JP2008172989A - 蓄電池による電池電力貯蔵方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、蓄電池による電池電力貯蔵においては、大量の電力を貯蔵するためには、大量の蓄電池を必要とした。また、蓄電池には繰り返しの充放電や急速充放電によって、電気化学的劣化が進行する耐久性上の問題があり、環境保全上望まれる電気自動車等の普及の妨げとなっている。
【解決手段】 本発明の蓄電池による電池電力貯蔵方法は、蓄電池に、電気エネルギ−を与えて電力を貯蔵し、さらに、回転運動を与えて、回転運動エネルギ−として貯蔵することを特徴としたもので、従来の課題を解決し、より少ない蓄電池によって、等価的にはより多くの電力の貯蔵が可能となり、かつ、繰り返し使用における劣化を軽減できることから、電気自動車等の移動体をはじめとして、ライフライン用電力貯蔵等、幅広い分野で利用できるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電池による電池電力貯蔵方法に関するものである。

従来、蓄電池による電池電力貯蔵は、単に、蓄電池への電力の貯蔵のみであった。従って、大量の電力を貯蔵するためには、大量の蓄電池を必要とした。また、蓄電池には繰り返しの充放電によって、電気化学的劣化が進行する耐久性上の問題があった。

本発明は、従来の課題を解決し、より少ない蓄電池によって、等価的には、より多くの電力が貯蔵でき、かつ、繰り返し使用における劣化が軽減できる、蓄電池による電池電力貯蔵方法を提供する目的からなされたものである。

上記の課題を解決する本発明は、蓄電池に、電気エネルギ−を与えて電力を貯蔵し、さらに、回転運動を与えて、回転運動エネルギ−として貯蔵することを特徴とした蓄電池にによる電池電力貯蔵方法である。

本発明は、蓄電池が繰り返し充放電でき、電力の貯蔵に最適であるという長所がある一方、一般的には重く、急速な充放電による劣化が早いという短所に着眼し、蓄電池本来の電気化学的作用による電力の貯蔵と、さらに重量物質としての蓄電池に回転運動を与え、回転運動エネルギ−として貯蔵することを特徴としたものである。回転運動エネルギ−は、モ−タ−等によって与えることができ、これによって貯蔵された回転運動エネルギ−は、発電機等によって容易に電気エネルギ−に変換できるので、等価的には、より多くの電力の貯蔵ができる蓄電池による電池電力貯蔵方法を提供できたものである。また、重量物質としての蓄電池への、回転運動エネルギ−の貯蔵は、比較的短時間で実施可能で、かつ、繰り返しによる機械的劣化は、蓄電池の充放電の繰り返しによる電気化学的劣化と比較して、遙かに少ない。さらに、蓄電池の回転運動エネルギ−の供給および受給は、機械的エネルギ−としても電気エネルギ−としても利用できるし、使用する蓄電池の量が少なくてすむので軽量で安価となり、エネルギ−資源および環境保全上望まれている電気自動車等の普及に貢献できるほか、広範囲の産業上の利用分野が考えられる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は、本発明の原理を示す断面図である。本図は、蓄電池１を回転機構体２に円周状に設置し、回転運動を与える手段としてモ−タ−３を用い、モ−タ−３の回転が結合器４を介して回転機構体２を回転させ、蓄電池１にその重量に基づく回転運動エネルギ−を貯蔵できることとした断面図である。

蓄電池１への電力の貯蔵および受給は、回転機構体２が停止時には、蓄電池１の正極、負極端子に直接接続して行なうことでもできるし、蓄電池１の正極、負極に配線された別の端子に接続して行なうこともできる。回転機構体２が回転時には、スリップリングによる方法、また非接触では電磁誘導による方法、マイクロ波による方法、光による方法等があり停止時、回転時いずれも可能である。

貯蔵された回転運動エネルギ−は、発電機５によって容易に電力に変換できるので、等価的には、より多くの電力が貯蔵できる蓄電池による電池電力貯蔵方法を提供できるものである。

蓄電池１は、電解液の種類によって水溶液系と非水溶液系とに大別されている。
実施においては水溶液系、非水溶液系いずれも使用可能であるが、水溶液系を使用する場合は、回転運動によって電解液が漏れない事等の所策が必要な場合もある。回転速度に応じて蓄電池１モジュ−ルの傾きを変え、電解液漏れを防止することも一例である。

実施における蓄電池１は、個別のモジュ−ルを複数配列しても良いし、円盤状、円筒状の一体型のいずれも使用でき、個数及び形状の制限はない。また蓄電池１の代わりにキャパシタ−を用いることもできる。

蓄電池１の大気中での回転運動においては、回転速度が早くなるほど風圧抵抗が増大するので、風圧抵抗を少なくするために、蓄電池１の周辺を風圧抵抗の少ない形状のカバ−で覆うことも有効な所策の一例である。さらに風圧抵抗を低減させる方法としては、蓄電池１を完全密閉し、真空容器あるいは減圧容器内での実施も一例である。

軸受６は一般的なボ−ルベアリング等も使用できるが、回転による摩擦抵抗を減らし回転運動エネルギ−を長時間貯蔵するには、磁気浮上軸受を使用することや回転機構体２を磁気浮上させる方法もある。さらに大型の場合は回転機構体２の円周に誘導コイルを設置し、その円周下部数カ所に超伝導磁石を設置して磁気浮上させることもできる。

結合器４を用いると、回転運動を外部と伝達および遮断することができる。結合器４には機械式、電磁式等を使用できる。

電気エネルギ−を機械的回転エネルギ−に変換もしくは、機械的回転エネルギ−を電気エネルギ−に変換する為の変換器としては、モ−タ−３が最も多く使用されている。これには直流モ−タ−、直流ブラシレスモ−タ−、交流誘導モ−タ−、ステッピングモ−タ−等があり実施においてはいずれも使用できる。さらに回転速度を検知してモ−タ−３に供給する電圧、電流、周波数あるいはパルスを変調させ、回転速度に同期させながら回転速度を増減させることもできる。

本発明の実施においては、蓄電池１に貯蔵された電力は、充電電圧、充電電流、充電時間によって算出できるし、回転運動エネルギ−の変換による等価的電力は、蓄電池１と回転機構体２の合計の重量、回転中心軸と蓄電池１の設置距離および回転速度によって算出できる。コンピュ−タ−技術が進歩した今日ではこれらの値は瞬時に算出され表示でき、電気自動車等の移動体においては、積載荷重、乗車人数等いくつかのパラメ−タを入力することで走行可能距離の表示もできる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。例えば、最初に機械的回転エネルギ−を与えて回転運動エネルギ−を貯蔵し、後に貯蔵された回転運動エネルギ−を電気エネルギ−に変換して蓄電池１に電力の貯蔵をすることも可能である。

本発明は、都市部および都市近郊部の電力負荷調整やライフライン用電池電力貯蔵として利用できる。また電気自動車、バス、電車等各種移動体の電池電力貯蔵としても利用できるほか一般工作機械から家電製品に至るまで幅広く利用できるものである。

本発明の原理を示す断面図である。

符号の説明

１ 蓄電池
２ 回転機構体
３ モ−タ−
４ 結合器
５ 発電機
６ 軸受
７ 固定台
８ 回転運動

Claims (1)

1. 蓄電池による電池電力貯蔵において、蓄電池に、電気エネルギ−を与えて電力を貯蔵し、さらに、回転運動を与えて、回転運動エネルギ−として貯蔵することを特徴とした、蓄電池による電池電力貯蔵方法。

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