JP2009052879A - Electric power storage system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、商用電力において、夜間電力と昼間電力との平準化を図るため、夜間や休日などの電力を熱エネルギーに変換して貯蔵しておき、昼間のピーク電力発生時などに熱エネルギーを使用する電力の貯蔵システムに関する。 In the present invention, in order to equalize nighttime power and daytime power in commercial power, the power during nighttime and holidays is converted into heat energy and stored, and the heat energy is stored when daytime peak power is generated. The present invention relates to a power storage system to be used.
従来、この種の電力の貯蔵システムとして最も代表的なものとしては、揚水発電所がある。この揚水発電所は、夜間にダムへ水をポンプで汲み上げ、日中の電力消費量の多い時間帯にダムの水で水車発電機を運転して発電を行うものである。 Conventionally, there is a pumped storage power plant as the most representative of this kind of power storage system. This pumped-storage power plant pumps water to the dam at night, and generates electricity by driving a turbine generator with the water of the dam during the daytime when power consumption is high.
また、理論的に最も効率の良い電力の貯蔵システムは、超伝導マグネットを使用したシステムである。このシステムは、電気抵抗ゼロの超伝導コイルで作ったマグネットに電流を流して磁気エネルギーとして貯蔵しておき、必要に応じて負荷を接続して電力として取り出すものである。 The theoretically most efficient power storage system is a system using a superconducting magnet. In this system, a current is passed through a magnet made of a superconducting coil having zero electric resistance and stored as magnetic energy, and a load is connected as necessary to take out the electric power.
さらに、最も一般的で安価であり、一般の家庭にも普及している形態は、図7に示すように、余剰の深夜電力を利用する電気ヒータ式の給温水装置よりお湯を沸かして温水とし、この温水を専用の保温槽に貯蔵し、風呂や洗濯、家事などの温水として使用される深夜電力利用電気温水器である。このシステムは、水は比熱が大きく、流体であるためその取扱いが簡単であること、保温の温度が低いために外気との温度差が小さく、発砲スチロールなどの簡易な断熱方法で外部に失われる熱損失を小さく押さえることが可能であり、コスト安価で手軽に採用することができるものである。また、このシステムに使用される給温水装置150は、構造を簡略化するために、保温槽151の周囲に電気ヒータ152を取り付け、所定の温度まで加温して保温するようになっている。そして、温水を使用する場合には、保温槽の上部の取り出し口153より取り出して使用する。また、給水は保温槽の下部の給水口154より水道からの冷水が供給されるようになっている。
Furthermore, as shown in FIG. 7, the most common and inexpensive form that is popular in ordinary households is to boil hot water from an electric heater type hot water supply device that uses surplus midnight power to make hot water. It is an electric water heater that uses midnight power and stores this hot water in a dedicated heat-reserving tank and is used as hot water for bathing, washing, housework, etc. In this system, water has a large specific heat and is easy to handle because it is a fluid, and since the temperature of the heat retention is low, the temperature difference from the outside air is small, and it is lost to the outside by a simple heat insulation method such as foamed polystyrene. It is possible to suppress heat loss to a small level, and it can be easily adopted at low cost. In addition, in order to simplify the structure of the hot
しかしながら、上述した従来の電力の貯蔵システムとしての揚水発電所においては、山間部にダムを築いて行われるので、規模が大きく、立地条件に制限があり、建設期間長く建設費用も莫大になるので、簡単に実現できるものではなかった。 However, in the pumped storage power plant as the conventional power storage system described above, the dams are built in the mountains, so the scale is large, the location conditions are limited, the construction period is long, and the construction costs are enormous. It wasn't easy to achieve.
また、超伝導コイルを使用したシステムは、変換効率が90%以上と、確かに理論的に優れたシステムであるが、実際にこのシステムを作る場合には、超伝導コイルの製作やこの超伝導コイルを絶対零度(−273℃)近くまで冷却するためのヘリウム冷凍機を必要とし、技術的に困難であるとともにその設備には膨大な費用がかかり、簡単には実現できないという問題があった。 In addition, a system using a superconducting coil is a theoretically superior system with a conversion efficiency of 90% or more. However, when actually making this system, the superconducting coil is manufactured or this superconducting system is used. This requires a helium refrigerator for cooling the coil to near zero (−273 ° C.), which is technically difficult and requires a huge amount of equipment, and cannot be easily realized.
さらに、給温水装置においては、保温槽の下部の給水口より水道からの自動的に冷水が供給されるようになっているので、保温槽の内部には温水と冷水が共存し、温水の温度が低下するという問題があった。さらに、この給温水装置を使用する場合において、最初は保温槽から蛇口まで間に溜まっていた冷水が出てしまうという問題もあった。そこで、この問題を解決する手段として、保温の温度を水の沸点(100℃)近くに設定する方法もあったが、本質的に改善されるものではなかった。 Furthermore, in the hot water supply device, cold water is automatically supplied from the water supply from the water supply port at the bottom of the heat insulation tank, so that hot water and cold water coexist in the heat insulation tank, and the temperature of the hot water There was a problem that decreased. Furthermore, when this hot water supply apparatus is used, there is also a problem that cold water accumulated at first from the heat insulation tank to the faucet comes out. Therefore, as a means for solving this problem, there is a method of setting the temperature of the heat retention to be close to the boiling point of water (100 ° C.), but this is not essentially improved.
すなわち、熱エネルギーを貯蔵する場合には、熱力学のカルノーサイクルの原理より、その熱エネルギーを貯蔵する媒体の温度が高ければ高いほどその効率が高くなる。従って、質の良い熱エネルギーとして貯蔵するためには保温槽の温度を高温に設定することが重要となる。保温槽の熱エネルギーQでカルノーサイクルを運転して仕事のエネルギーWを取り出すことを考えると、熱力学的に仕事として取り出される割合(回収効率η)は保温槽の温度と外気の温度で決定される。各温度での回収効率ηを下記に示す。 That is, in the case of storing thermal energy, the higher the temperature of the medium for storing the thermal energy, the higher the efficiency, based on the principle of thermodynamic Carnot cycle. Therefore, it is important to set the temperature of the heat retaining tank to a high temperature in order to store it as high-quality heat energy. Considering taking out the work energy W by operating the Carnot cycle with the thermal energy Q of the thermal insulation tank, the rate (recovery efficiency η) extracted thermodynamically as work is determined by the temperature of the thermal insulation tank and the temperature of the outside air. The The recovery efficiency η at each temperature is shown below.
保温層の温度(℃) 100 300 500 700 1000
回収効率η 0.23 0.50 0.63 0.70 0.77
Thermal insulation layer temperature (° C.) 100 300 500 700 1000
Recovery efficiency η 0.23 0.50 0.63 0.70 0.77
ところが、水を媒体とするシステムは、上限温度が水の沸点温度100℃に押さえられるので、極めて効率の悪いシステムということになる。そこで、媒体の温度を高くするためには、水以外の物質が考えられる。水と比較的入手可能な物質として、鉄、銅、鉛を比較したものが下記データである。 However, a system using water as a medium is an extremely inefficient system because the upper limit temperature is kept at the boiling point of water at 100 ° C. In order to increase the temperature of the medium, substances other than water can be considered. The following data is a comparison of iron, copper, and lead as relatively available substances with water.
材質 比熱(J/gK) 密度(g/ cm3) 比熱×密度(J/cm3K)
水 4.20 1.00 4.20
鉄 0.44 7.86 3.46
銅 0.40 8.93 3.57
鉛 0.13 11.34 1.46
Material Specific heat (J / gK) Density (g / cm 3 ) Specific heat x density (J / cm 3 K)
Water 4.20 1.00 4.20
Iron 0.44 7.86 3.46
Copper 0.40 8.93 3.57
Lead 0.13 11.34 1.46
水の場合は100℃で沸騰するため、温度を100℃以上にすることは非常に困難であるが、金属の場合は融点まで熱エネルギーを貯蔵することが可能となり、比熱が小さくとも効率的に熱にエネルギーを貯蔵することができる。
このデータによれば、鉄の比熱は水に比べて1/10と小さいが、密度が大きいので単位体積当たりの熱量は水に比べてほぼ80%となる。ところが、この鉄を使用して300℃で保温した場合は、100℃で保温した場合より2.4倍効率良く貯蔵できるため、ほぼ水の2倍の熱にエネルギーを貯蔵することができることになる。
In the case of water, since it boils at 100 ° C, it is very difficult to set the temperature to 100 ° C or higher. Energy can be stored in heat.
According to this data, the specific heat of iron is as small as 1/10 compared to water, but since the density is large, the amount of heat per unit volume is almost 80% compared to water. However, when this iron is used and kept at 300 ° C., it can be stored 2.4 times more efficiently than when kept at 100 ° C., so that energy can be stored in almost twice the heat of water. .
本発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもので、極めて効率良く電力を熱エネルギーとして貯蔵できる電力の貯蔵システムを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides an electric power storage system capable of storing electric power as thermal energy extremely efficiently.
本発明の電力の貯蔵システムは、加熱手段で加熱された蓄熱体の内部に形成された流路に媒体を通過させて熱エネルギーを取り出す電力の貯蔵システムであって、前記蓄熱体は、前記加熱手段が備えられた中心蓄熱体と、該中心蓄熱体を多層に取り囲んだ複数の蓄熱層と、該蓄熱層の最外層から前記中心蓄熱体へ層間に亘って延びる流路と、を備えることを特徴とするものである。 The electric power storage system according to the present invention is an electric power storage system in which a medium is passed through a flow path formed inside a heat storage body heated by a heating means to extract thermal energy, and the heat storage body includes the heating A central heat storage body provided with means, a plurality of heat storage layers surrounding the central heat storage body in multiple layers, and a flow path extending from the outermost layer of the heat storage layer to the central heat storage body between the layers. It is a feature.
この場合において、前記流路は、前記最外層から前記中心蓄熱体に近接するにつれて各蓄熱層の流路長が短くなっていること、また、前記蓄熱体は、前記蓄熱層の各層間に断熱層を備えていることが望ましい。 In this case, as for the said flow path, the flow path length of each thermal storage layer becomes short as it approaches the said central thermal storage body from the said outermost layer, Moreover, the said thermal storage body is heat-insulated between each layer of the said thermal storage layer. It is desirable to have a layer.
また、前記蓄熱体の断面が、同心円状の多層構造でもよく、あるいは前記蓄熱体は、球の多層構造でもよい。さらに、前記蓄熱体は、鉄などの金属製でもよく、外殻と内殻により真空層と大気で二重に断熱された蓄熱槽内に配置されてもよい。 The cross section of the heat storage body may be a concentric multilayer structure, or the heat storage body may be a spherical multilayer structure. Further, the heat storage body may be made of a metal such as iron, and may be disposed in a heat storage tank that is double insulated with a vacuum layer and the atmosphere by an outer shell and an inner shell.
本発明の電力の貯蔵システムは、上記構成に加えて、さらに、前記流路を通過させた蒸気の熱エネルギーを用いて発電を行う蒸気タービンを備える構成、あるいは前記流路を通過させた高温ガスの熱エネルギーを用いて発電を行うガスタービンを備える構成としてもよい。 In addition to the above-described configuration, the power storage system of the present invention further includes a configuration including a steam turbine that generates power using the thermal energy of the steam that has passed through the flow path, or a high-temperature gas that has passed through the flow path. It is good also as a structure provided with the gas turbine which produces electric power using the thermal energy of.
または、さらに、前記流路を通過させた高温ガスの熱エネルギーを用いて水を加熱する熱交換器と、前記熱交換器によって発生する蒸気を利用して発電を行う蒸気タービンと、を備える構成としてもよい。 Alternatively, a configuration further comprising: a heat exchanger that heats water using thermal energy of the high-temperature gas that has passed through the flow path; and a steam turbine that generates electric power using steam generated by the heat exchanger. It is good.
または、さらに、水と前記流路に水を通過させて生ずる蒸気または高温水とを混合する混合器と、を備える構成としてもよい。 Or it is good also as a structure further equipped with the mixer which mixes water and the vapor | steam or high temperature water which are produced when water is passed through the said flow path.
本発明の電力の貯蔵システムは、鉄製の蓄熱体を深夜または休日の電力により加熱手段を使用して高温に加熱し、加熱した蓄熱体を蓄熱槽内に保持し、昼間の電力消費量のピーク時に前記蓄熱体に形成された流路を通過する媒体を使用して熱エネルギーとして取り出す構成としたことにより、極めて効率良く電力を熱エネルギーとして貯蔵できるので、大規模なものはピーク発電所の代替えにも使用することができ、小規模なものは家庭用の電気温水器の代わりに使用できるので、極めて優れた電力の貯蔵システムを提供することができる。 The electric power storage system of the present invention heats an iron heat storage body to a high temperature by using a heating means by midnight or holiday power, holds the heated heat storage body in the heat storage tank, and peaks the daytime power consumption. Sometimes it is possible to store power as heat energy by using a medium that passes through the flow path formed in the heat accumulator, so that power can be stored as heat energy very efficiently. Since a small-sized one can be used in place of a domestic electric water heater, an extremely excellent power storage system can be provided.
本発明に係る電力の貯蔵システムの実施の形態を図に基づいて説明する。図1は本発明に係る電力の貯蔵システムの第1の実施の形態を示すブロック構成図、図2は本発明に係る電力の貯蔵システムの第2の実施の形態を示すブロック構成図、図3は本発明に係る電力の貯蔵システムの第3の実施の形態を示すブロック構成図、図4は本発明に係る電力の貯蔵システムの第4の実施の形態を示すブロック構成図である。 An embodiment of a power storage system according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a power storage system according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of a power storage system according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a block configuration diagram showing a third embodiment of the power storage system according to the present invention, and FIG. 4 is a block configuration diagram showing a fourth embodiment of the power storage system according to the present invention.
本発明の第1の実施の形態を示す電力の貯蔵システムAは、図1に示すように、鉄製の蓄熱体1,2,3を深夜または休日の電力により加熱手段4を使用して高温に加熱し、加熱した蓄熱体1,2,3を蓄熱槽10内に保持し、昼間の電力消費量のピーク時に前記蓄熱体1,2,3に形成された流路1a,2a,3aを通過する媒体4である水を使用して蒸気として取り出し、前記蒸気でタービン5を回して、タービン5に直結した発電機6を回し発電する構成としたものである。また、この電力の貯蔵システムAは、タービン5を回した蒸気を回収するための復水器7が備えられ、復水器7により蒸気から冷水にされた水は循環ポンプ8にて循環される。
As shown in FIG. 1, the power storage system A showing the first embodiment of the present invention heats the iron
この電力の貯蔵システムAに使用される蓄熱体は、図1に示すように、蓄熱体1,2,3からなる多重構造の蓄熱体であり、蓄熱体1,2,3のそれぞれその間には耐火レンガなどからなる公知の断熱層10a,10b,10c,が設けられており、全体で蓄熱槽10を構成している。また、それぞれの蓄熱体1,2,3には、内部に媒体4である水の通る流路1a,2a,3aが形成されている。
As shown in FIG. 1, the heat storage body used in the electric power storage system A is a heat storage body having a multiple structure including the
中心部の蓄熱体1はほぼ球体に形成され、この蓄熱体1の内部に加熱用の電熱ヒータ9が埋め込まれている。蓄熱体2,3は球形の外殻構造を形成しており、蓄熱体1と蓄熱体2の間、蓄熱体2と蓄熱体3の間および蓄熱体3と外側ケース10dの間は断熱層が形成されている。そのため、蓄熱体1,2,3および外側ケース10dの間には、機械的に支持するために断熱部材の耐火レンガなどが配置されている。
The
また、この電力の貯蔵システムAは、媒体4として水の代わりにヘリウム、窒素などの不活性ガスを使用することもできる。この不活性ガスを使用する場合は装置としての復水器7が不要となる。
The power storage system A can also use an inert gas such as helium or nitrogen instead of water as the
このように構成された電力の貯蔵システムAにおける蓄熱槽10は、多層構造であり、中心に最も温度の高い蓄熱体1を配置し、この蓄熱体1を取り囲んで外殻構造の蓄熱体2,3を順次配置する。中心の蓄熱体1には電気ヒータ9が取り付けられて電力が供給され、加熱されて昇温し高温になる。すると、熱輻射や伝導により断熱層を通して外部に流出する熱流は、蓄熱体1の外側に配置された蓄熱体2,3により順次吸収され、平衡な温度分布となり落ち着くものである。これらの蓄熱体1,2,3に貯蔵された熱エネルギーは、循環ポンプ8により供給される冷水を順次加熱して高温高圧の水蒸気に変えるものである。このように、蓄熱体を多重構造にすることにより、高い温度の電力の貯蔵システムが可能となる。
The
従って、この電力の貯蔵システムAに使用される蓄熱槽10は、超伝導に用いられるクライオスタットのような高度の多層真空断熱構造は必要なく、一般的な耐火レンガやセラミックを使用した断熱構造でもよい。それも、中心側の断熱層に使用すればよく、外側の断熱層においては、それほど高い耐熱温度が要求されないので、一般的な耐熱性の断熱材が使用できるものである。よって、蓄熱槽10は、非常にコストが廉価にできるので、システム全体もコストが安価となる。
Accordingly, the
この蓄熱体の保温温度を700℃とすると、鉄1m3当たり貯蔵される熱エネルギーQは次式で示される。
Q=3460kJ/K×600K=2076MJ・・・(1)式
但し温度差700−100=600(K)
この熱エネルギーQは電力に換算すると577kWhrとなり、48kWの出力で12時間分に相当するものである。
When the heat retention temperature of this heat storage body is 700 ° C., the thermal energy Q stored per 1 m 3 of iron is expressed by the following equation.
Q = 3460 kJ / K × 600 K = 2076 MJ (1) Formula where temperature difference 700-100 = 600 (K)
This thermal energy Q is 577 kWhr when converted to electric power, and corresponds to 12 hours at an output of 48 kW.
また、上述した電力の貯蔵システムを使用して、例えば代表的な電力の貯蔵システムである揚水発電の揚水に使用した場合を想定する。
1m3の水を30mの高さに揚水する場合のエネルギーは次式で示される。
1000×9.8×30J=0.294MJ ・・・(2)式
従って、
(1)式/(2)式=2076/0.294=7060(m3)
となる。
この水量を12時間使用する1分当たりの揚水量に計算すると、
7060m3/12hr/60mim=9.8m3/min
となる。
Moreover, the case where it uses for the pumping of the pumped-storage power generation which is a typical electric power storage system using the electric power storage system mentioned above, for example is assumed.
Energy in the case of pumping water 1 m 3 to a height of 30m is expressed by the following equation.
1000 × 9.8 × 30J = 0.294MJ (2) Formula Therefore,
(1) Formula / (2) Formula = 2076 / 0.294 = 7060 (m 3 )
It becomes.
When this amount of water is calculated as the amount of pumped water per minute for 12 hours,
7060m 3 /12hr/60mim=9.8m 3 / min
It becomes.
また、図2に示す電力の貯蔵システムBは、上述した電力の貯蔵システムAの一次媒体4に不活性ガスを使用するとともに熱交換器11を使用して二次媒体12の水を加熱するものである。この電力の貯蔵システムBは、上述した電力の貯蔵システムAより大規模で高性能なシステムにする場合に使用されるもので、蓄熱体1,2,3を700℃以上の高温に加熱する場合に使用するもので、その場合には一次媒体4に水を使用すると急激に膨張して水蒸気爆発を起こす心配があるので一次媒体4に不活性ガスを使用するものである。
The power storage system B shown in FIG. 2 uses an inert gas for the
次に、図3に示す電力の貯蔵システムCは、小型で家庭でも使用できるようにしたもので、鉄製の蓄熱体21の周囲を断熱真空層22が設けられた蓄熱槽20を備え、深夜または休日の電力により加熱手段の電気ヒータ23を使用して蓄熱体21を高温に加熱し、加熱した蓄熱体21を蓄熱槽20に保持し、必要に応じてこの蓄熱体21に形成された流路21aを通過する媒体24の水を使用して蒸気として取り出し、この蒸気は混合器25に送られて冷水と混合され、所定の温水26がつくられるようにしたものである。
Next, the electric power storage system C shown in FIG. 3 is small and can be used at home, and includes a
このように構成された電力の貯蔵システムCは、鉄の蓄熱体の保温温度を300℃に設定すると、水を媒体とする蓄熱体(最高温度100℃)に比較すると、質の良いエネルギーとして貯蔵できるものである。ちなみに、計算を単純化するために、0.5m×0.5m×2m=0.5m3の鉄の蓄熱体を考えると、この重量は4300Kgとなり、単位温度あたりの熱容量は1730kJ(キロジュール)/Kとなる。この蓄熱体を100℃から300℃に加熱するには、温度差ΔT=200Kであるから、必要なエネルギーは246MJ(メガジュール)となり、電力に換算すると96kWhr(キロワットアワー)となる。これは、12kWkヒータで、8時間連続で加熱した熱量に相当する。
The electric power storage system C configured as described above stores the heat storage temperature of the iron heat storage body as 300 ° C., and stores it as high-quality energy compared to the heat storage body using water as a medium (
また、参考のため、容量が約250Lの風呂を沸かす(15℃から45℃)ための必要エネルギーを計算すると、21MJとなり、必要な電力は5,8kWとなる。これは2kWのヒータで約3時間の加熱に相当する。さらに、追い炊きする場合を考えると、5℃の昇温に必要な熱量は5.3MJ(1.5kWhr)となり、これは1辺が20cmの鉄の立方体(重量約64kg)で300℃から100℃の温度差の熱量に相当する。すなわち、この程度の蓄熱体を風呂に内蔵することにより追い炊きが可能となるものである。 For reference, if the required energy for boiling a bath with a capacity of about 250 L (15 ° C. to 45 ° C.) is 21 MJ, the required power is 5, 8 kW. This corresponds to heating for about 3 hours with a 2 kW heater. Furthermore, considering the case of additional cooking, the amount of heat required for raising the temperature at 5 ° C. is 5.3 MJ (1.5 kWhr), which is an iron cube (weight of about 64 kg) with a side of 20 cm and from 300 ° C. to 100 ° C. It corresponds to the amount of heat of a temperature difference of ° C. That is, additional cooking is possible by incorporating such a heat storage body in the bath.
上述のように構成された電力の貯蔵システムCは、小型の電力の貯蔵システムとすることが可能となり、従来の深夜電力利用の電気温水器よりも効率良く電力の貯蔵ができるものである。そして、鉄の蓄熱体の温度は、最高300℃であるため、使用する蓄熱槽は高価な断熱材を使用する必要がないので、コストを安価にできるものである。 The electric power storage system C configured as described above can be a small electric power storage system, and can store electric power more efficiently than a conventional electric water heater using midnight electric power. And since the temperature of an iron thermal storage body is a maximum of 300 degreeC, since the thermal storage tank to be used does not need to use an expensive heat insulating material, cost can be made cheap.
さらに、図4に示す電力の貯蔵システムDは、セントラルヒーティングシステムなど用いられるもので、中央の温水槽30などから長い温水配管31で温水が送られる洗面所などに設置されるものである。この電力の貯蔵システムDは、前述した電力の貯蔵システムCと同様の小型の蓄熱槽32を備えたものである。温水配管31の入り口には流量調節弁33が設けられて、温水は蓄熱槽32と混合器34に分岐される。混合器34の先には蛇口35が取り付けられている。
Furthermore, the electric power storage system D shown in FIG. 4 is used in a central heating system or the like, and is installed in a washroom where hot water is sent from a central
上述のように構成された電力の貯蔵システムDを洗面所などで使用する場合は、まず流量調節弁34を開いて長い温水配管31に停留した冷水を蓄熱槽32に流し、所定の温度に加温して使用するものである。そして、蓄熱槽32を使用しているうちに、中央の温水槽30からの温水が洗面所に到達するので、その時点で流量調節弁33を調整して蓄熱槽32へ流れる水を止め、中央の温水槽30からの温水をそのまま使用するものである。
When the electric power storage system D configured as described above is used in a washroom or the like, first, the
このように構成された電力の貯蔵システムDは、従来においては、洗面所などで使用する場合には、その使用が断続的であるため、中央の温水槽30から送られる温水は長い温水配管31に長時間停留し、蛇口35を開き始めに出てくる冷水のかなりの量を流して捨てていたものを、蓄熱槽32で加温して温水にすることができるので、捨てる必要がなくなり、貴重な水資源の有効活用に役立つものである。
Conventionally, when the power storage system D configured as described above is used intermittently when used in a washroom or the like, the hot water sent from the central
また、図5に示す電力の貯蔵システムEは、上述した電力の貯蔵システムA,B,C,Dにおける蓄熱槽を蓄熱槽100に変更したものである。この蓄熱槽100は外殻101と内殻102の間に断熱真空層103を有しており、内殻102の内部に大気層104を介して蓄熱体110を配設したものである。
In addition, a power storage system E shown in FIG. 5 is obtained by changing the heat storage tank in the power storage systems A, B, C, and D described above to a
また、蓄熱体110には貫通して流路106が設けられており、加熱用の電熱ヒータ105が配設されている。この蓄熱体110は4本スタットボルト106により内殻102に固定されている。
Further, the
外殻101はステンレス材料より形成されたもので、上下方向が丸みを帯びた円筒形に加工されている。下部には後述する支柱106をガイドする脚部108が形成され、台座109に取り付けられる。この外殻101の内壁は鏡面に仕上げられており、蓄熱体110をから漏れてくる輻射熱を反射して断熱効果をたかめている。内殻102もステンレス材料から形成されたもので、蓄熱体110を収納固定するため円筒形に加工されている。この内殻102は、内部に密閉された大気層104が加熱されて膨張しても、空気漏れなど発生しないような厚さ、強度を持つものである。
The
この内殻102を支持する支柱108は、ステンレス材料から形成されたもので、蓄熱体110と内殻102を支持し、蓄熱体110と内殻102からの熱が外部に漏れないように、十分な長さを持ち、しかも接合部には断熱材が取り付けられている。
The
また、蓄熱体110は、図6に示すように、円盤状に形成されたコア111に媒体の流路孔11aと電熱ヒータ105の貫通孔111bが設けられており、さらに、このコア111を複数段積層するためにスタットボルト107用の孔111cが4箇所形成されている。
In addition, as shown in FIG. 6, the
このように構成された電力の貯蔵システムEは、上述した電力の貯蔵システムA,B,C,Dと同様に小型の電力の貯蔵システムとすることが可能となり、従来の深夜電力利用の電気温水器よりも効率良く電力の貯蔵ができるものである。そして、鉄の蓄熱体の温度を300℃にすれば、使用する蓄熱槽は高価な断熱材を使用する必要がないので、コストを安価にできるものであり、鉄の蓄熱体の温度を700℃にすれば、非常に効率の高い電力の貯蔵システムとすることができる。 The electric power storage system E configured as described above can be a small electric power storage system, similar to the electric power storage systems A, B, C, and D described above. It is possible to store power more efficiently than a container. If the temperature of the iron heat storage body is set to 300 ° C., the heat storage tank to be used does not need to use an expensive heat insulating material, so that the cost can be reduced, and the temperature of the iron heat storage body is set to 700 ° C. In this way, a highly efficient power storage system can be obtained.
A 電力の貯蔵システム
B 電力の貯蔵システム
C 電力の貯蔵システム
D 電力の貯蔵システム
1 蓄熱体
2 蓄熱体
3 蓄熱体
4 媒体
5 タービン
6 発電機
7 復水器
8 循環ポンプ
9 電気ヒータ
10 蓄熱槽
11 熱交換器
20 蓄熱槽
21 蓄熱体
22 断熱真空層
23 電気ヒータ
24 媒体
25 混合器
26 温水
30 温水槽
31 温水排水管
32 蓄熱槽
33 流量調節弁
34 混合器
35 蛇口
100 蓄熱槽
101 外殻
102 内殻
103 断熱真空層
104 大気層
105 電熱ヒータ
106 流路
107 スタッドボルト
108 支柱
109 台座
110 蓄熱体
111 コア
A power storage system B power storage system C power storage system D
Claims (12)
前記蓄熱体は、
前記加熱手段が備えられた中心蓄熱体と、
該中心蓄熱体を多層に取り囲んだ複数の蓄熱層と、
該蓄熱層の最外層から前記中心蓄熱体へ層間に亘って延びる流路と、
を備えることを特徴とする電力の貯蔵システム。 A power storage system for extracting heat energy by passing a medium through a flow path formed inside a heat storage body heated by a heating means,
The heat storage body is
A central heat storage body provided with the heating means;
A plurality of heat storage layers surrounding the central heat storage body in multiple layers;
A flow path extending across the layers from the outermost layer of the heat storage layer to the central heat storage body,
A power storage system comprising:
前記流路を通過させた蒸気の熱エネルギーを用いて発電を行う蒸気タービンを備えることを特徴とする電力の貯蔵システム。 The power storage system according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
A power storage system comprising a steam turbine that generates electric power using thermal energy of steam that has passed through the flow path.
前記流路を通過させた高温ガスの熱エネルギーを用いて発電を行うガスタービンと、
を備えることを特徴とする電力の貯蔵システム。 The power storage system according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
A gas turbine that generates power using the thermal energy of the hot gas passed through the flow path;
A power storage system comprising:
前記流路を通過させた高温ガスの熱エネルギーを用いて水を加熱する熱交換器と、
該熱交換器によって発生する蒸気を利用して発電を行う蒸気タービンと、
を備えることを特徴とする電力の貯蔵システム。 The power storage system according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
A heat exchanger that heats water using the thermal energy of the hot gas passed through the flow path;
A steam turbine that generates electricity using steam generated by the heat exchanger;
A power storage system comprising:
水と前記流路に水を通過させて生ずる蒸気または高温水とを混合する混合器と、
を備えることを特徴とする電力の貯蔵システム。 The power storage system according to any one of claims 1 to 8, further comprising:
A mixer for mixing water and steam or hot water generated by passing water through the flow path;
A power storage system comprising:
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