体可以包括固体中高密度纳米颗粒的分散体。例如，高密度液体可以包括固液混合物，所述固液混合物包括悬浮在液体中的固体的纳米颗粒。例如，高密度液体可以包括铁磁流体。例如，高密度液体可以包括涂覆有表面活性剂的固体，以抑制结块或使悬浮液在液体中形成。例如，高密度液体可以包括涂覆有表面活性剂的固体，以抑制结块或使悬浮液能够在液体(如有机溶剂或水或两者)中形成。例如，高密度液体可以包括胶体液体。例如，高密度液体可以包括悬浮在载体流体(如有机溶剂或水)中的纳米级铁磁性或铁磁性颗粒。例如，高密度液体可以包括悬浮在载体流体(如有机溶剂或水)中的纳米级颗粒。例如，高密度液体可以包括通过布朗运动悬浮在液体中的固体颗粒。在一些实施例中，铁磁流体或磁性流体可被用作高密度液体或低密度液体或两者，并且电可由铁磁流体或者磁性流体通过磁体和/或线圈产生。例如，高密度液体可以包括悬浮在载体流体(如有机溶剂或水)中的纳米级固体颗粒。例如，高密度液体可以包括固体和液体的浆料。例如，高密度液体可以包括固体和液体的浆料，其中湍流、表面活性剂、布朗运动或其组合使固体保持悬浮在液体中。
●注意：在一些实施例中，低密度液体可以包括固-液浆料、或乳液、或分散体、或可泵送固体或其组合。例如，在一些实施例中，低密度液体可以包括可泵送的冰。例如，在一些实施例中，低密度液体可以包括低密度纳米颗粒和溶剂的混合物，如水或有机溶剂或无机溶剂或其组合。
注意：
●一些实施例可以配置有定位于地下的较低海拔贮存器。
○非水合物形成低密度液体无水合物形成
■空气，特别是空气中的氮气，在高压下与水形成固体水合物(压力大于30巴，取决于温度)
■无论压力如何，非水合物形成的低密度液体都不会与水形成固体水合物，从而实现更高能量密度的能量储存系统。
●水和低密度液体在封闭结构中，与海洋机械隔离。在所述配置中，水或其它较高密度液体可以被置换到与较高海拔贮存器互连的管道中。
●水或较高密度液体可以与低密度液体直接接触。所述直接接触可发生在例如较低海拔贮存器中的液体-液体界面处。
●所述低密度液体可以包括密度小于所述高密度液体的液体。
●允许低密度液体被较高密度液体置换可能涉及打开一个或多个阀。
●泵也可以用作发电机。例如，在一些实施例中，泵和发电机可以包括相同的单元。例如，泵/发电机可以包括液压动力回收涡轮机或HPRT。
●冷的低密度液体可以在转移到冷藏或冷却的较高海拔低密度液体贮存器之前、期间或之后进行进一步冷却。
●可能期望所述水或高密度液体具有与围绕低海拔储罐的水或其它液体介质的密度相似的密度。
●所述低密度液体可以实际上不溶于水或高密度液体，或者可以在水或其它高密度液体中具有有限的溶解度。
●所述低密度液体可以包括液体并且可以包括非水合物形成的低密度液体。一些气体和液体在高压和相对较低的温度下与水形成水合物，有些被称为包合物。非水合物形成的低密度液体可以包括具有非水合物或非包合物形成的分子结构或对于水合物形成而言分子量太大的低密度流体或其组合。例如，包含但不限于以下中的一项或多项或其组合：
○正丁烷(正丁烷)是一种非水合物形成分子。在纯异丁烷、异丁烷和正丁烷混合物水合物的量热研究中，Buleiko等人表示，“工作得出的实验测量结果确凿地表明，正丁烷在研究领域中不形成水合物，其行为类似于非水合物形成者(the experimentalmeasurements resulting from our work have shown conclusively that normalbutane does not form hydrate in the area of research and it behaves like anonhydrate former)。”Buleiko等人评估了“正常丁烷水合物形成的可能性在78至280K的温度范围内，并且压力高达15MPa。”15MPa为150巴压力。
○丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷
○碳氢化合物
○碳氢化合物混合物
○机油
○有机化合物
○大分子量有机化合物
○柴油机
●在一些实施例中，低密度液体可以可溶于水或可以是水合物形成剂或其组合。
○采用可溶于水的低密度液体或水合物形成低密度液体或者其组合的一些实施例可以在水和水溶性或水合物形成的低密度液体之间采用屏障。所述屏障可以包括包含但不限于浮式屏障、囊袋、囊状储罐、液体-液体界面处的互不溶液体、活塞、机械交换、液压交换或其组合。
○采用可溶于水的低密度液体或水合物形成低密度液体或者其组合的一些实施例可以采用非水的较高密度液体。
○采用可溶于水的低密度液体或水合物形成低密度液体的一些实施例或其组合可采用水和水合物形成抑制剂。水合物形成抑制剂在石油和天然气工业领域是已知的。水合物形成抑制剂可以包含但不限于丙二醇、甲醇、乙二醇、醇、盐或其组合。
○采用可溶于水的低密度液体或其它高密度液体的一些实施例可与含有饱和浓度溶解液体的高密度液体一起操作。仅在采用在高密度液体中具有有限溶解度或部分混溶性的低密度液体的实施例中，才可能采用用低密度液体饱和的高密度液体。
○采用可溶于水或其它高密度液体的低密度液体的一些实施例可以采用溶解度抑制剂，与不存在所述溶解度抑制剂的情况下低密度液体在高密度液体中的溶解度相比，所述溶解度抑制剂可降低或抑制低密度液体对高密度液体所具有的溶解度。溶解度抑制剂可以溶解在低密度液体、高密度液体或两者中。
○采用水合物形成剂低密度液体的一些实施例可以使用水合物形成抑制剂。水合物形成抑制剂可溶解在低密度液体、高密度液体或两者中。
○采用可溶于水或其它高密度液体的低密度液体的一些实施例可以在例如较低海拔贮存器中采用低密度液体和高密度液体之间的屏障。例如，如果低密度液体是液氨或水溶性醇或其组合，并且水是高密度液体，则可能需要在低密度液体和高密度液体之间设置屏障。
●水或较高密度液体可以包括添加剂，以提供某些有利的财产。具有有利性质的添加剂可以包含但不限于以下中的一种或多种或组合：
○防污剂
○防垢剂
○腐蚀抑制剂
○冰点抑制剂
○密度调节剂
○降解抑制剂
○水合物形成抑制剂
○粘度降低剂
○氧气清除剂
○示踪剂或示踪化学品，其可以包含但不限于有助于追踪泄漏的化学品(如果发生泄漏)
●低密度液体可以包括添加剂，以提供某些有利的性质。具有有利性质的添加剂可以包含但不限于以下中的一种或多种或组合：
○防污剂
○防垢剂
○腐蚀抑制剂
○冰点抑制剂
○密度调节剂
○降解抑制剂
○水合物形成抑制剂
○粘度降低剂
○氧气清除剂
○示踪剂或示踪化学品，其可以包含但不限于能够追踪泄漏或在发生泄漏时识别泄漏的化学品
●丙烷在大气压下为-44℉的液体
●丁烷在大气压下为30.2℉或-1℃的液体
●与低密度液体的热交换可能发生在泵之后或发电机之前
●与低密度液体的热交换可能发生在泵之前或发电机之后
●在一些实施例中，低密度液体可以具有低沸点。低沸点可以包括在室外环境温度条件下可能达到的温度或在暴露于阳光的表面上可能达到的温度的10°K内的沸点。例如，在大气压下低于或等于30℃、或35℃、或40℃、或45℃、或50℃、或55℃、或60℃或其组合的沸点可以包括低沸点。
●采用低沸点低密度液体的实施例可以采用一种或多种系统和方法或其组合，以确保安全的液体处理和储存。
○例如，在较高海拔贮存器定位于水下的实施例中，可能期望将所述较高海拔贮存器放置在这样一个水深处，其中围绕或邻近所述较高海拔贮存器的流体静压力等于或大于低密度液体的蒸气压。
○例如，在较高海拔贮存器周围或附近的空气或水的压力低于室外环境温度条件下的低密度液体的蒸气压的实施例中，可能需要采用耐压储罐或加压储罐或ASME加压储罐或其组合。
○例如，在环境室外温度条件下，在较高海拔贮存器周围或附近的空气或水的压力低于低密度液体的蒸气压的实施例中，可能需要冷却低密度液体以降低低密度液体蒸气压。
■例如，可以将低密度液体冷却至在大气压下处于或低于低密度液体沸点的温度。
■例如，低密度液体可以在期望的压力下冷却到低密度液体沸点或沸点以下的温度。
■例如，可以将低密度液体冷却到这样的温度，使得低密度液体的蒸气压适合于储存在期望的罐中。
■例如，可以将例如绝热储罐或冷藏储罐或温度控制储罐或储罐或其组合内的低密度液体的温度维持在期望的温度范围。
●冷藏储、温度控制储或冷却储可以采用一种或多种或多种热管理方法的组合。例如，所述热管理方法可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：
○制冷
○冷却器
○蒸气压缩制冷循环
○吸收式制冷循环
○蒸发冷却
○水基蒸发冷却
○由于低密度液体沸腾而冷却。产生的蒸气可以被称为废气。
■可能需要压缩、液化或以其它方式再利用或再循环所述废气。
■可能需要将所述废气用于燃料或其它用途
○冷却
○热储存
○OTEC
○凉的海水
○LNG气化冷却，其可以包括利用液化天然气的吸热来冷却
○液-液相制冷循环
○气-气相制冷循环
○固-固相制冷循环
○固态气相制冷循环
●可以提供丁烷或正丁烷或正丁醇作为实例高蒸气压低密度液体。可以使用其它液体代替丁烷或除丁烷之外。丁烷也可以指含有或包括丁烷的溶液。
●可以提供水作为示例高密度液体或低密度液体或两者。可以使用其它液体代替水或除了水之外。水也可以指含有或包括水的溶液。
●热储存介质或介质可以包括液体或固体、气体或超临界流体或其组合，其可以用于储存热量或‘冷却’，或传递热量或‘冷却’，或其组合。热储存介质可以包括相变材料，相变材料可以包含但不限于固液相变、液-液相变、液气相变、液固相相变、固-固相相变、气-气相变、化学反应、可逆化学反应或其组合。
●热储存液体可以包括水，或者包括水和冰点降低剂的水溶液，或者非水液体，或者液-液相变液体，或者其组合。
●热储存液体可以包括水，或者包括水和冰点抑制剂的水溶液。例如，热储存液体可以包括水溶液，包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：
○水溶性有机物，其可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：丙二醇、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、酮、醇、醛、二醇、二醇聚合物、聚合物、糖、糖醇、糖替代品、糖蜜
○水溶性氮化合物，其可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：氨、硝酸、尿素或其衍生物
○离子化合物，其可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：氯化钠、氯化钙、铵盐、钠盐、钙盐、镁盐、钾盐、海盐、碱金属盐、碱土金属盐、过渡金属盐、氯化物盐、硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、表面活性剂
○离子液体+水溶液
○酸
○碱
○水溶性气体
○水溶性硫化合物，其可以包含但不限于有机硫化合物
●可以采用热储存热交换来减少冷却能量需求。
●热储存热交换可以用于回收储存在液体丁烷比热容中的‘冷’。
●热储存介质可以储存在一个或多个储罐中。
●热储存介质可以储存在具有温度梯度的储罐中。例如，较冷的热储存液体形成温度层，而较热的热储存液形成另一温度层。
●热储存介质可以储存在两个或多个储罐中，其中至少一个储罐用于‘暖’液体，并且至少一个储罐用于‘冷’液体。
●在充能之前或充能期间，液态丁烷可与‘暖’热储存介质进行热交换，形成‘冷’热储存媒介并形成‘暖’丁烷。当丁烷的压力大于或等于丁烷的蒸气压时，可以进行所述热交换。例如，所述热交换可以在液体丁烷泵送阶段或加压阶段之后或期间进行。例如，当前描述的步骤可以在丁烷从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器之前或同时进行，这在当前的能量储存装置储存电力或进行‘充能’时可能是需要的。
●在释能之前或释能期间，液态丁烷可以与‘冷’热储存介质进行热交换，将液态丁烷冷却至接近或低于大气压(或其它所需压力)下丁烷的沸点，并形成‘暖’热储存液体。例如，所述热交换可以在液体丁烷水力发电阶段或减压阶段之前或期间进行。例如，当前描述的步骤可以在丁烷从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器之前、期间或之后进行，这在当前的能量储存装置正在发电或正在‘释能’时可能是需要的。
●在安装和/或项目设置期间，可使用一种或多种工艺或工艺组合将低密度液体添加到系统中。
○例如，可以通过将来自LPG或其它碳氢化合物或低密度液体运输船的流线连接到能量储存系统中的低密度液体海底管路上的互连点来添加或移除低密度液体。
○例如，可通过将LPG或其它碳氢化合物或低密度液体运输船连接到可断开的浮标来添加或移除低密度液体。所述可脱离浮筒可以连接到低密度液体罐或海底管路或其组合的一个或多个点。
○例如，可以通过从管路传递的低密度液体添加或移除低密度液体
○例如，低密度液体可以通过从轨道车传递的低密度液体添加或移除
○例如，低密度液体可以通过从油罐车或子弹罐或其组合传递的低密度液体来添加或移除
○如果低密度液体贮存器被冷藏或冷却，则添加的低密度液体可以在将低密度液体添加到冷藏或冷却的低密度液体贮存器之前、期间或之后被冷却或冷却。
●液体正丁烷比热容：2.275J/g℃
●‘冷’热储存介质可以包括在1巴压力(或另一个期望的压力范围)下处于或低于低密度液体沸点温度的热储存介质
●‘冷’热储存介质可以储存在隔热储罐中
●‘冷’热储存介质可以通过热管理保持在足够冷的温度。当热储存介质的温度超过特定温度或温度范围时，或者当需要时，所述热管理可以包括制冷或其它冷却方法。足够冷的温度热储存介质可以包括这样的温度，当与‘暖’的低密度液体进行热交换时，得到的‘冷却’的低密度液体的蒸气压小于或等于较高海拔储罐的设计压力额定值。在一些实施例中，足够冷的温度热储存介质可以包括温度，当与‘暖’的低密度液体进行热交换时，得到的‘冷’的低密度液体的温度低于‘暖’低密度液体的温度。在一些实施例中，所述‘冷却’的低密度液体可以具有小于或等于较高海拔储存贮存器的压力额定值的蒸气压，并可以转移到所述较高海拔储存贮存器中。在一些实施例中，所述‘冷却’的低密度液体可以具有大于或等于较高海拔储存贮存器的压力额定值的蒸气压，并且可以在被转移到所述较高海拔储存贮存器之前进行进一步冷却。在一些实施例中，所述‘冷却’的低密度液体可以具有小于或等于较高海拔储存贮存器的压力额定值的蒸气压，并且可以在被转移到所述较高海拔储存贮存器之前进行进一步冷却。
●热储存介质与低密度液体的热交换可以在泵和/或发电机步骤之前或之后或两者发生。
●当本能量储存系统部分或完全释能时，冷藏或冷却的较高海拔贮存器可能需要更多的寄生冷却能量消耗。部分或完全释能状态可以涉及当较高海拔或陆地上或水储存贮存器上方部分或完全充满低密度液体时。
●一些实施例可以涉及封闭系统，其中置换的较高密度液体从较低贮存器转移到较高海拔贮存器。在一些实施例中，在较低和较高海拔贮存器之间传送较高密度液体的管道可以被具有相似或相等密度的液体包围或浸入其中。例如，如果所述管道浸没在具有相似或相等密度的液体中或被其包围或邻近，则所述较高密度液体管道可在管道内部具有接近或等于管道外部的流体静压力的压力。例如，如果所述管浸没在具有相似或相等密度的液体中或被其包围或邻近，则所述较高密度液体管可以使用需要比低密度液体管更小的耐压性的管来构造。与用于低密度液体的一个或多个管道相比，所述需要较小耐压性的管道可以具有较低的成本或较大的直径或两者。
●用于冷却低密度液体储存贮存器的制冷系统使用备用发电机。所述备用发电机可以用于在紧急情况下为冷却或制冷设备供电。例如，当能量储存系统完全释能并且没有其它电源时，可以使用所述备用发电机。所述备用发电机可以例如由低密度液体提供动力，如包含但不限于丁烷或其它低密度液体或气液燃料。如果需要，所述备用发电机可以由其它燃料源供电。
●如果需要，电力平滑或即时响应可以采用锂离子电池、电池、飞轮、电容器、超级电容器或其它能量储存系统。
●可以采用系统、方法或控制装置来最小化或减轻液压波或“液压锤”的潜在强度，这可能在液体流速或液体压力或其组合变化期间发生。液压锤或液压压力波缓解措施在本领域中是已知的，并且可以包含但不限于逐渐流量调节、启动程序、停机程序、水塔、缓冲罐、液压气动减震器、液压减震器、膨胀罐、泵送旁通、泵送飞轮或其组合。
●用于储存低沸点低密度液体的冷藏或冷却储罐可以与本领域中使用的冷藏储罐相似或相同，例如，包含但不限于以下中的一种或多种或组合：LPG终端、丙烷储存、丁烷储存、氨储存、NGL储存、LNG储存或其组合。
●海底储罐施工材料可以包括包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：金属、钢、铝、混凝土、预制混凝土、塑料、涂层聚乙烯、聚丙烯、复合材料、玻璃纤维、橡胶、织物、骨料。
●低密度液体可能会随着温度和压力而发生密度变化
●由于深海海水的温度相对较低(通常约为0–3℃)，在释能期间，低密度液体可能会以低于周围环境温度的温度返回到较高海拔贮存器。如果由于深海中发生的冷却，低密度液体可能在低于周围环境温度的温度下返回到较高海拔贮存器，低密度液体可能需要比热储存部中可用的更少的冷却或热去除，这可以进一步减少与冷藏或冷却的低密度液体储存相关的潜在寄生能量需求。
●海水可以用作热储存液体。海水的冰点可以为约-2摄氏度。
●脱盐盐水或反渗透盐水可以用作热储存液体。
●添加剂可以添加到热储存液体中。添加剂可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：抑制剂、氧清除剂、冰点抑制剂、本文所描述的其它添加剂、本领域的其它添加剂。
●本发明可以包含泵、传感器、控制器、管道、阀和/或其它设备或材料，这些设备或材料可以未在图中示出或在本文所描述。
●热储存贮存器可以包括刚性储罐、或囊状储罐或其组合。
●较高海拔贮存器和/或较低海拔贮存器可以包括刚性储罐或囊状储罐或其组合。
●热储存贮存器可以包含漂浮或固体材料或液体材料或其组合屏障，以分离或最小化‘暖’和‘冷’热储存液体或热储存介质的混合。
●储罐和贮存器可以包括本领域已知的用于储存液体、固体、气体、气液或其组合的储罐和贮存器。例如，储罐和贮存器可以包括包含但不限于以下中的一项或多项或其组合：ASME加压储罐、半加压储罐、大气压储罐、平衡压力储罐、浮顶储罐、霍顿储球、子弹储罐、钢储罐、水泥储罐、玻璃纤维储罐、复合储罐、塑料储罐、铝储罐、不锈钢储罐、钛储罐、金属储罐、玻璃储罐、陶瓷储罐、木储罐、囊状储罐、刚性储罐、活塞储罐、冷藏储罐、冷却储罐、露天储罐、露天坑、露天池、内衬池、柔性储罐、模块化储罐、海底储罐、压力平衡储罐、混合储罐、锚定储罐、密度中性储罐、带压载物的储罐、带支撑结构的储罐、海底储罐、地下储罐、绝缘储罐、移动储罐、非移动储罐、圆筒储罐、敞底储罐、开放端口储罐、带端口和阀的储罐、关闭系统储罐、打开系统储罐。
示例附图描述
图120：一种通过用低密度液体置换高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。能量可以储存在两个不同海拔之间的高密度液体和低密度液体之间的重力势能差中。本图中所示的实施例可以采用较高海拔贮存器和较低海拔贮存器，每个贮存器都可以被设计成储存高密度液体和低密度液体。在系统不储存重力势能的条件下，较高海拔贮存器可以储存低密度液体，而较低海拔贮存器可以储存高密度液体。当低密度液体的至少一部分已经置换了较低海拔贮存器中的高密度液体的至少一部分时，可以储存能量。在本图所示的实施例中，如果需要的话，较高海拔贮存器和较低海拔贮存器中的液体体积可以保持相对恒定，因为进入贮存器的液体体积可以等于离开所述贮存器的液体的体积。例如，通常，如果将一定体积的低密度液体从较高海拔贮存器泵送到较低海拔贮存器中，则可以将约相等体积的高密度液体从较低海拔贮存器置换出并转移到较高海拔贮存器中。本图示出了陆地上的较高海拔贮存器和水下的较低海拔贮存器。本图示出了处于稳定的几乎完全‘释能’状态的能量储存系统。
图121：与图120类似，除了本图示出了储存能量或电力或‘充能’的能量储存系统。
图122：与图120类似，除了本图示出了处于稳定接近完全‘充能’状态的能量储存系统。
图123：与图120类似，除了本图示出了产生能量或产生电力或‘释能’的能量储存系统。
图124：一种通过用低密度液体置换高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。能量可以储存在两个不同海拔之间的高密度液体和低密度液体之间的重力势能差中。本图中所示的实施例可以采用较高海拔贮存器和较低海拔贮存器，每个贮存器都可以被设计成储存高密度液体和低密度液体。在系统不储存重力势能的条件下，较高海拔贮存器可以包括低密度液体，而较低海拔贮存器可以包括高密度液体。当低密度液体的至少一部分已经置换了较低海拔贮存器中的高密度液体的至少一部分时，可以储存能量。在本图所示的实施例中，如果需要的话，较高海拔贮存器和较低海拔贮存器中的液体体积可以保持相对恒定，因为进入贮存器的液体体积可以等于离开所述贮存器的液体的体积。例如，如果将一定体积的低密度液体从较高海拔贮存器泵送到较低海拔贮存器中，则可以将相等体积的高密度液体从较低海拔贮存器置换出并转移到较高海拔贮存器中。本图示出了浮式结构上的较高海拔贮存器和水下的较低海拔贮存器。本图示出了处于稳定的几乎完全‘释能’状态的能量储存系统。
图125：与图124类似，除了本图示出了储存能量或电力或‘充能’的能量储存系统。
图126：与图124类似，除了本图示出了处于稳定接近完全‘充能’状态的能量储存系统。
图127：与图124类似，除了本图示出了产生能量或产生电力或‘释能’的能量储存系统。
图128：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。能量可以储存在两个不同海拔之间的高密度液体和低密度液体之间的重力势能差中。本图中所示的实施例可以采用较高海拔贮存器和较低海拔贮存器，每个贮存器都可以被设计成储存高密度液体和低密度液体。本图中所示的实施例可以在较高海拔贮存器中与较低海拔贮存器不同的温度下操作。例如，较高海拔贮存器的温度可以低于较低海拔贮存器。本图中所示的实施例可以通过采用例如低密度液体和高密度液体热交换和/或具有补充热储存的热交换，有效地使较高海拔贮存器能够在与较低海拔贮存器不同的温度下储存液体。例如，由于低密度液体和高密度液体之间的热容量差异，高密度液体的一部分可以与低密度液体进行热交换，而高密度液体中的另一部分可以通过补充的热储存进行热交换。本图显示了具有热储存系统的本实施例，所述热储存系统包括‘冷’热储存贮存器和‘暖’热储存贮存器。本图示出了储存能量或电力或‘充能’的能量储存系统。
图129：与图128类似，除了本图示出了产生能量或产生电力或‘释能’的能量储存系统。
图130：类似于图128，除了本图示出了具有热储存系统的本实施例，所述热储存系统包括贮存器，所述贮存器包括‘暖’和‘冷’热储存部两者，其可以在储罐内分开，这是由于，包含但不限于以下中的一个或多个或组合：温度梯度、或囊袋、或屏障或其它分离器。
图131：类似于图128，除了本图示出了具有热储存系统的本实施例，所述热储存系统包括贮存器，所述贮存器包括‘暖’和‘冷’热储存部两者，其可以在储罐内分开，这是由于，包含但不限于以下中的一个或多个或组合：温度梯度、或囊袋、或屏障或其它分离器。
图132：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。能量可以储存在两个不同海拔之间的高密度液体和低密度液体之间的重力势能差中。本图中所示的实施例可以采用较高海拔贮存器和较低海拔贮存器，每个贮存器都可以被设计成储存高密度液体和低密度液体。本图中所示的实施例可以在较高海拔贮存器中与较低海拔贮存器不同的温度下操作。例如，较高海拔贮存器的温度可以低于较低海拔贮存器。本图中所示的实施例可以通过使用‘暖’高密度液体储存贮存器、低密度液体-高密度液体热交换和‘冷’高密度液体储存贮存器，有效地使较高海拔贮存器能够在与较低海拔贮存器不同的温度下储存液体。例如，由于低密度液体与高密度液体之间的热容量差异，一部分高密度液体可以与低密度液体进行热交换，并且另一部分高密度液体可以储存在‘暖’的高密度液体储存贮存器中。本图中所示的实施例可以采用‘冷’高密度液体储存贮存器。从设计用于储存高密度液体和低密度液体的较高海拔贮存器输送的‘冷’高密度液体可以从所述‘冷’的高密度液体储存贮存器中传递。本图示出了储存能量或电力或‘充能’的能量储存系统。
图133：与图132类似，除了本图示出了产生能量或产生电力或‘释能’的能量储存系统。
图134：与图132相似，除了本图示出了具有冷却系统或热管理系统的能量储存系统，所述系统将冷却或其它热管理应用于‘冷’高密度液体储存贮存器和被设计成储存低密度液体和高密度液体的贮存器两者。
图135：与图134类似，除了本图示出了产生能量或产生电力或‘释能’的能量储存系统。
图136：类似于图134，除了示出了流速的示例计算。
图137：类似于图135，除了示出了流速的示例计算。
图138：一种通过用较低密度液体置换较高密度液体来储存电力而进行能量储存的方法。能量可以储存在两个或更多个贮存器之间的高密度液体与低密度液体之间的重力势能差中，至少两个或更多个不同的海拔处。本图中所示的实施例可以采用较高海拔贮存器和较低海拔贮存器，每个贮存器都可以被设计成储存高密度液体和低密度液体。本图中所示的实施例可以在较高海拔贮存器中与较低海拔贮存器中的温度相似的温度下操作。本图中所示的实施例可以使用具有与邻近或围绕所述较高海拔贮存器的环境温度不同的温度、或相对稳定的温度或其组合的较高海拔贮存器来操作。通过采用低密度液体-高密度液体热交换和利用来自深海的‘冷’海水进行热交换和/或冷却，本图中所示的实施例可以有效地使较高海拔贮存器能够在与所述较高海拔贮存器附近或周围的环境温度不同的温度下储存液体(‘冷的深海水’，在图138中可以用‘CW’表示)。本图示出了储存能量或电力或‘充能’的能量储存系统。
图139：类似于图138，除了示出了一种产生能量或产生电力或‘释能’的能量储存系统。
示例附图标记
图120–123：
图124–127：
图128和图129：
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请注意：上文附图标记可以在经历储存动力或‘充能’的系统的上下文中定义某些组件。当系统正在经历产生动力或产生电力或‘释能’时，一些术语，如‘流量合并器’，可以包括不同的术语或相反的应用，如‘流量分离器’。
图132–137：
请注意：上文附图标记可以在经历储存动力或‘充能’的系统的上下文中定义某些组件。当系统正在经历产生动力或产生电力或‘释能’时，一些术语，如‘流量合并器’，可以包括不同的术语或相反的应用，如‘流量分离器’。
图138和图139：
请注意：上文附图标记可以在经历储存动力或‘充能’的系统的上下文中定义某些组件。当系统正在经历产生动力或产生电力或‘释能’时，一些术语，如‘流量合并器’，可以包括不同的术语或相反的应用，如‘流量分离器’。
另外的说明
在一些实施例中，较高海拔和/或较低海拔贮存器可以被设计成储存低密度液体和高密度液体两者。一些实施例可以涉及将低密度液体和高密度液体储存在相同储罐或容器的至少一部分中。例如，一些实施例可涉及设计成储存低密度液体和高密度液体的较高海拔贮存器，其中低密度液体与高密度液体可以储存在相同的一个或多个储罐中。例如，一些实施例可涉及设计成储存低密度液体和高密度液体的较低海拔贮存器，其中低密度液体与高密度液体可储存在相同的一个或多个储罐中。
在一些实施例中，储罐可以被设计成储存低密度液体和高密度液体两者。在一些实施例中，储存在所述储罐中的液体的总体积可以保持恒定，而低密度液体和高密度液体的相对体积可以根据充能状态(电力储存容量的百分比)和/或其它因素而变化。例如，包括至少一个储罐的较高海拔储存贮存器可以包括被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的储罐。在本实例中，如果从所述储罐传递一定体积的低密度液体，则可以将相等体积的高密度液体传递到所述储罐中。类似地，在本实例中，如果从所述储罐传递一定体积的高密度液体，则可以将相等体积的低密度液体传递到所述储罐中。例如，包括至少一个储罐的较低海拔储存贮存器可以包括被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的储罐。在本实例中，如果从所述储罐传递一定体积的低密度液体，则可以将相等体积的高密度液体传递到所述储罐中。类似地，在本实例中，如果从所述储罐传递一定体积的高密度液体，则可以将相等体积的低密度液体传递到所述储罐中。当前描述的实施例可以表现出多个优点：
●例如，当前描述的实施例可以使用更少的储罐。采用设计成既储存低密度液体又储存高密度液体的储罐的较高海拔区域可能需要储存容量体积的一半，作为分别储存高密度液体和低密度液体的较高海拔地区。
●例如，当前描述的实施例可以使得能够将刚性和/或固定体积结构用于储存储罐。用于储存储罐的刚性和/或固定体积结构的使用可以通过系统在储罐中储存相同体积的液体的能力来实现，而不管能量储存储罐的荷电状态如何。与浮顶储罐和/或囊状储罐相比，刚性或固定容积储罐可能更持久，或成本更低，或需要更少的维护，或具有更少的故障点，或其组合。
●例如，当前描述的实施例可以使用高密度液体和/或低密度液体作为热储存介质，这可以提高可能需要冷却或冷藏或温度控制的低密度(和/或高密度)液体的系统中的能量效率。在一些实施例中，进入和离开低密度液体和高密度液体的热交换可实现热回收并实现显著降低的冷却寄生负载。例如，在较高海拔贮存器中，在储存电力或‘充能’期间，低密度液体可能会离开较高海拔贮存器，并可能在高密度液体进入较高海拔贮存器之前或期间与高密度液体进行热交换。例如，在较高海拔贮存器中，在产生电力或‘释能’期间，高密度液体可能会离开较高海拔贮存器，并可能在低密度液体进入较高海拔贮存器之前或之后与低密度液体进行热交换。
●例如，当前描述的实施例可以使具有浮式较高海拔贮存器的系统具有连续容纳相同体积的储存液体的浮式容器，这可在大多数或所有充能状态期间实现充分压载或更稳定的浮式较高海拔贮存器。
在一些实施例中，低密度液体和高密度液体可能需要在储罐内的液体-液体界面处直接接触。例如，在实施例中，低密度液体和高密度液体可能需要在液体-液体界面处直接接触，其中包含但不限于以下中的一种或多种或组合：低密度液体实际上不溶于高密度液体，或者低密度液体在高密度液体中完全饱和，或者高密度液体在低密度液体中充分饱和。
在一些实施例中，低密度液体和高密度液体可能需要在储罐内分离。例如，在一些实施例中，可能期望低密度液体和高密度液体通过浮式屏障、或囊袋、或内衬或压力交换器分离。例如，在一些实施例中，由于包含但不限于以下中的一种或多种或其组合，低密度液体和高密度液体可能需要通过浮式屏障、或囊袋、或内衬或压力交换器分离：低密度液体可溶于高密度液体，或低密度液体储存在高密度液体的冰点或冰点附近或以下，或低密度液体可与高密度液体形成水合物，或低密度液体与高密度液体反应。在一些实施例中，储罐内的所述分离可以包括绝缘屏障，其可使低密度液体和高密度液体能够在同一储罐内的不同温度下储存。尽管一些实施例涉及在相同或相似的温度下储存低密度液体和高密度液体，但在一些其它实施例中，在不同的温度下储存低密度液体或高密度液体可能是有利的。例如，如果例如包含但不限于以下中的一种或多种或其组合，则在不同温度下储存低密度液体和高密度液体可能是可取的：低密度液体被储存在高密度液体的冰点或冰点附近或以下的温度下，或者高密度液体被储存在可能导致低密度液体的蒸气压过高的温度或冰点附近。
在一些实施例中，低密度液体和高密度液体可以至少部分储存在被设计成储存低密度液体与高密度液体两者的较高海拔贮存器和/或较低海拔贮存器中。在一些实施例中，储存电力或‘充能’可以涉及将低密度液体从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器，这可能涉及将高密度液体从较低海拔贮存器置换至较高海拔贮存器中。类似地，在一些实施例中，产生电力或‘释能’可以涉及将高密度液体从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器，这可能涉及将低密度液体从较低海拔贮存器置换至较高海拔贮存器中。在充能期间，进入较低海拔贮存器的低密度液体的体积可以等于离开较低海拔贮存器的高密度液体的容积。在充能期间，进入较高海拔贮存器的高密度液体的体积可以等于离开较高海拔贮存器的低密度液体的容积。在释能期间，进入较低海拔贮存器的高密度液体的体积可以等于离开较低海拔贮存器的低密度液体的容积。在释能期间，进入较高海拔贮存器的低密度液体的体积可以等于离开较高海拔贮存器的高密度液体的容积。在一些实施例中，可能需要加热或冷却或两者一个或多个贮存器或贮存器的组合。
加热或冷却或两者可以涉及对低密度液体和/或高密度液体进行温度控制，或确保低密度液体或高密度液体在系统某些部分的设计温度范围内。例如，在一些实施例中，可以‘冷却’较高海拔贮存器，以确保低密度液体的温度处于或低于一个温度范围，以确保低密度液体的蒸气压小于或等于储存储罐的设计压力。例如，在一些实施例中，可以‘加热’较低海拔贮存器，以确保低密度液体和高密度液体的温度处于或高于防止形成固体水合物的温度范围。‘冷却(cooling)’或‘冷却(cooled)’可以涉及将低密度液体或高密度液体或两者保持或储存在温度范围内或以下。‘冷却’或‘冷却’可以涉及将低密度液体或高密度液体或两者保持或储存在贮存器外部环境温度或以下。‘加热(heating)’或‘加热(heated)’可以涉及将低密度液体或高密度液体或两者保持或储存在温度范围或以上。‘加热’或‘加热’可以涉及将低密度液体或高密度液体或两者保持或储存在贮存器外部环境温度或以上。
在一些实施例中，进入或离开升高区域的低密度液体的体积可能与离开或进入升高区域的高密度液体的容积约相同。如果较高海拔贮存器在不同于较低海拔贮存器的温度下操作，或者如果液体的温度在转移期间或其组合期间发生显著变化，则可能需要‘加热’或‘冷却’或两者，以确保系统的每个部分在设计温度范围内运行。可能需要热回收或热储存或其组合，以确保所述‘加热’或‘冷却’或两者有效地进行，或以与所述“冷却”相关的最小寄生负载进行。在一些实施例中，用于热回收的一种方法可以包括将低密度液体转移到贮存器与将高密度液体转移至相对的贮存器进行热交换。在一些实施例中，在充能或释能期间，被转移到贮存器的低密度液体的体积或体积流率或两者可以与被转移到相对贮存器的高密度液体的容积或体积流率或者两者相同。尽管体积或体积流率或两者可能相同，但低密度液体和高密度液体的热容可能不同。结果，将等体积的低密度液体与等体积的高密度液体进行热交换可能导致不完全的热回收。存在多个实施例，这些实施例可以解决低密度液体和高密度液体之间的热容量差异。存在多个实施例，其可以在不同温度下实现系统的不同部分的热回收和/或有效操作。
例如，一些实施例可以涉及仅将高密度液体的一部分与转移到相对贮存器中的低密度液体进行热交换。为了仅使高密度液体的一部分与低密度液体进行热交换，高密度液体可在例如储存电力或充能期间分成两股或更多股。流中的一个可以包括高密度液体，其流速使得流的总热容与低密度液体的总热容约相同，这可以使低密度液体和高密度液体能够在几乎完全热回收的情况下进行热交换。另一高密度液体流可以包括高密度液体的部分，该部分超过与低密度液体具有相同总热容的部分。另一高密度液体流可以与补充的热储存进行热交换。在与低密度液体进行热交换或补充热储存或两者之后，两个高密度液体流可以合并。如果系统正在储电或‘充能’，这两股水流可能会被转移到较高海拔贮存器中。如果系统正在产生电力或‘释能’，则这两股水流可以合并到公共管道或管道中，并转移到较低海拔贮存器。图128和129中可以示出本实施例的实例。下文进一步描述本实施例的说明性实例：
●在本实例中，图128用作参考。‘1’可以表示被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器。‘2’可以包括在较高海拔贮存器与热交换器之间传递的低密度液体。‘3’可以表示促进低密度液体与高密度液体之间的热传递的热交换器。‘4’可以表示在热交换器与泵/发电机或液压回收涡轮机(HPRT)之间传递的低密度液体。‘5’可以表示泵/发电机或液压动力回收涡轮机(HPRT)。‘6’可以表示在泵/发电机与较低海拔贮存器之间传递的低密度液体。‘7’可以表示被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较低海拔贮存器。‘8’可以表示在较低海拔贮存器与较高海拔的区域之间传递的高密度液体。‘9’可以表示将高密度液体流分成两股液体流的液体流量分离器(尽管在释能期间可以表示流量合并器)。‘10’可以表示高密度液体的液体流，其总热容量与低密度液体的热容量约相同，并且可以表示在流量分离器与低密度液体–高密度液体热交换器之间传递的高密度液体。‘11’可以表示与低密度液体进行热交换之后的高密度液体流，并且可以表示在低密度液体–高密度液体热交换器与流量合并器之间传递的高密度液体。‘12’可以表示在流量分离器与高密度液体–补充热储存热交换器之间传递的高密度液体的液体流。‘13’可以表示高密度液体–补充热储存热交换器。‘14’可以表示在与补充热储存部进行热交换之后的高密度液体流。‘15’可以表示流合并器或流量合并器(尽管在释能期间可以表示流量分离器)。‘16’可以表示在流量合并器与被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器之间传递的高密度液体。‘17’可以表示‘暖的’补充热储存贮存器。‘18’可以表示在高密度液体–补充热储存热交换器与‘暖’补充热储存贮存器之间传递的热储存介质或热传递介质，并且可以表示‘暖’热储存介质或热传递介质。‘19’可以表示在高密度液体–补充热储存热交换器与‘冷’补充热储存贮存器之间传递的热储存介质或热传递介质，并且可以表示‘冷’热储存介质或热传递介质。‘20’可以表示‘冷的’补充热储存贮存器。‘21’可以表示冷却源或热管理系统或其组合，以根据需要向较高海拔贮存器、低密度液体、高密度液体或其组合提供冷却或热管理。‘22’可以表示冷却源或热管理系统或其组合与较高海拔贮存器或低密度液体或高密度液体或其组合之间的任何热传递。
●本实例的示例实施方案可以是50MW(最大动力)，600MWh(最大电力储存容量)系统，所述系统具有3,000米水深的较低海拔贮存器和浮动的较高海拔区域。低密度液体可以包括正丁烷，并且高密度液体可以包括海水或密度与海水约相同的水溶液。置换HDL的LDL的能量密度为约每m3 3.56kWh，对于600MWh能量储存系统来说，这可以相当于较高海拔贮存器和较低海拔贮存器，每个贮存器的液体储存容量为约167,888m3。在50MW的全动力容量下，LDL的体积流量为约14,045m3/小时，并且HDL的体积流量为约14,045m3/小时。以下是另外的示例规格和计算：
○被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器可以在-2℃的温度下储存低密度液体和高密度液体。-2℃可以小于正丁烷LDL在大气压下的沸点温度，并且可以大于此实例中采用的水溶液HDL的冰点。
○被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较低海拔贮存器被假定储存与深海海水相同温度，或约2℃至4℃的液体。
○本示例假设转移到较高海拔区域的低密度液体和/或高密度液体的温度与表面水温温度相同，这是保守的假设。本实例中的表面水温假定为30℃。
○高密度液体的比热容为3.9J/g℃。
○液态正丁烷的比热容为2.275J/g°K。
○高密度液体的密度为每立方米1030kg。
○低密度液体的密度为每立方米573kg。
○最大动力能量时低密度液体的总体积流速为14,045m3/小时。
○最大动力能量时高密度液体的总体积流速为14,045m3/小时。
○最大动力能量时低密度液体的总质量流速为每小时8,048公吨。
○最大动力能量时高密度液体的总质量流速为每小时14,466公吨。
○在最大动力容量流速时低密度液体的总热容量为每小时每°K 18,309MJ。
○在最大动力容量流速时高密度液体的总热容量为每小时每°K 56,417MJ。
○与低密度液体具有相同总热容量的高密度液体的部分的体积流速为4,558m3/小时。
○包括具有与低密度液体相同的总热容量的高密度液体的部分的总高密度液体流的百分比是32.45％。
○超过与低密度液体具有相同总热容量的部分的高密度液体部分的体积流速为9,487m3/小时。
○包括超过具有与低密度液体相同的总热容量的部分的高密度液体部分的总高密度液体流的百分比是67.55％。
下文是一个表格，其中使用图128作为参考，给出了本实例的示例简化流程总结：
请注意：上表中示出的一些温度可以反映环境温度，作为温度的保守估计，而不是预测通过管道传递时的温度变化。
请注意：上表中示出的一些温度可能没有反映热交换器中的热传递所需的温差。
例如，一些实施例可以涉及仅将高密度液体的一部分与转移到相对贮存器中的低密度液体进行热交换。为了仅使高密度液体的一部分与低密度液体进行热交换，高密度液体可在例如储存电力或充能期间分成两股或更多股。流中的一个可以包括高密度液体，其流速使得流的总热容与低密度液体的总热容约相同，这可以使低密度液体和高密度液体能够在几乎完全热回收的情况下进行热交换。在与低密度液体进行热交换后，高密度液体流可以被转移到‘冷’的高密度液体储存贮存器中。例如，在充能期间，‘冷’高密度液体可以从‘冷’的高密度液体储存贮存器转移到被设计成储存高密度液体和低密度液体两者的储存贮存器中。转移到所述被设计成储存高密度液体和低密度液体两者的储存贮存器中的高密度液体的体积可以与从所述被设计成储存高密度液体和低密度液体两者的储存贮存器中转移出的低密度液体体积约相同。转移到被设计成储存高密度液体和低密度液体两者的所述储存贮存器中的高密度液体的体积可以大于进入‘冷’高密度液体储存贮存器的高密度液体的体积。另一高密度液体流可以包括高密度液体的部分，该部分超过与低密度液体具有相同总热容的部分。另一个高密度液体流可以被传递到‘暖的’高密度液体储存贮存器中。图132和133中可以示出本实施例的实例。下文进一步描述本实施例的说明性实例：
●在本实例中，图132用作参考。‘1’可以表示被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器。‘2’可以包括在较高海拔贮存器与热交换器之间传递的低密度液体。‘3’可以表示促进低密度液体与高密度液体之间的热传递的热交换器。‘4’可以表示在热交换器与泵/发电机或液压回收涡轮机(HPRT)之间传递的低密度液体。‘5’可以表示泵/发电机或液压动力回收涡轮机(HPRT)。‘6’可以表示在泵/发电机与较低海拔贮存器之间传递的低密度液体。‘7’可以表示被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较低海拔贮存器。‘8’可以表示在较低海拔贮存器与较高海拔的区域之间传递的高密度液体。‘9’可以表示将高密度液体流分成两股液体流的液体流量分离器(尽管在释能期间可以表示流量合并器)。‘10’可以表示在流量分离器与‘暖的’高密度液体储存贮存器之间传递的高密度液体的液体流。‘11’可以表示‘暖的’高密度液体储存贮存器。‘12’可以表示高密度液体的液体流，其总热容量与低密度液体的热容量约相同，并且可以表示在流量分离器与低密度液体–高密度液体热交换器之间传递的高密度液体。‘13’可以表示与低密度液体进行热交换之后的高密度液体流，并且可以表示在低密度液体–高密度液体热交换器与‘冷的’高密度液体储存贮存器之间传递的高密度液体。‘14’可以表示‘冷的’高密度液体储存贮存器。‘15’可以包括在‘冷的’高密度液体储存贮存器与被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器之间传递的高密度液体。‘21’可以表示冷却源或热管理系统或其组合，以根据需要向较高海拔贮存器、低密度液体、高密度液体或其组合提供冷却或热管理。‘22’可以表示冷却源或热管理系统或其组合与较高海拔贮存器或低密度液体或高密度液体或其组合之间的任何热传递。
●本实例的示例实施方案可以是50MW(最大动力)，600MWh(最大电力储存容量)系统，所述系统具有3,000米水深的较低海拔贮存器和浮动的较高海拔区域。低密度液体可以包括正丁烷，并且高密度液体可以包括海水或密度与海水约相同的水溶液。置换HDL的LDL的能量密度为约每m3 3.56kWh，对于600MWh能量储存系统来说，这可以相当于较高海拔贮存器和较低海拔贮存器，每个贮存器的液体储存容量为约167,888m3。在50MW的全动力容量下，LDL的体积流量为约14,045m3/小时，并且HDL的体积流量为约14,045m3/小时。以下是另外的示例规格和计算：
○被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器可以在-2℃的温度下储存低密度液体和高密度液体。-2℃可以小于正丁烷LDL在大气压下的沸点温度，并且可以大于此实例中采用的水溶液HDL的冰点。
○被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较低海拔贮存器被假定储存与深海海水相同温度，或约2℃至4℃的液体。
○本示例假设转移到较高海拔区域的低密度液体和/或高密度液体的温度与表面水温温度相同，这是保守的假设。本实例中的表面水温假定为30℃。
○高密度液体的比热容为3.9J/g℃。
○液态正丁烷的比热容为2.275J/g°K。
○高密度液体的密度为每立方米1030kg。
○低密度液体的密度为每立方米573kg。
○最大动力能量时低密度液体的总体积流速为14,045m3/小时。
○最大动力能量时高密度液体的总体积流速为14,045m3/小时。
○最大动力能量时低密度液体的总质量流速为每小时8,048公吨。
○最大动力能量时高密度液体的总质量流速为每小时14,466公吨。
○在最大动力容量流速时低密度液体的总热容量为每小时每°K 18,309MJ。
○在最大动力容量流速时高密度液体的总热容量为每小时每oK 56,417MJ。
○与低密度液体具有相同总热容量的高密度液体的部分的体积流速为4,558m3/小时。
○包括具有与低密度液体相同的总热容量的高密度液体的部分的总高密度液体流的百分比是32.45％。
○超过与低密度液体具有相同总热容量的部分的高密度液体部分的体积流速为9,487m3/小时。
○包括超过具有与低密度液体相同的总热容量的部分的高密度液体部分的总高密度液体流的百分比是67.55％。
●下文是一个表格，其中使用图132作为参考，给出了本实例的示例简化流程总结：
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请注意：上表中示出的一些温度可以反映环境温度，作为温度的保守估计，而不是预测通过管道传递时的温度变化。
请注意：上表中示出的一些温度可能没有反映热交换器中的热传递所需的温差。
在一些实施例中，冷的深层海水可以用来冷却低密度液体和/或高密度液体。通过使用冷的深海水作为冷却源，当前描述的实施例可以涉及较少的资本成本或复杂性。例如，可以使用能够在深海和较高海拔区域之间传递水的管道、水泵和热交换器来利用冷的深海水。冷的深海水可以与高密度液体的部分进行热交换，该部分超过与低密度液体具有相同总热容的部分。
例如，一些实施例可以涉及仅将高密度液体的一部分与转移到相对贮存器中的低密度液体进行热交换。为了仅使高密度液体的一部分与低密度液体进行热交换，高密度液体可在例如储存电力或充能期间分成两股或更多股。流中的一个可以包括高密度液体，其流速使得流的总热容与低密度液体的总热容约相同，这可以使低密度液体和高密度液体能够在几乎完全热回收的情况下进行热交换。另一高密度液体流可以包括高密度液体的部分，该部分超过与低密度液体具有相同总热容的部分。另一种高密度液体流可以与‘冷’的深海水进行热交换。在与低密度液体或‘冷’深海水或两者进行热交换后，两股高密度液体流可以合并。如果系统正在储存电力或‘充能’，则两股水流可被转移到较高海拔贮存器中，所述较高海拔贮存器被设计成储存低密度液体和高密度液体两者。图138和139中可以示出本实施例的实例。下文进一步描述本实施例的说明性实例：
●在本实例中，图138用作参考。‘1’可以表示被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器。‘2’可以包括在较高海拔贮存器与热交换器之间传递的低密度液体。‘3’可以表示促进低密度液体与高密度液体之间的热传递的热交换器。‘4’可以表示在热交换器与泵/发电机或液压回收涡轮机(HPRT)之间传递的低密度液体。‘5’可以表示泵/发电机或液压动力回收涡轮机(HPRT)。‘6’可以表示在泵/发电机与较低海拔贮存器之间传递的低密度液体。‘7’可以表示被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较低海拔贮存器。‘8’可以表示在较低海拔贮存器与较高海拔的区域之间传递的高密度液体。‘9’可以表示将高密度液体流分成两股液体流的液体流量分离器(尽管在释能期间可以表示流量合并器)。‘10’可以表示高密度液体的液体流，其总热容量与低密度液体的热容量约相同，并且可以表示在流量分离器与低密度液体–高密度液体热交换器之间传递的高密度液体。‘11’可以表示在低密度液体–高密度液体热交换器与流量合并器之间传递的高密度液体(尽管可以表示释能期间的流量合并器)。‘12’可以表示在流量分离器与冷却热交换器之间传递的高密度液体的液体流。‘13’可以表示冷却热交换器，所述冷却热交换器可以将冷的深层海水与高密度液体进行热交换。‘14’可以表示在冷却热交换器与流量合并器之间传递的高密度液体。‘15’可以表示流量合并器(尽管在释能期间可以表示流量合并器)。‘16’可以表示在流量合并器与被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器之间传递的‘冷的’高密度液体。‘17’可以表示在进行热交换之后返回到海洋的‘暖的’冷却液体或‘暖的’深层海水。‘18’可以表示作为冷却介质被传递到热交换器的“冷的”冷却液体或“冷的”深层海水。‘21’可以表示冷却源或热管理系统或其组合，以根据需要向较高海拔贮存器、低密度液体、高密度液体或其组合提供另外的冷却或热管理。‘22’可以表示冷却源或热管理系统或其组合与较高海拔贮存器或低密度液体或高密度液体或其组合之间的热传递。
●本实例的示例实施方案可以是50MW(最大动力)，600MWh(最大电力储存容量)系统，所述系统具有3,000米水深的较低海拔贮存器和浮动的较高海拔区域。低密度液体可以包括正丁烷，并且高密度液体可以包括海水或密度与海水约相同的水溶液。置换HDL的LDL的能量密度为约每m3 3.56kWh，对于600MWh能量储存系统来说，这可以相当于较高海拔贮存器和较低海拔贮存器，每个贮存器的液体储存容量为约167,888m3。在50MW的全动力容量下，LDL的体积流量为约14,045m3/小时，并且HDL的体积流量为约14,045m3/小时。以下是另外的示例规格和计算：
○被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器可以在5℃的温度下储存低密度液体和高密度液体。
○被设计成储存低密度液体和高密度液体两者的较低海拔贮存器被假定储存与深海海水相同温度，或约2℃至4℃的液体。
○本示例假设转移到较高海拔区域的低密度液体和/或高密度液体的温度与表面水温温度相同，这是保守的假设。本实例中的表面水温假定为30℃。
○高密度液体的比热容为3.9J/g℃。
○液态正丁烷的比热容为2.275J/g°K。
○海水的比热容为4J/g°K。
○高密度液体的密度为每立方米1030kg。
○低密度液体的密度为每立方米573kg。
○海水的密度为每立方米1030kg。
○最大动力能量时低密度液体的总体积流速为14,045m3/小时。
○最大动力能量时高密度液体的总体积流速为14,045m3/小时。
○最大动力能量时低密度液体的总质量流速为每小时8,048公吨。
○最大动力能量时高密度液体的总质量流速为每小时14,466公吨。
○在最大动力容量流速时低密度液体的总热容量为每小时每°K 18,309MJ。
○在最大动力容量流速时高密度液体的总热容量为每小时每oK 56,417MJ。
○与低密度液体具有相同总热容量的高密度液体的部分的体积流速为4,558m3/小时。
○包括具有与低密度液体相同的总热容量的高密度液体的部分的总高密度液体流的百分比是32.45％。
○超过与低密度液体具有相同总热容量的部分的高密度液体部分的体积流速为9,487m3/小时。
○包括超过具有与低密度液体相同的总热容量的部分的高密度液体部分的总高密度液体流的百分比是67.55％。
○在充能期间，深海冷却水在最大动力容量下的总体积流速为9,250m3/小时。
●下文是一个表格，其中使用图138作为参考，给出了本实例的示例简化流程总结：
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请注意：上表中示出的一些温度可以反映环境温度，作为温度的保守估计，而不是预测通过管道传递时的温度变化。
请注意：上表中示出的一些温度可能没有反映热交换器中的热传递所需的温差。
在一些实施例中，可以采用半加压储罐。在采用冷的深海水进行冷却的一些实施例中，由于低密度液体具有低于冷的深海海水温度的大气压沸点温度，因此可以采用半加压储罐。例如，正丁烷在大气压力下的沸点可能在-1℃与1℃之间，而冷的深海水在转移到海洋表面后可能约为5℃。在5℃时，正丁烷的蒸气压为约1.2个大气压。半加压储罐可以具有大于或等于1.2个大气压的设计压力。
在一些实施例中，‘加热’或‘加热’可以涉及在一个海拔增加液体的温度，一旦达到所需温度，将所述液体转移到不同的海拔。类似地，在一些实施例中，‘冷却’或‘冷却’可以涉及在一个海拔处降低液体的温度，并且一旦达到期望的温度，将所述液体转移到不同的海拔。例如，从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器的低密度液体可以在转移到较低海拔贮存器之前或同时在较高海拔区域中被加热。例如，从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器的高密度液体可以在转移到较低海拔贮存器之前或同时在较高海拔区域中被加热。例如，从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器的低密度液体可以在转移到较高海拔贮存器之前或同时在较低海拔区域中冷却。例如，从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器的高密度液体可以在转移到较高海拔贮存器之前或同时在较低海拔区域中冷却。
在一些实施例中，‘加热’或‘加热’可能涉及在一定海拔处增加液体的温度，并将所述液体转移到类似或相同海拔或相同海拔区域内的贮存器中。类似地，在一些实施例中，‘冷却’或‘冷却’可以涉及在一定海拔处降低液体的温度，并将所述液体转移到具有相似或相同海拔或处于相同海拔区域的贮存器中。在一些实施例中，冷却或加热或两者可以在贮存器内进行，或者可以直接应用于贮存器。
在一些实施例中，加热或冷却或两者可以在不同的海拔进行，或在大约相同的海拔，或在贮存器内进行或直接应用于贮存器，或其组合。
‘充能状态’可以包括能量储存系统中储存的能量量，与能量储存系统的总实际或设计能量储存容量相关。在一些实施例中，电荷状态可以由较高海拔贮存器中的低密度液体的百分比来限定。
注意
●在一些实施例中，较高密度液体在较高海拔贮存器中的压力下可具有低于较低密度液体的沸点的冰点。在一些实施例中，高密度液体可以包括与海水或海水具有相似密度或实际上相同密度的液体。对于一些低密度液体，海水或盐浓度与海水相似的溶液可能具有足够低的冰点，例如，正丁烷在大气压力下的沸点温度高于海水的冰点。在一些实施例中，高密度液体可以具有低于海水冰点的冰点。例如，可以通过向水或水溶液中添加防冻添加剂来获得比海水更低的冰点，以产生与海水密度相似且冰点低于海水的溶液。防冻添加剂可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：水溶性有机化合物、盐、二醇、乙二醇、丙二醇、甲醇、乙醇、甘油、多元醇或异丙醇。例如，通过将密度比海水低和/或更高的防冻添加剂与水结合以产生密度与海水相似且冰点比海水低的溶液，可以实现比海水更低的冰点。防冻添加剂可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：水溶性有机化合物、盐、二醇、乙二醇、丙二醇、甲醇、乙醇、甘油、多元醇或异丙醇。
●可以采用系统来最小化或防止在液体流速变化期间不可压缩液体系统中发生的液压柱塞。用于补偿或最小化液压油缸的系统和方法包含但不限于以下中的一项或多项或其组合：超压储罐、或超充储罐、或加压气体补偿储罐、或水塔、或液塔、或重力塔、或扩张储罐、或本领域已知的系统和方法。
●在一些实施例中，可能期望高密度液体含有降低高密度液体粘度的添加剂。例如，除了密度大于水的添加剂之外，可以添加乙醇、甲醇或丙醇，以产生粘度低于仅具有密度大于水或粘度低于海水的添加剂的溶液的溶液，或其组合。
●一些实施例可以采用海底泵或海底发电机或两者或其组合。例如，在采用海底电缆的一些实施例中，海底泵或海底发电机或两者或其组合可能是期望的。
●一些实施例可以使用高密度液体作为热储存介质。
●一些实施例可以采用热交换器，所述热交换器在热交换中使高密度液体与低密度液体直接接触。在热交换中使高密度液体与低密度液体直接接触可导致，包含但不限于以下中的一种或多种或组合：减少热交换期间所需的热交换器温差，或提高能效，或减少热交换器的资本成本，或减少所需的热交换器大小，或减少压力损失，或提高往返能量效率，或降低寄生负载。
●在一些实施例中，高密度液体可以在系统中的各个点处与低密度液体直接接触。例如，在一些实施例中，高密度液体与较低海拔贮存器中的低密度液体直接接触，或在较高海拔贮存器或其组合中。例如，在一些实施例中，热储存介质可以包括与高密度液体相同的组成或可以包括高密度液体。例如，在一些实施例中，低密度液体和高密度液体之间的热交换可以包括直接接触高密度液体和低密度液体。例如，在一些实施例中，低密度液体和高密度液体之间的热交换可以包括直接混合和分层高密度液体和低密度液体。例如，在一些实施例中，低密度液体和热储存介质之间的热交换可以包括直接接触热储存介质和低密度液体。
●一些实施例可以使用多于一个低密度液体管道或立管和/或多于一个高密度液体管道或者立管。由于例如包含但不限于以下中的一个或多个或其组合，在一些实施例中可能需要使用多于一个的管道或立管：降低安装成本、匹配安装能力、安装能力限制、减少CAPEX、增加冗余、延长使用寿命、与多个较低海拔储罐连接、与一个以上较高海拔储罐连接，连接多个泵或发电机或其组合。
●在一些实施例中，低密度液体和高密度液体可以储存在相同储罐的至少一部分内的较低海拔贮存器和较高海拔贮存器中。例如，在储存电力或‘充能’期间，LDL可以置换较低海拔贮存器中的HDL，并且HDL可以置换较高海拔贮存器中的LDL。例如，在产生电力或‘释能’期间，HDL可以置换较低海拔贮存器中的LDL，并且HDL可以置换较高海拔贮存器中的LDL。
●在一些实施例中，较高海拔贮存器中的LDL可以包括低沸点低密度液体，并且可能需要冷却或在低于较高海拔贮存器的某些环境温度的温度下储存。在一些实施例中，例如低密度液体和高密度液体储存在相同储罐的至少一部分内的较低海拔贮存器和较高海拔贮存器中的实施例，可能期望HDL用作热储存或热储存介质的形式。例如，在产生电力或‘释能’期间，从较高海拔贮存器流出的‘冷’HDL可能与进入较高海拔贮存器的‘暖’LDL进行热交换，导致‘冷’LDL进入较高海拔贮存器，‘暖’HDL转移到较低海拔贮存器。
●在一些实施例中，重要的是要注意在储电(充能)或发电(释能)期间进入或离开较高海拔区域和较低海拔区域的LDL和HDL的体积可以相同或相似，然而，HDL和LDL的密度和比热容可以不同。例如，HDL可以比LDL具有更大的密度和/或更大的比热容。对于相同体积的液体，HDL可以具有比LDL更大的总热容。等体积的HDL和LDL的热交换可能导致LDL比HDL更大的温度变化，并可能导致不完全的热回收。有多种配置可以用于更有效地回收来自进入和离开HDL或离开和进入LDL的热量。所述配置可以包含但不限于以下总结中的一个或多个或以下组合：
○在一些实施例中，只有一部分HDL在较高海拔与较低海拔贮存器之间的LDL和HDL传递过程中与LDL进行热交换。所述部分可以包括一定量的HDL，其总热容与和所述部分HDL热交换的LDL的总热容相似或相同。
○在一些实施例中，只有一部分HDL在较高海拔与较低海拔贮存器之间的LDL和HDL传递过程中与LDL进行热交换。HDL的另一部分可以与补充热存储存部进行热交换。HDL的所述‘部分’和HDL的‘其它部分’可以在从较高海拔部分转移到较低海拔部分之前或期间合并到同一管道中。
○在一些实施例中，只有一部分HDL在较高海拔与较低海拔贮存器之间的LDL和HDL传递过程中与LDL进行热交换。
■在储存电力或‘充能’期间，所述部分HDL可以在热交换后储存在‘冷’HDL储存储罐中。所述‘冷’HDL储存储罐可以将一定体积的‘冷’HDL转移到被设计成储存HDL和LDL两者的储罐中。转移到被设计成储存HDL和LDL两者的储罐中的所述‘冷’HDL的体积可以包括与离开所述被设计成储存LDL和HDL两者的储罐的LDL的体积约相同的HDL体积。转移到被设计成储存HDL和LDL两者的储罐中的所述‘冷’HDL的体积可以包括大于所述HDL的‘部分’中的HDL体积的HDL。HDL的另一部分，可以包括在较高海拔与较低海拔贮存器之间转移LDL和HDL期间未与LDL热交换的HDL，可以储存在‘暖’的HDL储存储罐中。
■在产生电力或‘释能’期间，一定体积的‘冷’HDL可以从被设计成储存HDL和LDL两者的所述储罐转移到所述‘冷’HDL储存储罐中，和/或相当体积的LDL可进入被设计成储存HDL和LDL两者的所述储罐中。一部分HDL从所述‘冷’HDL储存储罐转移，并在将所述LDL转移到所述被设计成储存HDL和LDL两者的储罐之前或期间与LDL进行热交换。另外地，代表‘HDL的其它部分’的HDL可以从所述‘暖’HDL储存储罐中转移。HDL的所述‘部分’和HDL的‘其它部分’可以在从较高海拔部分转移到较低海拔部分之前或期间合并到同一管道中。
●可以提供电作为储存或产生或转移的工作的实例或其组合。如果需要，可以储存、生成或传递其它形式的工作，包含但不限于以下中的一项或多项或其组合：液压工作或气动工作或机械工作。
●如果高密度液体的密度实际上与较低海拔贮存器周围的水的密度相同，则较低海拔贮存器内部的压力可以接近或实际上与所述较低海拔贮存器外部或周围或附近的压力相同。
●在一些实施例中，HDL可以包括热储存介质。
●一些实施例可以采用直接接触式热交换器。例如，如果低密度液体不溶于高密度液体或在高密度液体中完全饱和，则低密度液体和高密度液体可以在热交换期间直接接触。直接接触热交换可具有多个优点，其可以包含但不限于以下中的一个或多个或组合：更低的热交换ΔT、或更低的CAPEX、或更高的能源效率、或更少的腐蚀、或更少表面、或更少污垢或更低压力下降。
●一种可能的直接接触式热交换器可以包括柱，所述柱包括高密度液体输入、高密度液体输出、低密度液体输入和低密度液体输出。低密度液体输入可以定位于柱底部附近。高密度液体输入可以定位于柱的顶部附近。低密度液体输出可以定位于柱的顶部附近。高密度液体输出可以定位于柱的底部附近。例如，低密度液体可以在柱底部附近进入并漂浮到柱顶部。例如，高密度液体可以在柱的顶部附近进入并下沉到柱的底部。在低密度液体的漂浮和高密度液体的下沉期间，低密度液体和高密度液体可以发生热交换和热传递。如果需要，柱可以包含包装材料。如果需要，柱可以包含搅拌。如果需要，可以采用一列或多于一列。
●在一些实施例中，可能需要在总压力接近或大于或等于水合物形成所需压力的环境中，在相对较高的温度下储存低密度液体和高密度液体。在一些实施例中，所述相对较高的温度可以包括高于水合物形成温度的温度。在一些实施例中，总压力接近或大于或等于水合物形成所需压力的所述环境可以包括较低海拔贮存器、管道或其组合。在一些实施例中，可能期望在将所述低密度液体或高密度液体从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器之前、期间或之后，将所述高密度液体或低密度液体或者两者加热到所述相对较高的温度。可能需要在接近或大于或等于水合物形成所需压力的总压力下使用加热的低密度液体和/或高密度液体，以防止水合物形成，或实现安全的液体处理，或实现直接的液-液接触，或其组合。可能需要储罐、管道和/或其它设备包括至少一部分绝缘，以例如最小化热或‘冷’损失和/或减少加热和/或冷却寄生负载。在一些实施例中，可能需要在转移过程中逆流热交换或以其它方式热交换低密度液体和高密度液体，以实现热回收和‘冷却’，并最小化加热和/或冷却寄生能量需求。在一些实施例中，可能需要采用高温和/或低温补充热储存。
示例附图描述
图140A：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出采用动力交换器(其也可以被称为压力交换器、能量回收装置或单元、或动力回收装置或装置)的实施例。在本实施例中，动力交换器可以定位于较低海拔贮存器附近的较低海拔区域中。动力交换器可从低密度液体流中回收一部分液压动力，并将回收的部分液压动力转移到高密度液体流。例如，动力交换器可以包括低密度液体流上的涡轮机或泵或压力交换器(‘5’)、机械或液压或气动或电功率传输方法(‘10’)和/或高密度液体流中的涡轮机或水泵或压力交换器(‘5’)。例如在本图中，动力交换器可以将足够的动力或压力从低密度液体流传递到高密度液体流，以向高密度液体流施加足够的压力，从而使高密度液体流能够克服在将高密度液体从较低海拔贮存器传递到较高海拔贮存器(‘12’)时的压力差或压力降或压力损失。例如，在本图中，动力交换器可以在低密度液体和高密度液体之间提供压力或动力传递，同时使较低海拔贮存器(‘7’)保持在相对稳定或恒定的压力下，或者使较低海拔贮存器的压力变化最小。本图可以示出动力可以从低密度液体回收并转移到高密度液体流，或动力可从高密度液体回收和转移到低密度液体流或其组合。本图可以示出一实施例，其中压力平衡器和/或压力传感器(‘8’)连接到较低海拔贮存器(‘7’)。本图可以示出热管理或冷却或冷藏或其组合(‘14’和‘15’)低密度液体较高海拔贮存器(‘1’)。本图可以示出本实施例储存电力或‘充能’。
图140B：本图可以与图140A相同，但可以示出当储存电力或‘充能’时，部分液压动力可以从低密度液体流转移到高密度液体流。
图140C：本图可以与图140A相同，但可以示出没有热管理、冷却或制冷的低密度液体较高海拔贮存器。
图141A：本图可以与图140A相同，但可以示出本实施例产生电力或‘释能’。在一些实施例中，在释能期间，当系统正在产生电力或‘释能’时，高密度液体可以绕过动力交换器(‘11’)和/或低密度液体可以绕开动力交换器(‘5’)。在一些实施例中，补充泵可以将补充压力添加到从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器的高密度液体，以例如克服或补偿从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器期间的压力损失或压降，和/或确保较低海拔贮存器内的高密度液体的压力与围绕或邻近低海拔贮存器或在其外部的压力约相同，和/或其组合。所述补充泵(在本图中可能未示出)可以定位于较高海拔区域或较低海拔区域，或者定位于过程中的另一点，或者其组合。
图141B：本图可以与图140B相同，但可以示出本实施例产生电力或‘释能’。本图可以示出当产生电力或‘释能’时，部分液压动力可以从高密度液体流转移到低密度液体流。
图141C：本图可以与图140A相同，但可以示出没有热管理、冷却或制冷的低密度液体较高海拔贮存器。
图142A：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出采用动力交换器的实施例。在本实施例中，动力交换器可以包括可以容纳在一个单元中的动力回收或压力交换器装置。动力交换器可以包括液压和/或机械动力或压力传递。动力交换器可以包括电动力或压力传递。动力交换器可以包括气动动力或压力传递。本图示出了一种动力交换器(‘9’)，其在低密度液体流进入较低海拔贮存器(‘6’)之前从低密度液体流(‘4’)中回收过量的压力或动力，并将所述过量的压力或动力传递给高密度液体流(‘9’)，这可以产生具有足够压力的高密度液体流(‘10’)，以克服或补偿高密度液体从较低海拔贮存器传递到较高海拔贮存器期间的压降或压力损失。本图可以示出一实施例，其中压力平衡器和/或压力传感器(‘8’)连接到较低海拔贮存器(‘7’)。本图可以示出热管理或冷却或冷藏或其组合(‘14’和‘15’)低密度液体较高海拔贮存器(‘1’)。本图可以示出本实施例储存电力或‘充能’。
图142B：本图中所示的本实施例可以与图142A相同，但可以示出没有热管理、冷却或制冷的低密度液体较高海拔贮存器。
图143A：本图可以与图142A相同，但可以示出本实施例产生电力或‘释能’。在一些实施例中，在释能期间，当系统正在产生电力或‘释能’时，高密度液体可以绕过动力交换器(‘9’)和/或低密度液体可以绕开动力交换器(‘9’)。在一些实施例中，补充泵可以将补充压力添加到从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器的高密度液体，以例如克服或补偿从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器期间的压力损失或压降，和/或确保较低海拔贮存器内的高密度液体的压力与围绕或邻近低海拔贮存器或在其外部的压力约相同，和/或其组合。所述补充泵(在本图中可能未示出)可以定位于较高海拔区域或较低海拔区域，或者定位于过程中的另一点，或者其组合。
图143B：本图中所示的本实施例可以与图143A相同，但可以示出没有热管理、冷却或制冷的低密度液体较高海拔贮存器。
图144：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出一实施例，所述实施例采用一种机构(‘11’)来在将高密度液体储存在较高海拔贮存器之前或同时去除或分离高密度液体中存在的低密度液体的一部分。可以将移除或分离的低密度液体转移到被设计成储存低密度液体两者的过程的一个或多个部分。
图145：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出具有设计成储存低密度液体和高密度液体两者和/或可以进行热管理(如冷却或冷藏)的较高海拔贮存器的实施例。本图可以示出在低密度液体与高密度液体之间具有逆流热交换的实施例。本图可以示出本实施例储存电力或‘充能’。
图146：本图可以与图145相同，但可以示出本实施例产生电力或‘释能’。
图147：本图可以与图145相同，但可以示出在与低密度液体进行热交换后的‘充能’期间，高密度液体的另外的补充冷却。在一些实施例中，由于例如对于与低密度液体相同的液体体积，高密度液体具有更大的热容，因此可能需要对高密度液体进行另外的补充冷却。
图148：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出一实施例，其具有定位于与较高海拔高密度液体贮存器不同定位的较高海拔低密度液体贮存器。例如，本图可以示出定位于浮式结构上的较高海拔高密度液体贮存器和定位于陆上的较高高度低密度液体贮存器。本图可以示出处于释能状态的本实施例。
图149：本图可以与图148相同，但可以示出本实施例储存电力或‘充能’。
图150：本图可以与图148相同，但可以示出本实施例处于充能状态。
图151：本图可以与图148相同，但可以示出本实施例产生电力或‘释能’。
图152：本图可以示出带有压力平衡器的刚性储罐。本图可以包括较低海拔贮存器，而过程正在储存电力或‘充能’。本图可以包括较高海拔贮存器，而过程正在产生电力或‘释能’。压力平衡器可以包含但不限于流量计、流量控制器、囊状储罐(‘6’)、阀、连接/断开装置、压力传感器或其组合。压力平衡器可以减轻压力变化或压力波或过压事件。压力平衡器可以相对于刚性储罐外部、周围或邻近刚性储罐的压力监测刚性储罐内部的压力。压力平衡器可以确保刚性储罐内部的压力与刚性储罐外部、周围或附近的压力相似或相等。压力平衡器可与刚性储罐隔离，或可从刚性储罐拆卸。重要的是要注意，压力平衡器的囊状储罐的容积可以比刚性储罐的容积小得多。重要的是要注意，在正常操作期间，包含例如当能量储存过程正在充能、释能或处于稳定状态时，压力平衡器的囊状储罐中的液体体积可以保持相对恒定。压力平衡器可用于监测贮存器内部相对于贮存器外部压力的压力，将压力信息传递给流量控制设备(如泵、涡轮机和阀)，并减轻潜在的负压或超压事件的影响。囊状储罐可以用活塞或类似的压力平衡储罐代替或补充。在一些实施例中，压力平衡器可以包括扩张储罐。
图153：本图可以示出带有压力平衡器的刚性储罐。本图可以包括较高海拔贮存器，而过程正在储存电力或‘充能’。本图可以包括较低海拔贮存器，而过程正在产生电力或‘释能’。
图154：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出具有被配置成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器以及位于较低海拔区域附近或中的动力交换器的实施例。本图可以示出具有低密度液体与高密度液体之间的热管理和/或热交换的实施例。本图可以示出本实施例储存电力或‘充能’。
图155：本图可以与图154相同，尽管本图可以示出本实施例产生电力或‘释能’。
图156：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出具有被配置成储存低密度液体和高密度液体两者的较高海拔贮存器以及位于较低海拔区域附近或中的动力交换器的实施例。本图可以示出在较高海拔贮存器中对低密度液体和/或高密度液体进行热管理的实施例。本图可以示出本实施例储存电力或‘充能’。
图157：本图可以与图156相同，尽管本图可以示出本实施例产生电力或‘释能’。
图158：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出具有在较低海拔区域中流体连接到高密度液体的泵的实施例。所述泵可以用于向高密度液体添加补充压力，其中所述补充压力等于或大于以期望流速将高密度液体从较低海拔区域转移到较高海拔区域所需的压力差或压降或压力损失。所述泵可以由电力提供动力。所述泵可以由海底电缆供应的电力提供动力。所述泵可以由动力交换器提供的电力提供动力。所述泵可以是电动的、液压的、机械的、气动的或其组合。本图可以示出本实施例储存电力或‘充能’。
图159：本图中所示的本实施例可以示出通过用低密度流体置换高密度流体来储存能量的能量储存系统。本图可以示出具有在较高海拔区域中流体连接到高密度液体的泵的实施例。所述泵可以用于向高密度液体添加补充压力，其中所述补充压力等于或大于以期望流速将高密度液体从较高海拔区域转移到较低海拔区域所需的压力差或压降或压力损失。所述泵可以用于向高密度液体添加补充压力，以确保例如在释能或产生电力期间，较低海拔贮存器中的高密度液体的压力大约等于或类似于所述较低海拔贮存器外部或附近的流体静压力。所述泵可以由电力提供动力。所述泵可以是电动的、液压的、机械的、气动的或其组合。本图可以示出产生电力或‘释能’的本实施例。
示例附图标记
图140A-C、141A-C：
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图142A-B、143A-B：
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图144：
图145、146：
图147：
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图148–151：
图152–153：
图154、155：
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图156、157：
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图158：
图159：
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另外的说明
●在一些实施例中，可以采用压力交换器或压力回收涡轮机或动力回收涡轮机或其组合，其可以被称为动力交换器或压力交换器。请注意，动力交换器和压力交换器可以互换使用。在一些实施例中，可以在较低海拔贮存器附近采用动力交换器或压力交换器。
○动力交换器可涉及从一个流回收动力并将其转移到另一个流。例如，在一些实施例中，在充能期间，被转移到较低海拔贮存器中的低密度液体流中的过量压力或动力可以由动力交换器利用，并且所述利用的动力可以用于驱动和/或促进将高密度液体从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器。
○在一些实施例中，当低密度液体在管道中从较高海拔贮存器转移到较低海拔贮存器时，能量被储存，从而置换较低海拔贮存器中的高密度液体。在一些实施例中，在较低海拔的被置换的高密度液体在管道中被转移到较高海拔贮存器。在一些实施例中，在储存能量或‘充能’期间，低密度液体的压力必须大于较低海拔贮存器中高密度液体的压强。在一些实施例中，在储存能量或‘充能’期间，低密度液体的压力必须比较低海拔贮存器中的高密度液体压力大一个压力差，该压力差大于或等于被置换的高密度液体通过管道从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器所需的压力差体积流率。所述期望的体积流率可以包括，例如，等于被转移到较低海拔贮存器中的低密度液体的体积流率的体积流率。以足够的流速通过管路将高密度液体从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器可能需要压力差或一些加压，以例如克服管道压降。在一些实施例中，所述压力差可以通过将低密度液体转移到较低海拔贮存器中来施加。
■在一些实施例中，所述压力差可以通过将低密度液体转移到较低海拔贮存器中来施加，并且其中压力差在较低海拔贮存器内施加到较低海拔贮存器内的高密度液体。在较低海拔贮存器内施加所述压力差可能需要被设计成承受等于或大于所述压力差异的压力的较低海拔贮存器，尤其例如，如果在施加所述压力差之前，所述较低海拔贮存器内部的压力大约等于所述较低海拔贮存器周围、外部或附近的压力。
■在一些实施例中，所述压力差可由转移到较低海拔贮存器中的低密度液体提供动力。例如，在进入较低海拔贮存器之前，低密度液体可以通过动力交换器，其中从所述低密度液体回收一部分动力和/或压力。从所述低密度液体回收的所述部分动力和/或压力可以用于驱动高密度液体从较低海拔贮存器向较高海拔贮存器的转移。所述‘将高密度液体从较低海拔贮存器输送至较高海拔贮存器的动力’可以涉及向泵提供压力和/或动力，以将高密度液体加压至压力差大于或等于置换的高密度液体通过管道从较低海拔贮存器传递至在期望的体积流速下的较高海拔贮存器所需的压力差。可能需要在较低海拔的储罐或贮存器外部进行动力交换或压力交换或两者。例如，通过在较低海拔储罐或贮存器外部进行所述动力交换或压力交换的至少一部分或两者，所述较低海拔储罐或贮存器可以在充能和释能期间以最小的压力内部压力变化进行操作。例如，通过在较低海拔储罐或贮存器外部进行所述动力交换或压力交换的至少一部分或两者，所述较低海拔储罐或贮存器可能需要较小的压力差容限或压力差阻力，这可以允许使用更大和/或更便宜的储罐或其它储存容器。
○在一些实施例中，动力交换器可以用作流量计、流量控制器、阀或其组合。例如，在一些实施例中，动力交换器可以与较低海拔贮存器内的压力传感器和/或压力平衡器连通，其中所述动力交换器可以调节低密度液体和/或高密度液体的流速，例如，以确保较低海拔贮存器内的压强在期望的压强范围内。
○在一些实施例中，动力交换器可以用于向较低海拔贮存器附近的过程提供动力。较低海拔贮存器附近的所述过程可以包含但不限于阀、流量控制器、传感器、监控设备、泵、压力交换器、涡轮机、流量计、灯、设备、无人机、自动驾驶车辆、非自动驾驶车辆和通信设备或其组合。
○在储存能量或‘充能’期间，泵产生的低密度液体的压力可以等于或大于，例如：
■高密度液体的重力或流体静压力减去低密度液体在较低海拔贮存器与较高海拔贮存器之间的高差处的重力或流体静压力。
■低密度液体在较高海拔贮存器与较低海拔贮存器之间的管路中以所需的体积流量传递时的压力差或压力损失。
■高密度液体在较低海拔贮存器与较高海拔贮存器之间的管路中以所需的体积流量传递期间的压力差或压力损失。
■在低密度液体与高密度液体之间的动力或压力交换中的任何压力或动力损失，例如，能够或促进低密度液体置换较低海拔贮存器中的高密度液体。
●在一些实施例中，一部分低密度液体可以溶解在高密度液体中。在一些实施例中，一部分高密度液体可以溶解在低密度液体中。在一些实施例中，由于较低海拔贮存器中的低密度液体和高密度液体的显著压力，低密度液体的一部分可以溶解在高密度液体中。在一些实施例中，低密度液体可以具有低沸点或高蒸气压或两者。在一些实施例中，低密度液体可以存在于从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器的高密度液体中。在一些实施例中，在将所述高密度液体转移到较高海拔贮存器中之前，可以从所述高密度液体中去除存在于高密度液体中的所述低密度液体的一部分。在一些实施例中，当所述高密度液体在较高海拔贮存器内时，存在于高密度液体中的所述低密度液体的一部分可以从所述高密度液体中去除。所述从所述高密度液体中去除一部分所述低密度液体可以涉及，例如，包含但不限于以下一项或多项或其组合：减压、液-液分离、气液分离、真空蒸馏、真空压缩、脱气、搅拌、加热、冷却、压缩、膜或分离器。可以回收分离的低密度液体，并可将其转移至工艺的另一部分，或转移至另一应用。分离的低密度液体可以包括气相低密度液体。所述气相低密度液体可以在转移到工艺的另一部分之前、期间或之后被压缩和/或冷凝和/或冷却。高密度液体中存在的低密度液体的分离可以在将高密度液体转移到较高海拔贮存器之前、期间、之后或其组合发生。
●在一些实施例中，低密度液体可以以低于30wt％、或20wt％、或10wt％、或5wt％、或4wt％、或3wt％、或2wt％、或1wt％、或0.5wt％、或0.1wt％、或0.01wt％或0.001wt％的浓度溶解在高密度液体中。
●在一些实施例中，可以热管理低密度液体和/或高密度液体，以将其储存在较高海拔贮存器中的期望温度范围。例如，如果较高海拔贮存器被配置成储存低密度液体和高密度液体两者，则可以冷却或加热低密度液体或高密度液体或两者以确保期望的温度范围。例如，如果低密度液体是液体正丁烷，而高密度液体是海水或密度与海水相似的水溶液，则可能需要将低密度液体或高密度液体或两者储存在接近深海海水温度的温度(例如：小于6摄氏度)、或在接近或小于或等于低密度液体在大气压下的沸点的温度下(例如：小于或等于1℃或-1℃)或两者。例如，由于低密度液体和高密度液体的大质量，和/或大体积罐的低表面积与体积比，和/或者深海水的温和或寒冷温度，低密度液体的温度和高密度液体的温度可以在期望的温度范围内操作，或者在工艺操作期间具有最小的温度变化。如果低密度液体和/或高密度液体的温度变化超过期望的温度范围，则热管理过程可以将低密度液体或高密度液体冷却和/或加热到期望的温度区域。
●在一些实施例中，较低海拔区域或较低海拔贮存器可以包括位于不同位置的储罐。
●在一些实施例中，较高海拔区域或较高海拔贮存器可以包括不同位置的储罐。例如，在一些实施例中，较高海拔的较低密度液体储罐可以定位于陆地上，而较高海拔的较高密度液体储罐可以包括浮式结构。例如，在一些实施例中，较高海的较低密度液体储罐可以包括刚性储罐，而较高海拔的较高密度液体储罐可以包括囊状储罐。例如，在一些实施例中，较高海拔较低密度液体储罐可以包括刚性储罐，而较高海拔较高密度液体储罐可以包括储水池或水池。例如，在一些实施例中，较高海拔较高密度液体储罐可以包括浮式结构。
●在一些实施例中，刚性储罐可以被用作较低海拔贮存器。如果较低海拔贮存器定位于水下，则较低海拔贮存器内部的压力可以与所述水下贮存器周围或外部的压力相似。可能期望的是，较低海拔贮存器内部的压力与较低海拔贮存器周围或外部的压力相似，以例如最小化较低海拔贮存器的所需压力差阻力或所需压力差容限，这可以最小化较低海拔贮存器的成本。可能期望的是，较低海拔贮存器能够减轻或最小化由于例如液体流动的变化、或由于过压、或由于水锤、或由于液锤、或其组合而引起的压力或压力波变化的影响。例如，一些实施例可以采用与较低海拔贮存器刚性储罐互连的压力平衡器。压力平衡器可以包括相对较小的囊状储罐和/或活塞和/或流量计和/或压力传感器和/或流量控制器和/或致动器和/或泵和/或阀和/或泄压阀和/或者压力补偿阀或其组合。
○压力平衡器可以确保较低海拔贮存器内部的压力与较低海拔贮存器外部、周围或附近的压力相似或约相同。
○压力平衡器可以流体连接到刚性较低海拔贮存器内的高密度液体。可替代地或另外地，压力平衡器可以流体连接到刚性较低海拔贮存器内的低密度液体。
○如果压力平衡器采用囊状储罐、活塞或其组合，则所述囊状储罐、或活塞、或其组合的体积容量可以需要小于或等于刚性较低海拔贮存器的体积容量的0.01％、或0.05％、或0.1％、或0.5％、或1％、或5％、或10％、或15％、或20％或25％。
○压力平衡器可以减轻或最小化压力或压力波变化的影响
○压力平衡器可以相对于刚性储罐外部的压力监测刚性储罐内部的压力。例如，如果液体从压力平衡器流入较低海拔贮存器，则较低海拔贮存器内部的压力可能小于较低海拔贮存器外部的压力。例如，如果液体从较低海拔贮存器流入压力平衡器，则较低海拔贮存器内部的压力可能大于较低海拔贮存器外部的压力。
○压力平衡器可以与泵、或动力交换器、或阀、或流量控制器、或其它设备、或其组合通信，这些设备可以定位于较低海拔区域、或较高海拔区域、或者系统内的任何其它点或其组合中。例如，压力平衡器可以提供关于较低海拔贮存器内部的压力或相对压力的信息，这可以使其它设备能够进行调整，以确保刚性较低海拔贮存器相对于所述刚性较低海拔贮存器周围或附近或外部的压力处于期望的压力。
○压力平衡器囊状储罐或活塞或其组合可以定位于刚性储罐外部的定位中。
○压力平衡器囊状储罐或活塞或其组合可以被配置成使得如果需要，囊状储罐或活塞或其组合可以被替换或移除。例如，如果囊状储罐或活塞或其组合损坏或需要维护，或者由于改进的替代方案或其组合，则可以移除或更换囊状储罐或其组合。
○压力平衡器囊状储罐或活塞或其组合可以被配置成使得囊状储罐或柱塞或其组合对于水下容器或自主车辆是可接近的。
○压力平衡器囊状储罐或活塞或其组合可以被配置成使得囊状储罐或柱塞或其组合可以被配置为容易地与刚性储罐隔离。例如，可以通过关闭阀将压力平衡器囊状储罐或活塞或其组合与刚性储罐流体断开。压力平衡器囊状储罐或活塞或其组合可以被流体断开，例如，包含但不限于，在泄漏的情况下，或在潜在故障风险的情况下、或如果正在维护压力平衡器，或如果正在更换压力平衡器的部件，或其组合。
○在正常操作条件下，压力平衡器囊袋和/或活塞可能需要处于部分利用容量的状态。通过处于部分利用容量的状态，由于压力平衡器中的备用容量，由于液体流入压力平衡器，可以减轻过压事件。通过处于部分利用容量的状态，由于液体从压力平衡器流入较低高度的刚性储罐，可以减轻负压事件。
○在能量储存过程的正常操作期间，可能需要相对最小的液体流入或流出压力平衡器囊袋和/或活塞。例如，在能量储存过程的正常满充能/释能循环期间，储存在压力平衡器囊袋和/或活塞中的液体体积可能仅变化小于或等于+/-1％、或+/-5％、或+/-10％、或+/-15％、或+/-20％、或+/-25％、或+/-30％、或+/-35％、或+/-40％、或+/-45％、或+/-50％、或+/-55％、或+/-60％、或+/-65％、或+/-70％、或+/-75％、或+/-80％、或+/-85％或+/-90+/-。
○在超压和/或负压事件期间，压力平衡器可能需要仅与较低海拔贮存器中的液体流体连接。例如，在超压事件中，压力释放阀或类似的阀可以打开，以允许液体从刚性的较低海拔贮存器转移到压力平衡器中。例如，在负压事件中，阀可以打开，以允许液体从压力平衡器转移到刚性较低海拔贮存器中。
描述
可以通过将低密度液体泵送到较低海拔贮存器来储存能量，以置换较低海拔贮存器中的高密度液体。在一些实施例中，高密度液体的密度与围绕或邻近较低海拔贮存器的海水或水或其它液体的密度相似或约相同。有利的是，使用密度与海水或围绕或邻近较低海拔贮存器的液体的密度相似或约相同的高密度液体可以使得较低海拔贮存器内的压力与围绕或邻近较低海拔贮存器的压力相同或相似，因为系统内的高密度液体的密度可以与邻近或围绕储罐的液体的密度约相同，这可以实现相似的流体静压力。通过在较低海拔贮存器内部和外部具有相似的流体静压力，较低海拔贮存器可能需要最小的压力阻力或压力差阻力，其显著小于较低海拔和较高海拔贮存器之间的压力差，这可以使用成本较低和/或体积较大的储罐。当前描述的方法的一些实施例的潜在挑战是，所述方法可能限于密度类似于海水的液体。如果在目前描述的过程的一些实施例中，较高密度液体的密度大于海水的密度，则较高密度液体的流体静压力可能大于较低海拔贮存器深度处的海水的流体静压力，这可能导致需要使用抵抗较高密度液体的流体静压力与较低海拔贮存器中的海水之间的压力差的储罐，这可能比与周围海水压力平衡的储罐昂贵得多。可能需要使用密度高于海水的高密度液体，这是因为例如可能导致更大的系统能量密度。在一些实施例中，每立方米液体的能量密度由低密度液体和高密度液体之间的密度差驱动。通过增加低密度液体和高密度液体之间的密度差，增加高密度液体的密度可以显著增加系统的能量密度。可能希望开发一种通过用低密度液体置换高密度液体来储存能量的系统，其中较高密度液体的密度大于海水的密度，或者大于邻近较低海拔贮存器的水的密度，并且其中较低海拔贮存器可以在压力平衡或类似于周围或邻近海水的压力下操作。可能需要开发一种系统，所述系统受益于采用密度大于海水的液体的更大系统能量密度，同时也使较低海拔贮存器能够在与相邻海水的压力平衡下运行。
在一些实施例中，较高海拔贮存器可以定位于陆地附近，海拔高于水体表面的海拔或海洋表面的海拔。在一些实施例中，较高海拔贮存器本身可以定位于比水体的海拔或海洋表面的海拔更高的海拔。例如，较高海拔贮存器可以包括位于水体海拔或海洋表面海拔以上的至少部分海拔的结构或储罐。例如，较高海拔贮存器可以位于山、丘陵、平台、浮式结构、或类似的升高表面或其组合上。在一些实施例中，可能期望将高密度液体的较高海拔贮存器定位在比低密度液体的较高海拔贮存器更高的海拔。例如，可能希望将低密度液体的较高海拔贮存器定位在海平面附近的海拔高度，而高密度液体的较高海拔贮存器可以定位海平面上方大于10米、大于25米、大于50米、大于75米、大于100米、大于125米或大于150米。
●在一些实施例中，将高密度液体较高海拔贮存器放置在高于海洋表面的海拔或高于高海拔低密度液体贮存器的海拔的海拔，或其组合可以用于确保较低海拔贮存器内部的流体静压力与邻近较低海拔贮存器的流体静压力相同或相似。例如，如果高密度液体的密度小于海水，则可能需要增加高密度液体较高海拔贮存器的高程，以匹配与较低海拔贮存器相邻的海水的流体静压力。例如，一些实施例可以使用具有腐蚀和生物污垢抑制剂的淡水或淡水作为高密度液体，并且淡水高密度液体可以具有小于海水的密度。例如，海水的密度可以是1.035g/mL，而腐蚀和生物污染抑制淡水的密度可以为1.01g/mL。如果较低海拔贮存器定位于2,500米的海水深度，而高密度液体较高海拔贮存器位于海平面，如果高密度液体包括1.01g/mL密度的抑制淡水，则海水和高密度液体之间的流体静压力差相当于62.5米的液压压头。例如，在本实例中，如果高密度液体包括1.01g/mL密度的抑制淡水，则可能需要将较高海拔的高密度液体贮存器放置在海平面上方62.5米处。
●在一些实施例中，可以采用将高密度液体较高海拔贮存器放置在比海洋表面的海拔更高的海拔，或比高海拔低密度液体贮存器的海拔更大的海拔，或者其组合来增加每立方米储存的能量或电能的系统能量密度。通过增加较高高度的高密度液体贮存器的高度，系统的能量密度可以增加。在一些实施例中，增加高密度液体贮存器在海平面以上的高度可导致较低海拔贮存器内部的流体静压力大于邻近较低海拔贮存器的流体静压力，这可能需要使用抵抗该流体静压力差的储罐，这可能是昂贵的。可能需要开发一种系统，所述系统受益于海拔高于海洋或水体表面的较高海拔高密度液体贮存器的更大系统能量密度，同时也使较低海拔贮存器能够在与邻近海水的压力平衡下运行。
总结说明
本发明的一些实施例可能涉及能够使用密度大于海水的高密度液体的系统和方法，同时能够使较低海拔贮存器保持与海水或邻近较低海拔贮存器的水的压力平衡或接近压力平衡。
本发明的一些实施例可以涉及用于使用位于海平面以上或水体表面海拔以上的较高海拔贮存器的系统和方法，同时使较低海拔贮存器保持与海水或邻近较低海拔贮存器的水的压力平衡或接近压力平衡。
本发明的一些实施例可能涉及用于最小化腐蚀或防止腐蚀的系统和方法。例如，本发明的一些实施例可以涉及使用用于从高密度液体或低密度液体或两者中去除溶解氧的系统，以最小化或实际上消除由于例如系统内部的低密度液体、高密度液体、或两者而对系统设备的腐蚀。
示例附图描述
图160：一种通过用低密度液体置换高密度液体来储存能量的方法。本实施例可以包括配置用于储存低密度液体的较高海拔贮存器、或配置用于储存高密度液体和低密度液体、或配置为储存高密度液体的较高海拔贮存器、泵或涡轮机、或动力回收或压力回收系统，或被配置成储存高密度液体的较低海拔贮存器，或被配置成储存低密度液体的较低海拔贮存器，或被配置成储存低密度液体和高密度液体的较低海拔贮存器，或互连一个或多个组合的管道、传感器、压力平衡器或其组合。本实施例可采用压力恢复或动力恢复系统，以例如使较低海拔贮存器能够在与所述较低海拔贮存器外部、周围或附近的压力平衡或接近压力平衡的情况下运行。较低海拔贮存器可以被海水、水或空气、或气体、或固体、或地面、或其组合包围或邻近。
●充注可以包括将低密度液体从较高海拔贮存器(例如，‘1’)泵送(例如，‘3’)至较低海拔的区域，其中来自低密度液体的能量可以被回收(例如，‘5’)，以置换较低海拔贮存器(例如，‘7’)中的高密度液体的至少一部分，并将高密度液体转移(例如，‘10’)到较高海拔贮存器中(例如，‘1’或‘11’)。在充能期间中，压力恢复可以包括从低密度液体(例如，‘4’)中恢复至少一部分压力，所述压力超过与较低海拔区域或较低海拔贮存器相邻的压力，或者两者都超过，并向高密度液体(例如，‘10’)提供或传递所述压力或动力。在压力恢复之后或在压力恢复期间，低密度液体可以在较低海拔贮存器的压力下或附近，或者在与较低海拔贮存器相邻的压力下或者在两者之间，被转移(例如，‘6’)到较低海拔贮存器中。在由于动力或压力交换器而从低密度液体接收回收的动力或压力之前或期间，可以从较低海拔贮存器(例如，‘7’)中去除高密度液体(例如，‘9’)。在由于动力或压力交换器从低密度液体接收到回收的动力或压力之后或同时，高密度液体可以从较低海拔区域转移(例如，‘10’)到较高海拔贮存器(例如，‘1’或‘11’)。
●释能可能涉及允许高密度液体从较高海拔贮存器(例如，‘1’或‘11’)转移到较低海拔的区域，其中可以回收来自高密度液体的动力(例如，‘5’)，以置换较低海拔贮存器(例如，‘7’)中的低密度液体的至少一部分，并将该低密度液体转移到涡轮机(例如，‘3’)，从而产生动力。在释能过程中，压力恢复可以包括从高密度液体(例如，‘10’)中恢复至少一部分压力，该压力超过与较低海拔区域或较低海拔贮存器相邻的压力，或两者都超过，并向低密度液体(例如，‘4’)提供或传递该压力或动力。在压力恢复之后或在压力恢复期间，高密度液体可以在较低海拔贮存器的压力下或附近，或者在与较低海拔贮存器相邻的压力下或者在两者之间，被转移(例如，‘9’)到较低海拔贮存器中。在由于动力或压力交换器而从高密度液体接收回收的动力或压力之前或期间，可以从较低海拔贮存器(例如，‘7’)中去除低密度液体(例如，‘6’)。在由于动力或压力交换器从高密度液体接收到回收的动力或压力之后或同时，低密度液体可以从较低海拔区域转移(例如，‘4’)到较高海拔贮存器中的涡轮机(例如，‘3’)。涡轮机可以在低密度液体被转移(例如，‘2’)到较高海拔贮存器(例如，‘1’)之前或期间从低密度液体产生动力。
图161：本图可以与图160相同，除了本图可以示出产生能量或‘释能’的实施例。
图162：本图可以与图160相同，但低密度液体较高海拔贮存器可以不同于高密度液体较高海拔贮存器。在一些实施例中，低密度液体较高海拔贮存器可以与高密度液体较高海拔贮存器处于大约相同的海拔。在一些实施例中，低密度液体较高海拔贮存器可以处于比高密度液体较高海拔贮存器更高的海拔。在一些实施例中，低密度液体较高海拔贮存器可以处于比高密度液体较高海拔贮存器更低的海拔。本图可以示出储存能量或‘充能’的实施例。
图163：本图可以与图162相同，除了本图可以示出产生能量或‘释能’的实施例。
图164：本图可以与图162相同，除了本图可以显示具有较低海拔贮存器的实施例，所述贮存器包括用于低密度液体的单独贮存器和用于高密度液体的独立贮存器。本图可以示出储存能量或‘充能’的实施例。
图165：本图可以与图164相同，除了本图可以示出产生能量或‘释能’的实施例。
示例附图标记
示例实施例中的示例压力：
具有密度大于海水的高密度液体的示例实施例中的示例压力(参考图160和161)
●在本实例中，‘较高海拔’区域的海拔可能在海平面上方约0米，而较低海拔区域的海拔则可能在海水平下方2500米以上，从而在较低海拔贮存器和较高海拔贮存器之间产生等于约2,500米的海拔差。
●在本实施例中，高密度液体的密度可以是1.30 g/mL，并且高密度液体可以包括氯化钙水溶液。
●在本实施例中，低密度液体的密度可以是0.573 g/mL，并且低密度液体可以包括正丁烷或正丁烷。
●在本实例中，海水的密度可以是1.035 g/mL。
●基于上文，以下是本实例的图160和/或161中的示例压力：
○‘1’和‘2’的压力可能接近大气压或接近正丁烷的蒸气压。例如，‘1’和‘2’内部的压力可以小于或等于5巴、4巴、3巴、2巴、1巴或其组合。
○‘4’的压力可能随水深而变化。‘4’的压力可能会随着水深而增加，在‘5’附近或‘较低海拔’区域附近达到最大压力。在‘5’附近，当系统储存电力或‘充能’时，‘4’的压力可以等于或大于‘10’中高密度液体的流体静压力，如例如图160所示。在‘5’附近，当系统产生电力或‘释能’时，‘4’的压力可能等于或小于‘10’中高密度液体的流体静压力，如例如图161所示。‘5’附近的‘4’压力可以小于或等于或大于或等于或两者325巴。
○‘6’的压力可以大约等于‘7’的压力和/或‘7’附近海水的流体静压力。在储存能量或‘充能’期间，‘6’的压力可能略大于‘7’的压力和/或‘7’附近海水的流体静压力，如例如图160所示。‘6’的压力可以略小于‘7’的压力和/或在发电或‘释能’过程中‘7’附近海水的流体静压力，如例如图161所示。‘6’的压力可以小于或等于，或大于或等于258.75巴的压力，或其组合。
○‘7’的压力可以与‘7’附近海水的流体静压力约相同。‘7’的压力可小于或等于或大于或等于258.75巴的压力或其组合。
○‘8’的压力可以与‘8’附近海水的流体静压力约相同。‘8’的压力可小于或等于或大于或等于258.75巴的压力或其组合。
○‘9’的压力可以大约等于‘7’的压力和/或‘7’附近海水的流体静压力。在储存能量或‘充能’过程中，‘9’的压力可能略小于‘7’的压力和/或‘7’附近海水的流体静压力，如例如图160所示。‘9’的压力可以略大于‘7’的压力和/或在发电或‘释能’过程中‘7’附近海水的流体静压力，如例如图161所示。‘9’的压力可以小于或等于或大于或等于258.75巴的压力，或两者。
○‘10’的压力可能随水深而变化。‘10’的压力可能会随着水深而增加，在‘5’附近或‘较低海拔’区域附近达到最大压力。在‘5’附近，当系统储存电力或‘充能’时，‘10’的压力可能等于或小于‘4’中处于相同高度的低密度液体的压力，如例如图160所示。在‘5’附近，当系统发电或‘释能’时，‘10’的压力可能等于或大于‘4’中低密度液体的压力，如例如图161所示。‘5’附近的‘10’压力可能小于或等于，或大于或等于325巴的压力，或其组合。
○邻近‘较低海拔’区域的海水压力可以为约258.75巴。
○动力回收或压力回收过程(‘5’)可回收一股液流(例如‘4’或‘10’)中邻近或位于较低海拔区域外的超过流体静压力的压力，并将该动力或压力转移至另一股液(例如‘10’或‘4’)。
■例如，在充能期间，‘4’中靠近‘5’的低密度液体的压力可能大于325巴。‘5’可以从‘4’恢复大于或等于66.25巴的压力或动力，并将所述恢复的压力或能量转移至‘10’。压力恢复后，低密度液体(‘6’)可在接近较低海拔贮存器压力和/或邻近较低海拔贮存器的海水流体静压力的压力下，或在约258.75巴的压力下转移至较低海拔贮存器。
■在一些实施例中，无论较低密度液体和/或较高密度液体的密度如何，压力交换器或动力交换器都能使较低海拔贮存器在与较低海拔贮存器周围或附近的压力平衡的情况下运行。
在海拔高于海平面、或海拔高于低密度液体较高海拔贮存器或其组合的高密度液 体较高海拔贮存器的示例实施例中的示例压力(参考图162和163)
●在本实例中，‘较高海拔#1’区域的海拔可以高于海平面约0米。
●在本实例中，‘较高海拔#2’区域的海拔可以高于海平面约300米。
●在本实例中，较低海拔区域的海拔可以低于海平面2500米。
●在本实施例中，高密度液体的密度可以是1.035g/mL，并且高密度液体可以包括氯化钙水溶液。
●在本实施例中，低密度液体的密度可以是0.573g/mL，并且低密度液体可以包括正丁烷或正丁烷。
●在本实例中，海水的密度可以是1.035g/mL。
●基于上文，以下是本实例的图162和/或163中的示例压力：
○‘1’、‘2’、‘11’或其组合的压力可以接近大气压或接近正丁烷的蒸气压。例如，‘1’和‘2’内部的压力可以小于或等于5巴、4巴、3巴、2巴、1巴或其组合。
○‘4’的压力可能随水深而变化。‘4’的压力可能会随着水深而增加，在‘5’附近或‘较低海拔’区域附近达到最大压力。在‘5’附近，当系统储存电力或‘充能’时，‘4’的压力可以等于或大于‘10’中高密度液体的流体静压力，如例如图162所示。在‘5’附近，当系统产生电力或‘释能’时，‘4’的压力可能等于或小于‘10’中高密度液体的流体静压力，如例如图163所示。‘5’附近的‘4’压力可以小于或等于或大于或等于或两者289.8巴。
○‘6’的压力可以大约等于‘7’的压力和/或‘7’附近海水的流体静压力。在储存能量或‘充能’期间，‘6’的压力可能略大于‘7’的压力和/或‘7’附近海水的流体静压力，如例如图162所示。‘6’的压力可以略小于‘7’的压力和/或在发电或‘释能’过程中‘7’附近海水的流体静压力，如例如图163所示。‘6’的压力可以小于或等于，或大于或等于258.75巴的压力，或其组合。
○‘7’的压力可以与‘7’附近海水的流体静压力约相同。‘7’的压力可小于或等于或大于或等于258.75巴的压力或其组合。
○‘8’的压力可以与‘8’附近海水的流体静压力约相同。‘8’的压力可小于或等于或大于或等于258.75巴的压力或其组合。
○‘9’的压力可以大约等于‘7’的压力和/或‘7’附近海水的流体静压力。在储存能量或‘充能’过程中，‘9’的压力可能略小于‘7’的压力和/或‘7’附近海水的流体静压力，如例如图162所示。‘9’的压力可以略大于‘7’的压力和/或在发电或‘释能’过程中‘7’附近海水的流体静压力，如例如图163所示。‘9’的压力可以小于或等于或大于或等于258.75巴的压力，或两者。
○‘10’的压力可能随水深而变化。‘10’的压力可能会随着水深而增加，在‘5’附近或‘较低海拔’区域附近达到最大压力。在‘5’附近，当系统储存电力或‘充能’时，‘10’的压力可能等于或小于‘4’中处于相同高度的低密度液体的压力，如例如图162所示。在‘5’附近，当系统发电或‘释能’时，‘10’的压力可能等于或大于‘4’中低密度液体的压力，如例如图163所示。‘5’附近的‘10’压力可能小于或等于，或大于或等于289.8巴的压力，或其组合。
○邻近‘低海拔’区域的海水压力可以为约258.75巴。
○动力回收或压力回收过程(‘5’)可回收一股液流(例如‘4’或‘10’)中邻近或位于较低海拔区域外的超过流体静压力的压力，并将该动力或压力转移至另一股液(例如‘10’或‘4’)。
■例如，在充能期间，‘4’中靠近‘5’的低密度液体的压力可能大于289.8巴。‘5’可以从‘4’恢复大于或等于31.05巴的压力或动力，并将所述恢复的压力或能量转移至‘10’。压力恢复后，低密度液体(‘6’)可在接近较低海拔贮存器压力和/或邻近较低海拔贮存器的海水流体静压力的压力下，或在约258.75巴的压力下转移至较低海拔贮存器。
■在一些实施例中，压力交换器或动力交换器使得较低海拔贮存器能够在与较低海拔贮存器周围或附近的压力平衡的情况下操作，而不管较高密度液体的流体静压力或较低密度液体的流体静压力，或两者都是。
示例的示例性实施例
1.一种用于储存和产生动力的系统，所述系统包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器位于水体的表面附近并且被配置成储存密度比水低的流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器定位于所述水体的所述表面之下并且被配置成储存密度高于水的流体；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将密度比所述第一储存贮存器中的水低的流体泵送到所述第二储存贮存器来置换密度比所述第二储存贮存器中的水高的流体来储存动力，并且通过允许所述密度比所述第二储存贮存器中的水低的流体返回到所述第一储存贮存器来产生动力或使动力释能；并且
其中所述密度比水高的流体呈液体形式。
2.根据实施例1所述的系统，其中所述密度低于水的流体呈液体形式。
3.根据实施例1所述的系统，其中所述第一贮存器的海拔高于所述第二贮存器的海拔。
4.根据实施例1所述的系统，其进一步包括第三贮存器，所述第三贮存器被配置成在水体表面附近储存密度高于水的液体。
5.根据实施例4所述的系统，其中所述第三贮存器与所述第二贮存器基本上处于相同的海拔。
6.根据实施例4所述的系统，其中在动力储存期间从所述第二贮存器中置换出的所述密度高于水的流体被转移至所述第三贮存器并储存在所述第三贮存器中。
7.根据实施例4所述的系统，其中在动力储存期间从所述第二贮存器中置换出的所述密度高于水的流体被转移至所述第三贮存器并储存在所述第三贮存器中。
8.根据实施例1所述的系统，其中所述密度高于水的流体包括盐水、或反渗透排放盐水、或氯化钠、或海盐、或氯化钙、或氯化镁、或甲酸钾、或硫酸镁、或溴化钙、或溴化钠、或乙酸钾、或甲酸钠、或硝酸钙、或硝酸钠、或亚硫酸钠、或亚硫酸钾、或亚硫酸氢钠、或亚硫酸氢钾、亚硫酸镁、或亚硫酸氢镁、或亚硫酸氢钙、或玉米糖浆、或甘油、或丙二醇、或乙二醇、或碳酸丙烯酯或其任何组合。
9.根据实施例1所述的系统，其中所述密度高于水的流体包括卤代烃、或碳氟化合物、或有机酸、或无机酸、或二氧化碳、或二氧化硫、或氮氧化物或其任何组合。
10.根据实施例1所述的系统，其中所述密度低于水的流体包括碳氢化合物。
11.根据实施例1所述的系统，其中所述密度低于水的流体包括空气。
12.根据实施例1所述的系统，其中所述密度高于水的流体的密度在20℃下大于1.02千克/升。
13.根据实施例1所述的系统，其中所述密度高于水的流体的密度在20℃下大于1.05千克/升。
14.根据实施例1所述的系统，其中所述第二贮存器内的压力和相邻水体的压力相差约0巴至约10巴。
15.根据实施例1所述的系统，其进一步包括压力交换器。
16.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器定位于所述第二贮存器附近。
17.根据实施例15所述的系统，其中在储存动力期间，压力交换器从密度低于水的液体中提取压力，并将所提取的压力传递到密度高于水的液体。
18.根据实施例15所述的系统，其中在储存动力期间，压力交换器从密度高于水的液体中提取压力，并将所提取的压力传递到密度低于水的液体。
19.根据实施例17所述的系统，其中所述压力提取发生在(1)当所述密度低于水的液体被转移到所述第二贮存器时，或者(2)在转移之前，或者(3)在(1)和(2)两者中。
20.根据实施例18所述的系统，其中所述压力提取发生在(1)当所述密度高于水的液体被转移到所述第二贮存器时，或者(2)在转移之前，或者(3)在(1)和(2)两者中。
21.根据实施例17所述的系统，其中所述压力交换器提取的压力小于或等于所述第二贮存器附近的所述密度低于水的流体的压力减去所述第二贮存器的海拔处的所述水体的所述流体静压力。
22.根据实施例18所述的系统，其中所述压力交换器提取的压力小于或等于所述第二贮存器附近的所述密度高于水的流体的压力减去所述第二贮存器的海拔处的所述水体的所述流体静压力。
23.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器使得能够使用密度高于所述水体中的液体的密度的液体，同时使得所述第二贮存器能够在与所述第二贮存器相同的海拔处与所述水体处于压力平衡。
24.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器包括液压交换器。
25.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器调节压力提取，以确保所述第二贮存器内的流体压力与和所述第二贮存器处于相同海拔的所述水体的流体静压力的差异小于容限压力。
26.根据实施例25所述的系统，其中所述第二贮存器含有内部压力传感器和外部压力传感器；
其中所述内部压力传感器测量所述第二贮存器内的所述流体压力；并且
其中所述外部压力传感器测量邻近所述第二贮存器的所述水体的压力；并且
其中所述内部压力传感器和所述外部压力传感器被配置成与所述压力交换器通信。
27.根据实施例25所述的系统，其中所述容限压力小于约10atm。
28.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器是液压交换器。
29.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器是泵、或涡轮、或旋转涡轮或其任何组合。
30.一种用于储存和产生动力的方法，所述方法包括：
操作性地连接泵、发电机、水体的表面附近的第一储存贮存器以及定位于所述水体的所述表面之下的第二储存贮存器；其中所述第一储存贮存器被配置成储存密度低于水的流体，并且其中所述第二储存贮存器被设置成储存密度高于水的流体；
通过将所述第一储存贮存器中的所述密度低于水的流体泵送到所述第二储存贮存器中来置换所述第二储存贮存器中的所述密度高于水的流体而储存能量；以及
通过允许所述第二储存贮存器中的所述密度低于水的流体返回到所述第一储存贮存器来产生动力或使动力释能；
其中所述密度比水高的流体呈液体形式。
其中所述高密度液体的密度大于1.035g/mL。
在较低海拔贮存器附近进行海底动力回收或动力回收，以使用密度高于海水的液体，同时使海底贮存器与海水处于压力平衡。
压力平衡器和压力平衡器储罐，其中如果贮存器中的压力小于周围压力，则将流体添加到较低海拔贮存器，如果贮存器中的压力大于周围压力，将流体从较低海拔贮存器移除。
低密度液体的制冷或冷却或热管理
其中低密度液体和高密度液体储存在同一较高还差的储罐中。
其中低密度液体和高密度液体储存在不同的较高海拔储罐中。
其中所述较高海拔贮存器被加压。
其中通过使用热管理将所述较高海拔贮存器维持在一定温度以下，从而将其维持在一定压力以下。
注意
●注意：压力平衡器可以连接到或附接到储罐、管道、阀、配件、连接器或其组合。
●注意：动力交换器、压力交换器、能量回收系统或PX压力交换器可以包括与本领域中用于反渗透系统中的液压动力或能量回收的系统类似的系统。术语‘动力交换器’或‘压力交换器’、‘能量回收系统’或‘PX压力交换器’可以互换使用。
●注意：高密度液体可以包含但不限于密度大于或等于水密度的液体。
●注意：可以在最小化或消除腐蚀的条件下使用盐水溶液。例如，牺牲阳极可以抑制腐蚀。例如，一些实施例可以包括‘封闭系统’，其可实现对成分的调整和/或环境的创建以最小化腐蚀。例如，盐溶液可以被氧清除剂脱氧，例如亚硫酸盐、亚硝酸盐、亚硫酸氢盐、有机酸或抗氧化剂。例如，盐溶液可以通过非双原子氧气(例如氮气)脱氧。例如，盐溶液可通过溶解氧与燃料(例如氢气或甲烷)的反应而脱氧。例如，盐水溶液可以通过催化脱氧过程进行脱氧。例如，盐水溶液可以通过催化脱氧工艺进行脱氧，该工艺包括溶解氢气，而不是在催化剂(如钯催化剂)存在下使溶解氧与溶解氢反应，以形成水并消除至少一部分溶解的双原子氧。通过使封闭系统中使用的盐溶液脱氧，可以显著抑制或实际上消除腐蚀。如果溶解氧的浓度增加或增加超过设计阈值或定义的浓度，则可监测溶解氧水平并去除溶解氧。
●注意：在一些实施例中，较高密度液体可以包括卤代烃或碳氟化合物液体。
●注意：本发明的一些实施例可涉及密度大于海水的高密度液体和高度大于海洋表面高度的更高高度高密度液体贮存器。
●注意：在一些实施例中，低密度液体和高密度液体较高海拔贮存器两者可以处于约相同或相似的海拔，和/或可以都处于高于海洋表面的海拔。在一些实施例中，低密度液体和高密度液体较高海拔贮存器可以处于不同的海拔和/或两者都处于高于海洋表面的海拔。在一些实施例中，低密度液体和高密度液体较高海拔贮存器可以位于不同的海拔，和/或低密度液体较高海拔贮存器可以位于比高密度液体较高海拔贮存器的海拔更高的海拔。在一些实施例中，低密度液体和高密度液体较高海拔贮存器可以位于不同的海拔，和/或低密度液体较高海拔贮存器可以位于比高密度液体较高海拔贮存器的海拔更低的海拔。
●注意：可以调节盐水中试剂的浓度。例如，如果盐水的温度改变，或者盐水的溶解度改变，或者卤水的粘度改变，或者其组合，则可以调节溶液(如盐水)中试剂的浓度。
●注意：一些高密度液体比其它液体更理想，一些高密度液体可以与其它液体混合。密度大于水或密度大于海水或两者的示例高密度液体可以包含但不限于以下一种或多种或其组合：水、或盐水、或氯化钠、或海盐、或反渗透盐水、或浓缩物、或渗余物、或氯化钙、或氯化镁、或甲酸钾、或硫酸镁、或溴化钙、或溴化钠、或醋酸钾、或甲酸钠、或硝酸钙、或硝酸钠、或氯化镁或亚硫酸钠、或亚硫酸氢钠，或亚硫酸钾、或亚硫酸氢钾、或亚硫酸钙、或亚硫酸氢镁、或二氧化硫、或亚硝酸钙、或亚硝酸镁、或亚硝酸钠、或亚硝酸钾、或羧酸或羧酸盐、或乙酸、或柠檬酸、或玉米糖浆、或玉米糖浆或甘油、或密度大于水、或糖或蔗糖的有机试剂、或葡萄糖、或糖醇、或多元醇、或乙二醇、或丙二醇、或碳酸亚丙酯、或不溶性有机试剂、或可溶性有机试剂、或者碳氟化合物、或卤代烃、或全氟化碳、或无机化合物、或液体二氧化硫、或液体二氧化碳、或四氧化二氮、或五氧化二氮或三氧化硫、或一氧化二氮、或有机酸、或无机酸、或熔融硫、或液体硫、或制冷剂、或溴、或氯化物、或碘、或卤素、或甲酸、或二氧化氯、或过氧化氢、或有机酸类、或无机酸类、或有机碱、或无机碱、或1,2-二溴乙烷、或顺式-1,2-二溴乙烯、或反式-1,2-二溴乙烯、或溴甲烷、或1,1,2,2-四溴乙烷(Muthmanns溶液)、或聚钨酸钠、或溴、或Thoulets溶液、或二碘甲烷、或碘化铟、或碘化汞钡、或甲酸铊+丙二酸铊(克列里奇溶液(Clerici solution))、或镓铟锡合金(镓/铟/锡合金)、或汞、或甲酸铯、或铅、或汞、或镓、或液态金属或纳米颗粒、或分散的纳米颗粒、或悬浮的纳米颗粒、或铁、或金、或镍、或钨、或二氧化硫+二氧化碳、或制冷剂混合物、或亚硫酸、或亚硝酸、或离子化合物、或有机化合物、或包括碳的化学物、或元素、或密度大于低密度液体的密度的化学品，或密度大于水的密度的化学品，或化学品。
●注意：压力交换器或动力交换器可从流体(如液体、气体、超临界流体、液-固混合物、气液混合物或其组合)中提取动力或压力。压力交换器或动力交换器可从流体中提取动力或压力，将所述提取的动力或压力传递到另一流体。示例性压力交换器或动力交换器可以包含但不限于以下中的一种或多种或其组合：旋转压力交换器、或液压交换器、或气动压力交换器、或反渗透系统领域中使用的压力交换器、或液压涡轮机、或液压涡轮增压器、或液压叶轮、或机械交换器、或液压交换器、或电气交换器、或置换交换器、或涡轮喷嘴、或扩散器、或增压泵、或超PX、或超高压液压能量回收、或能量回收装置、或高效压力交换器、混合流体压力交换器、本领域已知的用于脱盐系统的压力交换器、本领域已知的用于精炼和石化系统的压力交换器。
●注意：例如，机械压力交换器可以比发电机更节能。例如，本领域中用于反渗透的压力交换器已显示出高达98％或99％的能量效率或压力交换效率。
●注意：一些实施例可以涉及一个或多个压力传感器。内部压力传感器可以包括测量能量储存过程的至少一部分内的流体压力的压力传感器。外部压力传感器可以包括压力传感器，其测量能量储存系统或过程的至少一部分外部或外部的流体或材料的压力。可能期望外部压力传感器测量外部流体或材料的压力，以确定作用在能量储存系统或过程的至少一个表面上的所述流体或材料压力。
●注意：第一贮存器与第二贮存器之间的海拔差小于、或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：50米、或100米、或150米、或200米、或250米、或300米、或350米、或400米、或450米、或500米、或550米、或600米、或650米、或700米、或750米、或800米、或850米、或900米、或950米、或1,000米、或1,050米、或1,100米、或1,150米、或1,200米、或1,250米、或1,300米、1,350米、或1,400米、或1,450米、或1,500米、或1,550米、或1,600米、或1,650米、或1,700米、或1,750米、或1,800米、或1,850米、或1,900米、或1,950米、或2,000米、或2,050米、或2,100米、或2,150米、或2,200米、或2,250米、或2,300米、或2,350米、或2,400米、或2,450米、或2,500米、或2,550米、或2,600米、或2,650米、或2,700米、或2,750米、或2,800米、或2,850米、或2,900米、或2,950米、或3,000米、或3,100米、或3,200米、或3,300米、或3,400米、或3,500米、或3,600米、或3,700米、或3,800米、或3,900米、或4,000米、或4,100米、或4,200米、或4,300米、或4,400米、或4,500米、或4,600米、或4,700米、或4,800米、或4,900米、或5,000米、或5,500米、或6,000米、或6,500米、或7,000米、或7,500米、或8,000米、或8,500米、或9,000米、或9,500米、或10,000米、或10,500米、或11,000米、或11,500米、或12,000米、或12,500米、或13,000米或13,500米。
●注意：第三贮存器与第二贮存器之间的海拔差小于、或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：50米、或100米、或150米、或200米、或250米、或300米、或350米、或400米、或450米、或500米、或550米、或600米、或650米、或700米、或750米、或800米、或850米、或900米、或950米、或1,000米、或1,050米、或1,100米、或1,150米、或1,200米、或1,250米、或1,300米、1,350米、或1,400米、或1,450米、或1,500米、或1,550米、或1,600米、或1,650米、或1,700米、或1,750米、或1,800米、或1,850米、或1,900米、或1,950米、或2,000米、或2,050米、或2,100米、或2,150米、或2,200米、或2,250米、或2,300米、或2,350米、或2,400米、或2,450米、或2,500米、或2,550米、或2,600米、或2,650米、或2,700米、或2,750米、或2,800米、或2,850米、或2,900米、或2,950米、或3,000米、或3,100米、或3,200米、或3,300米、或3,400米、或3,500米、或3,600米、或3,700米、或3,800米、或3,900米、或4,000米、或4,100米、或4,200米、或4,300米、或4,400米、或4,500米、或4,600米、或4,700米、或4,800米、或4,900米、或5,000米、或5,500米、或6,000米、或6,500米、或7,000米、或7,500米、或8,000米、或8,500米、或9,000米、或9,500米、或10,000米、或10,500米、或11,000米、或11,500米、或12,000米、或12,500米、或13,000米或13,500米。
●注意：两个贮存器之间的海拔差小于、或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：50米、或100米、或150米、或200米、或250米、或300米、或350米、或400米、或450米、或500米、或550米、或600米、或650米、或700米、或750米、或800米、或850米、或900米、或950米、或1,000米、或1,050米、或1,100米、或1,150米、或1,200米、或1,250米、或1,300米、1,350米、或1,400米、或1,450米、或1,500米、或1,550米、或1,600米、或1,650米、或1,700米、或1,750米、或1,800米、或1,850米、或1,900米、或1,950米、或2,000米、或2,050米、或2,100米、或2,150米、或2,200米、或2,250米、或2,300米、或2,350米、或2,400米、或2,450米、或2,500米、或2,550米、或2,600米、或2,650米、或2,700米、或2,750米、或2,800米、或2,850米、或2,900米、或2,950米、或3,000米、或3,100米、或3,200米、或3,300米、或3,400米、或3,500米、或3,600米、或3,700米、或3,800米、或3,900米、或4,000米、或4,100米、或4,200米、或4,300米、或4,400米、或4,500米、或4,600米、或4,700米、或4,800米、或4,900米、或5,000米、或5,500米、或6,000米、或6,500米、或7,000米、或7,500米、或8,000米、或8,500米、或9,000米、或9,500米、或10,000米、或10,500米、或11,000米、或11,500米、或12,000米、或12,500米、或13,000米或13,500米。
●注意：液体的粘度可以小于、或大于或等于，包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：0.1cP、或0.5cP、或1cP、或1.5cP、或2cP、或2.5cP、或3cP、或3.5cP、或4cP、或4.5cP、或5cP、或5.5cP、或6cP、或6.5cP、或7cP、或7.5cP、或8cP、或8.5cP、或9cP、或9.5cP、或10cP、或11cP、或12cP、或13cP、或14cP、或15cP、或16cP、或17cP、或18cP、或19cP、或20cP、或21cP、或22cP、或23cP、或24cP、或25cP、或26cP、或27cP、或28cP、或29cP、或30cP、或31cP、或32cP、或33cP、或34cP、或35cP、或36cP、或37cP、或38cP、或39cP、或40cP、或41cP、或42cP、或43cP、或44cP、或45cP、或46cP、或47cP、或48cP、或49cP、或50cP、或55cP、或60cP、或65cP、或70cP、或75cP、或80cP、或85cP、或90cP、或95cP、或100cP、或105cP、或110cP、或115cP、或120cP、或125cP、或130cP、或135cP、或140cP、或145cP、或150cP、或155cP、或160cP、或165cP、或170cP、或175cP、或180cP、或185cP、或190cP、或195cP、或200cP、或205cP、或210cP、或215cP、或220cP、或225cP、或230cP、或235cP、或240cP、或245cP、或250cP、或255cP、或260cP、或265cP、或270cP、或275cP、或280cP、或285cP、或290cP、或295cP、或300cP、或305cP、或310cP、或315cP、或320cP、或325cP、或330cP、或335cP、或340cP、或345cP、或350cP、或355cP、或360cP、或365cP、或370cP、或375cP、或380cP、或385cP、或390cP、或395cP、或400cP、或405cP、或410cP、或415cP、或420cP、或425cP、或430cP、或435cP、或440cP、或445cP、或450cP、或455cP、或460cP、或465cP、或470cP、或475cP、或480cP、或485cP、或490cP、或495cP、或500cP、或550cP、或600cP、或650cP、或700cP、或750cP、或800cP、或850cP、或900cP、或950cP、或1,000cP、或1,250cP、或1,500cP、或1,750cP、或2,000cP、或2,250cP、或2,500cP、或2,750cP、或3,000cP、或3,250cP、或3,500cP、或3,750cP、或4,000cP、或4,250cP、或4,500cP、或4,750cP、或5,000cP、或5,250cP、或5,500cP、或5,750cP、或6,000cP、或6,250cP、或6,500cP、或6,750cP、或7,000cP、或7,250cP、或7,500cP、或7,750cP、或8000cP、或8,250cP、或8,500cP、或8,750cP、或9,000cP、或9,250cP、或9,500cP、或9,750cP或10,000cP。
●注意：高密度液体或低密度液体或热储存介质或其任何组合的温度可以小于、大于或等于以下中的一个或多个或其组合：-100℃、或-90℃、或-80℃、或-70℃、-60℃、或-50℃、或-45℃、或-40℃、或-35℃、或-30℃、或-25℃、或-20℃、或-19℃、或-18℃、或-17℃、或-16℃、或-15℃、或-15℃、或-14℃、或-13℃、-12℃、或-11℃、或-10℃、或-9℃、或-8℃、或-7℃、或-6℃、或-5℃、或-4℃、或-3℃、或-2℃、或-1℃、或0℃、或1℃、或2℃、或3℃、或4℃、或5℃、或6℃、或7℃、或8℃、或9℃、或10℃、或11℃、或12℃、或13℃、或14℃、或15℃、或16℃、或17℃、或18℃、或19℃、或20℃、或21℃、或22℃、或23℃、或24℃、或25℃、或26℃、或27℃、或28℃、或29℃、或30℃、或31℃、或32℃、或33℃、或34℃、或35℃、或36℃、或37℃、或38℃、或39℃、或40℃、或41℃、或42℃、或43℃、或44℃、或45℃、或46℃、或47℃、或48℃、或49℃、或50℃、或51℃、或52℃、或53℃、或54℃、或55℃、或56℃、或57℃、或58℃、或59℃、或60℃、或61℃、或62℃、或63℃、或64℃、或65℃、或66℃、或67℃、或68℃、或69℃、或70℃、或71℃、或72℃、或73℃、或74℃、或75℃、或76℃、或77℃、或78℃、或79℃、或80℃、或81℃、或82℃、或83℃、或84℃、或85℃、或86℃、或87℃、或88、或89℃、或90℃、或91℃、或92℃、或93℃、或94℃、或95℃、或96℃、或97℃、或98℃、或99℃、或100℃、或110℃、或120℃、或130℃、或140℃、或150℃、或160℃、或170℃、或180℃、或190℃、或200℃、或210℃、或220℃、或230℃、或240℃、或250℃、或260℃、或270℃、或280℃、或290℃、或300℃、或310℃、或320℃、或330℃、或340℃、或350℃、或360℃、或370℃、或380℃、或390℃、或400℃、或410℃、或420℃、或430℃、或440℃、或450℃、或460℃、或470℃、或480℃、或490℃、或500℃、或550℃、或600℃、或700℃、或800℃、或900℃或1000℃。
●注意：低密度液体中的高密度液体的重量百分比浓度可以小于、或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：0.0001％、或0.5％、或1％、或1.5％、或2％、或2.5％、或3％、或3.5％、或4％、或4.5％、或5％、或5.5％、或6％、或6.5％、或7％、或7.5％、或8％、或8.5％、或9％、或9.5％、或10％、或10.5％、或11％、或11.5％、或12％、或12.5％、或13％、或13.5％、或14％、或14.5％、或15％、或15.5％、或16％、或16.5％、或17％、或17.5％、或18％、或18.5％、或19％、或19.5％、或20％、或20.5％、或21％、或21.5％、或22％、或22.5％、或23％、或23.5％、或24％、或24.5％、或25％、或25.5％、或26％、或26.5％、或27％、或27.5％、或28％、或28.5％、或29％、或29.5％、或30％、或30.5％、或31％、或31.5％、或32％、或32.5％、或33％、或33.5％、或34％、或34.5％、或35％、或35.5％、或36％、或36.5％、或37％、或37.5％、或38％、或38.5％、或39％、或39.5％、或40％、或40.5％、或41％、或41.5％、或42％、或42.5％、或43％、或43.5％、或44％、或44.5％、或45％、或45.5％、或46％、或46.5％、或47％、或47.5％、或48％、或48.5％、或49％、或49.5％、或50％、或50.5％、或51％、或51.5％、或52％、或52.5％、或53％、或53.5％、或54％、或54.5％、或55％、或55.5％、或56％、或56.5％、或57％、或57.5％、或58％、或58.5％、或59％、或59.5％、或60％、或60.5％、或61％、或61.5％、或62％、或62.5％、或63％、或63.5％、或64％、或64.5％、或65％、或65.5％、或66％、或66.5％、或67％、或67.5％、或68％、或68.5％、或69％、或69.5％、或70％、或70.5％、或71％、或71.5％、或72％、或72.5％、或73％、或73.5％、或74％、或74.5％、或75％、或75.5％、或76％、或76.5％、或77％、或77.5％、或78％、或78.5％、或79％、或79.5％、或80％、或80.5％、或81％、或81.5％、或82％、或82.5％、或83％、或83.5％、或84％、或84.5％、或85％、或85.5％、或86％、或86.5％、或87％、或87.5％、或88％、或88.5％、或89％、或89.5％、或90％、或90.5％、或91％、或91.5％、或92％、或92.5％、或93％、或93.5％、或94％、或94.5％、或95％、或95.5％、或96％、或96.5％、或97％、或97.5％、或98％、或98.5％、或99％、或99.5％或99.999％。
●注意：高密度液体中的低密度液体的重量百分比浓度可以小于、或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：0.0001％、或0.5％、或1％、或1.5％、或2％、或2.5％、或3％、或3.5％、或4％、或4.5％、或5％、或5.5％、或6％、或6.5％、或7％、或7.5％、或8％、或8.5％、或9％、或9.5％、或10％、或10.5％、或11％、或11.5％、或12％、或12.5％、或13％、或13.5％、或14％、或14.5％、或15％、或15.5％、或16％、或16.5％、或17％、或17.5％、或18％、或18.5％、或19％、或19.5％、或20％、或20.5％、或21％、或21.5％、或22％、或22.5％、或23％、或23.5％、或24％、或24.5％、或25％、或25.5％、或26％、或26.5％、或27％、或27.5％、或28％、或28.5％、或29％、或29.5％、或30％、或30.5％、或31％、或31.5％、或32％、或32.5％、或33％、或33.5％、或34％、或34.5％、或35％、或35.5％、或36％、或36.5％、或37％、或37.5％、或38％、或38.5％、或39％、或39.5％、或40％、或40.5％、或41％、或41.5％、或42％、或42.5％、或43％、或43.5％、或44％、或44.5％、或45％、或45.5％、或46％、或46.5％、或47％、或47.5％、或48％、或48.5％、或49％、或49.5％、或50％、或50.5％、或51％、或51.5％、或52％、或52.5％、或53％、或53.5％、或54％、或54.5％、或55％、或55.5％、或56％、或56.5％、或57％、或57.5％、或58％、或58.5％、或59％、或59.5％、或60％、或60.5％、或61％、或61.5％、或62％、或62.5％、或63％、或63.5％、或64％、或64.5％、或65％、或65.5％、或66％、或66.5％、或67％、或67.5％、或68％、或68.5％、或69％、或69.5％、或70％、或70.5％、或71％、或71.5％、或72％、或72.5％、或73％、或73.5％、或74％、或74.5％、或75％、或75.5％、或76％、或76.5％、或77％、或77.5％、或78％、或78.5％、或79％、或79.5％、或80％、或80.5％、或81％、或81.5％、或82％、或82.5％、或83％、或83.5％、或84％、或84.5％、或85％、或85.5％、或86％、或86.5％、或87％、或87.5％、或88％、或88.5％、或89％、或89.5％、或90％、或90.5％、或91％、或91.5％、或92％、或92.5％、或93％、或93.5％、或94％、或94.5％、或95％、或95.5％、或96％、或96.5％、或97％、或97.5％、或98％、或98.5％、或99％、或99.5％或99.999％。
●注意：高密度液体中的水的重量百分比浓度可以小于、或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：0.0001％、或0.5％、或1％、或1.5％、或2％、或2.5％、或3％、或3.5％、或4％、或4.5％、或5％、或5.5％、或6％、或6.5％、或7％、或7.5％、或8％、或8.5％、或9％、或9.5％、或10％、或10.5％、或11％、或11.5％、或12％、或12.5％、或13％、或13.5％、或14％、或14.5％、或15％、或15.5％、或16％、或16.5％、或17％、或17.5％、或18％、或18.5％、或19％、或19.5％、或20％、或20.5％、或21％、或21.5％、或22％、或22.5％、或23％、或23.5％、或24％、或24.5％、或25％、或25.5％、或26％、或26.5％、或27％、或27.5％、或28％、或28.5％、或29％、或29.5％、或30％、或30.5％、或31％、或31.5％、或32％、或32.5％、或33％、或33.5％、或34％、或34.5％、或35％、或35.5％、或36％、或36.5％、或37％、或37.5％、或38％、或38.5％、或39％、或39.5％、或40％、或40.5％、或41％、或41.5％、或42％、或42.5％、或43％、或43.5％、或44％、或44.5％、或45％、或45.5％、或46％、或46.5％、或47％、或47.5％、或48％、或48.5％、或49％、或49.5％、或50％、或50.5％、或51％、或51.5％、或52％、或52.5％、或53％、或53.5％、或54％、或54.5％、或55％、或55.5％、或56％、或56.5％、或57％、或57.5％、或58％、或58.5％、或59％、或59.5％、或60％、或60.5％、或61％、或61.5％、或62％、或62.5％、或63％、或63.5％、或64％、或64.5％、或65％、或65.5％、或66％、或66.5％、或67％、或67.5％、或68％、或68.5％、或69％、或69.5％、或70％、或70.5％、或71％、或71.5％、或72％、或72.5％、或73％、或73.5％、或74％、或74.5％、或75％、或75.5％、或76％、或76.5％、或77％、或77.5％、或78％、或78.5％、或79％、或79.5％、或80％、或80.5％、或81％、或81.5％、或82％、或82.5％、或83％、或83.5％、或84％、或84.5％、或85％、或85.5％、或86％、或86.5％、或87％、或87.5％、或88％、或88.5％、或89％、或89.5％、或90％、或90.5％、或91％、或91.5％、或92％、或92.5％、或93％、或93.5％、或94％、或94.5％、或95％、或95.5％、或96％、或96.5％、或97％、或97.5％、或98％、或98.5％、或99％、或99.5％或99.999％。
●注意：低密度液体中的水的重量百分比浓度可以小于、或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：0.0001％、或0.5％、或1％、或1.5％、或2％、或2.5％、或3％、或3.5％、或4％、或4.5％、或5％、或5.5％、或6％、或6.5％、或7％、或7.5％、或8％、或8.5％、或9％、或9.5％、或10％、或10.5％、或11％、或11.5％、或12％、或12.5％、或13％、或13.5％、或14％、或14.5％、或15％、或15.5％、或16％、或16.5％、或17％、或17.5％、或18％、或18.5％、或19％、或19.5％、或20％、或20.5％、或21％、或21.5％、或22％、或22.5％、或23％、或23.5％、或24％、或24.5％、或25％、或25.5％、或26％、或26.5％、或27％、或27.5％、或28％、或28.5％、或29％、或29.5％、或30％、或30.5％、或31％、或31.5％、或32％、或32.5％、或33％、或33.5％、或34％、或34.5％、或35％、或35.5％、或36％、或36.5％、或37％、或37.5％、或38％、或38.5％、或39％、或39.5％、或40％、或40.5％、或41％、或41.5％、或42％、或42.5％、或43％、或43.5％、或44％、或44.5％、或45％、或45.5％、或46％、或46.5％、或47％、或47.5％、或48％、或48.5％、或49％、或49.5％、或50％、或50.5％、或51％、或51.5％、或52％、或52.5％、或53％、或53.5％、或54％、或54.5％、或55％、或55.5％、或56％、或56.5％、或57％、或57.5％、或58％、或58.5％、或59％、或59.5％、或60％、或60.5％、或61％、或61.5％、或62％、或62.5％、或63％、或63.5％、或64％、或64.5％、或65％、或65.5％、或66％、或66.5％、或67％、或67.5％、或68％、或68.5％、或69％、或69.5％、或70％、或70.5％、或71％、或71.5％、或72％、或72.5％、或73％、或73.5％、或74％、或74.5％、或75％、或75.5％、或76％、或76.5％、或77％、或77.5％、或78％、或78.5％、或79％、或79.5％、或80％、或80.5％、或81％、或81.5％、或82％、或82.5％、或83％、或83.5％、或84％、或84.5％、或85％、或85.5％、或86％、或86.5％、或87％、或87.5％、或88％、或88.5％、或89％、或89.5％、或90％、或90.5％、或91％、或91.5％、或92％、或92.5％、或93％、或93.5％、或94％、或94.5％、或95％、或95.5％、或96％、或96.5％、或97％、或97.5％、或98％、或98.5％、或99％、或99.5％或99.999％。
●注意：在一些实施例中，为了确保最大的能量密度和最小化所需的液体体积，第一贮存器与第二贮存器之间的海拔差大于或等于以下中的一个或多个或其组合：50米、或100米、或150米、或200米、或250米、或500米、或750米、或1,000米、或1,250米或1,500米。
●注意：能量储存往返能量效率可以大于或等于以下中的一个或多个或组合：0.0001％、或0.5％、或1％、或1.5％、或2％、或2.5％、或3％、或3.5％、或4％、或4.5％、或5％、或5.5％、或6％、或6.5％、或7％、或7.5％、或8％、或8.5％、或9％、或9.5％、或10％、或10.5％、或11％、或11.5％、或12％、或12.5％、或13％、或13.5％、或14％、或14.5％、或15％、或15.5％、或16％、或16.5％、或17％、或17.5％、或18％、或18.5％、或19％、或19.5％、或20％、或20.5％、或21％、或21.5％、或22％、或22.5％、或23％、或23.5％、或24％、或24.5％、或25％、或25.5％、或26％、或26.5％、或27％、或27.5％、或28％、或28.5％、或29％、或29.5％、或30％、或30.5％、或31％、或31.5％、或32％、或32.5％、或33％、或33.5％、或34％、或34.5％、或35％、或35.5％、或36％、或36.5％、或37％、或37.5％、或38％、或38.5％、或39％、或39.5％、或40％、或40.5％、或41％、或41.5％、或42％、或42.5％、或43％、或43.5％、或44％、或44.5％、或45％、或45.5％、或46％、或46.5％、或47％、或47.5％、或48％、或48.5％、或49％、或49.5％、或50％、或50.5％、或51％、或51.5％、或52％、或52.5％、或53％、或53.5％、或54％、或54.5％、或55％、或55.5％、或56％、或56.5％、或57％、或57.5％、或58％、或58.5％、或59％、或59.5％、或60％、或60.5％、或61％、或61.5％、或62％、或62.5％、或63％、或63.5％、或64％、或64.5％、或65％、或65.5％、或66％、或66.5％、或67％、或67.5％、或68％、或68.5％、或69％、或69.5％、或70％、或70.5％、或71％、或71.5％、或72％、或72.5％、或73％、或73.5％、或74％、或74.5％、或75％、或75.5％、或76％、或76.5％、或77％、或77.5％、或78％、或78.5％、或79％、或79.5％、或80％、或80.5％、或81％、或81.5％、或82％、或82.5％、或83％、或83.5％、或84％、或84.5％、或85％、或85.5％、或86％、或86.5％、或87％、或87.5％、或88％、或88.5％、或89％、或89.5％、或90％、或90.5％、或91％、或91.5％、或92％、或92.5％、或93％、或93.5％、或94％、或94.5％、或95％、或95.5％、或96％、或96.5％、或97％、或97.5％、或98％、或98.5％、或99％、或99.5％或99.999％。
●注意：液体的密度可以小于或等于或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：0.5g/mL、或0.51g/mL、或0.52g/mL、或0.53g/mL、或0.54g/mL、或0.55g/mL、或0.56g/mL、或0.57g/mL、或0.58g/mL、或0.59g/mL、或0.6g/mL、或0.61g/mL、或0.62g/mL、或0.63g/ml,0.64g/mL、或0.65g/mL、或0.66g/mL、或0.67g/mL、或0.68g/mL、或0.69g/mL、或0.70g/mL、或0.71g/mL、或0.72g/mL、或0.73g/mL、或0.74g/mL、或0.75g/mL、或0.76g/mL、或0.77g/mL、或0.78g/mL、或0.79g/mL、或0.8g/mL、或0.805g/mL、或0.81g/mL、或0.815g/mL、或0.82g/mL、或0.825g/mL、或0.83g/mL、或0.835g/mL、或0.84g/mL、或0.845g/mL、或0.85g/mL、或0.855g/mL、或0.86g/mL、或0.865g/mL、或0.87g/mL、或0.875g/mL、或0.88g/mL、或0.885g/mL、或0.89g/mL、或0.895g/mL、或0.9g/mL、或0.905g/mL、或0.91g/mL、或.915g/mL、或0.92g/mL、或0.925g/mL、或0.93g/mL、或0.935g/mL、或0.94g/mL、或0.945g/mL、或0.95g/mL、或0.955g/mL、或0.96g/mL、或0.965g/mL、或0.97g/mL、或0.975g/mL、或0.98g/mL、或0.985g/mL、或0.99g/mL、或0.995g/mL、或1g/mL、或1.005g/mL、或1.01g/mL、或1.015g/mL、或1.02g/mL、或1.025g/mL、或1.03g/mL、或1.035g/mL、或1.04g/mL、或1.045g/mL、或1.05g/mL、或1.055g/mL、或1.06g/mL、或1.065g/mL、或1.07g/mL、或1.075g/mL、或1.08g/mL、或1.085g/mL、或1.09g/mL、或1.095g/mL、或1.1g/mL、或1.11g/mL、或1.12g/mL、或1.13g/mL、或1.14g/mL、或1.15g/mL、或1.16g/mL、或1.17g/mL、或1.18g/mL、或1.19g/mL、或1.2g/mL、或1.21g/mL、或1.22g/mL、或1.23g/mL、或1.24g/mL、或1.25g/mL、或1.26g/mL、或1.27g/mL、或1.28g/mL、或1.29g/mL、或1.3g/mL、或1.31g/mL、或1.32g/mL、或1.33g/mL、或1.34g/mL、或1.35g/mL、或1.36g/mL、或1.37g/mL、或1.38g/mL、或1.39g/mL、或1.4g/mL、或1.41g/mL、或1.42g/mL、或1.43g/mL、或1.44g/mL、或1.45g/mL、或1.46g/mL、或1.47g/mL、或1.48g/mL、或1.49g/mL或1.5g/mL。
●注意：流体的密度可以小于或等于或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：0.5g/mL、或0.51g/mL、或0.52g/mL、或0.53g/mL、或0.54g/mL、或0.55g/mL、或0.56g/mL、或0.57g/mL、或0.58g/mL、或0.59g/mL、或0.6g/mL、或0.61g/mL、或0.62g/mL、或0.63g/ml,0.64g/mL、或0.65g/mL、或0.66g/mL、或0.67g/mL、或0.68g/mL、或0.69g/mL、或0.70g/mL、或0.71g/mL、或0.72g/mL、或0.73g/mL、或0.74g/mL、或0.75g/mL、或0.76g/mL、或0.77g/mL、或0.78g/mL、或0.79g/mL、或0.8g/mL、或0.805g/mL、或0.81g/mL、或0.815g/mL、或0.82g/mL、或0.825g/mL、或0.83g/mL、或0.835g/mL、或0.84g/mL、或0.845g/mL、或0.85g/mL、或0.855g/mL、或0.86g/mL、或0.865g/mL、或0.87g/mL、或0.875g/mL、或0.88g/mL、或0.885g/mL、或0.89g/mL、或0.895g/mL、或0.9g/mL、或0.905g/mL、或0.91g/mL、或.915g/mL、或0.92g/mL、或0.925g/mL、或0.93g/mL、或0.935g/mL、或0.94g/mL、或0.945g/mL、或0.95g/mL、或0.955g/mL、或0.96g/mL、或0.965g/mL、或0.97g/mL、或0.975g/mL、或0.98g/mL、或0.985g/mL、或0.99g/mL、或0.995g/mL、或1g/mL、或1.005g/mL、或1.01g/mL、或1.015g/mL、或1.02g/mL、或1.025g/mL、或1.03g/mL、或1.035g/mL、或1.04g/mL、或1.045g/mL、或1.05g/mL、或1.055g/mL、或1.06g/mL、或1.065g/mL、或1.07g/mL、或1.075g/mL、或1.08g/mL、或1.085g/mL、或1.09g/mL、或1.095g/mL、或1.1g/mL、或1.11g/mL、或1.12g/mL、或1.13g/mL、或1.14g/mL、或1.15g/mL、或1.16g/mL、或1.17g/mL、或1.18g/mL、或1.19g/mL、或1.2g/mL、或1.21g/mL、或1.22g/mL、或1.23g/mL、或1.24g/mL、或1.25g/mL、或1.26g/mL、或1.27g/mL、或1.28g/mL、或1.29g/mL、或1.3g/mL、或1.31g/mL、或1.32g/mL、或1.33g/mL、或1.34g/mL、或1.35g/mL、或1.36g/mL、或1.37g/mL、或1.38g/mL、或1.39g/mL、或1.4g/mL、或1.41g/mL、或1.42g/mL、或1.43g/mL、或1.44g/mL、或1.45g/mL、或1.46g/mL、或1.47g/mL、或1.48g/mL、或1.49g/mL或1.5g/mL。
●注意：低密度流体的密度可以小于或等于或大于或等于以下中的一个或多个或其组合：0.01g/mL、或0.05g/mL、或0.1g/mL、或0.15g/mL、或0.20g/mL、或0.25g/mL、或0.3g/mL、或0.35g/mL、或0.4g/mL、或0.45g/mL、0.5g/mL、或0.51g/mL、或0.52g/mL、或0.53g/mL、或0.54g/mL、或0.55g/mL、或0.56g/mL、或0.57g/mL、或0.58g/mL、或0.59g/mL、或0.6g/mL、或0.61g/mL、或0.62g/mL、或0.63g/ml,0.64g/mL、或0.65g/mL、或0.66g/mL、或0.67g/mL、或0.68g/mL、或0.69g/mL、或0.70g/mL、或0.71g/mL、或0.72g/mL、或0.73g/mL、或0.74g/mL、或0.75g/mL、或0.76g/mL、或0.77g/mL、或0.78g/mL、或0.79g/mL、或0.8g/mL、或0.805g/mL、或0.81g/mL、或0.815g/mL、或0.82g/mL、或0.825g/mL、或0.83g/mL、或0.835g/mL、或0.84g/mL、或0.845g/mL、或0.85g/mL、或0.855g/mL、或0.86g/mL、或0.865g/mL、或0.87g/mL、或0.875g/mL、或0.88g/mL、或0.885g/mL、或0.89g/mL、或0.895g/mL、或0.9g/mL、或0.905g/mL、或0.91g/mL、或.915g/mL、或0.92g/mL、或0.925g/mL、或0.93g/mL、或0.935g/mL、或0.94g/mL、或0.945g/mL、或0.95g/mL、或0.955g/mL、或0.96g/mL、或0.965g/mL、或0.97g/mL、或0.975g/mL、或0.98g/mL、或0.985g/mL、或0.99g/mL、或0.995g/mL、或1g/mL、或1.005g/mL、或1.01g/mL、或1.015g/mL、或1.02g/mL、或1.025g/mL、或1.03g/mL、或1.035g/mL、或1.04g/mL、或1.045g/mL、或1.05g/mL、或1.055g/mL、或1.06g/mL、或1.065g/mL、或1.07g/mL、或1.075g/mL、或1.08g/mL、或1.085g/mL、或1.09g/mL、或1.095g/mL、或1.1g/mL、或1.11g/mL、或1.12g/mL、或1.13g/mL、或1.14g/mL、或1.15g/mL、或1.16g/mL、或1.17g/mL、或1.18g/mL、或1.19g/mL、或1.2g/mL、或1.21g/mL、或1.22g/mL、或1.23g/mL、或1.24g/mL、或1.25g/mL、或1.26g/mL、或1.27g/mL、或1.28g/mL、或1.29g/mL、或1.3g/mL、或1.31g/mL、或1.32g/mL、或1.33g/mL、或1.34g/mL、或1.35g/mL、或1.36g/mL、或1.37g/mL、或1.38g/mL、或1.39g/mL、或1.4g/mL、或1.41g/mL、或1.42g/mL、或1.43g/mL、或1.44g/mL、或1.45g/mL、或1.46g/mL、或1.47g/mL、或1.48g/mL、或1.49g/mL或1.5g/mL。
●注意：高密度液体的密度可以大于或等于或小于或等于以下中的一个或多个或其组合：0.01g/mL、或0.05g/mL、或0.1g/mL、或0.15g/mL、或0.20g/mL、或0.25g/mL、或0.3g/mL、或0.35g/mL、或0.4g/mL、或0.45g/mL、0.5g/mL、或0.51g/mL、或0.52g/mL、或0.53g/mL、或0.54g/mL、或0.55g/mL、或0.56g/mL、或0.57g/mL、或0.58g/mL、或0.59g/mL、或0.6g/mL、或0.61g/mL、或0.62g/mL、或0.63g/ml,0.64g/mL、或0.65g/mL、或0.66g/mL、或0.67g/mL、或0.68g/mL、或0.69g/mL、或0.70g/mL、或0.71g/mL、或0.72g/mL、或0.73g/mL、或0.74g/mL、或0.75g/mL、或0.76g/mL、或0.77g/mL、或0.78g/mL、或0.79g/mL、或0.8g/mL、或0.805g/mL、或0.81g/mL、或0.815g/mL、或0.82g/mL、或0.825g/mL、或0.83g/mL、或0.835g/mL、或0.84g/mL、或0.845g/mL、或0.85g/mL、或0.855g/mL、或0.86g/mL、或0.865g/mL、或0.87g/mL、或0.875g/mL、或0.88g/mL、或0.885g/mL、或0.89g/mL、或0.895g/mL、或0.9g/mL、或0.905g/mL、或0.91g/mL、或.915g/mL、或0.92g/mL、或0.925g/mL、或0.93g/mL、或0.935g/mL、或0.94g/mL、或0.945g/mL、或0.95g/mL、或0.955g/mL、或0.96g/mL、或0.965g/mL、或0.97g/mL、或0.975g/mL、或0.98g/mL、或0.985g/mL、或0.99g/mL、或0.995g/mL、或1g/mL、或1.005g/mL、或1.01g/mL、或1.015g/mL、或1.02g/mL、或1.025g/mL、或1.03g/mL、或1.035g/mL、或1.04g/mL、或1.045g/mL、或1.05g/mL、或1.055g/mL、或1.06g/mL、或1.065g/mL、或1.07g/mL、或1.075g/mL、或1.08g/mL、或1.085g/mL、或1.09g/mL、或1.095g/mL、或1.1g/mL、或1.11g/mL、或1.12g/mL、或1.13g/mL、或1.14g/mL、或1.15g/mL、或1.16g/mL、或1.17g/mL、或1.18g/mL、或1.19g/mL、或1.2g/mL、或1.21g/mL、或1.22g/mL、或1.23g/mL、或1.24g/mL、或1.25g/mL、或1.26g/mL、或1.27g/mL、或1.28g/mL、或1.29g/mL、或1.3g/mL、或1.31g/mL、或1.32g/mL、或1.33g/mL、或1.34g/mL、或1.35g/mL、或1.36g/mL、或1.37g/mL、或1.38g/mL、或1.39g/mL、或1.4g/mL、或1.41g/mL、或1.42g/mL、或1.43g/mL、或1.44g/mL、或1.45g/mL、或1.46g/mL、或1.47g/mL、或1.48g/mL、或1.49g/mL或1.5g/mL、或1.55g/mL、或1.6g/mL、或1.65g/mL、或1.7g/mL、或1.75g/mL、或1.8g/mL、或1.85g/mL、或1.9g/mL、或1.95g/mL、或2.00g/mL、或2.05g/mL、或2.1g/mL、或2.2g/mL、或2.3g/mL、或2.4g/mL、或2.5g/mL、或2.6g/mL、或2.7g/mL、或2.8g/mL、或2.9g/mL、或3.0g/mL、或3.1g/mL、或3.2g/mL、或3.3g/mL、或3.4g/mL、或3.5g/mL、或3.6g/mL、或3.7g/mL、或3.8g/mL、或3.9g/mL、或4.0g/mL、或4.1g/mL、或4.2g/mL、或4.3g/mL、或4.4g/mL、或4.5g/mL、或4.6g/mL、或4.7g/mL、或4.8g/mL、或4.9g/mL、或5.0g/mL、6.0g/mL、或7.0g/mL、或8.0g/mL、或9.0g/mL、或10.0g/mL、或11.0g/mL、或12.0g/mL、或13.0g/mL、或14.0g/mL、或15.0g/mL、或16.0g/mL、或17.0g/mL、或18.0g/mL、或19.0g/mL、或20.0g/mL、或21.0g/mL、或22.0g/mL或23.0g/mL。
●注意：较低海拔贮存器或‘第二贮存器’的容限压力差可以包括较低海拔贮存器或‘第二贮存器’内的流体压力与较低海拔贮存器或‘第二贮存器’内部的与所述低海拔贮存器或‘第二贮存器’内的所述流体处于相同海拔的流体的所述流体的外部或附近的材料或固体压力之间的最大设计压力差。
●注意：较低海拔贮存器或‘第二贮存器’的容限压力差可以小于、大于或等于以下中的一项或多项或其组合：0巴、或0.01巴、0.25巴、或0.5巴、或0.75巴、或1巴、或1.5巴、2巴、或2.5巴、或3巴、或3.5巴、或4巴、或4.5巴、或5巴、或5.5巴、或6巴、或6.5巴、或7巴、或7.5巴、或8巴、或8.5巴、或9巴、或9.5巴、或10巴、或11巴、或12巴、或13巴、或14巴、或15巴、或16巴、或17巴、或18巴、或19巴、或20巴、或21巴、或22巴、或23巴、或24巴、或25巴、或26巴、或27巴、或28巴、或29巴、或30巴、或31巴、或32巴、或33巴、或34巴、或35巴、或36巴、或37巴、或38巴、或39巴、或40巴、或41巴、或42巴、或43巴、或44巴、或45巴、或46巴、或47巴、或48巴、或49巴、或50巴、或55巴、或60巴、或65巴、或70巴、或75巴、或80巴、或85巴、或90巴、或95巴、或100巴、或105巴、或110巴、或115巴、或120巴、或125巴、或130巴、或135巴、或140巴、或145巴、或150巴、160巴、或170巴、或180巴、或190巴、或200巴、或225巴、或250巴、或275巴或300巴。
●注意：液体的流体静压力可以使用液体密度、重力常数以及液体连续横穿的高度差或高度差来计算。流体的流体静压力可以使用流体密度、重力常数以及流体连续穿过的高度差或高度差来计算。液体的实际流体静压力还可以包含摩擦损失和可能在真实系统中发生的其它潜在压力损失，其可以使用本领域已知的流体动力学方程和/或模拟工具来计算。
●注意：在一些实施例中，低密度流体可以包括气体或超临界流体。例如，低密度流体可以包括空气，空气可以包括气体和/或超临界流体。在大于约55巴的压力下，空气可以包括超临界流体。
●注意：储存在较高海拔贮存器中的液体或流体与在相同海拔处位于所述较高海拔贮存器外部或附近的流体或材料或固体之间的压力差可以小于、等于或大于以下中的一项或多项或其组合：0巴、或0.01巴、0.25巴、或0.5巴、或0.75巴、或1巴、或1.5巴、2巴、或2.5巴、或3巴、或3.5巴、或4巴、或4.5巴、或5巴、或5.5巴、或6巴、或6.5巴、或7巴、或7.5巴、或8巴、或8.5巴、或9巴、或9.5巴、或10巴、或11巴、或12巴、或13巴、或14巴、或15巴、或16巴、或17巴、或18巴、或19巴、或20巴、或21巴、或22巴、或23巴、或24巴、或25巴、或26巴、或27巴、或28巴、或29巴、或30巴、或31巴、或32巴、或33巴、或34巴、或35巴、或36巴、或37巴、或38巴、或39巴、或40巴、或41巴、或42巴、或43巴、或44巴、或45巴、或46巴、或47巴、或48巴、或49巴、或50巴、或55巴、或60巴、或65巴、或70巴、或75巴、或80巴、或85巴、或90巴、或95巴、或100巴、或105巴、或110巴、或115巴、或120巴、或125巴、或130巴、或135巴、或140巴、或145巴、或150巴、160巴、或170巴、或180巴、或190巴、或200巴、或225巴、或250巴、或275巴或300巴。
●注意：在一些实施例中，较低海拔贮存器可以包括两个或更多个不同的贮存器。例如，在一些实施例中，较低海拔贮存器可以包括用于低密度液体的至少一个贮存器和用于高密度液体的至少一个贮存器。例如，在一些实施例中，较低海拔贮存器可以包括用于低密度液体的单独贮存器和用于高密度液体的独立贮存器。例如，在一些实施例中，较低海拔贮存器可以包括两个单独的储罐，一个储罐用于储存低密度液体，并且一个罐用于储存高密度液体。例如，在一些实施例中，较低海拔贮存器可以包括两个单独的储罐，一个储罐用于储存低密度液体，并且一个罐用于储存高密度液体，其中每个储罐包括囊状储罐。例如，在一些实施例中，较低海拔贮存器可以包括两个单独的储罐，一个储罐用于储存低密度液体，并且一个罐用于储存高密度液体，其中每个储罐包括刚性储罐。例如，在一些实施例中，较低海拔贮存器可以包括两个单独的储罐，一个储罐用于储存低密度液体，并且一个罐用于储存高密度液体，其中每个储罐包括刚性储罐或囊状储罐或其组合。当前描述的一些实施例的示例可以包含但不限于图77和78。
在一些实施例中，低密度液体和/或高密度液体可以包括储存的燃料。例如，储存的燃料可以包括包含但不限于以下中的一种或多种或任何组合：丁烷、或丙烷、或LPG、或乙烷、或LNG、或柴油、或煤油、或汽油、或石油醚、或氨、或氢、或氢衍生物、或乙醇或甲醇。在一些实施例中，所储存的燃料可以包括载体燃料。例如，储存的燃料可以包括氢载体，其可以包含但不限于以下中的一种或多种或任何组合：甲基环己烷、甲苯、甲醇、氨或肼。如果需要，除了液体置换能量储存之外，所储存的燃料可以用于其它应用。
例如，储存的燃料可以用作燃烧发电厂的燃料源。燃烧发电厂可以包括浮式发电厂、陆上发电厂、海上发电厂或其任何组合。燃烧发电厂可以包括燃气轮机、内燃机、联合循环、朗肯循环、热电联产、皮克发电厂、开放循环发动机、封闭循环发动机、热力发动机或其任何组合。燃烧发电厂可以根据需要运行。例如，当电力需求超过泵和/或发电机的动力容量时，燃烧发电厂可以运行。例如，当重力能量储存系统完全释能或几乎完全释能时，燃烧发电厂可以运行。例如，燃烧发电厂可以在紧急情况下运行。例如，燃烧发电厂可实质上延长能量储存系统的潜在持续时间。例如，在一些情况下，液体置换能量储存可提供90％的年度能量储存需求，而燃烧发电厂可提供10％的年度能量储存量需求。例如，在一些情况下，液体置换能量储存可提供95％的年度能量储存需求，而燃烧发电厂可提供5％的年度能量储存量需求。例如，在一些情况下，液体置换能量储存可提供80％的年度能量储存需求，而燃烧发电厂可提供20％的年度能量储存量需求。由于液体置换能量储存系统中的显著潜在燃料储存，液体置换能量存贮存器与燃烧发电厂的集成可以导致能量储存系统的创建，所述能量储存系统具有高往返效率的能量储存和多个月的可用能量储存持续时间。液体置换能量储存与备用燃烧发电厂的集成可产生端到端的能量储存解决方案，用于创建由接近100％或100％的可再生能源供电的电网，特别是如果储存的燃料包括可再生燃料或源自可再生能源的燃料。液体置换能量储存与备用燃烧发电厂的集成可能会产生一种端到端的能量储存解决方案，用于创建由近100％或100％CO2无释能能源供电的电网，尤其是当储存的燃料包括无碳、低碳、可再生或碳中和的燃料时。
在一些实施例中，燃料或补充燃料可从外部来源提供，和/或可通过容器或管路或其任何组合提供。在一些实施例中，燃料或补充燃料可从内部或现场来源提供，和/或可在内部或现场合成或以其它方式产生。例如，在一些实施例中，可以在现场产生包括氢、或液态氢、或氨、或甲醇、或乙醇、或丁烷、或煤油、或甲烷、或LPG或其任何组合的低密度液体。例如，在一些实施例中，可以在现场产生包括氢气、或液态氢、或氨、或甲醇、或乙醇、或丁烷、或煤油、或甲烷、或LPG或其任何组合的低密度流体。例如，在一些实施例中，可以在现场产生氢气、或氨、或甲醇、或乙醇、或丁烷、或煤油、或甲烷、或LPG或其任何组合。例如，在一些实施例中，可以使用例如电力或可再生电力、或水、或空气、或氮气、或二氧化碳、或其任何组合，在现场产生氢气、或氨、或甲醇、或乙醇、或丁烷、或煤油、或甲烷、或LPG、或其任何组合。
在一些情况下，水可以用作低密度液体。例如，在一些实施例中，低密度液体可以包括水，而高密度液体可以包含盐水盐水。例如，在一些实施例中，低密度液体可以包括水，而高密度液体可以包含氟碳化合物。
在一些情况下，高密度液体或高密度流体、低密度液体或低密度流体或其任何组合可以包括固液混合物、乳液或悬浮液，或两者。例如，示例性固液混合物可以包括牛奶。例如，固液混合物可以包括包含但不限于以下中的一种或多种或任何组合：水、或水溶液、或煤、或粉煤灰、或石灰石、或锌尾矿、或磷矿石、或硅铝石、或铜精矿、或铁矿石、或滑石、或高岭土、或水泥、或混凝土、或骨料、或密实固体或高密度固体、或密度高于低密度流体的固体、或密度高于水的固体、或氟碳化合物、或卤化试剂或卤素。例如，固液混合物可以包括包含但不限于以下中的一种或多种或任何组合：水、或水溶液、或低密度固体、或塑料或碳氢化合物。高密度液体、高密度流体、低密度液体、低密度流体或其任何组合可能是基本上不可压缩的流体。在本文的一些描述中，流体可以被描述为‘液体’。‘液体’可以包括包含至少一部分液体的任何流体，其可以包含但不限于液体和/或固液混合物。
一些示例实施例涉及气窝和凹形结构：示例实施例可以涉及连接到液体结构的底部或侧部的‘壁’。液体结构可以包含但不限于以下中的一个或多个或组合：浮式结构、码头、浮标、平台、浮体、船、平底船、艇或表面结构。液体结构也可以包含这样的结构：所述结构锚定至陆地或至少部分地由陆地支撑，同时还在水中或靠近水或与水接触，或浸没在水中或与水接触，或与另外的液体接触。
在一示例实施例中，所述结构可以是码头(请注意：码头以示例浮式结构的形式提供，本文所描述的实施例的要素可以应用于本文所描述的其它浮式或非浮式结构)。‘壁’连接到码头或作为码头的组件或作为码头的底部的形状的特征，其可以连接到码头的侧部或底部，或者靠近码头的底部的周界。可替代地，码头的底部的形状可以被定制成具有所述‘壁’，其中例如，所述‘壁’可以是码头的形状的一部分，而不是所连接的单独材料。所述‘壁’可以突出超过浮式码头的与水接触的大部分或全部的竖直水深。‘壁’与结构的连接可以理想地是气密或水密的。所述‘壁’可以仅包括凹形结构或凹形结构的突出部分。
所述壁可以导致例如定位于浮式结构的底部附近的凹形区域或腔体的形成，或者可以包括浮式结构的底部的大部分。在本实施例中，气体或低密度液体或其它流体可占据所述凹形区域的至少一部分。所述流体可以包含但不限于以下一种或多种或其组合：空气、氮气、水蒸气、甲烷、氢气、烟道气、二氧化碳、氧气、惰性气体、氩气、氦气、几乎不溶于水的气体、碳氢化合物、丁烷、丙烷、乙烷、臭氧或其组合。出于实例的目的，所述流体可以被称为‘气体’，尽管气体可以只是流体的示例状态，也可以采用其它流体状态，其可以包含但不限于液体、超临界或其任何组合。气体可以至少部分地或半永久地或几乎永久地‘被截留’在所述凹形区域中。所述凹形区域中的所述‘截留的’气体可以被称为‘气窝’或‘空气窝’。所述气体保持在所述凹形区域中，因为例如，1)水与气体相比的较大密度；和/或2)气体几乎不能穿过水/气体界面；和/或3)凹形区域的相对气密性或气密密封。
可以通过使用简单的空饮料杯和装满水的容器来演示空气窝的工作原理。当空的饮料杯倒置并以倒置的位置浸没在水的表面之下时，所述饮料杯中的空气可能被截留在所述饮料杯中，因为水可能无法取代所述空气，因为空气不能通过所述饮料杯子向上逸出。所述截留的空气可以是空气窝的实例，并且杯内捕获空气的区域可以是凹形区域或空腔的实例。在现有技术中使用所述空气窝效应的示例应用可以包含‘潜水钟’。
所述气窝或空气窝可以导致在水与凹形区域的表面的至少一部分之间形成分离或不连续的分离。因为水与凹形区域的固体表面之间的气窝的物理分离或屏障，水可以与所述固体表面的至少一部分脱离接触。凹形区域的固体表面的表面积中的显著部分可以与所述气窝接触。被空气窝置换的水的表面积中的显著部分可以在空水界面处与气窝接触。与所述气窝接触的所述凹形区域或表面积可以包括例如表面结构的底部的底部的显著部分或几乎全部的表面积。与所述气窝接触的所述凹形区域或表面积可以包括可能暴露于水或其它液体或易受水或其它液体影响或以其它方式与水或其它液体接触的表面积的显著部分或几乎全部。所述显著部分可以包括大于结构的与液体或水体接触的表面的底部的5％、或大于10％、或大于20％、或大于30％、或大于40％、或大于50％、或大于60％、或大于70％、或大于80％、或大于90％或大于95％。
污垢或结垢或生长物形成可以被液体与凹形区域的表面的至少一部分之间的例如由于所述气窝导致的所述分离或不连续的分离抑制。当水与固体表面直接接触时，在水环境中通常出现结垢或污垢或生长物。所述空气窝使水的显著的表面积能够与水-气体界面或者水-空气界面接触而不是与固体表面接触(否则其可能与固体表面接触)。所述气体分离或空气屏障防止液体滋生的(liquid-borne)或水滋生(water-borne)的污垢或结垢物或生长物粘附至所述固体表面。所述凹形区域可以包括浮式结构或与液体接触的结构的底部的表面积的至少一部分。所述凹形区域可以包括所述浮式结构或与液体接触的结构的底部的显著部分或大部分或几乎全部的表面积，相对于没有气窝或空气窝的相同结构，这可以使污垢或结垢或生长物形成能够大量减少。
污垢或结垢物或生长物通常通过与固体表面直接接触而自水粘附至表面。水滋生的污垢或结垢物或生长物通常不能穿过空气或其它气体到达同体表面。重要的是要注意，在水滋生的污垢或结垢物或生长物能够以某种方式穿过空气或其它气体到达固体表面的情况下，通过所述气体传递的质量可能比水与固体表面直接接触的情况小若干数量级。结果，相对于固体表面与水直接接触的环境，水滋生的污垢或结垢物或生长物可能没有足够的质量传递来在气体或空气环境中进行基本上任何或相对等效的污垢、结垢或生长。
○气窝或凹形区域或两者都可能增加或降低稳定性。稳定性可能增加，例如，由于在一个侧部上具有气体-固体界面、在另一侧部具有固体-水界面的结构所形成的‘抽吸’效应或吸引。稳定性可以通过例如降低码头的中心来增加，例如通过向凹形区域的‘壁’增加重量。通过向凹形区域的壁或在结构底部附近增加重量，在例如结构上的重量不平衡或大浪的情况下，结构可能不太可能倾斜成足以损失气窝中的气体。气窝或凹形区域可能会通过潜在地增加中心而降低稳定性。如果结构处于具有显著波浪或潜在汹涌水流的环境中，则可能需要例如结合回转稳定器或稳定锚或稳定重物或稳定接地结构，以增加稳定性或使倾斜最小化。
○可以使用气窝或凹形区域或能够形成气窝的表面修饰物来防止腐蚀或劣化。例如，当储存在水下时，腐蚀敏感材料或装置可以被放置在气窝中。例如，当推进器或船不使用时，船的推进器可以被气窝包围，这可以通过用凹形区域围绕或包围所述推进器来实现。例如，当例如不使用时，水下液压设备或水下调整片可以被气窝包围。
●可以将管放置在气窝或凹形区域中，并且可以使用所述管和/或气泵(其可以连接到所述管)将气体(例如，包含但不限于本文所描述的气体，如空气或氮气)泵送到凹形区域中。管的开口之一可以放置在所述凹形区域内或所述凹形区域下。最初将气体泵送到所述凹形区域中可以使得能够在所述凹形区域中形成气窝。在形成气窝后，可以将另外的气体泵送到所述区域中，从而进行例如以下中的一种或更多种或组合(包含但不限于)：使所述气窝扩大以替换可能己经从所述气窝逸出的气体，或者使过量气体能够从所述气窝和凹形区域外流或溢出。
所述凹形区域或气窝可能在例如大浪的情况下或当结构以显著角度倾斜时被水渗透。可能有利的是，所述水接触是暂时的或尽可能短的持续时间，以最小化由例如水接触导致的潜在结垢或污损或腐蚀。一种潜在地使水接触的频率最小化的方法可以包括使用例如管或加压空气储罐将空气或其它气体泵送到所述凹形区域或腔体中。所述空气或其它气体可以被连续泵送到所述凹形区域中，或者可以仅在某些情况下被泵送到所述凹形区域中。例如，所述某些情况可以包括当气窝或空气窝处于失去空气的风险或处于水渗透到凹形区域中的风险时。例如，所述某些情况可以包括当结构倾斜超过特定角度时，这可以被触发或测量，例如，使用本领域己知的用于测量角度变化或移动的装置。例如，所述某些情况可以包括当所述凹形区域的固体表面的一部分被润湿或至少部分被润湿或与水接触时，这可以例如使用水传感器或润湿传感器或本领域已知的类似装置来触发或测量。
可能期望的是，‘壁’是耐用的并且能够应对码头或多个码头的重量并抵抗其它物体或元件的破坏。例如，所述壁可以包括例如‘裙部’，其中材料可以在结构上是可弯曲的，然而可以储存空气窝。尽管与气垫船不同，但是所述‘裙部’可以类似于气垫船中使用的‘裙部’，所述裙部可以部分或全部保持在水的表面下方。
—种示例耐用的壁包括管，所述管连接到码头的底部并附接在例如码头底部的外周界附近，并且所述管可以围绕码头的外周界。为防止损伤‘壁’，管可以在移动码头时塌缩。所述管可以使用例如(包含但不限于)气动或液压压力装置(如气动或液压压力或填充有气动或液压流体)而膨胀或可以变得更刚性。所述管可以以防止空气或水穿过码头与管‘壁’之间的连接的方式连接到码头。
本发明和/或本发明的元件(可以包含但不限于‘壁’、气窝、凹形区域、管、气泵或空气泵，和/或本文所描述的实施例的其它元件)可以被改装到现有结构上，或者可以是新结构的元件。
本发明还可以应用于防止或最小化非水液体环境中的污垢或结垢物或生长物。
浮式结构的部分可以与水或液体接触，例如，其可以包含凹形区域或气窝外的固体表面。与水或液体接触的所述固体表面可能易于受到生长物、污损或结垢影响。重要的是应注意，水或液体的表面下方的大部分固体表面积可以与气窝接触，并且因此可能不易受到生长物、污损或结垢的影响或不太容易形成生长物、污损或结垢。这可能具有显著减少或消除固体结构的大部分表面下表面积上的生长物、污损或结垢的形成的效果。与水或液体接触的表面可能形成生长物、污损或结垢，然而可能需要的是应注意：1)侧壁通常比浮式结构的底部/水下主体/下腹部更容易清洁/擦洗；2)生长物、污垢或结垢形成的总景可能显著少于不使用本发明的情况；3)通过将过量空气泵送到所述凹形区域中并促进小空气泡的形成(其可以沿结构的侧部上升)，可以产生空气幕，所述空气幕使未被空气窝保护的区域上的生长物形成最小化。
水可以指一定量的液体。所述量的液体可以包含但不限于包含至少一部分水(包含盐水)的一定量的液体。所述量的液体可以包含但不限于海洋环境、水生环境、河流、湖泊、卤水池、压裂水、废水、油储存、化学品储存或其它液体环境。
气窝可以在低湍流或最小湍流或非湍流条件下被截留或静止。非湍流条件可以包含这样的环境：在所述环境中，水是平静的且对于肉眼来说不移动，并且所述水中的结构对于肉眼来说也不移动。低湍流或最小湍流条件可以包含这样的环境：在所述环境中，水是平静的且对于肉眼来说是移动的，和/或所述水中的结构是平静的并且对于肉眼来说是移动的。在低湍流环境中，虽然存在可辨別的移动，但是水或结构的移动不足以使气窝中的气体的超过10％、或超过20％、或超过25％、或超过30％、或超过40％、或超过50％在30秒时段内从结构下方逸出。重要的是应注意，所述气体逸出可能不包含气体从所述气窝中的有意移除或气体通过与所述气窝相互连接的管逸出。
○一些实施例可以用于促进生长物形成，如某些形式的生长物。例如，本文所描述的实施例如气窝可以形成在某个区域中，以杀死入侵的藻类物种或入侵负类的卵、其它潜在有害的水滋生的生命形式。例如，气窝可以实现局部氧化。例如，气窝可以实现局部脱氧化。例如，气窝可以实现局部冷却，其可以包括蒸发冷却，这可以增加例如珊瑚的寿命或改善其健康。例如，气窝可以实现局部pH调节，如通过CO2移除或CO2气体脱离的pH增加。
示例的示例性实施例：
用于防止水结构上的结垢和水垢的系统，其包括：
●含有凹形区域的结构，
●其中所述凹形区域包含气窝，
●其中所述气窝导致水与所述凹形区域的表面的至少一部分之间的部连续的分离。
用于防止水结构上的结垢和水垢的系统，其包括：
●含有腔体的结构，
●其中所述腔体包含气窝，
●其中所述气窝导致液体与所述腔体的至少一部分之间的部连续的分离。
示例的示例性子实施例
●其中所述不连续的分离抑制了与由所述气窝占据的所述区域接触的固体表面上的结垢物、污垢和生长物的形成。
●其中定位于所述凹形区域下方或内部的具有开口的管与加压气体源互连。
●其中所述加压气体源可以包含空气泵、气体泵、加压气体管线或其组合。
●其中所述管连接到允许控制气体通过所述管进入或离开所述气窝的阀。
●其中对于所述结构处于所述水中的时间的超过30％、或超过40％、或超过50％、或超过60％、或超过70％、或超过80％、或超过90％或超过95％，与所述气窝接触的固体表面积的至少一部分与水分离或不直接接触。
●其中所述水包括一定量的液体。
●其中，所述气窝置换液体。
●其中所述气窝在低湍流或最小湍流或非湍流条件下被截留或静止。
●其中气体可以连续或半连续地或在需要补充气体的情况下被泵送到所述气窝中。
●其中气体被泵送到所述气窝中，超过所述腔体或凹形区域的体积容量，从而导致溢出的气泡。
●其中所述溢出的气泡减少了不与所述气窝直接接触的固体表面积上的污垢。
●其中使用对结构的区段的形状修饰，所述溢出的气泡沿着不与所述气窝直接接触的所述固体表面积有条不紊地分散。
●其中所述形状修饰可以包含穿孔、凹坑、微观修饰、表面形态或宏观修饰。
●其中所述结构在水面上的高度可以通过增加或减少所述凹形区域或腔体中的气体的体积来调节。
●其中所述凹形区域或腔体被改装到先前存在的结构上。
●其中所述凹形区域或腔体是先前存在的结构的形状的一方面。
●其中所述凹形区域或腔体是新结构的形状的一方面。
●其中所述凹形区域或腔体的形状或尺寸或强度或刚度是可调节的。
●其中所述可调节性可以包含所述凹形区域或所述凹形区域的‘壁’的受控形成或塌缩。
●其中所述可调节性可以包含所述凹形区域或所述凹形区域的‘壁’使用气动或液压装置而受控形成或塌缩。
●其中所述可调节性可以包含所述凹形区域的受控体积或深度或表面积。
●其中所述气窝的体积、或形状、或表面积、或深度是可调节的。
●其中所述气窝可调节性涉及以下中的一项或多项或组合：添加或从所述气窝移除气体的能力、改变所述气窝或凹形区域的形状或轮廓的能力、调节凹形区域的‘壁’的形状或尺寸的能力。
●其中除了气体之外或代替气体，所述气窝包含非水液体。
●其中所述气窝的表面是疏水的或包含疏水涂层。
●其中所述气窝或凹形区域或腔体可以用作潜水钟或暂时庇护所或储存区域。
●其中所述管连接到止回阀，所述止回阀允许气体(如空气)进入所述管和/或所述凹形区域，然而不允许空气从所述区域释放。
附图标记：
●‘1’或‘(1)’：浮式平台或码头的顶部区段。
●‘2’或‘(2)’：浮体或浮筒，浮式平台或码头的底部区段。
●‘3’或‘(3)’：气体或空气窝，其可以处于‘2’的底部或下侧上的凹形区域中。
●‘4’或‘(4)’：液体，如水体或油。
●‘5’或‘(5)’：延伸壁，其可以延伸超过空气窝的竖直深度。
●‘6’或‘(6)’：在‘2’的与水接触的侧壁上的空气或气体气泡幕。‘6’可以由被泵送到凹形区域和气窝中的气体超过了凹形区域的气体容量的体积造成。侧壁中的穿孔或凹坑可以有利于所述气泡幕。气泡幕可以减少不与气窝接触的表面上的生长物形成。
●‘7’或‘(7)’：连接到管(具有箭头的管线)的空气泵或气体泵。管可以将由所述泵泵送的所述气体或空气与凹形区域相互连接。
图1：在每个浮体或浮筒的底部上具有凹形区域‘气窝’(‘3’)的示例码头。气窝可以使码头的底部上的大部分表面积或码头的与空气窝接触的表面积能够不具有或具有最小水平的污垢、结垢物或生长物。
图2：在每个浮体或浮筒的底部上具有凹形区域‘气窝’(‘3’)的示例码头。管可以被放置在码头的下方或连接到码头的底部。空气或其它气体可以被泵送到管中，所述管将气体引导到气窝中。如果气体的体积超过凹形区域或腔体的体积，则气泡可以沿着码头的侧部上移，如果需要，气泡可以沿着码头的侧部形成气泡幕(‘6’)。例如通过在凹形区域的‘壁’中布置凹坑或穿孔可以促成所述气泡幕。凹坑或穿孔可以定位于凹形区域的所述‘壁’的竖直深度的底部附近。所述气泡幕可能对于最小化气窝的外部的污垢、结垢和生长物来说是期望的。如果需要连续的气泡幕，可能需要连续的泵送空气流。
图3：具有延伸的‘壁’的示例性实施例，所述延伸的壁可以用于在例如波浪、湍急水流或码头的角度显著改变的情况下防止空气或气体损失。延伸壁可以延伸到超过空气窝的深度的深度。如果需要，延伸壁可以进行配重，以降低重心。可能期望的是，防止空气窝延伸至延伸壁的全部深度(例如，以确保码头稳定)，在这种情况下，可能期望的是，在延伸壁的某些部分中包含小穿孔。在具有延伸壁的实施例中，空气或其它气体可能需要不太频繁地或在较少的情况下被泵送到空气窝中。
图4：示例实施例，其中改变气窝中的气体的体积调节了浮式结构(如码头)的角度和/或液体表面上方的高度。图4可以示出通过将空气泵送到两个凹形区域中、增加空气窝的体积以及使水从凹形区域移出来增加码头在水的表面上方的高度。本发明实施例对于增加或减少高度或减小码头的吃水可能是有利的。有利的是，由于例如由例如相对较小的压头高度而导致的凹形区域中潜在的较低的空气压力，可能需要相对较少的能量以增加码头的高度。有利的是，不需要移动部件与液体接触。
图5：示例实施例，其中改变气窝中的气体的体积调节了浮式结构(如码头)的角度和/或液体表面上方的高度。图5可以示出通过从凹形区域释放空气、增加空气窝的体积以及使水从凹形区域移出来减小码头在水的表面上方的高度。本发明实施例对于增加或减少高度或减小码头的吃水可能是有利的。
潮汐发电系统或能量储存系统，或其任何组合
描述：本发明实施例可以涉及用于由因潮汐导致的水位变化来产生能量的系统和方法。一些实施例可以适用于例如潮汐能能量产生系统，所述系统从由于例如潮汐而引起的水位变化中产生能量。一些实施例可以涉及使用由于潮汐而引起的水位上升而从储存区域置换的空气或其它流体来产生能量，例如电力。一些实施例可以涉及使用由于潮汐而引起的水位下降而移动到储存区域中的空气或其它流体来产生电力。空气的运动或空气的置换可以通过一个或多个管传递到例如表面，和/或可以使用例如气动发电机转换成电力。如果需要的话，电力的产生、气动泵、气动发电机和/或其它组件都可以定位于水或储存区域之外的表面上。如果需要，可以使用不同于空气的另一种气体或流体，或者除空气之外使用另一种气体或流体，或者使用另一种气体或流体与空气结合。所述储存区域可以包括水或空气或流体不可渗透的材料或结构，所述材料或结构具有包含可以被流体占据的空间的凹形区域。所述凹形区域可以由多孔材料占据，例如沙子或岩石或煤渣块或塑料瓶或包装材料，其可以包含可以被流体(如水或空气)占据的空间。所述储存区域可以包括水或气密衬垫或防水布，其在沙子或岩石或煤渣块或塑料瓶或包装材料或固体材料的一部分上形成凹形区域，所述凹形区域具有可以被流体如水或空气占据的空间。所述储存区域可以包括刚性结构，如旧船或塑料容纳件。所述储存区域可以包括袋、囊或柔性结构，当在例如较低潮汐处填充有气体或低密度液体时，所述袋、囊或柔性结构可以扩大，而当在较高潮汐处所述气体或低密度液体被释放通过例如发电机时，所述袋﹑囊或柔性结构可塌缩。所述凹形区域可以包括可以被如水或空气的流体占据的开放空间。所述凹形区域可以被定位成使得凹形区域面向地球的表面的方向(例如,重力的力的方向)，使得较低密度流体可以在需要的情况下被截留在所述凹形区域中。所述凹形区域可以包含在所述凹形区域内部具有开口的管。所述管可以与表面相互连接，在所述表面处，其可以连接到气动泵或气动发电机或液压泵或液压发电机。所述管可以放置在所述凹形区域下和周围(与例如穿过所述储存区域的材料相反)，因为这可以降低穿过所述储存区域的泄漏的可能性。
凹形区域或储存区域可以包括用于另一个目的的基础设施，所述基础设施可以包含但不限于以下中的一个或多个或组合：污水管道系统、排水系统、活水系统、废水系统、排水管道、进入管道、流出管道或水储存区域。
凹形区域或储存区域可以用多孔材料填充物填充。所述多孔材料填充物可以包括包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：沙子、碎石、石、包装材料、或煤渣块、或塑料瓶、或塑料容纳件、或塑料桶、或相互连接的煤渣块、或相互连接的塑料容纳件或相互连接的包装材料。
凹形区域或储存区域可以是现有的或新的海洋结构的部件或者被构建到其中。例如，凹形区域或储存区域(其可以与空气管和气动发电机/泵整合)可以被制造为组件堤道、防波堤、建筑基础、填埋区或土地扩张或人工岛屿。有利的是，在构造之后很少看到或很少被利用的滨水土地的下层面可以被转化为用于从潮汐或水体的水位变化中产生可再生动力的手段。
例如，凹形区域或储存区域可以以三个总体步骤被构造成堤道或填埋区或人工岛屿的部分：1)空气管可以放置在将要构造的海洋结构的区域中。所述空气管可以具有这样的端部，所述端部定位于最终构造的凹形区域或储存区域的竖直高度附近的一定竖直高度处。如果有利的话，水管可以被放置在将要构造的海洋结构的区域中，以便于水在最终构造的凹形区域或储存区域中流动。可替代地，如果例如不使用水管的话，水渗流或渗透可能是水流的唯一来源。2)可以添加多孔材料填料物，如岩石、或沙子、或煤渣块或其它填充材料、或本文所描述的其它多孔填充材料或其组合。所述填充材料可以包括凹形区域或储存区域的内部。所述填充材料可以围绕空气管。可以期望的是，所述填充材料包围空气管，尽管如此不是基本上或完全堵塞或扭结或阻塞空气管。填充材料可以被仔细地布置，以匹配储存区域或凹形区域内衬的设计或轮廓。3)内衬可以放置在所述填充材料和管道之上。可以期望的是，内衬与填充材料的轮廓相匹配，并且可以期望的是，内衬在填充材料或储存区域的整个竖直深度上围绕填充材料。内衬可以包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：HDPE内衬、或LDPE内衬、或铝内衬、或钢内衬、或金属涂层内衬、或金属内衬、或水泥内衬、水泥层、或黏土内衬、或填埋区内衬、或池塘内衬、或湖泊内衬、储存池内衬、或尼龙内衬、或土工合成内衬、或PVC内衬、或袋、或织物、或纺织品、或网状物、或高强度聚合物内衬、或织造内衬、或编织内衬、或包括多个材料层用于强度或流体密闭的内衬或防水布。
在己经布置了内衬之后，可以添加包括海洋结构的其余部分的材料以例如构造海洋结构。如果有利的话，缓冲材料可以添加到内衬的顶部或底部，以最小化潜在的磨损与撕裂或防止内衬中穿孔的形成。所述缓冲材料可以包含但不限于以下中的一个或多个或其组合：沙子、或粗麻布、或股线、或纺织尼龙、或凯夫拉尔、或碎石、或黏土、或泥土、或泡沫、或水泥、或混凝土、或网状物、或织物、或纺织品或橡胶。有利的是，可以构造本发明的在水的表面下方或地下或在储存区域或腔体内没有移动部件的潮汐发电系统。
例如，凹形区域或储存区域可以被构造为人工礁的一方面，或者由原本可能会沉没的容器或结构构成。例如，凹形区域或储存区域可以使用倒置的容器或轮船或船或邮轮或驳船来构造。有利的是，船的船体可能已经是流体密闭的，尽管如来需要，可以采用另外的修补或加强。一种示例实施方案可以涉及以下步骤中的一个或多个：1)将管和/或水管道布置在所述容器内部。空气管的开口可以放置或附接在容器的底部附近(当所述容器变成储存区域或凹形区域时，所述开口可以靠近储存区域或凹形区域的最终顶部)。水管可以用于促进水流入和流出储存区域或凹形区域。2)将多孔填充材料布置到所述容器的至少一部分中。当容器的开放空间被空气占据时，所述多孔填充材料可以用于防止容器漂浮。可替代地或另外地，可以通过使用锚和线来防止所述容器漂浮，所述锚和线可以均匀地分布在容器上。如有必要，容器内剩余的空气空间的一部分可以用水填充以促进下沉。3)翻转所述容器使其倒过来，并将所述容器放置在水体的底部处或附近。可能期望的是，填充材料至少部分地包含在容器中，以防止填充材料的显著的不受控制的溢流。由于所述容器内被至少部分地覆盖的隔室，可以包含填充材料。可替代地或另外地，所述填充材料可以使用织物或网状物或股线或网来容纳。在容器接近所述水体的底部时，进行此步骤可能是有利的，以便例如使填充材料的不受控制的溢流最小化。空气管道可以连接到定位于表面附近、表面处或上方的空气泵或气动发电机。水管道可以向周围水体开放。有利的是，如果储存区域或凹形区域定位于水体的底部附近，则在整个能量产生步骤中，它可能经历接近或几乎水体的全部液压压头，尽管这可能取决于所述凹形区域相对于水体的深度的贤直高度以及低潮和高潮之间的水位差。
一些实施例可以利用水体中的储存区域中由于可能因潮汐导致的水位变化而产生的液压力差异来发电。一种实施例可以涉及水体的表面下方的储存区域。在相对较低的水位或潮汐期间，可以使用例如一个或多个管将空气泵送到储存区域中，从而置换所述储存区域中的水。在相对较高的水位或潮汐期间，可以允许水从所述储存区域中置换空并且所述空气可以通过例如一个或多个管进入气动发电机，从而产生有用的功或电力。重要的是应注意，在较高的水位或潮汐时，储存区域中的液压压力可能显著大于较低水位或潮汐期间在储存区域中的液压压力。例如，由于相比于在较低的水位或潮汐期间将空气泵送到所述储存区域中所需的能量或电力，在较高的水位或潮汐时由被置换到发电机中的空气中产生的能量或电力的量显著较大，所以可以产生净能量或电力。所产生的净能量或电力可以包括在较高水位或潮汐期间产生的能量与在较低水位或潮汐期间消耗的能量之间的差异。
实施例可以在一个或多个潮汐循环期间产生电力。例如，一些实施例可以在约1天时段中的四个潮汐循环(例如：2个高潮汐，两个低潮汐)期间产生电力，这方面的实例可以是采用地下腔体的实施例，所述地下腔体具有在较高潮汐或较低潮汐或两者处的海洋水位的范围中的深度。例如，一些实施例可以在约1天时段中的两个潮汐循环(例如：2个高潮汐)期间产生电力，这方面的实例可以是采用下部水储存区域的实施例，所述下部水储存区域位于与一定区域中的低潮汐深度的水深度的下方或附近或约相同的水深度处。例如，一些实施例可以在比其可用容量少的循环期间发电-这方面的实例可以是采用具有在较高潮汐或较低潮汐或两者时的海洋水位的范围内的深度的地下腔体的实施例，其中所述过程仅在较高潮汐期间产生电力。仅在较高潮汐期间产生电力的实施例可能是有利的，因为一些腔体可能在结构上不适合部分真空，在一天期间的所有四次潮汐移动期间产生电力可能需要所述部分真空。
如果有利的话，所述过程可以采用水电发电机或水力发电机。重要的是应注意，使成本最小化并使寿命最大化，使用通过空气置换提供动力的气动发电机可能是有利的。
腔体、储存区域或凹形区域可以是类似的术语或同义词。
一些实施例可以涉及适用于在水下储存低密度流体的储罐。例如，一些实施例可以涉及刚性或柔性结构。例如，一些实施例可以涉及含有多孔固体介质的储罐或储存区域，其中低密度流体可以储存在所述多孔介质的孔中。例如，一些实施例可以涉及含有多孔固体介质的储罐或储存区域，其中通过将较低密度流体泵送到或以其它方式引导到所述多孔介质中以置换储存在所述多孔介质中的较高密度流体而将较低密度流体储存在所述多孔介质中。例如，一些实施例可以采用包括多孔介质的储存贮存器，其中所述多孔介质的密度或重量可以降低所述储存贮存器的浮力。例如，一些实施例可以采用包括多孔介质的储存贮存器，其中如果例如贮存器内的压力小于贮存器之外、或邻近贮存器、或贮存器周围或与所述贮存器处于相同海拔的压力，固体多孔介质的存在可以防止所述贮存器的基本塌缩。例如，一些实施例可以采用包括多孔介质的储存贮存器，其中如果例如流体以比流体被添加到或泵送到储存贮存器中更大的体积速率从储存贮存器中泵送出来或移除，固体多孔介质的存在防止所述贮存器的基本塌缩。例如，一些实施例可以采用包括多孔介质的储存贮存器，其中如果例如一种流体从储存贮存器中泵送出来或移除，而不同时向所述贮存器中另外添加另一种流体，固体多孔介质的存在可以防止所述贮存器的基本塌缩。基本塌缩可以包括总体积减少大于或等于以下中的一个或多个或其组合的储存贮存器：1％、或5％、或10％、或15％、或20％、或25％、或30％、或35％、或40％、或45％、或50％、或55％、或60％、或65％、或70％、或75％、或80％、或85％、或90％或95％。
示例优点：
●成本：
○材料成本低。材料成本可以简单地包括内衬、管道、填充材料(如果不是己经存在于周围环境中的话)以及气动发电机或泵。
○劳动力成本可能会有所不同，这取决于安装是否是另一个项目的一部分，比如海洋结构的构造，以及安装是否需要在地表下方挖掘或疏浚。
●抗逆力与耐久性：
○一些实施例可以定位于地下或水体的表面下方，从而减少来自波浪和碎片的潜在危害。
○一些实施例可以在水体的表面下方没有移动部件，从而减少或消除因腐蚀、结垢或碎片导致的潜在复杂性。
○如果需要，移动部件可以不与水或水体接触或直接接触，从而降低其成本并增加其预期寿命。
●效率
○使用相对低压的压缩空气提供动力的气动发电机可以以大于50％、或大于60％、或大于70％、或大于80％或大于90％的效率发电。
示例逐步描述
地下的空气与水腔体：
概述：图14-19可以示出采用地下储存区域或空腔的实施例，其可以用于从潮汐中产生能量和/或在用低密度流体置换高密度流体的重力势能中储存能量。一些图都可以示出在通过由于例如包含但不限于潮汐导致的水位的变化来产生电力的方法中的示例步骤。在图14-19中，储存区域或空腔可以包括用于流体如空气、或低密度液体、或水、或高密度液体、或其任何组合的大部分开放空间。
图14：步骤1(较高潮汐，正在填充，电力产生)：图14可以示出正在产生电力的实施例。空气被允许通过空气管或气动泵中的阀的开口释放，这允许空气通过管道离开储存区域进入可以产生电力的气动发电机中。由于周围或附近水体中的水位相对于储存区域中的水位相对较高，所以储存区域中的空气压力可以大于大气压力。来自周围或附近水体的水可以通过泵或经由渗漏行进到储存区域中，从而置换所述储存区域中的空气。可以通过控制进入气动发电机的空气的流动速率来控制离开储存区域的空气的流动速率和进入储存区域的水的速率。
图15：步骤2(高潮汐，腔体填满的)：图15可以示出储存区域几乎充满水的实施例。储存区域可以被认为在其实现以下中任一个时是几乎装满水的：1)储存区域中的水位接近附近水体的最近潮汐范围中的最大水位或处于所述最大水位；或者2)水体积达到储存区域的最大实际体积容量。
图16：步骤3(较低潮汐，正在排空，正在产生电力)：图16可以示出当周围水体水位与储存区域内的水位相比相对较低时产生电力的实施例。当水离开所述储存区域时，由于空气流动到储存区域中，可以产生能量，并且其中所述空气的流动为例如气动发电机提供动力。水流出所述储存区域可以通过水管道或水渗漏。重要的是应注意，储存区域的深度或者水管道的深度(如果水管道连接到储存区域的话)可以理想地低于水体中的水的深度，以防止不受控制的水离开储存区域或空气进入储存区域。空气流动和水离开可以通过打开连接到空气管或气动发电机的阀来控制。
图17：步骤4(较低潮汐，排空的)：图17可以示出储存区域几乎充排空水的实施例。储存区域可以被认为在其实现以下中的一个时是几乎排空水的：1)储存区域中的水位接近附近水体的最近潮汐范围中的最小水位或处于所述最小水位；或者2)储存区域中没有水。
图18：步骤4替代方案(较低潮汐，排空的，取决于年份时间和定位)：图18可以示出储存区域完全没有水的实施例。重要的是应注意，从储存区域离开的水产生的能量可能需要水管道或者需要储存区域至少部分位于水的表面下方，以防止无意的空气或水流动。重要的是应注意，几乎完全被空据的储存区域可以最大化潜在的能量产生能力。
图19：步骤5(较低潮汐，将剩余水泵送出去)：图19可以示出一实施例，其中空气或其它低密度流体被泵送到储存区域以置换水。例如，当周围水体的水位或潮汐相对较低时，或者当电力或能量过量或相对便宜时，或者上述情况的任何组合时，可能希望将空气或另一种较低密度流体泵送到储存区域中。在一些实施例中，在退潮时将空气泵入储存区域(并置换残留水)所需的能量可以显著小于由储存区域中空气占据的可置换体积的增加所产生的能量。在一些实施例中，泵送空气或其它低密度流体以置换水所需的能量可以等于或大于水置换空气或其它低密度流体所产生的能量。本实施例可以包括能量储存过程。本实施例可以包括能量储存系统，其中潮汐或潮汐能的存在可提高往返能量效率和/或能够产生比充电或存储期间所需的电力更多的电力。另外地，空气或其它低密度流体可以被泵送到储存区域中，以去除可能已经被截留在空气管道中的水。
水/空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例：
概述：图20–23可以示出采用地下储存区域或腔体的实施例。每个图都可以示出在通过由于例如包含但不限于潮汐导致的水位的变化来产生电力的方法中的示例步骤。在图14-19中，储存区域或腔体大部分可以包括多孔填充材料，所述多孔填充材料可以包含空间以供如空气或水的流体占据。用于产生电力的步骤可以类似于图14-19所示的步骤。
图20：步骤1(较高潮汐，正在填充，电力产生)：图20示出了水/空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例。
图21：步骤2(高潮汐，腔体填满的)：图21示出了水/空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例。
图22：步骤3(较低潮汐，正在排空，正在产生电力)：图22示出了水/空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例。
图23：步骤4(较低潮汐，排空的)：图23示出了水空气腔体或储存区域含有多孔材料的示例实施例。
水下容器(在整个动力产生期间可以接近完全压头高度，可以包括同步能量储存系统和潮汐发电系统)：
图24：步骤1(较高潮汐，正在填充，正在产生电力)：图24示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图25：步骤2(较高潮汐，满的)：图25示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图26：步骤3(较低潮汐，正在排空)：图26示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图27：替代性步骤3(较低潮汐，正在排空，取决于潮汐和位置)：图27示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图28：步骤4(较低潮汐，排空的)：图28示出了水/空气腔体或储存区域定位于水体上或水体内的示例实施例。
图29：图29示出了具有浮式泵或发电机站的示例实施例。
可以理解的是，尽管以上附图中的很多附图都示出了在水体的底部处或其附近的容器或其它储存结构，但是它可以定位于水面以下任何方便的定位。在一些实施例中，它可以系泊在水体的底部和/或顶部。
空气可以用本文所描述的其它流体取代。在流体包括液体的情况下，可以采用水轮发电机或水力发电机来代替气动发电机。
相对较高的潮汐是指水体中的水位高于相对较低的潮汐期间的水位时。水位变化可能主要是由于引力潮引起的水位的变化。
示例的示例性实施例：
●一种潮汐发电系统，其包括：
○包括由至少一部分不透水材料包围的腔体、或凹形区域、或储存区域的区域，
○其中在相对较高潮汐时，水从所述区域中置换空气，
○其中在相对较低潮汐时，空气置换水，
○其中电力是通过空气移至或移出所述区域而产生的。
示例的示例性子实施例：
●其中能量或电力是使用气动涡轮机或发电机而产生的。
●其中所述区域定位于地表下方、或堤道内、或填埋区、或人工岛屿、或防波堤、或建筑基础、或结构基础或其组合。
●其中所述储存区域包含多孔填充材料。
●其中所述多孔填充材料包括以下中的一个或多个或组合：沙子、碎石、石、包装材料、或煤渣块、或塑料瓶、或塑料容纳件、或塑料桶、或相互连接的煤渣块、或相互连接的塑料容纳件或相互连接的包装材料。
●其中所述不透水材料可以包括内衬。
●其中空气利用管道离开和进入所述区域。
●其中所述管道在所述储存区域内具有开口，或者在水的表面上方具有开口，或者两者。
●其中水通过水渗漏进入或离开所述区域。
●其中水通过管道进入或离开所述区域。
●其中水通过不透水材料或所述区域中的开口进入或离开所述区域。
●其中所述区域在结构上是刚性的。
●其中所述区域在结构上是柔性的或可扩张或可塌缩的，并且可以包括囊、袋或类似装置。
●其中所述空气定位于所述结构上柔性的区域内，并且所述结构上柔性的区域在较低潮汐期间膨胀并在较高潮汐期间塌缩。
●其中所述塌缩通过将空气从所述结构上柔性的区域置换到气动发电机中来产生电力。
●其中所述区域包括用于另外的目的的基础设施，如以下中的一个或多个或其组合：污水管道系统、排水系统、活水系统、废水系统、排水管道、进入管道、进入系统、流出管道、流出系统或储存区域。
●其中内衬包括以下中的一个或多个或其组合：HDPE内衬、或LDPE内衬、或铝内衬、或钢内衬、或金属涂层内衬、或金属内衬、或水泥内衬、水泥层、或黏土内衬、或填埋区内衬、或池塘内衬、或湖泊内衬、储存池内衬、或尼龙内衬、或土工合成内衬、或PVC内衬、或袋、或织物、或纺织品、或网状物、或高强度聚合物内衬、或织造内衬、或编织内衬、或包括多个材料层用于强度或流体密闭的内衬或防水布。
●其中所述区域被构造为人工礁的一方面，或者由原本可能沉没的容器或结构或其组合构造而成。
●其中，空气在较低潮汐期间被泵送到所述区域中，并且空气在较高潮汐期间从所述区域被释放到发电机中。
●其中较高潮汐期间产生的能量超过较低潮汐期间消耗的能量。
●其中空气被泵送到所述区域中以储存电力。
●其中，空气从所述区域释放以产生电力。
●其中本发明可以用作潮汐能能量产生装置、能量储存装置或两者。
冷水动力产生
较低密度流体和/或较高密度流体可以处于比环境空气温度、水面空气温度、一个或多个深度处的水温或其任何组合更低的温度、更高的温度或不同的温度。例如，当较低密度流体和/或较高密度流体从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器时，其温度可以低于例如具有温跃层的水体中的地表水温度或地表空气温度或两者。例如，在其中系统位于温跃层水体中的一些实施例中，能量储存系统可以被设计成使得当将低密度流体和/或高密度流体转移到、储存在或从较低海拔贮存器转移或其任何组合时，至少一部分热量从低密度流体或高密度液体中移除。例如，在其中系统定位于温跃层水体中的一些实施例中，能量储存系统可以被设计成使得当转移到较低海拔贮存器、储存在较低海拔贮存器中或从较低海拔贮存器转移或其任何组合时，通过与海水或水体的热交换，从低密度流体和/或高密度流体中去除至少一部分热量。
在一些实施例中，其中系统位于温跃层水体中，低密度流体和/或高密度流体(其温度可能不同于地表水温度或地表空气温度)可用于热机中以发电。
例如，在其中系统位于温跃层水体中的一些实施例中，当所述低密度流体和/或高密度流体从较低海拔贮存器转移到较高海拔贮存器时，低密度流体或高密度流体的温度可能低于地表空气温度或地表水温度。所述低温低密度流体和/或高密度流体可以用于热机的冷侧或散热器。例如，所述低温低密度流体和/或高密度流体可以与热力发动机中的工作流体进行热交换，使得热量从热力发动机中工作流体传递到低温低密度流体和/或高密度流体。所述热机的热侧可以包括热源，其可以包含但不限于空气或表面上的空气、水或地表水、或需要冷却的应用、废热或冷凝水、或其任何组合。
热力发动机可以包括一个或多个热力发动机或热力发动机的组合，其可以包含但不限于朗肯循环、有机朗肯循环或卡利纳循环、开放循环或封闭循环、空气涡轮机、搅拌电机、用于利用小温差发电的热力发动机、渗透热力发动机或其任何组合。
温跃层水体可以包括水体，其中水的温度随深度变化。例如，温跃层水体可以包括海洋连接的水体、海洋、湖泊或其它水体，其中水体表面附近的水温高于水体底部附近的水温。
在一些实施例中，可能需要使用具有增强比热容的低密度流体和/或高密度流体。例如，一些实施例可以使用比热容大于水的流体。例如，一些实施例可以使用比热容大于乙二醇防冻剂的流体。例如，一些实施例可以采用具有流体-流体相变焓的流体-流体相转变流体，其可导致有效比热容大于在期望温度范围内包括所述流体-流体-相变流体的各个化学品的比热容。增强的比热容可以使得每立方米低密度流体和/或高密度流体能够产生更大的动力和/或总传热和/或热储存。在例如采用低密度流体和/或高密度流体作为热源、或热沉、或焓源的实施例中，提高的比热容可使得每立方米低密度流体和/或高密度流体产生更大的功率和/或总热传递和/或热储存。
本发明的一些实施例可以包括封闭系统。例如，在一些实施例中，在系统的正常操作中，低密度流体和/或高密度流体可以不与外部环境中的空气或水直接接触。在一些实施例中，处于封闭系统中的低密度流体和/或高密度流体可能是有利的，因为它可以防止或最小化潜在的生物淤积、结垢、腐蚀或其任何组合。在一些实施例中，封闭系统中的低密度流体和/或高密度流体可能是有利的，因为其可以防止或最小化潜在的生物淤积、或结垢、或腐蚀、或其任何组合，这可以增加海洋热能转换系统、或用于从温差产生能量的系统、或采用低密度流体和/或高密度流体的其任何组合的寿命和/或长期效率和/或降低资本成本。
在一些实施例中，海底热交换器或热交换过程，或其任何组合，以促进与深水的热交换或从低密度流体和/或高密度流体中去除热量。在一些实施例中，所述热交换可涉及在系统中或在较低海拔贮存器中使用的管道、立管或储存容器或其任何组合。在一些实施例中，所述热交换可以包括或进一步包括海底热交换器、或热交换盘管或其任何组合，以促进低密度流体和/或高密度流体与深水之间的热传递，或促进从低密度流体或高密度流体或其任意组合移除热量。
在一些实施例中，当例如需要动力时，可能需要从低密度流体和/或高密度流体与另一种介质之间的温差产生动力。例如，可以从热力发动机产生动力，而不是从低密度流体与高密度流体的置换产生动力，或者除此之外，还可以从热力引擎产生动力。例如，可以从热力发动机产生电力，而不是从能量储存系统释能产生电力，或者除了从能量储存设备释能产生电力之外。
例如，下表显示了在45F冷侧和85F热侧卡诺效率的50％下，1立方米低密度流体和/或高密度流体在以下比热容和密度下产生的估计kWh动力。如下所示，取决于密度和比热容，每m3低密度流体和/或高密度流体产生的动力量相对于用低密度流体置换水所储存或产生的能量而言可能是显著的。在一些情况下，由低密度流体和/或高密度流体与热源之间的温度差产生的动力量可以大于从流体置换能量储存储存的能量量。在一些实施例中，能量储存系统可以包括同时热机，并且唯一地，可以产生比所储存的更多的动力。
具体实施例
“用于防止海洋结构结垢的系统和方法”的实施例
1.一种用于减少水中结构上结垢的系统，所述系统包括：
水中结构，所述水中结构包括至少一个暴露于水的表面；
凹形区域，所述凹形区域位于所述暴露于水的表面的至少一部分上，其中所述凹形区域被配置成维持水与所述区域之间的基本上不连续的物理分离，并且其中所述凹形区域的至少一部分被气体占据。
2.根据实施例1所述的系统，其中通过控制所述凹形区域中的气体量来维持基本上不连续的物理分离。
3.根据实施例1所述的系统，其进一步包括操作性地连接到所述凹形区域的控制器和气体源，其中所述控制器和所述气体源控制所述气体量。
4.根据实施例3所述的系统，其中所述控制器和所述气体源用于在所述凹形区域的至少一部分中用气体置换水。
5.根据实施例1所述的系统，其中所述气窝在受控的时间段内被可控地固定。
6.根据实施例5所述的系统，其中所述时间为至少约5秒。
7.根据实施例1所述的系统，其中所述基本上不连续的物理分离存在的时间大于使用所述结构的时间的30％。
8.一种用于减少水中结构上结垢的系统，所述系统包括：
水中结构，所述水中结构包括至少一个在使用所述结构时暴露于水的表面；
凹形区域，所述凹形区域位于所述暴露于水的表面的至少一部分上，其中所述凹形区域被配置成维持水与所述区域之间的基本上不连续的物理分离。
9.根据实施例8所述的系统，其中所述凹形区域下方的体积是可调节的。
10.根据实施例8所述的系统，其中所述凹形区域的表面积是可调节的。
11.根据实施例8所述的系统，其中所述凹形区域相对于水的高度是可调节的。
12.根据实施例8所述的系统，其中所述凹形区域下方的体积、所述凹形区域的表面积或所述凹形区域在水面上方的高度中的至少一个通过改变所述凹形区域的表面形态或所述凹形区域上的表面形态来调节。
13.根据实施例8所述的系统，其中所述暴露于水的表面的至少一部分基本上是疏水的。
14.一种改进的水中结构，其包括：
结构，所述结构包括至少一个在使用所述结构时暴露于水的表面，其中所述改进包括：
将暴露于水的所述表面的至少一部分配置成使得当使用所述结构时，所述部分与水具有不连续的分离，并且其中当使用所述结构时，与水具有不连续的分离的所述部分在所述部分与水之间提供气窝。
15.根据实施例14所述的改进的水中结构，其中通过调节所述窝中的气体的量来控制暴露于水的所述表面与水的基本不连续的物理分离的量。
16.根据实施例14所述的改进的水中结构，其中所述不连续的分离存在的时间大于使用所述结构的时间的30％。
17.根据实施例14所述的改进的水中结构，其中与缺少所述不连续部分的类似结构相比，被配置成不连续的所述部分减少了至少50％的可见结垢。
18.根据实施例14所述的改进的水中结构，其中所述窝中的气体的量是可调节的。
19.根据实施例14所述的改进的水中结构，其中所述气窝的体积是可调节的。
20.根据实施例14所述的改进的水中结构，其中所述不连续的分离部分的表面积或体积是可调节的。
21.根据实施例14所述的系统，其中不连续的分离部分相对于水的高度是可调节的。
针对“用于产生动力的低密度流体置换”的实施例
1.一种用于产生电力的系统，其包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器位于水体的表面附近并且被配置成储存与水基本上不混溶的低密度流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器定位于水体的表面之下并且被配置成储存水；泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的低密度流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器中的水而储存电力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述低密度流体返回到所述第一贮存器来产生电力(或释能)。
2.根据实施例1所述的系统，其中所述泵和所述发电机可以是同一单元。
3.根据实施例1所述的系统，其中所述第二储存贮存器包括可扩张或可收缩的结构。
4.根据实施例1所述的系统，其中所述第二储存贮存器包括囊、袋或球囊。
5.根据实施例1所述的系统，其中所述第二储存贮存器含有具有开口的凹形区域，所述开口在所述凹形区域的底部附近向水体开放。
6.根据实施例1所述的系统，其中所述第二储存贮存器被拴系至所述水体的底部。
7.根据实施例1所述的系统，其中所述低密度流体包括碳氢化合物液体或天然气。
8.根据实施例1所述的系统，其中所述低密度流体包括压缩天然气或液态天然气。
9.根据实施例1所述的系统，其操作性地连接到需要电力的单元。
10.一种用于产生能力的方法，所述方法包括：
通过用第二流体置换具有第一密度的第一流体的至少一部分来储存能量，所述第二流体具有低于所述第一流体的第二密度，其中所述第一流体和第二流体基本上彼此不混溶；
通过用第一较高密度流体置换第二较低密度流体的至少一部分来允许动力释能；
其中所述产生步骤、允许步骤或两者都通过压力和重力来促成。
11.根据实施例10所述的方法，其中所述产生步骤、允许步骤或两者发生在水的表面下方，其中所述水用于促成压力。
12.根据实施例10所述的方法，其中所述第一流体是水。
13.根据实施例10所述的方法，其中所述第二流体包括压缩天然气、液态天然气、液态烃、石油醚或原油。
14.根据实施例10的方法，其中所述具有第二密度的第二流体储存在水体的表面附近。
15.根据实施例10所述的方法，其进一步包括将动力释能转换成电力。
16.根据实施例10所述的方法，其进一步包括储存所述动力释能。
17.根据实施例10所述的方法，其进一步包括将动力释能转换成电力。
18.根据实施例10所述的方法，其中所述第一流体或所述第二流体包括废液。
19.根据实施例10所述的方法，其中所述第一流体或所述第二流体包括由固体废物产生的流体。
20.根据实施例10所述的方法，其中所述第一流体或所述第二流体包括食用油。
用于“水下能量储存和电力”的实施例
1.一种用于由潮汐产生电力的方法，所述方法包括：
提供腔体，所述腔体与潮汐水域操作性地连接并且被配置成使得在较高潮汐时空气被水置换，并且使得在较低潮汐时水被空气置换；
在较高潮汐时用水置换所述腔体内的空气的至少一部分；
在较低潮汐时用空气置换所述腔体内的水的至少一部分；
其中水、空气或两者的置换产生动力。
2.根据实施例1所述的方法，其中所述腔体在底部上开放。
3.根据实施例1所述的方法，其进一步包括将被置换空气中的至少一部分转移到气动发电机。
4.根据实施例1所述的方法，其进一步包括在置换空气期间控制空气的流动速率。
5.根据实施例1所述的方法，其进一步包括在置换空气期间控制水的流动速率。
6.根据实施例1所述的方法，其中所述腔体在地上方。
7.根据实施例1所述的方法，其中所述腔体在地之下。
8.根据实施例1所述的方法，其中所述腔体至少部分地浸没在潮汐水体中。
9.根据实施例1所述的方法，其进一步包括通过一个或多个管道将被置换空气的至少一部分转移到气动发电机。
10.根据实施例1所述的方法，其中所述腔体包括柔性内衬。
11.根据实施例1所述的方法，其中所述腔体是刚性的。
12.根据实施例1所述的方法，其中所述腔体是可扩张的或可收缩的。
13.根据实施例1所述的方法，其被配置成使得在较高潮汐时产生的能量超过在较低潮汐期间消耗的任何能量。
14.一种用于由潮汐产生电力的方法，所述方法包括：
提供腔体，所述腔体至少部分地填充有多孔材料和空气，所述腔体与潮汐水操作性地连接并且被配置成使得在较高潮汐时空气被水置换，并且使得在较低潮汐时水被空气置换；
在较高潮汐时用水置换所述腔体内的空气的至少一部分；
在较低潮汐时用空气置换所述腔体内的水的至少一部分；
其中水、空气或两者的置换产生动力。
15.根据实施例14所述的方法，其中所述多孔材料包括沙子、碎石、岩石、包装材料、或煤渣块、或塑料瓶、或塑料容纳件、或塑料桶、或相互连接的煤渣块、或相互连接的塑料容纳件、或相互连接的包装材料或其混合物。
16.根据实施例14所述的方法，其中所述腔体包括柔性内衬。
17.根据实施例14所述的方法，其中所述腔体是刚性的。
18.根据实施例14所述的方法，其中所述腔体是可扩张的或可收缩的。
19.根据实施例14所述的方法，其进一步包括将被置换空气中的至少一部分转移到气动发电机。
20.根据实施例14所述的方法，其进一步包括在置换空气期间控制水的流动速率。
另外的实施例
1.一种用于储存和产生动力的系统，所述系统包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器位于水体的表面附近并且被配置成储存第一流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器定位于所述水体的所述表面之下并且被配置成储存密度高于所述第一流体的第二流体；
泵；以及
发电机；
其中所述泵、所述发电机以及所述第一贮存器和所述第二贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的所述第一流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器中的密度高于所述第一流体的所述第二流体而储存动力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述第一流体返回到所述第一储存贮存器来产生动力或使动力释能；并且
其中所述第一流体是液体。
2.根据实施例1所述的系统，其进一步包括被配置成储存所述第二流体的第三贮存器。
3.根据实施例1所述的系统，其中所述第一贮存器的海拔高于所述第二贮存器的海拔。
4.根据实施例2所述的系统，其中所述第三贮存器与所述第一贮存器处于基本上相同的海拔。
5.根据实施例2所述的系统，其中所述第三贮存器与所述第二贮存器基本上处于相同的海拔。
6.根据实施例2所述的系统，其中所述第三贮存器的海拔高于所述第第一贮存器的海拔。
7.根据实施例2所述的系统，其中在动力储存期间从所述第二贮存器中置换出的所述第二流体被转移至所述第三贮存器并储存在所述第三贮存器中。
8.根据实施例1所述的系统，其中所述第二流体包括盐水、或反渗透排放盐水、或氯化钠、或海盐、或氯化钙、或氯化镁、或甲酸钾、或硫酸镁、或溴化钙、或溴化钠、或乙酸钾、或甲酸钠、或硝酸钙、或硝酸钠、或亚硫酸钠、或亚硫酸钾、或亚硫酸氢钠、或亚硫酸氢钾、亚硫酸镁、或亚硫酸氢镁、或亚硫酸氢钙、或玉米糖浆、或甘油、或丙二醇、或乙二醇、或碳酸丙烯酯或其任何组合。
9.根据实施例1所述的系统，其中所述第二流体包括卤代烃、或碳氟化合物、或有机酸、或无机酸、或二氧化碳、或二氧化硫、或氮氧化物或其任何组合。
10.根据实施例1所述的系统，其中所述第一流体包括碳氢化合物。
11.根据实施例1所述的系统，其中所述第一流体包括空气。
12.根据实施例1所述的系统，其中所述第二流体的密度在20℃时大于1.02千克每升。
13.根据实施例1所述的系统，其中所述第一流体包括水。
14.根据实施例1所述的系统，其中所述第二贮存器内的压力和相邻水体的压力相差约0巴至约10巴。
15.根据实施例1所述的系统，其进一步包括压力交换器。
16.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器定位于所述第二贮存器附近。
17.根据实施例15所述的系统，其中在动力储存期间，所述压力交换器从所述第一流体提取压力并将所提取的压力转移至所述第二流体。
18.根据实施例15所述的系统，其中在动力产生期间，所述压力交换器从所述第二流体提取压力并将所提取的压力转移至所述第一流体。
19.根据实施例17所述的系统，其中所述压力提取发生在(1)当所述第一流体被转移到所述第二贮存器时，或者(2)在转移之前，或者(3)在(1)和(2)两者中。
20.根据实施例18所述的系统，其中所述压力提取发生在(1)当所述第二流体被转移到所述第二贮存器时，或者(2)在转移之前，或者(3)在(1)和(2)两者中。
21.根据实施例17所述的系统，其中所述压力交换器提取的压力小于或等于所述第二贮存器附近的所述第一流体的压力减去所述第二贮存器的海拔处的所述水体的所述流体静压力。
22.根据实施例18所述的系统，其中所述压力交换器提取的压力小于或等于所述第二贮存器附近的所述第二流体的压力减去所述第二贮存器的海拔处的所述水体的所述流体静压力。
23.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器使得能够使用所述第二流体，同时使得所述第二贮存器能够在与所述第二贮存器相同的海拔处与所述水体处于压力平衡。
24.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器包括液压交换器。
25.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器调节压力提取，以确保所述第二贮存器内的流体压力与和所述第二贮存器处于相同海拔的所述水体的流体静压力的差异小于容限压力。
26.根据实施例25所述的系统，其中所述第二贮存器含有内部压力传感器和外部压力传感器；
其中所述内部压力传感器测量所述第二贮存器内的所述流体压力；并且
其中所述外部压力传感器测量邻近所述第二贮存器的所述水体的压力；并且
其中所述内部压力传感器和所述外部压力传感器被配置成与所述压力交换器通信。
27.根据实施例25所述的系统，其中所述容限压力小于约10atm。
28.根据实施例25所述的系统，其中所述容限压力小于200个大气压。
29.根据实施例15所述的系统，其中所述压力交换器是泵、或涡轮、或旋转涡轮或其任何组合。
30.一种用于储存和产生动力的方法，所述方法包括：
操作性地连接泵、发电机、水体的表面附近的第一储存贮存器以及定位于所述水体的所述表面之下的第二储存贮存器，其中所述第一储存贮存器被配置成储存第一流体，并且其中所述第二储存贮存器被配置成储存密度高于所述第一流体的第二流体；
通过将所述第一储存贮存器中的所述第一流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器中的所述第二流体而储存动力；以及
通过允许所述第二储存贮存器中的所述第一流体返回到所述第一储存贮存器来产生动力或使动力释能；
其中所述第二流体是不可压缩的。

Claims (17)

1.一种用于储存和产生动力的系统，所述系统包括：
第一储存贮存器，所述第一储存贮存器位于水体的表面附近并且被配置成储存第一流体；
第二储存贮存器，所述第二储存贮存器定位于所述水体的所述表面之下并且被配置成储存密度高于所述第一流体的第二流体；
泵；
发电机；以及
压力交换器，
其中所述泵、所述发电机以及所述第一储存贮存器和所述第二储存贮存器操作性地连接，使得通过将所述第一储存贮存器中的所述第一流体泵送到所述第二储存贮存器来置换所述第二储存贮存器中的密度高于所述第一流体的所述第二流体而储存动力，并且通过允许所述第二储存贮存器中的所述第一流体返回到所述第一储存贮存器来产生动力或使动力释能；
其中所述第一流体是液体；
其中所述压力交换器定位于所述第二储存贮存器附近；并且
其中在动力储存期间，所述压力交换器从所述第一流体提取压力并将所提取的压力转移至所述第二流体。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一流体包括碳氢化合物。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二流体的密度在20℃下大于1.02千克/升。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一流体包括水。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二储存贮存器内的压力和相邻水体的压力相差0巴至10巴。
6.根据权利要求1所述的系统，所述压力提取发生在(1)当所述第一流体被转移到所述第二储存贮存器时，或者(2)在转移之前，或者(3)在(1)和(2)两者中。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力交换器提取的压力小于或等于所述第二储存贮存器附近的所述第一流体的压力减去所述第二储存贮存器的海拔处的所述水体的流体静压力。
8.根据权利要求1所述的系统，其中在动力产生期间，所述压力交换器从所述第二流体提取压力并将所提取的压力转移至所述第一流体。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述压力提取发生在(1)当所述第二流体被转移到所述第二储存贮存器时，或者(2)在转移之前，或者(3)在(1)和(2)两者中。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述压力交换器提取的压力小于或等于所述第二储存贮存器附近的所述第二流体的压力减去所述第二储存贮存器的海拔处的所述水体的流体静压力。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力交换器使得能够使用所述第二流体，同时使得所述第二储存贮存器能够在与所述第二储存贮存器相同的海拔处与所述水体处于压力平衡。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力交换器包括液压交换器。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力交换器调节压力提取，以确保所述第二储存贮存器内的流体压力与和所述第二储存贮存器处于相同海拔的所述水体的流体静压力的差异小于容限压力。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述第二储存贮存器含有内部压力传感器和外部压力传感器；
其中所述内部压力传感器测量所述第二储存贮存器内的所述流体压力；并且
其中所述外部压力传感器测量邻近所述第二储存贮存器的所述水体的压力；并且
其中所述内部压力传感器和所述外部压力传感器被配置成与所述压力交换器通信。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述容限压力小于10atm。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述容限压力小于200个大气压。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力交换器是泵、或涡轮或其任何组合。
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